SMD LED 19-213/BHC-AP1Q2/3T 蓝色LED规格书 - 蓝色 - 正向电流20mA - 功耗75mW - 中文技术文档

1. 产品概述

19-213/BHC-AP1Q2/3T是一款表面贴装器件（SMD）LED，专为需要紧凑、高效、可靠光源的现代电子应用而设计。该器件为单色类型，具体发射蓝光，采用无铅材料制造，确保符合RoHS、欧盟REACH及无卤要求（溴<900 ppm，氯<900 ppm，溴+氯<1500 ppm）等当代环保与安全标准。

这款SMD LED的主要优势在于其微型封装尺寸，显著小于传统的引线框架型LED。尺寸的减小使设计人员能够实现更小的印刷电路板（PCB）布局、更高的元件组装密度、更低的存储空间需求，并最终开发出更紧凑的终端用户设备。此外，其轻量化结构使其成为对重量控制有严格要求的应用的理想选择。

该器件以行业标准的8mm载带、7英寸直径卷盘形式供货，确保与大批量制造中常用的高速自动贴片设备兼容。其设计也兼容标准的红外（IR）和气相回流焊接工艺，便于集成到自动化组装生产线中。

2. 技术参数详解

2.1 绝对最大额定值

绝对最大额定值定义了可能导致器件永久性损坏的极限值。这些值在环境温度（Ta）为25°C时指定，在任何工作条件下均不得超过。

• 反向电压（VR）：5 V。该LED并非为反向工作而设计；超过此电压可能导致立即失效。
• 正向电流（IF）：20 mA。这是推荐的连续工作电流。
• 峰值正向电流（IFP）：40 mA。此值仅在占空比为1/10、频率为1 kHz的脉冲条件下允许。
• 功耗（Pd）：75 mW。这是封装在不超出其热限值的情况下所能耗散的最大功率。
• 静电放电（ESD）人体模型（HBM）：150 V。必须遵循正确的ESD操作程序以防止潜在损伤。
• 工作温度（Topr）：-40°C 至 +85°C。该器件额定在此宽温度范围内工作。
• 存储温度（Tstg）：-40°C 至 +90°C。
• 焊接温度（Tsol）：对于回流焊，峰值温度规定为260°C，最长10秒。对于手工焊接，烙铁头温度不应超过350°C，每个焊端最长3秒。

2.2 光电特性

光电特性在Ta=25°C、IF=20 mA条件下测量，代表器件在标准工作条件下的典型性能。

• 发光强度（Iv）：典型值未指定为单一数值；相反，器件进行了分档。范围从最小值45.0 mcd到最大值112.0 mcd。视角（2θ1/2）通常为120度，提供宽光束模式。
• 峰值波长（λp）：通常为468 nm，表示光谱发射最强的波长。
• 主波长（λd）：范围从464.5 nm到476.5 nm。这是人眼感知的单一波长，同样进行分档。
• 光谱辐射带宽（Δλ）：通常为25 nm，定义了最大强度一半处（半高宽）的发射光谱宽度。
• 正向电压（VF）：在IF=20mA时，范围从2.7 V到3.7 V。此参数容差为±0.1V，同样进行分档。
• 反向电流（IR）：施加5V反向电压（VR）时，最大为50 μA。此测试条件仅用于表征。

重要说明：关键参数指定了容差：发光强度（±11%）、主波长（±1 nm）和正向电压（±0.1 V）。该器件明确非为反向工作而设计；VR额定值仅适用于IR测试。

3. 分档系统说明

为确保生产中的颜色和亮度一致性，LED根据发光强度和主波长进行分类分档。

3.1 发光强度分档

分档由字母-数字代码（P1, P2, Q1, Q2）定义，每个代码覆盖在IF=20mA时以毫坎德拉（mcd）测量的特定发光强度范围。

• 分档 P1：45.0 mcd（最小）至 57.0 mcd（最大）
• 分档 P2：57.0 mcd 至 72.0 mcd
• 分档 Q1：72.0 mcd 至 90.0 mcd
• 分档 Q2：90.0 mcd 至 112.0 mcd

3.2 主波长分档

波长分档由字母数字代码（A9, A10, A11, A12）定义，每个代码覆盖在IF=20mA时以纳米（nm）测量的特定主波长范围。

• 分档 A9：464.5 nm 至 467.5 nm
• 分档 A10：467.5 nm 至 470.5 nm
• 分档 A11：470.5 nm 至 473.5 nm
• 分档 A12：473.5 nm 至 476.5 nm

这种分档允许设计人员选择满足其应用精确亮度和颜色一致性要求的元件。

4. 性能曲线分析

规格书提供了几条典型特性曲线，说明了器件在不同条件下的行为。这对于理解实际应用场景中的性能至关重要。

• 相对发光强度 vs. 环境温度：此曲线显示了当环境温度超过25°C时，光输出如何下降。这对于热管理设计以维持所需亮度水平至关重要。
• 相对发光强度 vs. 正向电流：此图说明了驱动电流与光输出之间的非线性关系。在超过推荐的20mA下工作，可能在亮度上产生递减的回报，同时增加器件的热量和应力。
• 正向电流 vs. 正向电压（IV曲线）：这条基本曲线显示了二极管中电压与电流之间的指数关系。指定的VF范围（20mA时为2.7V-3.7V）从此曲线读取。
• 正向电流降额曲线：此曲线规定了作为环境温度函数的最大允许正向电流。随着温度升高，最大安全电流降低以防止过热。
• 光谱分布：相对强度与波长的关系图，以典型峰值波长468 nm为中心，带宽约为25 nm。
• 辐射图：描述光强空间分布的极坐标图，确认了典型的120度视角。

5. 机械与包装信息

5.1 封装尺寸

规格书包含LED封装的详细机械图纸。图纸指定了所有关键尺寸，包括长度、宽度、高度、焊盘尺寸及其位置。除非另有说明，尺寸公差为±0.1 mm。此信息对于PCB焊盘设计（焊盘图形）至关重要，以确保正确的焊接和对齐。

5.2 卷盘与载带尺寸

产品以防潮包装供货。载带尺寸被指定以牢固地固定元件。每卷包含3000片。提供了卷盘（7英寸直径）、载带和盖带的详细图纸，除非另有说明，所有公差均为±0.1 mm。这确保了与自动化组装设备的兼容性。

5.3 标签说明

包装标签包含用于可追溯性和正确应用的关键信息：

• CPN：客户产品编号。
• P/N：产品编号（例如，19-213/BHC-AP1Q2/3T）。
• QTY：包装数量。
• CAT：发光强度等级（强度分档代码）。
• HUE：色度坐标与主波长等级（波长分档代码）。
• REF：正向电压等级。
• LOT No：制造批号，用于可追溯性。

防潮袋内包含干燥剂和湿度指示卡，以保护元件在存储和运输过程中免受吸潮影响。

6. 焊接与组装指南

6.1 存储与操作

这些LED对湿气敏感。在准备使用元件之前，不得打开防潮袋。打开后：

• LED应保持在≤30°C和≤60%相对湿度下。
• 必须在168小时（7天）内使用。
• 未使用的LED应重新密封在带有新干燥剂的防潮包装中。
• 如果超过存储时间或干燥剂指示高湿度，在焊接前需要进行60 ±5°C下24小时的烘烤处理。

6.2 回流焊温度曲线

指定了无铅回流焊温度曲线：

• 预热：150-200°C，持续60-120秒。
• 液相线以上时间（217°C）：60-150秒。
• 峰值温度：最高260°C。
• 峰值时间：最长10秒。
• 升温速率：至255°C时最大6°C/秒，然后至峰值温度最大3°C/秒。

关键注意事项：回流焊不应执行超过两次。加热期间不应对LED施加应力，焊接后PCB不应翘曲。

6.3 手工焊接与返修

如果手工焊接不可避免：

• 使用烙铁头温度<350°C的烙铁。
• 每个焊端的焊接时间限制在≤3秒。
• 使用功率≤25W的烙铁。
• 焊接每个焊端之间至少间隔2秒。

强烈不建议在焊接后进行返修。如果绝对必要，应使用双头烙铁同时加热两个焊端以避免机械应力。必须事先评估返修过程中损坏LED特性的可能性。

7. 应用建议

7.1 典型应用场景

根据规格书，这款蓝色SMD LED适用于各种中低功率指示灯和背光应用，包括：

• 背光：用于消费电子产品、汽车内饰（非关键）和工业控制面板中的仪表盘、开关和符号。
• 通信设备：电话和传真机中的状态指示灯和键盘背光。
• LCD背光：作为小型单色或段式LCD显示器的平面背光源。
• 通用指示：广泛电子设备中的电源状态、模式选择和其他用户界面指示灯。

7.2 设计考量

• 限流：外部限流电阻是必需的。正向电压有一个范围（2.7V-3.7V），由于二极管的指数IV特性，电源电压的微小变化可能导致正向电流发生巨大且可能具有破坏性的变化。电阻值必须基于最坏情况VF（最小值）计算，以确保电流永远不会超过20mA连续的绝对最大额定值。
• 热管理：虽然封装很小，但必须考虑功耗（最大75mW）和降额曲线，尤其是在高环境温度环境或密闭空间中。足够的PCB铜面积（散热焊盘）有助于散热。
• ESD保护：150V HBM ESD额定值相对较低。在处理这些LED的PCB上实施ESD保护措施，并在组装和操作过程中始终遵循正确的ESD规程。

7.3 应用限制

规格书明确指出，本产品不推荐用于高可靠性应用，例如军事/航空航天系统或汽车安全/安保系统（例如，刹车灯、安全气囊指示灯）。对于此类应用，应选择具有相应汽车（AEC-Q101）或军事认证的LED。

8. 常见问题解答（基于技术参数）

Q1：为什么限流电阻是绝对必要的？

A1：LED是电流驱动器件。它们的正向电压（VF）具有生产公差并随温度变化。如果没有串联电阻，电流仅由电源电压和LED的动态电阻决定，而动态电阻非常低。电源电压的轻微升高或VF的降低（由于温度升高）可能导致电流尖峰超过20mA的最大值，从而导致快速过热和失效。电阻提供了稳定、可预测且安全的电流。

Q2：如何为我的应用选择正确的分档？

A2：选择取决于您对亮度均匀性和颜色一致性的要求。如果多个LED并排使用（例如，在阵列或条形图中），选择来自相同发光强度分档（CAT）和主波长分档（HUE）的LED对于避免亮度或蓝色色调的可见差异至关重要。对于要求不高的单指示灯应用，更宽的分档可能是可接受的且更具成本效益。

Q3：我可以用高于20mA的脉冲电流驱动此LED使其更亮吗？

A3：可以，但仅在严格的限制内。规格书规定了在1/10占空比和1kHz频率下的峰值正向电流（IFP）为40mA。脉冲驱动可以实现更高的感知亮度。但是，您必须确保时间上的平均电流不超过连续额定值，并且结温不超过其极限。仍然必须遵守降额曲线和功耗额定值。

Q4：如果打开防潮袋后超过7天的车间寿命会怎样？

A4：塑料SMD封装会从空气中吸收湿气。在回流焊过程中，这些被困的湿气迅速变成蒸汽，可能导致内部分层、封装开裂或焊点失效（"爆米花"效应）。如果超过车间寿命，必须在安全焊接前对元件进行烘烤（60°C，24小时）以驱除湿气。

9. 工作原理简介

根据器件选择指南，此LED基于由氮化铟镓（InGaN）材料制成的半导体二极管结构。当施加超过二极管开启阈值（约2.7-3.7V）的正向电压时，电子和空穴被注入半导体的有源区。这些载流子复合，以光子（光）的形式释放能量。InGaN合金的具体成分决定了半导体的带隙能量，这直接决定了发射光的波长（颜色）。在本例中，该合金被设计用于产生可见光谱蓝色区域的光子，峰值波长约为468 nm。水透明树脂封装保护半导体芯片并充当透镜，将发射光塑造成120度的宽视角。

10. 技术趋势

19-213/BHC-AP1Q2/3T代表了成熟的SMD LED技术。与该元件相关的LED行业总体趋势包括持续推动提高效率（每瓦更多流明），这允许在相同电流下获得更亮的输出，或以更低的功耗和更少的热量获得相同的亮度。另一个趋势是更高的颜色一致性和更严格的分档，以满足显示和照明应用的需求。此外，小型化仍在继续，更小的封装尺寸（例如，0402、0201公制）对于空间受限的应用变得普遍。最后，增强的可靠性和鲁棒性，包括更高的ESD额定值和改进的防潮性，是将LED扩展到更苛刻环境（如汽车照明）的关键发展领域。