SMD 蓝色 LED 19-217/B7C-ZL2N1B3X/3T 数据手册 - 2.0x1.25x0.8mm - 2.5-2.9V - 40mW - 英文技术文档

1. 产品概述

19-217/B7C-ZL2N1B3X/3T是一款紧凑型表面贴装蓝色LED，专为需要高可靠性和高效组装的现代电子应用而设计。该组件相比传统的引线框架LED取得了显著进步，能够实现终端产品的大幅小型化和性能提升。

1.1 核心优势与产品定位

这款LED的主要优势在于其微型封装尺寸。SMD封装允许显著缩小印刷电路板（PCB）的设计，从而实现更高的元件封装密度。这直接转化为设备尺寸的减小以及元件和成品存储需求的降低。此外，SMD封装重量轻的特性使其成为便携式和微型应用的理想选择，在这些应用中重量是关键因素。该产品定位为可靠、符合行业标准的蓝色指示灯和背光源，并符合主要的环境与安全法规。

1.2 主要特性

• 包装： 以8毫米载带供应，卷装于7英寸直径的卷盘上，完全兼容高速自动贴片设备。
• 焊接兼容性： 设计用于标准红外（IR）和气相回流焊接工艺。
• 环保合规性： 本器件为无铅产品，符合欧盟RoHS指令，并遵循欧盟REACH法规。同时归类为无卤素产品，其溴（Br）和氯（Cl）含量均低于900 ppm，且总和低于1500 ppm。
• 类型： 单色（蓝色）LED，配水清树脂透镜。

2. 技术规格详解

本节对LED的电学、光学和热学参数提供详细、客观的分析，这些参数对于稳健的电路设计至关重要。

2.1 绝对最大额定值

这些额定值定义了应力极限，超出此极限可能导致器件永久性损坏。不保证在接近或达到这些极限的条件下运行。

• 反向电压 (V_R): 5V。在反向偏压下超过此电压可能导致结立即击穿。
• 连续正向电流 (I_F): 10 mA。可连续施加的直流电流。
• 峰值正向电流 (I_FP): 40 mA。此值仅在脉冲条件下允许（占空比1/10，频率1 kHz），用于处理瞬态浪涌。
• 功耗 (P_d): 40 mW。在25°C环境温度下，封装可耗散的最大功率，计算公式为 V_F * I_F.
• 静电放电 (ESD): 150V（人体模型）。组装过程中必须遵循正确的静电放电处理程序。
• Operating & Storage Temperature: -40°C 至 +85°C（工作），-40°C 至 +90°C（存储）。
• 焊接温度： 回流焊：峰值温度 260°C，最长 10 秒。手工焊接：每个端子最高 350°C，最长 3 秒。

2.2 光电特性

以下为在环境温度 25°C、正向电流 2mA 下测得的典型性能参数，除非另有说明。

• 发光强度 (I_v): 范围从 14.5 mcd（最小值）到 36.0 mcd（最大值），典型容差为 ±11%。这定义了 LED 的感知亮度。
• 视角 (2θ_1/2): 120度（典型值）。这是光强降至峰值强度一半时的全角，表明其具有较宽的视角锥。
• 峰值波长 (λ_p): 468纳米（典型值）。这是光谱功率分布达到最大值时的波长。
• 主波长 (λ_d): 465.0纳米至475.0纳米。这定义了光线的感知颜色，公差范围严格控制在±1纳米。
• 光谱带宽 (Δλ): 25纳米（典型值）。这是发射光谱在其最大功率一半处的宽度。
• 正向电压 (V_F): 在I_F=2mA，容差为±0.05V。这对于限流电阻的计算至关重要。
• 反向电流 (I_R): 在 V_R=5V 时最大为 50 μA。该器件并非设计用于反向偏压工作。

3. 分档系统说明

LED在生产后根据关键参数进行分选（分档）以确保一致性。部件号 19-217/B7C-ZL2N1B3X/3T 编码了此分档信息。

3.1 发光强度分档 (代码: L2, M1, M2, N1)

LED在I_F=2mA时被分为四个光强等级：

• L2： 14.5 - 18.0 mcd
• M1： 18.0 - 22.5 mcd
• M2： 22.5 - 28.5 mcd
• N1： 28.5 - 36.0 mcd

料号中的“N1”表示此特定单元属于最高亮度等级。

3.2 主波长分档 (代码: X, Y)

LED在I_F=2mA时被分为四个光强等级：

• X: 465.0 - 470.0 nm
• Y: 470.0 - 475.0 nm

部件号中的“X”表示更低的波长范围，从而产生略深的蓝色色调。

3.3 正向电压分档（代码：27, 28, 29, 30）

LED在电流I下被分为四个正向电压档。_F=2mA时被分为四个光强等级：

• 27: 2.50 - 2.60 V
• 28: 2.60 - 2.70 V
• 29: 2.70 - 2.80 V
• 30: 2.80 - 2.90 V

型号代码中的“3”对应一个V_F bin，确保电路设计中的压降可预测。

4. 性能曲线分析

数据手册提供了几条关键的特性曲线，对于理解LED在不同工作条件下的行为至关重要。

4.1 相对发光强度与正向电流的关系

该曲线表明，发光强度随正向电流增加而增加，但呈非线性关系。它强调了以稳定、指定的电流（例如，额定输出为2mA）而非电压驱动LED的重要性，因为微小的电压变化可能导致电流和亮度的大幅波动。

4.2 相对发光强度与环境温度的关系

LED的输出会随着结温升高而降低。该曲线通常显示强度从低温到最高工作温度（+85°C）逐渐下降。设计者必须在预期环境温度较高或散热不良的应用中考虑这种热降额。

4.3 正向电流降额曲线

这是一个关键的设计工具。它规定了最大允许连续正向电流与环境温度的函数关系。随着温度升高，最大安全电流会降低，以防止超过40mW的功耗限制并引发热失控。

4.4 光谱分布

光谱图证实了一个以468纳米（蓝色）为中心的窄发射带，典型带宽为25纳米。这种纯净光谱是InGaN半导体材料的典型特征。

4.5 辐射方向图

极坐标图展示了120°的视角，说明了光强在空间中的分布方式。该模式通常为朗伯型或近朗伯型，可在广阔区域内提供均匀照明。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

该LED的封装尺寸非常紧凑。关键尺寸（单位：毫米，除非注明，公差为±0.1毫米）包括总长、宽、高，以及焊盘布局和推荐的PCB焊盘图案。精确的尺寸对于PCB布局和焊膏钢网设计至关重要，以确保正确的焊接和对准。

5.2 极性标识

阴极通常有标记，常见方式是在封装对应侧涂有绿色或模塑体上开有凹口。贴装时必须确保极性正确，以保证器件正常工作。

6. 焊接与组装指南

遵循这些指南对于确保长期可靠性至关重要。

6.1 回流焊温度曲线 (无铅)

提供的详细温度曲线如下：

• 预热： 在150-200°C下保持60-120秒，以缓慢升温并激活助焊剂。
• 液相线以上时间（TAL）： 在217°C以上保持60-150秒。
• 峰值温度： 最高260°C，保持时间不超过10秒。
• 加热/冷却速率： 最大加热速率6°C/秒，最大冷却速率3°C/秒，以最小化热冲击。

同一颗LED的回流焊接次数不应超过两次。

6.2 存储与湿度敏感性

LED封装在带有干燥剂的防潮阻隔袋中。

• 准备使用前请勿打开包装袋。
• 开封后，若存储环境≤30°C且≤60%相对湿度，需在168小时（7天）内使用。
• 若超出暴露时间或干燥剂已饱和，需在回流焊前进行60±5°C、24小时的烘烤，以防止“爆米花”现象（因湿气汽化导致的封装开裂）。

6.3 手工焊接与返修

如需进行手工焊接：

• 使用烙铁头温度≤350°C。
• 每个端子的接触时间限制在≤3秒。
• 使用低功率烙铁（≤25W）。
• 端子之间需有≥2秒的冷却间隔。
• 初次焊接后应避免返工。如不可避免，请使用双头烙铁同时加热两个端子，并在不使焊点受力的情况下取下元件。

7. 封装与订购信息

7.1 卷带与载带规格

LED采用7英寸卷盘上的压纹载带包装。载带宽度为8毫米。每卷盘包含3000颗器件。提供载带凹槽和卷盘芯/凸缘的详细尺寸，以确保与自动送料器兼容。

7.2 标签说明

卷盘标签包含以下几个关键标识符：

• P/N： 完整的产品编号。
• QTY： 卷盘数量。
• CAT/HUE/REF: 分别对应光强、主波长和正向电压分档的代码。
• LOT No: 可追溯批号。

8. 应用建议与设计考量

8.1 典型应用场景

• 背光： 因其尺寸小巧、光线分布均匀，非常适合仪表盘指示灯、薄膜开关和符号照明。
• 电信设备： 电话、传真机和网络硬件中的状态指示灯和键盘背光。
• LCD平面背光： 可用于阵列，为侧入式或直下式小型LCD面板提供背光。
• 通用指示： 消费电子和工业电子中的电源状态、模式指示灯和装饰性照明。

8.2 关键设计考量

1. 电流限制： 必须使用外部限流电阻 绝对必要。LED的指数型I-V特性意味着电压的微小增加会导致电流的急剧增大，从而导致快速失效。电阻值通过公式 R = (V_电源 - V_F) / I 计算得出。_F.
2. 热管理： 虽然功耗较低，但如果工作电流接近最大值或环境温度较高，请根据降额曲线确保足够的PCB铜箔面积或散热过孔。
3. ESD保护： 如果LED可由用户接触，请在输入线路上实施ESD保护，并在操作过程中遵循正确的ESD规程。
4. 光学设计： 120°的视角提供了宽广的覆盖范围。如需聚焦光线，可能需要外部透镜或导光件。

9. 技术对比与差异化分析

与旧式直插蓝色LED或更大的SMD封装相比，19-217型号具有显著优势：

• 尺寸： 其微型2.0mm x 1.25mm占位面积实现了前所未有的设计密度。
• 性能一致性： 在光强、波长和电压上的严格分档，确保了在多LED应用中的外观与性能表现均匀一致。
• 可制造性： 与自动化SMT组装线的完全兼容性，相比手动插装，显著降低了生产成本并提高了可靠性。
• 合规性： 符合RoHS、REACH及无卤素标准，使设计能够适应全球市场严苛的环保法规，具有未来适用性。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

Q1: 既然已经指定了正向电压，为什么还需要限流电阻？
A1: 正向电压是在特定电流（2mA）下的特性参数。供电电压各不相同，且LED本身的V_F 具有容差并随温度变化。电阻提供了一种线性、稳定的方法来设定电流，保护LED免受过流条件的影响。

Q2: 我可以让这个LED持续工作在10mA吗？
A2: 可以，10mA是25°C下的绝对最大连续工作额定值。但是，您必须参考正向电流降额曲线。如果环境温度更高，则最大允许电流会更低。为了长期可靠运行，通常建议以较低电流（如5mA）驱动。

Q3: 型号中的“B3X”对我的设计意味着什么？
A3: 这表示特定的性能分档。“B3X”指向特定的光强和主波长分档。对于需要在多个单元或多个生产批次中保持颜色和亮度一致性的设计，指定并遵守包含分档代码的完整型号至关重要。

Q4: 如何理解120°的视角？
A4：这意味着LED以宽锥角发光。当正对观察时（0°），亮度达到最大值。从中心偏移±60°（总计120°）时，亮度降至最大值的一半。这适用于需要从多个角度观察LED的应用场景。

11. 实际设计与应用案例研究

场景： 设计一个带有四个蓝色状态指示灯的紧凑型控制面板。
实施：

1. 电路设计： 使用5V系统电源。目标I_F 为获得良好亮度和使用寿命，设定电流 = 5mA。假设典型正向电压_F 为2.7V，计算 R = (5V - 2.7V) / 0.005A = 460Ω。使用最接近的标准值470Ω。
2. PCB布局： 将四个LED对齐放置。严格按照数据手册推荐的焊盘图形。在阴极焊盘周围添加小型铜皮区域以提供轻微的热缓解。
3. 组装： 产线就绪前保持卷带密封。严格遵循回流焊温度曲线。焊接后进行目视检查。
4. 结果： 四个指示灯具有一致的蓝色和亮度，运行可靠，外观专业且微型化。

12. 工作原理介绍

该LED基于氮化铟镓（InGaN）半导体芯片。当施加超过结内建电势的正向电压时，电子和空穴被注入有源区并在此复合。此复合过程以光子（光）的形式释放能量。InGaN合金的具体成分决定了其带隙能量，这直接对应于发射光的波长——在本例中约为468纳米（蓝光）。水清环氧树脂封装材料用于保护芯片，同时作为透镜塑造光输出，其配方旨在实现高光学透明度和长期稳定性。

13. 技术趋势与背景

19-217 LED体现了光电子学的关键趋势：持续的小型化、通过SMT兼容性提升可制造性，以及严格遵守环保标准。采用InGaN技术产生蓝光现已成熟且高度可靠。此类元件未来的发展可能侧重于更高的效率（每毫安电流产生更多光输出）、为高端应用提供更严格的参数控制，以及与板上驱动器或控制电路的集成。在汽车、工业、消费电子和物联网设备市场，对此类紧凑、可靠且合规的指示灯和背光源的需求持续增长。