16-213/BHC-AN1P2/3T SMD 蓝色LED规格书 - 蓝色发光 - 5mA正向电流 - 中文技术文档

1. 产品概述

16-213/BHC-AN1P2/3T是一款表面贴装器件（SMD）发光二极管（LED），专为需要紧凑、高效、可靠的指示灯或背光解决方案的现代电子应用而设计。该器件采用InGaN（氮化铟镓）半导体技术，可产生典型主波长为468纳米的蓝光。其核心设计理念聚焦于小型化以及与自动化大规模制造工艺的兼容性。

这款LED的核心优势源于其SMD封装。与传统引线式元件相比，它能显著减小印刷电路板（PCB）的尺寸，并允许更高的元件布局密度，这直接有助于实现更小的终端产品外形。此外，该封装重量轻，非常适合对重量有严格要求的便携式和微型应用。

这款LED的目标市场广泛，涵盖消费电子、工业控制和电信领域。其典型应用包括仪表盘、开关和键盘的背光，以及电话、传真机等设备中的状态指示灯。它也适用于需要紧凑型蓝色光源的通用照明场合。

2. 技术规格与客观解读

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应力极限。这些并非正常工作条件。

• 反向电压（V_R）：5V。在反向偏置下超过此电压可能导致结击穿。
• 正向电流（I_F）：25 mA。这是为保证可靠运行而推荐的最大连续直流电流。
• 峰值正向电流（I_FP）：100 mA（占空比1/10，频率1 kHz）。此额定值允许短暂的高电流脉冲，适用于多路复用驱动方案，但不建议在此水平下持续工作。
• 功耗（P_d）：95 mW。这是封装在不超出其热限的情况下能够耗散的最大功率，计算公式为 V_F* I_F.
• 静电放电（ESD）人体模型（HBM）：150V。这表明器件对ESD具有中等敏感度。必须采取适当的处理程序（例如，接地工作站、导电泡沫）以防止潜在或灾难性故障。
• 工作与存储温度：-40°C 至 +85°C（工作），-40°C 至 +90°C（存储）。宽泛的范围确保了在恶劣环境下的功能性。
• 焊接温度：回流焊（最高260°C，最长10秒）或手工焊（最高350°C，最长3秒）。这些温度曲线对于无铅组装工艺至关重要。

2.2 光电特性

这些参数均在25°C环境温度和5 mA正向电流（I_F）的标准测试条件下测得，除非另有说明。

• 发光强度（I_v）：28.5 至 72.0 mcd（毫坎德拉）。宽泛的范围通过分档系统进行管理（详见第3节）。未给出典型值，意味着选择需基于具体的分档代码。
• 视角（2θ_1/2）：120度（典型值）。这是发光强度降至其峰值一半时的全角。120°的视角提供了非常宽的发射模式，适用于区域照明而非聚焦光束。
• 峰值波长（λ_p）：468 nm（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）：464.5 至 476.5 nm。这是人眼感知到的LED颜色的单一波长，同样受分档影响。
• 光谱带宽（Δλ）：35 nm（典型值）。这定义了以峰值波长为中心的发射波长范围。带宽越窄，表示光谱颜色越纯。
• 正向电压（V_F）：2.7V 至 3.7V，在 I_F=5mA 时典型值为 3.3V。此参数容差为 ±0.05V。V_F对于设计限流电路至关重要。
• 反向电流（I_R）：在 V_R=5V 时最大为 50 µA。低反向电流是理想的。

3. 分档系统说明

为确保生产中的颜色和亮度一致性，LED被分类到不同的档位中。本器件使用两个独立的分档参数。

3.1 发光强度分档

发光强度分为四个档位（N1、N2、P1、P2），每个档位覆盖特定的范围。从最低（N1 最小值：28.5 mcd）到最高（P2 最大值：72.0 mcd）的总跨度很大。设计者必须指定所需档位，以保证其应用的最低亮度水平。档位内的容差为 ±11%。

3.2 主波长分档

决定感知蓝色色调的主波长被分为四个档位（A9、A10、A11、A12）。这些档位范围从 464.5 nm（更蓝，波长更短）到 476.5 nm（略带绿色，波长更长）。指定档位可确保产品中多个LED的颜色一致性。档位内的容差为 ±1 nm。

4. 性能曲线分析

规格书提供了几条特性曲线，对于理解LED在不同工作条件下的行为至关重要。

4.1 正向电流 vs. 正向电压（I-V曲线）

该曲线显示了典型的二极管指数关系。在推荐的5-20 mA工作电流下，正向电压在3.0V至3.8V范围内相对稳定。这种非线性关系突显了为什么对于驱动LED而言，恒流驱动器远比恒压源优越，因为微小的电压变化可能导致电流大幅波动。

4.2 发光强度 vs. 正向电流

该曲线表明，在中低电流范围内，光输出大致与正向电流成正比。然而，在极高电流下，由于发热增加，效率（单位电输入的光输出）通常会降低。在接近最大额定电流（25 mA）下工作可能会提供更高的亮度，但代价是寿命缩短和效率降低。

4.3 发光强度 vs. 环境温度

光输出随着环境温度的升高而降低。这是热管理的一个关键考虑因素。例如，如果LED在其最高温度（+85°C）下工作，其发光强度将显著低于其在25°C时的额定值。需要充分的PCB热设计（铺铜、过孔）以最小化LED结温并保持稳定的光输出。

4.4 正向电流降额曲线

此图明确定义了最大允许连续正向电流随环境温度变化的函数关系。随着温度升高，最大安全工作电流线性下降。这是为了防止结温超过其极限，从而加速性能衰减。设计者必须使用此曲线，根据预期的最高环境温度选择合适的工作电流。

4.5 光谱分布

光谱图证实了蓝色发射，峰值波长约为468 nm，半高全宽（FWHM）约为35 nm。在可见光谱的其他部分发射极少，表明该蓝色LED具有良好的色纯度。

4.6 辐射模式

极坐标图直观地证实了120°的视角，显示出类似朗伯体的发射模式，其中0°（垂直于芯片）的强度最高，并向边缘平滑递减。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

LED封装在标准的SMD封装内。尺寸图提供了PCB焊盘设计的关键尺寸，包括本体长度、宽度、高度和引脚（端子）间距。遵守这些尺寸对于正确放置和焊接是必要的。注释说明，除非另有规定，一般公差为 ±0.1 mm。

5.2 建议焊盘布局

提供了推荐的焊盘图形（封装）。这包括焊盘尺寸、形状和间距。规格书正确地指出，这是一个参考设计，应根据具体的制造能力（例如，锡膏钢网设计、回流焊温度曲线）进行修改。焊盘设计的主要目标是确保可靠的焊点形成和充分的热释放。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊接温度曲线

提供了无铅回流焊接的详细温度曲线。关键参数包括：预热阶段（150-200°C，持续60-120秒）、液相线以上时间（217°C以上，持续60-150秒）、峰值温度不超过260°C且最长10秒，以及受控的升温/降温速率。明确指出回流焊接不应超过两次，以避免对元件造成热应力。

6.2 手工焊接说明

如果必须进行手工焊接，则有严格的限制：电烙铁头温度 ≤ 350°C，每个端子的接触时间 ≤ 3 秒，烙铁功率 ≤ 25W，并且焊接每个端子之间至少间隔2秒。规格书警告，损坏通常发生在手工焊接过程中，强调应优先选择回流焊接工艺。<6.3 存储与湿度敏感性

LED封装在带有干燥剂的防潮袋中。开封前，应在 ≤ 30°C 和 ≤ 90% RH 条件下存储。开封后，在 ≤ 30°C / ≤ 60% RH 条件下的"车间寿命"为1年。如果超过此期限，在回流焊接前需要进行烘烤处理（60 ± 5°C，持续24小时），以防止"爆米花"现象（焊接过程中因水分汽化导致封装开裂）。

7. 包装与订购信息

7.1 载带与卷盘规格

器件以8mm宽的压纹载带形式提供，卷绕在7英寸直径的卷盘上。详细说明了卷盘尺寸、载带凹槽设计和覆盖带规格，以确保与自动贴片设备的兼容性。每卷包含3000片。

7.2 标签说明

卷盘标签包含多个代码：

P/N：

• 产品编号（完整部件号，例如 16-213/BHC-AN1P2/3T）。CAT：
• 发光强度等级（亮度分档代码：N1、N2、P1、P2）。HUE：
• 色度与主波长等级（颜色分档代码：A9、A10、A11、A12）。REF：
• 正向电压等级。LOT No：
• 可追溯批号。这些代码对于可追溯性和确保在生产中使用正确的元件型号至关重要。

8. 应用建议与设计考量

8.1 必须进行限流

规格书的首要预防措施强调："客户必须使用电阻进行保护。"由于LED的I-V曲线陡峭，电源电压的微小增加可能导致电流大幅、甚至破坏性的增加。为确保安全运行，需要串联电阻，或者更优选的是专用的恒流LED驱动电路。

8.2 热管理

尽管封装小巧，但其性能与温度相关。为保持一致的亮度和长寿命，PCB布局应采用热管理技术。这包括使用足够的铜面积连接到LED的散热焊盘（如果适用）或阴极/阳极焊盘以充当散热器，并可能使用散热过孔将热量传递到内层或底层。

8.3 光学设计

120°的视角使得这款LED无需二次光学元件即可适用于大面积照明。如需更聚焦的光线，则需要外部透镜或反射器。设计者在为背光应用规划导光板或扩散片时，应考虑角度强度分布。

9. 技术对比与差异化

这款LED的主要差异化在于其封装尺寸、宽视角、蓝色色点以及详细的分档结构的特定组合。与非分档或分档宽松的LED相比，它为需要视觉一致性的应用在颜色和亮度方面提供了更高的可预测性。其与标准SMD组装工艺和无铅焊接的兼容性，使其成为现代电子制造产线的即插即用元件。全面的降额曲线和应用警告为设计者提供了必要的数据，以便在其规格极限内可靠地使用该元件。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

10.1 为什么我的LED比预期暗？

检查工作条件：1）确保正向电流恰好为5 mA（或符合规格书测试条件的电流）。2）确认环境温度。发光强度随温度升高而降低（见第4.3节）。3）确认购买的分档代码（标签上的CAT）。在相同电流下，N1档的LED会比P2档的LED暗。

10.2 如何选择正确的限流电阻？

使用欧姆定律：R = (V

电源_{- V}) / I_F。使用规格书中的最大 V_F值（3.7V）来计算在最坏情况下能将电流限制到所需 I_F的最小电阻值。然后检查电阻的额定功率：P_F= (I_R* R。_F)²10.3 我可以用3.3V微控制器引脚直接驱动这个LED吗？

不建议直接驱动。典型的 V

是3.3V，最大值可达3.7V。在3.3V电源下，可能没有足够的电压裕量来稳定点亮LED，尤其是在温度较低时 V_F可能会升高。此外，MCU引脚有电流输出限制（通常为20-25mA）。正确的接口方式是使用晶体管或驱动电路。_F11. 实际设计与使用案例

场景：设计一个具有多个均匀蓝色LED的状态指示面板。

规格定义：

1. 定义所需的最低亮度和精确的色调。为确保一致性，为发光强度（例如P1）和主波长（例如A10）指定一个单一的、严格的分档。电路设计：
2. 使用能够为多个LED提供每通道5 mA的恒流驱动IC。这确保了所有LED的电流相同，从而亮度一致，不受 V微小差异的影响。_F variations.
3. PCB布局：根据建议的布局设计焊盘。为每个LED的阴极焊盘连接一小块铺铜以辅助散热。保持LED间距以避免相互加热。
4. 组装：严格按照回流焊温度曲线操作。如果未立即使用，将开封的卷盘存放在干燥柜中。
5. 验证：在预期的工作电流和最高预期环境温度下，测量样品单元的正向电压和光输出，以验证性能。

12. 工作原理简介

这款LED基于由InGaN材料制成的半导体p-n结。当施加超过结势垒（正向电压 V_F）的正向电压时，电子和空穴被注入到有源区并在其中复合。在像InGaN这样的直接带隙半导体中，这种复合以光子（光）的形式释放能量。InGaN合金的特定带隙决定了发射光子的波长，在本例中位于可见光谱的蓝色区域（约468 nm）。环氧树脂封装用于保护半导体芯片，充当透镜以塑造光输出（从而形成120°视角），并提供用于焊接的机械结构。

13. 技术趋势

像16-213系列这样的SMD LED代表了小型化和自动化组装的行业标准。该领域的持续趋势包括：

• 效率提升：开发新的外延结构和材料，以实现更高的发光效率（每瓦电产生更多光输出）。
• 颜色一致性改进：制造控制和分档算法的进步，以直接从生产中获得更严格的颜色和亮度容差。
• 热性能增强：开发具有更低热阻的封装，以允许更高的驱动电流并在高温下保持性能。
• 集成化：向多芯片封装（RGB、白光）以及集成驱动器或控制电路（"智能LED"）的LED发展。

本规格书描述的元件属于更广泛的可靠、经济高效的单色指示灯LED生态系统的一部分，这些LED在无数电子设备中仍然至关重要。