SMD LED 42-21A 蓝色发光二极管规格书 - 封装 2.0x1.25x1.1mm - 电压 2.7-3.7V - 功率 95mW - 中文技术文档

1. 产品概述

42-21A是一款紧凑型表面贴装蓝色发光二极管，专为要求高可靠性和高效组装的现代电子应用而设计。该器件采用InGaN芯片技术，发射典型主波长为468 nm的蓝光。其主要优势在于微型封装尺寸，相比传统的引线框架LED，能显著减小PCB尺寸并实现更高的封装密度，直接助力终端设备的小型化。该器件以8mm编带形式供应，卷绕在7英寸直径的卷盘上，完全兼容自动化贴片生产线，从而简化大批量制造流程。

2. 主要特性与合规性

该LED集成了多项对当代设计和制造至关重要的特性：

• 采用8mm编带包装，适用于7英寸卷盘，为自动化组装优化。
• 兼容红外（IR）和气相回流焊接工艺。
• 构造为单色（蓝色）类型。
• 制造为无铅（Pb-free）元件。
• 产品符合RoHS（有害物质限制）指令。
• 符合欧盟REACH法规要求。
• 归类为无卤素，溴（Br）含量低于900 ppm，氯（Cl）含量低于900 ppm，且Br+Cl总含量低于1500 ppm。

3. 目标应用

42-21A LED适用于多种指示灯和背光功能，包括：

• 汽车仪表板和开关的背光。
• 电话、传真机等通信设备中的状态指示灯和键盘背光。
• 用于LCD显示屏、开关和符号的平面背光单元。
• 通用指示灯应用。

4. 绝对最大额定值

以下额定值定义了可能导致器件永久损坏的极限。所有值均在环境温度（Ta）为25°C下指定。

5. 光电特性

典型性能参数在Ta=25°C、正向电流（I_F）为20 mA下测量。这些是设计计算的关键规格。_F参数

I_RμA

V_R=5V

公差说明：

发光强度公差为±11%，主波长公差为±1 nm，正向电压相对于典型值或分档值的公差为±0.1 V。

6. 分档系统说明_F为确保生产批次的一致性，LED根据关键参数被分选到不同的档位中。这使得设计人员能够为其应用选择满足特定性能窗口的器件。

W1

W2_d6.2 主波长分档

最大值（nm）

6.3 正向电压分档_F正向电压（V_F）被分类为编号10至14的档位，每个档位覆盖0.2V的范围。

7. 机械与封装信息

7.1 封装尺寸

42-21A LED采用紧凑的SMD封装。关键尺寸（单位：毫米）如下，除非另有说明，一般公差为±0.1mm：

• 封装长度：2.0 mm
• 封装宽度：1.25 mm
• 封装高度：1.1 mm

规格书中提供了详细的尺寸图，显示了本体轮廓、引脚位置和推荐的焊盘图案。

7.2 极性识别

阴极有明确标记。在封装上，阴极通常通过凹口、圆点或切角等特征来指示。相应的阴极标记也显示在PCB焊盘图案的推荐阻焊设计中。正确的极性方向对于电路正常工作至关重要。

8. 焊接与组装指南

8.1 回流焊温度曲线

该元件适用于无铅（Pb-free）回流焊接工艺。推荐的最大峰值焊接温度为260°C，高于260°C的时间不得超过10秒。应遵循典型的回流焊温度曲线，以防止热冲击并确保可靠的焊点。在回流焊的加热和冷却阶段，避免对LED本体施加机械应力至关重要。

8.2 手工焊接

如果必须进行手工焊接，必须格外小心。烙铁头温度应低于350°C，与任何单个引脚的接触时间不得超过3秒。建议使用低功率烙铁（25W或更低）。在两个引脚之间焊接时，应至少间隔2秒的冷却时间，以防止热量过度积聚。

8.3 返工与维修

强烈不建议在初次焊接后进行返工。如果绝对不可避免，应使用专用的双头烙铁同时加热两个引脚，以便在不给封装施加扭力的情况下移除器件。返工过程中损坏LED内部键合线或降低其光学性能的风险很高，建议预先测试返工程序。

9. 存储与操作注意事项

9.1 湿度敏感性

LED包装在带有干燥剂的防潮袋中，以防止吸收大气中的湿气，这可能导致回流焊过程中出现“爆米花”现象（封装开裂）。关键存储规则：

• 开封前：存储在≤30°C和≤90%相对湿度（RH）条件下。
• 开封后：当存储在≤30°C和≤60% RH条件下时，“车间寿命”（暴露在工厂环境中的时间）为1年。
• 重新封装：未使用的器件应重新密封在带有新干燥剂的防潮袋中。
• 烘烤：如果干燥剂指示剂显示饱和或超过车间寿命，在回流焊前需要在60±5°C下烘烤24小时以去除湿气。

9.2 静电放电（ESD）防护

该器件的ESD额定值为150V（HBM），对静电放电敏感。在所有组装和操作阶段必须遵循标准的ESD处理程序，包括使用接地工作站、腕带和导电容器。

10. 包装与订购信息

10.1 编带与卷盘规格

产品以压纹载带形式供应，尺寸专为42-21A封装定制。载带卷绕在标准的7英寸（178mm）直径卷盘上。每卷包含1000颗LED。提供了载带凹槽尺寸、间距以及卷盘芯轴/法兰尺寸的详细图纸，以确保与自动化组装设备供料器的兼容性。

10.2 标签信息

卷盘和外袋上的标签包含用于追溯和正确应用的关键信息：

• CPN：客户部件号（如已分配）。
• P/N：制造商产品编号（例如，42-21A/BHC-ZV1W2N/1T）。
• QTY：包装数量（例如，1000 pcs）。
• CAT：发光强度等级（例如，W2）。
• HUE：色度/主波长等级（例如，Z）。
• REF：正向电压等级（例如，N12）。
• LOT No：生产批号，用于追溯。

11. 应用设计考量

11.1 限流设计

这是一条关键的设计规则。LED是电流驱动器件。电路中必须使用一个串联限流电阻。正向电压（V_F）有一个范围（2.7V至3.7V）且具有负温度系数。即使电源电压名义上在V_F范围内，直接将LED连接到电压源也可能由于微小变化导致电流失控，从而立即失效（烧毁）。电阻值应根据电源电压、所选档位的最大预期V_F以及所需的正向电流（I_F）来计算，I_F不得超过25 mA连续电流。_F11.2 热管理_F虽然功耗较低（最大95 mW），但PCB上良好的热设计对于长期可靠性仍然很重要，尤其是在高环境温度或最大电流下工作时。确保LED焊盘周围有足够的铜面积有助于散热，并保持稳定的光输出和寿命。_F11.3 光学设计_F20度的视角（2θ_1/2）表明光束相对集中。这使得42-21A适用于需要定向照明或明亮、集中光斑的应用。对于更广区域的照明，则需要二次光学元件（例如，导光板、扩散片）。设计人员应考虑发光强度和波长的分档范围，以确保在阵列或显示器中的多个器件之间具有一致的亮度和颜色外观。

12. 技术对比与差异化

42-21A代表了一类特定的微型、反射杯型SMD LED。其主要差异化特点包括其非常小的2.0x1.25mm封装尺寸，比许多常见的“芯片”LED更小，允许更高的布局密度。集成的反射杯提供了可控的20度视角，无需外部透镜，简化了光学设计。针对强度、波长和电压的全面分档系统使设计人员能够为需要高均匀性的应用（如背光阵列）指定严格的性能窗口。其符合无卤素和其他环境标准，使其适用于面向具有严格法规要求的全球市场的产品。

13. 常见问题解答（FAQ）

13.1 峰值波长与主波长有何区别？_{峰值波长（λ_p）：}LED光输出功率达到最大值时的单一波长。它是光谱分布曲线上的最高点。

主波长（λ_d）：

与LED输出光在人眼感知颜色上相匹配的单色光波长。它根据色度坐标计算得出，通常对于基于颜色的应用更为相关。对于这颗蓝色LED，典型值非常接近（峰值波长468 nm vs. 分档主波长465-475 nm）。

13.2 我可以用恒压源驱动这颗LED吗？

正如设计考量中所强调的，LED需要电流调节。恒压源，即使设置为典型的V_F，也无法考虑器件间的差异（分档）、温度效应（V_F随温度升高而降低）或电源容差。这几乎必然会导致过流和器件失效。务必使用串联电阻或专用的恒流LED驱动电路。

13.3 这颗元件可以承受多少次回流焊？_p规格书规定回流焊次数不应超过两次
。每次回流焊循环都会使元件承受热应力，这可能劣化内部材料、削弱键合线或损害封装的防潮性。如果电路板需要返工，最好更换LED，而不是让其承受第三次回流焊循环。_d13.4 这颗LED适用于汽车或医疗应用吗？规格书包含一个

应用限制

No.部分，指出对于汽车安全/安保系统、医疗设备、军事和航空航天等高可靠性应用，可能需要不同、经过更严格认证的产品。标准的42-21A适用于商业和工业应用。对于安全关键用途，请咨询制造商，获取专门设计和测试以满足相关行业标准（例如，汽车领域的AEC-Q101）的产品。_F14. 实际应用示例_F场景：设计一个包含10颗均匀蓝色LED的状态指示灯面板。

电路设计：

可用电源为5V。使用档位N14的最大V_F（3.7V）和目标I_F（20 mA），计算串联电阻：R = (V_supply - V_F) / I_F = (5V - 3.7V) / 0.020A = 65 欧姆。最接近的标准值68欧姆将导致I_F ≈ 19.1 mA，这是安全的且在规格范围内。每颗LED需要一个电阻。元件选择：为确保视觉一致性，指定严格的档位。例如，订购所有LED均来自发光强度档位W1（1120-1420 mcd）和主波长档位Z/X（465-470 nm）。这可以最大限度地减少面板上的亮度和颜色差异。

PCB布局：

将LED放置在0.1英寸网格上。使用规格书中推荐的焊盘图案。包含一个连接到地平面的小型散热焊盘以帮助散热。在丝印层上清晰标记阴极方向。组装：卷盘在使用前保持密封。遵循260°C峰值回流焊曲线。组装后，避免在LED附近弯曲PCB。

15. 工作原理

42-21A LED基于氮化铟镓（InGaN）半导体芯片。当施加超过二极管开启阈值的前向电压时，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带隙能量，进而定义了发射光的波长（颜色）——在本例中为蓝色。光从芯片发出，并由封装内的集成反射杯引导，以实现指定的20度视角。环氧树脂封装料保护芯片和键合线，同时也充当初级透镜。

1. 16. 技术趋势像42-21A这样的SMD LED是固态照明领域持续向小型化、更高效率和增强可靠性发展的趋势的一部分。InGaN材料外延生长技术的进步稳步提高了内量子效率，使得更小的芯片能够实现更高的光输出。封装技术不断发展，以提供更好的热路径（例如，裸露散热焊盘）和更精确的光学控制。此外，行业范围内的驱动力包括推动更高水平的环境合规性（超越RoHS到无卤素、更低的碳足迹）以及智能功能的集成，尽管后者与更高功率或可寻址LED封装更相关。对于视觉质量至关重要的消费电子、显示器和汽车内饰应用，通过如本器件所见的精密分档系统实现的一致性能需求仍然至关重要。_Ffrom bin N14 (3.7V) and a target I_Fof 20 mA, calculate the series resistor: R = (V_supply- V_F) / I_F= (5V - 3.7V) / 0.020A = 65 Ohms. The nearest standard value of 68 Ohms would result in I_F≈ 19.1 mA, which is safe and within spec. One resistor is needed per LED.
2. Component Selection:To ensure visual uniformity, specify tight bins. For example, order all LEDs from luminous intensity bin W1 (1120-1420 mcd) and dominant wavelength bin Z/X (465-470 nm). This minimizes brightness and color variation across the panel.
3. PCB Layout:Place the LEDs on a 0.1" grid. Use the recommended land pattern from the datasheet. Include a small thermal relief pad connected to a ground plane for heat dissipation. Clearly mark the cathode orientation on the silkscreen.
4. Assembly:Keep reels in sealed bags until ready for use. Follow the 260°C peak reflow profile. After assembly, avoid flexing the PCB near the LEDs.

. Operating Principle

The 42-21A LED is based on a semiconductor chip made from Indium Gallium Nitride (InGaN). When a forward voltage exceeding the diode's turn-on threshold is applied, electrons and holes are injected into the active region of the semiconductor. These charge carriers recombine, releasing energy in the form of photons (light). The specific composition of the InGaN alloy determines the bandgap energy, which in turn defines the wavelength (color) of the emitted light—in this case, blue. The light is emitted from the chip and is directed by an integrated reflector cup within the package to achieve the specified 20-degree viewing angle. The epoxy resin encapsulant protects the chip and wire bonds while also acting as a primary lens.

. Technology Trends

SMD LEDs like the 42-21A are part of a continuous trend toward miniaturization, increased efficiency, and enhanced reliability in solid-state lighting. Advances in epitaxial growth techniques for InGaN materials have steadily improved internal quantum efficiency, allowing for higher luminous output from smaller chips. Packaging technology has evolved to provide better thermal paths (e.g., exposed thermal pads) and more precise optical control. Furthermore, industry-wide drivers include the push for higher levels of environmental compliance (beyond RoHS to Halogen-Free, lower carbon footprint) and the integration of smart features, though the latter is more relevant for higher-power or addressable LED packages. The demand for consistent performance, enabled by sophisticated binning systems as seen with this component, remains critical for applications in consumer electronics, displays, and automotive interiors where visual quality is paramount.