SMD LED 19-117/BHC-ZL1M2RY/3T 规格书 - 蓝色光 468nm - 2.8x3.5x0.8mm - 3.1V - 40mW - 英文技术文档

产品概述

19-117/BHC-ZL1M2RY/3T是一款紧凑型、表面贴装的蓝色LED，专为需要高可靠性和高效组装的现代电子应用而设计。相比传统的引线框架LED，该元件在电路板空间利用和制造效率方面具有显著优势，代表了一项重大进步。

1.1 核心优势与产品定位

该LED的主要优势在于其微型封装尺寸，这直接有助于设计更小的印刷电路板（PCB）。尺寸的减小提高了元件封装密度，使得在有限空间内实现更复杂的功能成为可能。此外，元件和最终组装设备存储需求的降低，也带来了物流和产品外壳方面的整体成本节约。

其轻量化结构使其特别适用于便携式和微型电子设备，在这些设备中重量是关键的设计考量因素。该元件采用行业标准的8毫米载带包装，卷绕在直径为7英寸的卷盘上，确保与高速自动化贴片组装设备完全兼容，这对于大规模生产至关重要。

1.2 目标应用与市场

这款LED用途广泛，适用于多个关键应用领域。一个主要应用场景是仪表盘、仪表板指示灯以及薄膜开关的背光照明，其稳定的蓝色输出能提供清晰的照明效果。在电信领域，它可用作电话和传真机等设备中的状态指示灯和键盘背光。

它还被用于液晶显示器（LCD）、符号和各种开关界面背后的平面背光解决方案。其通用性意味着它可以适应各种需要可靠蓝色光源的消费、工业和汽车指示灯应用。

2. 技术规格与深度解读

理解绝对最大额定值对于确保LED在应用电路中的长期可靠性并防止其过早失效至关重要。

2.1 绝对最大额定值

该器件的额定连续正向电流为 (IF为10毫安。超过此值将产生过多热量，导致内部半导体结性能下降，进而引起光输出迅速衰减并最终造成灾难性故障。在脉冲工作模式下，允许的峰值正向电流（IFP为40毫安，但必须严格遵循1/10占空比且频率为1千赫兹的条件。这样可在不过热的前提下实现短暂的高亮度发光。

总功耗（Pd其功耗不得超过40 mW，该值是正向电流和电压的函数。其工作温度范围和存储温度范围分别规定为-40°C至+85°C和-40°C至+90°C，表明其适用于恶劣环境。该元件具有一定程度的静电放电（ESD）防护能力，根据人体模型（HBM）评级为2000V，这是在受控环境中处理的标准级别，但在组装过程中仍需采取适当的ESD预防措施。

2.2 电光特性

在标准测试条件下（环境温度Ta=25°C，正向电流5 mA），该LED展现出关键性能参数。其发光强度（Iv）具有一个典型范围，其最小值和最大值由后文详述的分档系统定义。其视角（2θ1/2) 是一个宽达120度的范围，提供了宽广、弥散的发射模式，适用于区域照明而非聚焦光束。

其光谱特性是其呈现蓝色的核心。峰值波长 (λp通常为468纳米（nm），而主波长（λd介于465.0纳米至475.0纳米之间。光谱带宽（Δλ约为25纳米，定义了蓝色的纯度。正向电压（VF实现5 mA测试电流所需的电压范围为2.50V至3.10V。此参数对电路设计至关重要，因为它决定了LED两端的压降以及所需限流电阻的阻值。

3. Binning System 说明

为确保大规模生产的一致性，LED会根据性能进行分档。该系统允许设计人员选择符合其应用特定最低要求的组件。

3.1 光强分档

光输出被分为四个不同的档位：L1、L2、M1和M2。L1档代表最低的输出范围（11.5 - 14.5 mcd），而M2档代表最高的输出范围（22.5 - 28.5 mcd）。设计人员可以指定档位代码，以确保其产品达到最低亮度水平，这对于需要均匀面板照明或满足特定可视性标准的应用至关重要。

3.2 主波长分档

蓝光的颜色通过主波长分档进行控制。定义了两个档位：'X'档（465.0 - 470.0 nm）和'Y'档（470.0 - 475.0 nm）。'X'档产生的波长稍短，蓝色更深；而'Y'档的波长稍长，色调偏向蓝青色。这样可以在阵列中实现不同LED之间的颜色匹配，或出于品牌或美学原因确保特定的蓝色色调。

3.3 正向电压分档

正向电压被分为三个等级：9 (2.50 - 2.70V)、10 (2.70 - 2.90V) 和 11 (2.90 - 3.10V)。了解电压等级对于设计高效的驱动电路至关重要。当多个LED在没有独立电流调节的情况下并联时，使用来自相同或已知电压等级的LED可以最大限度地减少电流和亮度的差异。

4. 性能曲线分析

所提供的特性曲线深刻揭示了LED在不同工作条件下的行为，这对于稳健的系统设计是必要的。

4.1 相对发光强度与正向电流关系

相对发光强度随正向电流变化的曲线通常是非线性的。输出随电流增加而增加，但最终会趋于饱和。更重要的是，在超过推荐电流的条件下工作会导致结温过高，这不仅会降低效率，还会缩短器件寿命。此曲线有助于设计者在期望的亮度和工作寿命之间找到最佳平衡点。

4.2 相对发光强度与环境温度的关系

LED性能高度依赖于温度。随着环境温度升高，光输出通常会下降。该曲线量化了这种降额特性。对于高温应用（例如，汽车仪表盘内部或靠近其他发热元件），此数据对于确保LED在所有工作条件下保持足够亮度至关重要。这可能需要在设计时选择更高亮度等级的产品，或实施热管理策略。

4.3 正向电流降额曲线

这可以说是可靠性方面最为关键的曲线。它定义了在任意给定环境温度下允许的最大连续正向电流。随着温度升高，最大安全电流会降低。遵循此降额曲线可防止热失控，并确保LED在其安全工作区（SOA）内运行，这是达到规定寿命的根本。

4.4 光谱分布与辐射模式

光谱分布图显示了在不同波长下发射的光强度，中心波长约为468纳米。辐射模式图（通常为极坐标图）说明了光从封装中在空间上的发射方式。120度的宽视角证实了其为朗伯或近朗伯发射模式，即垂直于芯片方向的强度最高，随着角度增大而减弱。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸与公差

该LED采用标准SMD封装。关键尺寸包括决定PCB焊盘布局的封装体尺寸，以及阳极和阴极端子的位置。尺寸图注明了所有关键尺寸，除非另有说明，标准公差为±0.1毫米。此信息用于创建PCB封装，以确保正确的焊接和对准。

5.2 极性标识与焊盘设计

正确的极性对于LED工作至关重要。数据手册的封装图清晰标明了阳极和阴极。通常，元件本身的一个焊盘可能带有标记或具有不同形状（例如缺口或斜边），以便在放大镜下进行目视识别。推荐的PCB焊盘布局确保了可靠的焊点以及良好的热连接和电气连接。

6. 焊接与组装指南

正确的操作和焊接对于维持LED的性能和可靠性至关重要。

6.1 回流焊参数

该元件兼容红外回流和汽相回流工艺。提供了一份特定的无铅焊接温度曲线。关键参数包括预热阶段（150-200°C，持续60-120秒）、液相线以上（217°C）时间60-150秒，以及峰值温度不超过260°C且最长持续10秒。同时规定了最大升温速率和冷却速率以防止热冲击。强烈建议回流焊接次数不超过两次，以避免损坏内部键合线或环氧树脂透镜。

6.2 手工焊接与返工注意事项

若无法避免手工焊接，则必须极其小心。烙铁头温度必须低于350°C，且与每个端子的接触时间不得超过3秒。建议使用低功率烙铁（≤25W）。此处提供一项重要警告：损坏常发生于手工焊接过程中。对于返工，应使用专为SMD元件设计的双头烙铁，同时加热两个端子并提起元件，以避免对焊点或LED本体造成应力。

6.3 存储与潮湿敏感度

LED采用带干燥剂的防潮阻隔袋包装，以防止吸收大气中的湿气。在准备投入生产使用前，请勿打开包装袋。一旦打开，若存储环境为≤30°C且相对湿度≤60%，LED应在168小时（7天）内使用。若超过此暴露时间，则需进行烘烤处理（60 ±5°C，24小时）以去除湿气，防止在高温回流焊过程中发生“爆米花”现象或分层。

7. 封装与订购信息

7.1 卷带与载带规格

本产品以卷盘载带形式供货，适用于自动化组装。载带尺寸、凹槽尺寸及卷盘尺寸均有明确规定。每盘包含3000件产品。卷盘与载带材料均设计为防潮型，可在存储和运输过程中保护元器件。

7.2 标签说明和型号编号

包装标签包含几个关键字段：客户部件号（CPN）、制造商部件号（P/N）、包装数量（QTY），以及针对发光强度（CAT）、主波长（HUE）和正向电压（REF）的具体分档代码。批次号（LOT No.）也一并提供，以便追溯。理解此标签对于验证所接收的元器件是否符合订购规格至关重要。

8. 应用设计注意事项

8.1 电路设计与电流限制

最关键的设计规则是必须使用串联限流电阻（或在高级应用中使用恒流驱动器）。LED的正向电压具有负温度系数和制造公差。在没有电流限制的情况下，电源电压的轻微增加都可能导致电流大幅、甚至可能造成破坏性的增长。电阻值根据欧姆定律计算：R = (V_supply - V_F) / I_F，其中 V_F 和 I_F 为目标工作点。

8.2 终端应用中的热管理

尽管LED本身尺寸很小，但其热管理对于性能和寿命至关重要。设计人员应考虑从LED焊盘到PCB、乃至可能到散热器的热路径。在LED焊盘周围使用具有足够铜箔面积（散热焊盘）的PCB有助于散热。在环境温度较高的应用中，必须参考降额曲线。

8.3 光学集成

对于背光或指示灯应用，需考虑光路。其宽视角有利于均匀照亮扩散板或导光板。LED与受照面之间的距离，以及反射器或透镜的使用，将影响最终的亮度和均匀性。在某些应用中，蓝色光也可通过使用荧光粉涂层透镜或远程荧光粉技术转换为白光或其他颜色。

9. 技术对比与差异化

与传统的通孔LED技术相比，这款SMD LED在关键性能领域表现更优。无引线设计消除了寄生电感，若采用脉冲模式工作（尽管这并非典型应用），可实现更高频率的开关切换。SMD封装的热容量较小，可实现更快的热响应，但这也意味着必须通过PCB更高效地将热量传导出去。

在蓝色SMD LED类别中，19-117型号凭借其特定的组合脱颖而出：封装尺寸（支持高密度布局）、宽视角（实现广泛照明）以及完善的分档系统（提供设计灵活性和一致性）。其符合RoHS、REACH及无卤素标准，使其适用于环保法规严格的全球市场。

10. 基于技术参数的常见问题解答 (FAQ)

10.1 使用5V电源时应选用多大阻值的电阻？

使用最大正向电压（来自Bin 11的3.10V）和标准亮度目标电流5 mA：R = (5V - 3.10V) / 0.005A = 380 欧姆。最接近的标准值为390欧姆。使用390欧姆重新计算得出 I_F = (5V - 3.10V) / 390 = ~4.87 mA，这是安全的。务必使用最大 V_F 从您为此计算选择的档位中选取，以确保电流绝不超出限制。

10.2 我能否以20 mA的电流驱动此LED以获得更高亮度？

不能。绝对最大连续正向电流额定值为10 mA。以20 mA工作将超出此额定值，导致严重过热、光衰加速，几乎必然造成损坏。要实现更高亮度，请选择更高光强档位（M1或M2）的LED，或使用多个LED，而非提高电流。

10.3 如何解读标签上的分档代码？

标签上的 CAT、HUE 和 REF 字段对应不同的分档。例如，标签显示 CAT: M2, HUE: X, REF: 10，表示该卷盘上的 LED 发光强度在 22.5 至 28.5 mcd 之间（M2），主波长在 465.0 至 470.0 nm 之间（X），正向电压在 2.70 至 2.90V 之间（10）。

11. 实用设计与使用示例

11.1 仪表板指示灯组

在汽车仪表盘中，多个19-117 LED可能被安装在聚碳酸酯透镜后方，用于照亮警告符号（例如，远光灯、转向信号灯）。设计人员会选择特定的亮度等级（例如，M1），以确保在明亮的日光条件下仍清晰可见。这些LED将通过限流电阻网络或专用的LED驱动IC，由车辆的12V系统驱动。其宽广的视角确保了符号被均匀照亮。高工作温度范围（-40至+85°C）对于这种严苛环境至关重要。

11.2 低电量状态指示灯

对于路由器或充电器这类由市电供电的消费类设备，单个19-117 LED能提供清晰的开机/状态指示。无论是从5V USB总线还是3.3V逻辑总线驱动（需配合适当计算的电阻），在5 mA电流下其功耗极低。蓝色通常与“运行中”或“已连接”状态相关联。其小巧的尺寸使其能够适应现代电子产品日益纤薄的外形。

12. 工作原理

19-117 LED是一种半导体光源。其核心是由氮化铟镓（InGaN）等材料构成的芯片，这些材料形成一个p-n结。当施加超过结内建电势的正向电压时，电子和空穴被注入并穿过该结。当这些载流子复合时，能量以光子（光）的形式释放。InGaN材料特定的带隙能量决定了发射光子的波长，在本例中约为468纳米，即人眼所感知的蓝光。环氧树脂透镜封装芯片，提供机械保护，并将发射光塑造成所需的辐射模式。

13. 技术趋势与背景

19-117 LED 体现了电子器件小型化的宏观趋势，以及从通孔技术向表面贴装技术的转型。这一转变实现了自动化、大批量组装，通过消除手工焊接步骤降低了制造成本并提高了可靠性。具体到 LED 行业，当前的发展重点在于提升发光效率（每瓦电输入产生更多光输出）、改善颜色一致性与饱和度，以及增强在高温度和高电流条件下的可靠性。尽管这是一个标准蓝色 LED，但其基础材料科学和封装技术仍在持续演进，推动着后续代次元器件的性能提升。