SMD LED 23-22C/S2BHC-B30/2A Datasheet - 2.3x2.2mm - 2.0V/3.3V - 60mW/95mW - Brilliant Orange & Blue - English Technical Document

1. 产品概述

23-22C/S2BHC-B30/2A是一款紧凑型表面贴装LED元件，专为高密度电路板应用而设计。它提供两种不同的芯片类型：采用AlGaInP材料、可发出亮橙色的S2芯片，以及采用InGaN材料、可发出蓝色的BH芯片。两种型号均采用透明树脂封装。其主要优点包括：与引线框架LED相比，显著减少了占用空间，有助于实现终端产品的小型化、降低存储要求，并适用于自动化组装流程。该器件符合关键的环境与安全标准，包括RoHS、欧盟REACH以及无卤要求。

1.1 核心特性与目标市场

该LED采用8mm载带包装，卷盘直径为7英寸，完全兼容高速自动贴片设备。它设计用于标准的红外回流焊和气相回流焊工艺。在同一封装尺寸内实现多色发光能力，提供了设计灵活性。其主要目标应用包括消费电子产品中仪表盘、开关和LCD显示屏的背光，以及电话、传真机等通信设备中的状态指示灯。其通用特性也使其适用于各种空间受限的指示和照明任务。

2. 技术参数深度解析

本节根据绝对最大额定值和光电特性表中定义的参数，对电气、光学和热学规格进行详细、客观的分析。

2.1 绝对最大额定值

两种芯片类型的最大反向电压（VR）额定值均为5V。连续正向电流（IF）额定值为25mA。然而，峰值正向电流（IFP）能力不同：S2（橙色）芯片可在1/10占空比和1kHz条件下处理60mA脉冲，而BH（蓝色）芯片在相同条件下可处理100mA。这表明基于InGaN的蓝色LED具有更高的瞬态电流耐受能力。S2芯片的功耗（Pd）额定值为60mW，BH芯片为95mW，这反映了半导体材料不同的热特性。工作温度范围规定为-40°C至+85°C，存储温度范围略宽，为-40°C至+90°C。

2.2 在Ta=25°C下的电光特性

在10mA正向电流的标准测试条件下，根据分档结构定义，两款芯片的典型发光强度（Iv）均为22.5mcd，最大值为57.0mcd。视角（2θ1/2）为宽广的130度，这是反射式SMD封装的典型特征，可提供宽阔的漫射照明。S2芯片的典型峰值波长（λp）为611nm，主波长（λd）为605nm，属于橙色光区域。BH芯片的典型峰值波长为468nm，主波长为470nm，是蓝色LED的典型特征。光谱带宽（Δλ）方面，S2为17nm，BH为25nm。正向电压（VF）是一个关键参数：S2芯片的典型VF为2.0V（最小1.7V，最大2.4V），而BH芯片的典型VF为3.3V（最小2.7V，最大3.7V）。这种电压差异对于电路设计至关重要，尤其是在多色或并联驱动配置中。在VR=5V下的反向电流（IR），S2最大规定为10μA，BH最大规定为50μA。

3. 分档系统说明

LED的发光输出在制造过程中自然存在差异。为确保最终用户获得一致的产品，需根据性能将产品分档。

3.1 光强分档

数据手册定义了两个主要的光强分档，适用于S2和BH两种芯片类型，测量条件为IF=10mA。分档代码1涵盖22.5mcd至36.0mcd的范围。分档代码2涵盖36.0mcd至57.0mcd的更高输出范围。备注指出光强容差为±11%，该容差适用于每个分档内部。这种分档方式使设计人员能够根据其亮度要求选择合适的LED，并有助于在阵列中保持外观均匀性。

4. 性能曲线分析

虽然PDF文件在第4页和第5页指出存在S2和BH芯片的典型光电特性曲线，但文本内容中并未提供具体的图形数据。通常，此类曲线会展示正向电流与发光强度之间的关系（I-I曲线）、正向电压与正向电流之间的关系（V-I曲线）以及环境温度对发光强度的影响。这些曲线对于理解LED在非标准工作条件下的行为至关重要，例如在非10mA电流驱动下或在高温环境中工作。设计人员应查阅完整的图形数据手册，以在其特定应用中准确建模性能。

5. 机械与封装信息

5.1 封装外形尺寸

该器件采用23-22C封装外形。除非另有说明，尺寸单位为毫米，标准公差为±0.1mm。该封装为表面贴装器件，带有反光杯以增强光输出和方向性。极性由封装物理结构指示，通常通过凹口或标记的阴极表示。精确的焊盘尺寸和推荐的焊盘布局对于可靠的焊接和热管理至关重要，应严格按照尺寸图中的所示执行。

6. 焊接与组装指南

正确的操作与焊接对可靠性至关重要。

6.1 存储与湿敏度

LED采用带干燥剂的防潮阻隔袋包装。在准备使用元件前，请勿打开包装袋。开封前，储存条件应为30°C以下、相对湿度90%以下。开封后，若储存于30°C/60%RH或更低条件下，元件拥有1年的“车间寿命”。未使用的部件应重新密封于防潮包装中。若干燥剂指示剂显示饱和或超过储存时间，需在回流焊接前进行60±5°C、24小时的烘烤处理，以防止“爆米花”现象损坏。

6.2 回流焊接温度曲线

本器件兼容无铅回流焊接。推荐温度曲线包括：150-200°C的预热阶段，持续60-120秒；液相线（217°C）以上时间60-150秒；峰值温度不超过260°C，最长持续10秒。升温至峰值温度的最大速率为6°C/秒，最大降温速率为3°C/秒。回流焊接次数不应超过两次。加热期间不应对LED施加应力，且焊接后PCB不应发生翘曲。

6.3 手工焊接与返修

若必须进行手工焊接，烙铁头温度须低于350°C，每个端子的接触时间须限制在3秒或以内。烙铁功率应为25W或更低。焊接每个端子之间应至少间隔2秒。不建议在LED焊接后进行返修。若不可避免，必须使用专用双头烙铁同时加热两个端子，并避免机械应力。必须预先评估返修过程中可能造成的损坏。

7. 封装与订购信息

7.1 卷带包装规格

元件采用宽度为8mm的压纹载带包装，卷绕在标准的7英寸（178mm）直径卷盘上。每盘包含2000件。卷盘中心孔直径为13mm，凸缘直径为180mm。载带凹槽尺寸与节距的设计旨在确保23-22C封装在运输和自动处理过程中的安全。

7.2 标签说明

The packaging includes labels with key information: CPN (Customer's Product Number), P/N (Product Number), QTY (Packing Quantity), CAT (Luminous Intensity Rank/Bin Code), HUE (Chromaticity Coordinates & Dominant Wavelength Rank), REF (正向电压 Rank), and LOT No (Lot Number for traceability).

8. 应用建议

8.1 设计考量

Current Limiting: 必须使用外部限流电阻。正向电压存在一个范围，电源电压的微小变化可能导致电流大幅改变，可能引发瞬时故障。必须根据最坏情况下的VF（最小值）计算电阻值，以确保电流不超过最大额定值。
热管理： 尽管功耗较低，但将结温维持在限值以内对于使用寿命和稳定的光输出至关重要。如果在高环境温度或接近最大电流下工作，请确保足够的PCB铜箔面积或散热过孔。
ESD保护： S2芯片的ESD敏感度为2000V（HBM），BH芯片为150V（HBM）。蓝色BH芯片的ESD敏感性显著更高。在组装过程中必须遵守标准的ESD处理预防措施，在敏感环境中，BH型号可能需要在电路层面增加ESD保护。

8.2 应用限制

本产品适用于一般商业和工业应用。它并非专门设计或认证用于高可靠性应用，此类应用中的故障可能导致人身伤害或重大财产损失。这些应用包括但不限于军事/航空航天系统、汽车安全关键系统（例如制动、安全气囊）以及生命支持医疗设备。对于这些应用，需要具备不同规格、认证和可靠性数据的产品。

9. 技术对比与差异化

本产品的关键差异化优势在于，在同一机械封装（23-22C）中提供了两种不同的半导体技术（AlGaInP和InGaN）。这使得设计人员可以从同一元件系列中采购具有相同封装尺寸和焊接特性的橙色与蓝色指示灯，从而简化了采购和PCB布局。其130度的宽视角是反射器封装的特点，与侧视或顶视透镜封装相比能提供更漫射的光线，这对于需要均匀光分布的背光和面板照明应用十分有利。其符合现代环保标准（无铅、无卤、REACH）是基本要求，但仍是市场准入的关键特性。

10. 常见问题（基于技术参数）

问：我能否使用同一电压源并联驱动S2（橙色）和BH（蓝色）LED？
A: 不经过精心设计无法直接并联。它们的典型正向电压差异显著（2.0V 对比 3.3V）。如果并联到 3.3V 电源，橙色 LED 很可能会因过驱动而损坏。必须为每个 LED 的 VF 范围分别计算并配置限流电阻。

Q: 部件编号中的后缀 \"B30/2A\" 是什么意思？
A: 虽然此摘录未明确解码，但此类后缀通常表示特定的分档组合，用于光强（B30 可能与亮度分档有关）和色度/电压（2A 可能与颜色/波长及正向电压分档有关）。确切的对应关系应查阅制造商完整的分档代码文件来确认。

Q: 如何理解“光强容差：±11%”的说明？
答：此容差适用于每个分档（代码1或代码2）内规定的数值。这意味着，当同时考虑分档范围和±11%的容差时，一个标记为分档1（22.5-36.0mcd）的LED，其实际测量值可能在约20.0mcd到40.0mcd之间。这对于需要严格亮度匹配的应用非常重要。

11. 实际设计与使用案例

案例：设计一个多状态指示面板： 设计师正在创建一个控制面板，需要一颗绿色状态LED（本数据手册未涵盖）、一颗橙色警告LED和一颗蓝色活动LED。虽然本数据手册未提供绿色LED规格，但提供了橙色（S2）和蓝色（BH）LED的信息。设计师可以为这两种彩色LED使用23-22C封装尺寸，从而将PCB布局简化为单一的焊盘图形。他们将设计三个独立的驱动电路。对于橙色LED，假设电源电压为5V且目标电流为10mA，为安全起见，他们将使用最小正向电压VF（1.7V）计算串联电阻：R = (5V - 1.7V) / 0.01A = 330欧姆。对于蓝色LED：R = (5V - 2.7V) / 0.01A = 230欧姆。两者都将指定Bin Code 2，以确保最大且匹配的亮度。面板开孔将设计为适应130度的视角，以实现最佳可见性。

12. 工作原理介绍

发光二极管（LED）是一种当电流通过时会发光的半导体器件。这种现象称为电致发光。在S2（AlGaInP）芯片中，电子与铝镓铟磷晶格中的空穴复合，以光子的形式释放能量，其波长位于光谱的橙色/红色部分。在BH（InGaN）芯片中，复合发生在氮化铟镓结构内，产生蓝色光谱的光子。具体的颜色（波长）由半导体材料的带隙能量决定，这是在晶体生长过程中通过工艺设计实现的。透明树脂封装充当透镜和保护层，而集成的反光杯有助于将发出的光线向上引导，从而形成宽广的视角。

13. 技术趋势

LED行业持续朝着更高效率（每瓦更多流明）、更优显色性和更小型化的方向发展。23-22C封装代表了一种成熟且广泛采用的封装形式。当前SMD指示LED的趋势包括开发更小的封装（例如1.0x0.5mm）、更多地采用芯片级封装（CSP）以实现超薄设计，以及将多色芯片（RGB）集成到单个封装中以实现全彩可调光。受汽车和工业应用的推动，行业也高度关注在高温条件下增强可靠性和性能。为了从微小封装中获得更高亮度而采用更高驱动电流的趋势，也推动着芯片和封装层面热管理技术的持续改进。