SMD 藍光 LED 19-217/B7C-ZL2N1B3X/3T 數據表 - 2.0x1.25x0.8mm - 2.5-2.9V - 40mW - 英文技術文件

1. 產品概覽

19-217/B7C-ZL2N1B3X/3T 是一款緊湊型表面貼裝藍色LED，專為要求高可靠性和高效組裝的現代電子應用而設計。相比傳統引線框架LED，此元件代表著重大進步，能令終端產品實現顯著小型化及性能提升。

1.1 核心優勢與產品定位

此LED的主要優勢在於其微型佔位面積。SMD封裝允許印刷電路板（PCB）設計顯著縮小，從而實現更高的元件封裝密度。這直接轉化為設備尺寸減小，以及元件和製成品更低的儲存需求。此外，SMD封裝的輕量化特性，使其非常適合重量為關鍵因素的便攜式及微型應用。此產品定位為可靠、符合行業標準的藍色指示燈及背光源，並符合主要環境與安全法規。

1.2 主要功能

• 包裝： 以8毫米載帶包裝，安裝於7英吋直徑捲盤上，完全兼容高速自動貼片設備。
• 焊接兼容性： 設計用於標準紅外線（IR）及氣相迴流焊接製程。
• 環保合規： 本器件為無鉛產品，符合歐盟RoHS指令，並遵循歐盟REACH法規。同時歸類為無鹵素產品，溴（Br）及氯（Cl）含量均低於900 ppm，且其總和低於1500 ppm。
• 類型： 單色（藍色）LED，配備水清樹脂透鏡。

2. 技術規格詳解

本節將對LED的電氣、光學及熱力參數提供詳細且客觀的分析，這些參數對於穩健的電路設計至關重要。

2.1 絕對最大額定值

這些額定值定義了器件的應力極限，超出此極限可能會對器件造成永久性損壞。不保證在接近或處於此等極限下的操作。

• 反向電壓 (V_R): 5V。在反向偏壓下超過此電壓可能導致接面即時擊穿。
• 連續正向電流 (I_F): 10 mA。可持續施加的直流電流。
• 峰值正向電流 (I_FP): 40 mA。此僅允許在脈衝條件下（佔空比 1/10，頻率 1 kHz）處理瞬態浪湧。
• 功耗 (P_d): 40 mW。封裝在環境溫度 25°C 下可耗散的最大功率，計算公式為 V_F * I_F.
• 靜電放電 (ESD): 150V (人體模型)。組裝期間必須遵循正確的靜電放電處理程序。
• Operating & Storage Temperature: -40°C 至 +85°C（操作），-40°C 至 +90°C（儲存）。
• 焊接溫度： 回流焊：峰值溫度 260°C，最長 10 秒。手動焊接：每個端子最高 350°C，最長 3 秒。

2.2 電光特性

此為在環境溫度 25°C 及正向電流 2mA 下量測之典型性能參數，除非另有說明。

• 發光強度 (I_v): 範圍由 14.5 mcd（最小）至 36.0 mcd（最大），典型公差為 ±11%。此定義了 LED 的感知亮度。
• 視角 (2θ_1/2): 120度（典型值）。此為發光強度降至峰值強度一半時的全角度，表示視角錐體寬闊。
• 峰值波長 (λ_p): 468 nm（典型值）。光譜功率分佈達到最大值時的波長。
• 主波長 (λ_d): 465.0 nm 至 475.0 nm。此定義光線的感知顏色，公差嚴格控制在 ±1 nm。
• 光譜帶寬 (Δλ): 25 nm（典型值）。發射光譜在其最大功率一半處的寬度。
• 正向電壓 (V_F): 2.50V 至 2.90V（於 I_F=2mA，容差為 ±0.05V。此參數對限流電阻計算至關重要。
• 反向電流 (I_R): 在 V 下最大為 50 μA_R=5V。本器件並非設計用於反向偏壓操作。

3. Binning System 說明

LED 在生產後會根據關鍵參數進行分級，以確保一致性。部件編號 19-217/B7C-ZL2N1B3X/3T 編碼了此分級信息。

3.1 發光強度分級 (代碼: L2, M1, M2, N1)

LED會根據I=2mA時的強度分為四個等級_F=2mA：

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

3.2 主波長分級 (代碼: X, Y)

LED 在 I 條件下被分為兩個波長等級。_F=2mA：

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

3.3 正向電壓分選 (代碼: 27, 28, 29, 30)

LED 會根據 I 值分為四個正向電壓檔_F=2mA：

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

4. 性能曲線分析

數據手冊提供咗幾條重要嘅特性曲線，對於理解LED喺唔同工作條件下嘅行為至關重要。

4.1 相對發光強度 vs. 正向電流

此曲線顯示發光強度隨正向電流增加，但並非線性關係。它強調了以穩定、指定嘅電流（例如，額定輸出嘅2mA）驅動LED嘅重要性，而非使用電壓，因為微小嘅電壓變化可能導致電流同亮度大幅波動。

4.2 相對發光強度 vs. 環境溫度

LED嘅輸出會隨接面溫度上升而下降。此曲線通常顯示強度由低溫至最高工作溫度（+85°C）逐漸下降。設計師必須喺預期環境溫度高或散熱不良嘅應用中考慮呢種熱降額。

4.3 正向電流降額曲線

呢個係一個關鍵嘅設計工具。它規定了最大允許連續正向電流作為環境溫度嘅函數。隨著溫度升高，最大安全電流會降低，以防止超過40mW功耗限制並導致熱失控。

4.4 光譜分佈

光譜圖確認咗一個以468納米（藍色）為中心嘅狹窄發射帶，典型帶寬為25納米。呢種純淨光譜係InGaN半導體材料嘅特徵。

4.5 輻射模式圖

極座標圖展示咗120°視角，顯示光強度喺空間上嘅分佈情況。該模式通常係朗伯型或接近朗伯型，能夠喺寬廣區域提供均勻照明。

5. 機械與封裝資料

5.1 封裝尺寸

該LED佔用空間非常緊湊。關鍵尺寸（單位：毫米，公差±0.1毫米，除非另有註明）包括總長度、寬度同高度，以及焊盤佈局同推薦嘅PCB焊盤圖案。精確尺寸對於PCB佈局同錫膏鋼網設計至關重要，以確保正確焊接同對位。

5.2 極性識別

陰極通常有標記，常見方式是在封裝相應一側塗上綠色或於塑膠外殼上開有凹口。安裝時必須注意正確的極性，以確保元件正常運作。

6. 焊接及組裝指引

遵循這些指引對於確保長期可靠性至關重要。

6.1 回流焊接溫度曲線 (無鉛)

提供詳細的溫度曲線如下：

• 預熱： 150-200°C 持續 60-120 秒，以緩慢提升溫度並激活助焊劑。
• 液相線以上時間 (TAL)： 在 217°C 以上保持 60-150 秒。
• 峰值溫度： 最高 260°C，保持時間不超過 10 秒。
• 加熱/冷卻速率： 最高加熱速率 6°C/秒，冷卻速率 3°C/秒，以盡量減少熱衝擊。

6.2 儲存及濕度敏感度

LED 封裝於含有乾燥劑的防潮屏障袋中。

• 請於準備使用前才開啟包裝袋。
• 開封後，若儲存於 ≤30°C 及 ≤60% RH 環境下，須於 168 小時（7 天）內使用。
• 若超出暴露時間或乾燥劑已飽和，在進行回流焊前，需以 60±5°C 烘烤 24 小時，以防止「爆米花」現象（因濕氣汽化導致封裝破裂）。

6.3 手動焊接及返修

如需進行手工焊接：

• 使用烙鐵頭溫度 ≤350°C。
• 每個端子嘅接觸時間限制喺 ≤3 秒。
• 使用低功率烙鐵 (≤25W)。
• 端子之間要有 ≥2 秒嘅冷卻間隔。
• 避免初次焊接後再加工。如無法避免，請使用雙頭烙鐵同時加熱兩個端子並提起元件，避免對焊點造成壓力。

7. 封裝及訂購資料

7.1 捲帶及載帶規格

LED以7英吋捲帶包裝，載帶為壓紋式。載帶寬度為8毫米。每捲包含3000件。提供載帶凹槽及捲帶軸心/凸緣的詳細尺寸，以確保與自動送料器兼容。

7.2 標籤說明

捲帶標籤包含以下幾個關鍵識別資訊：

• P/N: 完整產品編號。
• QTY: 卷盤上嘅數量。
• CAT/HUE/REF: 分別對應發光強度、主波長同正向電壓分級嘅代碼。
• LOT No: 可追溯批次編號。

8. 應用建議與設計考量

8.1 典型應用場景

• 背光： 由於其體積細小及光線分佈均勻，非常適合用於儀表板指示燈、薄膜開關及標誌照明。
• 電信設備： 電話、傳真機及網絡硬件中的狀態指示燈及鍵盤背光。
• LCD平面背光： 可用於陣列式設計，為側光式或直下式小型LCD面板提供照明。
• 一般指示： 消費性及工業電子產品中的電源狀態、模式指示燈及裝飾照明。

8.2 關鍵設計考量

1. 電流限制： 必須使用外部限流電阻， 此為絕對必要。LED的指數型I-V特性意味著電壓的微小增加會導致電流大幅上升，從而引致迅速損壞。電阻值可透過公式 R = (V_supply - V_F) / I 計算得出。_F.
2. 熱能管理： 雖然功耗較低，但若在接近最大電流或高環境溫度下操作，應根據降額曲線確保足夠的PCB銅箔面積或散熱通孔。
3. 靜電放電保護： 若LED可由用戶接觸，應在輸入線路上實施靜電放電保護，並在處理過程中遵循適當的靜電放電協議。
4. 光學設計： 120°視角提供廣泛覆蓋範圍。如需聚焦光線，可能需要外部透鏡或導光管。

9. 技術比較與差異分析

與舊式通孔藍光LED或較大SMD封裝相比，19-217具有明顯優勢：

• 尺寸： 其微型2.0mm x 1.25mm佔位面積，可實現前所未有的設計密度。
• 性能一致性： 對光強、波長及電壓的嚴格分檔，確保在多LED應用中具備一致的外觀與表現。
• 可製造性： 完全兼容自動化SMT組裝線，相比人手插裝，能顯著降低生產成本並提高可靠性。
• 合規性： 符合RoHS、REACH及無鹵標準，使設計能適應全球市場日益嚴格的環保法規，具備未來適用性。

10. 常見問題（基於技術參數）

Q1: 當已指定正向電壓時，為何仍需限流電阻？
A1: 正向電壓是在特定電流（2mA）下的特性。電源電壓各異，且LED本身的V_F 具有容差並隨溫度變化。該電阻提供一種線性、穩定的方法來設定電流，保護LED免於過流狀況。

Q2: 我可以持續以10mA驅動此LED嗎？
A2: 可以，10mA是在25°C下的絕對最大持續額定值。然而，您必須參考正向電流降額曲線。若環境溫度更高，最大允許電流則更低。為確保長期可靠運作，通常建議以較低電流（如5mA）驅動。

Q3: 型號中的「B3X」對我的設計有何意義？
A3: 這表示特定的性能分檔。「B3X」指向光強度及主波長的特定分檔。對於需要在多個單元或多批生產中保持顏色和亮度一致性的設計，指定並遵守包含分檔代碼的完整型號至關重要。

Q4: 應如何解讀120°視角？
A4：這表示LED會發出寬錐形光線。當正面觀看（0°）時，亮度最高。從中心偏移±60°（總共120°）時，亮度會降至最高值的一半。這適用於需要從多個角度觀看LED的應用。

11. 實際設計與應用案例研究

場景： 設計一個帶有四個藍色狀態指示燈的緊湊控制面板。
實施：

1. 電路設計： 使用5V系統電源。目標I_F = 5mA 以達致良好亮度及使用壽命。假設典型 V_F 為 2.7V，計算 R = (5V - 2.7V) / 0.005A = 460Ω。選用最接近的標準值 470Ω。
2. PCB 佈局： 將四個 LED 對齊放置。嚴格按照數據手冊推薦的焊盤圖形。加入連接陰極焊盤的小型銅箔以提供輕微散熱。
3. 組裝： 生產線準備就緒前保持卷帶密封。嚴格遵循回流焊溫度曲線。焊接後進行目視檢查。
4. 結果： 四個指示燈具有一致的藍色及亮度，運作可靠，外觀專業且微型化。

12. 工作原理簡介

此LED採用氮化銦鎵（InGaN）半導體晶片。當施加超過接面內建電位的正向電壓時，電子和電洞會被注入活性區域並進行復合。此復合過程會以光子（光）形式釋放能量。InGaN合金的特定成分決定了能隙能量，直接對應發射光的波長——本例約為468 nm（藍光）。水清環氧樹脂封裝體能保護晶片、作為透鏡塑造光輸出，其配方具備高光學透明度及長期穩定性。

13. 技術趨勢與背景

19-217 LED體現了光電領域的關鍵趨勢：持續微型化、透過SMT兼容性提升可製造性，以及嚴格遵守環保標準。採用InGaN技術產生藍光現已成熟且高度可靠。此類元件未來的發展可能聚焦於更高效率（每mA提供更多光輸出）、為高階應用提供更嚴格的參數控制，以及與板上驅動器或控制電路的整合。汽車、工業、消費電子及IoT設備市場對此類緊湊、可靠且合規的指示燈和背光需求持續增長。