SMD LED 19-117/BHC-ZL1M2RY/3T 規格書 - 藍光 468nm - 2.8x3.5x0.8mm - 3.1V - 40mW - 英文技術文件

1. 產品概覽

The 19-117/BHC-ZL1M2RY/3T 是一款緊湊型、表面貼裝的藍色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，此元件在電路板空間利用和製造效率方面帶來顯著提升，代表著一項重大進步。

1.1 核心優勢與產品定位

呢款LED嘅主要優勢在於其微型佔位面積，可以直接實現更細小印刷電路板（PCB）嘅設計。尺寸嘅縮小有助於提高元件封裝密度，從而喺有限空間內實現更複雜嘅功能。此外，元件同最終組裝設備嘅儲存需求降低，亦為物流同產品外殼帶嚟整體成本節省。

其輕量化結構令佢特別適合用於便攜同微型電子設備，呢啲設備嘅重量係關鍵設計因素。該元件以業界標準8毫米載帶供應，安裝喺直徑7英寸嘅捲盤上，確保完全兼容高速自動化貼片組裝設備，呢點對於大規模生產至關重要。

1.2 目標應用與市場

呢款LED用途廣泛，適用於多個關鍵應用領域。一個主要用途係儀錶板、儀表指示燈同薄膜開關嘅背光照明，其穩定嘅藍色輸出提供清晰照明。喺電訊領域，佢用作電話同傳真機等設備嘅狀態指示燈同鍵盤背光。

佢亦被用於液晶顯示器（LCD）、符號同各種開關介面背後嘅平面背光解決方案。其通用性質意味住，只要需要可靠嘅藍色光源，佢就可以適應廣泛嘅消費、工業同汽車指示燈應用。

2. 技術規格與深入解讀

理解絕對最大額定值對於確保LED在應用電路中的長期可靠性及防止過早失效至關重要。

2.1 絕對最大額定值

該器件額定連續正向電流 (IF) 為10 mA。超過此數值會產生過量熱能，導致內部半導體結劣化，繼而令發光輸出急劇下降，最終造成災難性故障。在脈衝操作模式下，峰值正向電流（IFP）可容許達40 mA，但必須嚴格遵循1/10佔空比及1 kHz頻率的條件。此設定能在避免過熱的前提下，實現短暫的高亮度輸出。

總功耗（Pd) 不得超過40 mW，此數值係正向電流同電壓嘅函數。工作同儲存溫度範圍分別規定為-40°C至+85°C同-40°C至+90°C，表明其適用於惡劣環境。該元件具有一定嘅靜電放電（ESD）防護能力，根據人體模型（HBM）評級為2000V，呢個係受控環境下處理嘅標準水平，但組裝時仍需要採取適當嘅ESD預防措施。

2.2 電光特性

喺標準測試條件下（環境溫度Ta=25°C，正向電流為5 mA），LED展現出關鍵性能參數。發光強度（Iv）有一個典型範圍，其最小值同最大值由後文詳述嘅分檔系統定義。視角（2θ1/2) 是一個寬達120度的角度，提供廣闊、擴散的發射模式，適合區域照明而非聚焦光束。

其光譜特性是呈現藍色的關鍵。峰值波長 (λp) 通常為468納米（nm），而主波長（λd）則介乎465.0 nm至475.0 nm之間。光譜帶寬（Δλ）約為25 nm，用以界定藍色嘅純度。正向電壓（VF要達到5 mA測試電流所需嘅電壓範圍係2.50V至3.10V。呢個參數對電路設計至關重要，因為佢決定咗LED兩端嘅電壓降以及所需嘅限流電阻值。

3. Binning System 說明

為確保批量生產嘅一致性，LED會按性能分級。呢個系統讓設計師可以揀選符合其應用特定最低要求嘅元件。

3.1 光強度分級

光輸出分為四個不同檔位：L1、L2、M1 同 M2。L1 檔代表最低輸出範圍（11.5 - 14.5 mcd），而 M2 檔則代表最高輸出範圍（22.5 - 28.5 mcd）。設計師可以指定檔位代碼，以確保產品達到最低亮度水平，對於需要均勻面板照明或符合特定可見度標準嘅應用至關重要。

3.2 主波長分級

藍光顏色透過主波長分檔進行控制。定義了兩個檔位：'X'（465.0 - 470.0 nm）及 'Y'（470.0 - 475.0 nm）。'X'檔波長稍短，呈現較深藍色；而'Y'檔波長稍長，偏向藍青色調。此方法可實現陣列中不同LED之間嘅顏色匹配，或基於品牌或美學原因確保特定藍色調。

3.3 正向電壓分選

正向電壓分為三個等級：9（2.50 - 2.70V）、10（2.70 - 2.90V）同11（2.90 - 3.10V）。了解電壓等級對於設計高效驅動電路至關重要。當多個LED並聯而無獨立電流調節時，使用相同或已知電壓等級嘅LED可以減少電流同亮度嘅差異。

4. 性能曲線分析

提供嘅特性曲線深入揭示咗LED喺唔同操作條件下嘅行為，對於穩健嘅系統設計係必要嘅。

4.1 相對發光強度與正向電流關係

顯示相對發光強度與正向電流關係嘅曲線通常係非線性嘅。輸出會隨電流增加，但最終會飽和。更重要嘅係，喺建議電流以上操作會導致接面溫度過高，不但會降低效率，亦會縮短器件壽命。呢條曲線有助設計師喺期望亮度同操作壽命之間，搵到最佳平衡點。

4.2 相對發光強度與環境溫度關係

LED嘅性能受溫度影響好大。隨住環境溫度升高，發光輸出通常會下降。呢條曲線就係量化呢種降額情況。對於會遇到高溫嘅應用（例如汽車儀錶板內部，或者靠近其他發熱元件嘅地方），呢啲數據對於確保LED喺所有操作條件下都保持足夠亮度至關重要。可能因此需要選用更高亮度等級嘅LED，或者實施散熱管理策略。

4.3 正向電流降額曲線

這條曲線可說是可靠性方面最關鍵的一條。它定義了在任何特定環境溫度下所允許的最大連續順向電流。隨著溫度上升，最大安全電流會下降。遵循這條遞減曲線可防止熱失控，並確保LED在其安全工作區（SOA）內運行，這是達到指定壽命的基本條件。

4.4 頻譜分佈與輻射模式

光譜分佈圖顯示咗唔同波長嘅光強度，中心喺468 nm附近。輻射模式圖（通常係極座標圖）說明咗光點樣從封裝空間上發射出去。120度嘅寬闊視角證實咗係Lambertian或者接近Lambertian嘅發射模式，即係強度喺垂直於晶片嘅方向最高，隨角度變大而減弱。

5. 機械及封裝資料

5.1 封裝尺寸及公差

此LED採用標準SMD封裝。關鍵尺寸包括決定PCB焊盤圖案的本體尺寸，以及陽極和陰極端子的位置。尺寸圖標明了所有關鍵量度，除非另有註明，標準公差為±0.1毫米。此資料用於建立PCB封裝，確保正確焊接與對位。

5.2 極性識別與焊盤設計

正確極性對LED運作至關重要。數據手冊的封裝圖清楚標示了陽極和陰極。通常，元件本身會有一個焊盤被標記或具有不同形狀（例如凹口或斜邊），以便在放大鏡下進行視覺識別。推薦的PCB焊盤佈局確保了可靠的焊點以及適當的熱和電氣連接。

6. 焊接與組裝指引

正確的處理和焊接對於維持LED的性能和可靠性至關重要。

6.1 回流焊接參數

該元件適用於紅外線同氣相迴流焊接製程。文中提供咗特定嘅無鉛焊接溫度曲線。關鍵參數包括預熱階段（150-200°C，持續60-120秒）、液相線以上（217°C）時間為60-150秒，以及峰值溫度唔超過260°C且最長維持10秒。同時亦規定咗最高升溫同降溫速率，以防止熱衝擊。強烈建議迴流焊接唔好進行超過兩次，以免損壞內部焊線或環氧樹脂透鏡。

6.2 手工焊接及返修注意事項

如無法避免手動焊接，必須極度小心。烙鐵咀溫度必須低於350°C，且與每個端子的接觸時間不得超過3秒。建議使用低功率烙鐵（≤25W）。請注意重要警告：損壞通常在手動焊接過程中發生。進行返修時，應使用專為SMD元件設計的雙頭烙鐵，同時加熱兩個端子並提起元件，以避免對焊點或LED本體造成應力。

6.3 儲存及濕度敏感性

LED 以防潮屏障袋包裝，內附乾燥劑，以防吸收大氣濕度。在生產準備使用前，切勿打開包裝袋。一旦打開，若儲存於 ≤30°C 及 ≤60% 相對濕度環境下，LED 應在 168 小時（7 日）內使用。若超過此暴露時間，需進行烘烤處理（60 ±5°C，24 小時）以去除濕氣，防止高溫回流焊接過程中出現「爆米花」現象或分層。

7. 封裝與訂購資料

7.1 捲帶與膠帶規格

本產品以捲帶包裝形式供應，適用於自動化組裝。載帶尺寸、凹槽大小及捲盤規格均有列明。每捲包含3000件元件。捲盤及載帶物料具防潮設計，能在儲存及運輸過程中保護元件。

7.2 標籤說明與型號編制

包裝標籤包含多個關鍵欄位：客戶部件編號 (CPN)、製造商部件編號 (P/N)、包裝數量 (QTY)，以及針對發光強度 (CAT)、主波長 (HUE) 和正向電壓 (REF) 的特定分檔代碼。批次編號 (LOT No.) 亦會提供以作追溯。理解此標籤對於核實所收部件是否符合訂購規格至關重要。

8. 應用程式設計考量

8.1 電路設計與電流限制

最關鍵的設計規則是必須使用串聯限流電阻（或於進階應用中使用恆流驅動器）。LED的正向電壓具有負溫度係數及製造公差。若無電流限制，供電電壓的輕微上升便可能導致電流大幅且具破壞性的增加。電阻值可根據歐姆定律計算：R = (V_supply - V_F) / I_F，其中 V_F 同 I_F 係目標操作點。

8.2 終端應用中的熱管理

雖然LED本身體積細小，但管理其熱量對效能及壽命至關重要。設計師應考慮從LED焊盤到PCB，以至可能連接到散熱器的熱傳導路徑。在LED封裝位置周圍使用具有足夠銅箔面積（散熱焊盤）的PCB有助於散熱。在環境溫度較高的應用中，必須參考其降額曲線。

8.3 光學集成

對於背光或指示燈應用，需考慮光路。其寬廣視角有利於均勻照亮擴散片或導光板。LED與被照面之間的距離，以及反射器或透鏡的使用，均會影響最終的亮度與均勻度。在某些應用中，亦可透過使用螢光粉塗層透鏡或遠程螢光粉技術，將藍光轉換為白光或其他顏色。

9. 技術比較與差異化

相比舊式通孔LED技術，這款SMD LED在關鍵領域提供更優越的性能。無引線設計消除了寄生電感，若採用脈衝模式（儘管這並非典型應用）可實現更高頻率的開關。SMD封裝較小的熱容量使其熱響應更快，但同時意味著必須透過PCB更有效地導走熱量。

在藍色SMD LED類別中，19-117型號憑藉其獨特的組合脫穎而出：封裝尺寸（可實現極高密度佈局）、寬視角（提供廣泛照明）以及完善的分檔系統（提升設計靈活性與一致性）。其符合RoHS、REACH及無鹵素標準，適合環境規管嚴格的全球市場。

10. 常見問題（FAQ）基於技術參數

10.1 使用5V電源時應選用甚麼電阻值？

使用最大正向電壓（bin 11為3.10V）及標準亮度目標電流5 mA：R = (5V - 3.10V) / 0.005A = 380 歐姆。最接近的標準值為390歐姆。以390歐姆重新計算得出 I_F = (5V - 3.10V) / 390 = ~4.87 mA，此為安全值。請務必使用最大 V_F 從你為此計算所選嘅光強分檔中，確保電流永遠唔超過上限。

10.2 我可以將呢粒LED推至20 mA以獲得更高亮度嗎？

唔可以。絕對最大連續正向電流額定值係10 mA。以20 mA操作會超出此額定值，導致嚴重過熱、光衰加速，幾乎必定損壞。要獲得更高亮度，應選用更高光強分檔（M1或M2）嘅LED，或者使用多粒LED，而唔係提高電流。

10.3 我應該點樣解讀標籤上嘅bin碼？

標籤上的 CAT、HUE 和 REF 欄位對應於分級。例如，標籤顯示 CAT: M2、HUE: X、REF: 10 表示該卷帶上的 LED 發光強度介乎 22.5 至 28.5 mcd (M2)，主波長介乎 465.0 至 470.0 nm (X)，正向電壓則介乎 2.70 至 2.90V (10)。

11. 實用設計與使用示例

11.1 儀錶板指示燈組

在汽車儀表板中，可能會使用多個19-117 LED置於聚碳酸酯透鏡後方，以照亮警告符號（例如遠光燈、轉向信號）。設計師會選擇特定的亮度等級（例如M1），以確保在明亮日光條件下的可見度。LED會通過限流電阻網絡或專用LED驅動IC，由車輛的12V系統驅動。寬廣的視角確保符號均勻照亮。高工作溫度範圍（-40至+85°C）對於這種惡劣環境至關重要。

11.2 低電量狀態指示燈

對於路由器或充電器等市電供電的消費電子裝置，單一顆19-117 LED即可提供清晰的電源開啟/狀態指示。由5V USB電源軌或3.3V邏輯電源軌（配以經適當計算的電阻）以5 mA驅動，其功耗極低。藍色通常與「運行中」或「已連接」狀態相關聯。其小巧尺寸使其能適應現代電子產品日益纖薄的外形。

12. 運作原理

19-117 LED 係一種半導體光源。其核心係一塊由氮化銦鎵（InGaN）等材料組成嘅芯片，呢啲材料形成一個 p-n 結。當施加一個超過結內建電勢嘅正向電壓時，電子同電洞就會被注入穿過個結。當呢啲電荷載子復合時，能量會以光子（光）嘅形式釋放。InGaN 材料嘅特定帶隙能量決定咗發射光子嘅波長，喺呢個情況下，大約係 468 nm，即係我哋所見到嘅藍光。環氧樹脂透鏡封裝住個芯片，提供機械保護，並將發射出嚟嘅光塑造成所需嘅輻射模式。

13. 技術趨勢與背景

19-117 LED 屬於電子產品微型化及從通孔技術轉向表面貼裝技術嘅大趨勢。呢種轉變實現咗自動化、大批量組裝，透過消除人手焊接步驟，降低製造成本並提高可靠性。特別喺LED行業，持續發展嘅重點在於提高發光效率（每瓦電輸入產生更多光輸出）、改善顏色一致性同飽和度，以及增強高溫同高電流條件下嘅可靠性。雖然呢款係標準藍色LED，但基礎材料科學同封裝技術持續演進，推動後續元件世代嘅性能提升。