SMD LED 22-21/BHC-AN1P2/2C 藍色數據表 - 2.2x2.1x1.1mm - 3.8V - 20mA - 40mW - 英文技術文件

1. 產品概覽

22-21/BHC-AN1P2/2C 係一款表面貼裝器件（SMD）藍色發光二極管（LED）。佢專為需要可靠指示或背光功能嘅現代緊湊電子組件而設計。該器件採用封裝喺透明樹脂內嘅 InGaN（氮化銦鎵）芯片材料，發出嘅光嘅典型主波長為 468 nm。

呢個元件嘅核心優勢在於其微型佔位面積。尺寸僅為 2.2mm x 2.1mm，高度約 1.1mm，相比傳統引線式 LED，佢能夠顯著減小印刷電路板（PCB）尺寸並實現更高嘅組裝密度。呢種微型化直接有助於終端產品外形更細小，並減少元件嘅儲存需求。該器件亦非常輕巧，係便攜同微型應用嘅理想選擇。

The product is compliant with key environmental and safety regulations, including being Pb-free (lead-free), adhering to the EU RoHS (Restriction of Hazardous Substances) directive, complying with EU REACH (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals) regulations, and meeting halogen-free standards (Bromine <900 ppm, Chlorine <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). It is supplied in industry-standard 8mm tape on 7-inch diameter reels, ensuring compatibility with automated pick-and-place assembly equipment. The component is suitable for both infrared and vapor phase reflow soldering processes.

2. 技術參數詳析

2.1 絕對最大額定值

這些額定值定義了可能導致器件永久損壞的極限。在此等條件下或超出此等條件操作並無保證，應在電路設計中避免。

• 反向電壓 (V_R): 5 V - 可以施加於反向偏壓方向嘅最大電壓。
• Forward Current (I_F): 20 mA - 為確保可靠運作而建議嘅最大連續直流正向電流。
• Peak Forward Current (I_FP): 100 mA - 最大脈衝正向電流，僅在特定條件下允許（頻率為1 kHz，佔空比為1/10）。
• Power Dissipation (P_d): 40 mW - 器件可耗散的最大功率，考慮熱限制，計算為正向電壓與正向電流的乘積。
• Electrostatic Discharge (ESD) Human Body Model (HBM): 150 V - 此裝置對靜電放電的敏感度。在組裝及處理過程中，必須遵循正確的靜電放電處理程序。
• 操作溫度_opr): -40°C 至 +85°C - 此為器件指定可運作嘅環境溫度範圍。
• 儲存溫度 (T_stg): -40°C 至 +90°C - 器件在未通電狀態下儲存嘅溫度範圍。
• 焊接溫度 (T_sol): 指定了兩種設定曲線：回流焊接（峰值溫度260°C，最長10秒）和手動焊接（烙鐵頭溫度350°C，每個端子最長3秒）。

2.2 Electro-Optical Characteristics

除非另有說明，這些參數均在環境溫度（T_a）為25°C及正向電流（I_F）為20 mA的標準測試條件下量測。它們定義了器件的典型性能。

• 發光強度（I_v): 範圍由最低28.5 mcd至最高72.0 mcd。表格中並未指定典型值，但分檔系統提供了分類範圍。視角（2θ_1/2）通常為130度，表示視角錐體寬闊。
• 峰值波長（λ_p): 通常為468納米（nm）。此為光譜功率分佈達到最大值時嘅波長。
• 主波長（λ_d): 範圍由464.5 nm至476.5 nm。此為人眼感知到與發射光顏色相匹配嘅單一波長。註明公差為±1 nm。
• 光譜輻射帶寬（Δλ）： 通常為35 nm。此為發射光譜的半高全寬（FWHM），用以描述顏色的純淨度。
• 正向電壓（V_F): 通常為3.8 V，在I_F = 20 mA時最高為4.5 V。此為LED工作時的電壓降。
• 反向電流（I_R): 當施加5 V反向電壓（V_R）時，最大電流為50 μA。

3. 分級系統說明

為確保生產中顏色與亮度的一致性，LED會進行分級。此裝置採用兩個獨立的分級參數。

3.1 發光強度分檔

發光輸出分為四個檔位（N1、N2、P1、P2），每個檔位定義咗喺 I_F = 20 mA 下測量嘅特定毫坎德拉（mcd）範圍。分檔確保特定訂單內嘅LED具有相近嘅亮度水平。發光強度嘅公差指定為 ±11%。

• Bin N1: 28.5 - 36.0 mcd
• Bin N2: 36.0 - 45.0 mcd
• Bin P1: 45.0 - 57.0 mcd
• Bin P2: 57.0 - 72.0 mcd

3.2 主波長分檔

顏色（主波長）分為四個檔位（A9, A10, A11, A12），每個檔位涵蓋特定的納米範圍。這確保了顏色的一致性。主波長的容差為 ±1 nm。

• 等級A9： 464.5 - 467.5 納米
• 等級A10： 467.5 - 470.5 nm
• Bin A11: 470.5 - 473.5 nm
• Bin A12: 473.5 - 476.5 nm

產品編號很可能包含代碼（例如「AN1P2」），用以指明特定卷盤或訂單中包含哪些光強度與波長區段。

4. 性能曲線分析

雖然提供嘅文本中無詳細說明具體圖形曲線，但呢類LED典型嘅電光特性曲線通常包括：

• Forward Current vs. Forward Voltage (I-V Curve): 此非線性曲線顯示LED通過電流與兩端電壓之關係。當電壓略高於導通閾值時，電流會急劇增加，突顯限流電路之必要性。
• 發光強度與正向電流關係： 此曲線通常顯示光輸出隨電流增加而上升，但在高電流時可能因熱效應與效率問題呈現次線性增長。
• 發光強度與環境溫度： LED嘅光輸出通常會隨住結溫上升而降低。了解呢種降額特性對於喺高環境溫度下運作嘅應用至關重要。
• 光譜分佈： 一幅相對強度對波長嘅圖，顯示咗峰值喺約468 nm同埋約35 nm嘅半高全寬帶寬。

5. 機械及封裝資料

5.1 封裝尺寸

該器件呈矩形封裝。關鍵尺寸（單位為毫米，除非特別註明，典型公差為±0.1毫米）包括本體長度2.2毫米、本體寬度2.1毫米，以及高度約1.1毫米。數據表包含詳細的尺寸圖，顯示焊盤佈局、端子尺寸及建議的PCB焊盤圖案，以確保正確焊接及機械穩定性。

5.2 極性識別

陰極通常有標記，常見方式包括封裝本身或載帶上的凹口、圓點或綠色標記。貼裝時必須注意正確極性，以確保器件正常運作。

6. 焊接與組裝指引

6.1 電流限制

關鍵： 一個外部限流電阻或恆流驅動電路 必須 與LED串聯使用。其正向電壓具有負溫度係數且變化輕微。若無電流限制，供電電壓的輕微上升可能導致正向電流大幅增加，甚至造成損壞。

6.2 儲存與濕度敏感度

元件以防潮屏障袋包裝，內附乾燥劑以防止吸濕，因吸濕可能導致迴流焊接時出現「爆米花」現象（封裝開裂）。

• 請勿於使用前打開包裝袋。
• 開封後，未使用的LED請儲存於≤30°C及≤60%相對濕度環境中。
• 包裝開封後的「使用期限」為168小時（7天）。
• 若超過使用期限或乾燥劑指示器顯示飽和，焊接前需以60 ±5°C烘烤24小時。

6.3 Reflow Soldering Profile

指定無鉛（Pb-free）回流焊溫度曲線：

• 預熱： 在60-120秒內從環境溫度上升至150-200°C。
• 浸泡/預熱： 保持217°C以上60-150秒。
• 回流焊接： 峰值溫度不可超過260°C，而溫度高於255°C的時間不可超過30秒。實際峰值（260°C）的持續時間最多為10秒。
• 冷卻： 最大冷卻速率為每秒6°C。

重要限制： 同一器件不應進行超過兩次回流焊接。加熱期間避免對LED施加機械應力，焊接後請勿彎曲PCB。

6.4 手動焊接與返修

If hand soldering is unavoidable, use a soldering iron with a tip temperature <350°C, apply heat to each terminal for ≤3 seconds, and use an iron with a power rating ≤25W. Allow a cooling interval of >2 seconds between terminals. Rework is strongly discouraged. If absolutely necessary, use a dual-head soldering iron to simultaneously heat both terminals for removal, and verify device functionality afterwards, as damage is likely.

7. 封裝與訂購資料

7.1 封裝規格

該裝置以壓紋載帶供應，寬度為8毫米，捲繞於標準7吋（178毫米）直徑的捲盤上。每捲盤包含2000件。捲盤、載帶及蓋帶的尺寸詳見數據表，公差一般為±0.1毫米。

7.2 標籤說明

包裝標籤包含多個代碼：

• CPN： 客戶產品編號（可選）。
• P/N： Manufacturer's Product Number (e.g., 22-21/BHC-AN1P2/2C).
• QTY: Packing Quantity (e.g., 2000).
• CAT: 發光強度等級（亮度分檔代碼）。
• HUE: Chromaticity Coordinates & Dominant Wavelength Rank (Bin code for color).
• REF: 正向電壓等級。
• LOT No: 製造批號以供追溯。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

• 背光照明： 儀錶板、薄膜開關及控制面板的照明。
• Telecommunication Equipment: 電話、傳真機及網絡設備中的狀態指示燈及鍵盤背光。
• LCD背光： 用於小型單色或彩色LCD顯示屏的側光式或直下式背光。
• 一般適應症： 消費電子產品中的電源指示燈、狀態燈及裝飾照明。

8.2 設計考量

• 熱管理： 雖然功耗較低，但確保LED焊盤下方有足夠的PCB銅箔面積或散熱通孔，有助於維持較低的結溫，從而保持光輸出與使用壽命。
• 電流驅動： 必須設計為恆定電流驅動，或根據最大正向電壓（V_F）計算並串聯電阻，以確保在最惡劣條件下（例如低V_F 器件、高電源電壓）電流絕不超過絕對最大額定值。
• ESD Protection: 若LED可供用戶接觸，請在輸入線路上實施ESD保護，並在組裝過程中遵循ESD安全操作規範。

9. 技術比較與差異化

22-21封裝相比較大嘅SMD LED（例如3528、5050）或傳統通孔LED，其主要差異在於其超微型尺寸，能夠應用於空間受限嘅設計。相比其他藍色LED，其典型波長（約468 nm）、寬視角（130°）同明確分檔結構嘅特定組合，可提供可預測嘅顏色同亮度，確保產品外觀一致。其符合無鹵同RoHS標準，適合全球市場所需嘅環保設計。

10. 常見問題（基於技術參數）

問：為何必須使用限流電阻？
答：LED的I-V特性呈指數關係。正向電壓的微小變化會導致電流大幅改變。若無電阻，電源電壓或LED自身V_F 可能會驅使電流超出20mA嘅上限，導致快速過熱同損壞。

問：我可唔可以用3.3V電源驅動呢個LED？
答：有可能，但要小心。典型嘅V_F 係3.8V，高過3.3V。喺3.3V下，LED可能唔會着，或者會好暗。你需要一個高過最大V_F (4.5V) 加上你個限流電阻嘅壓降。通常會用升壓轉換器或者更高電壓嘅電源（例如5V）。

問：130度視角係咩意思？
A> It means the angle at which the luminous intensity is half of the intensity measured directly on-axis (0 degrees). A 130-degree angle is considered \"wide viewing,\" meaning the light is spread out and visible from a broad side angle, suitable for indicator lights that need to be seen from different positions.

問：我應該點樣解讀我訂單入面嘅分檔代碼（例如 AN1P2）？
A> The bin codes specify the guaranteed ranges for luminous intensity and dominant wavelength for all LEDs in that batch. \"AN1\" likely refers to a specific dominant wavelength bin (e.g., A11), and \"P2\" refers to the luminous intensity bin (57.0-72.0 mcd). This ensures visual consistency across all units in your production run.

11. Practical Design and Usage Case

Scenario: 設計一個背光按鈕開關。 開關上有一個細小的半透明圖標。設計師選用這款22-21藍色LED，因其尺寸小巧。PCB上有一條5V供電軌。為將電流限制在15 mA（一個低於20mA上限的安全值，以延長使用壽命），計算串聯電阻：R = (V_supply - V_F) / I_F. 使用最大V_F 為4.5V可確保即使驅動「高V_F」LED亦能提供足夠電流：R = (5V - 4.5V) / 0.015A ≈ 33.3 歐姆。選用標準33歐姆電阻。PCB焊盤圖案嚴格按照datasheet推薦的封裝尺寸設計。組裝時，濕敏元件於開袋後7日floor life內使用，並採用指定溫度曲線對電路板進行單次迴流焊。

12. 工作原理簡介

呢款LED係基於半導體p-n接面嘅電致發光原理運作。發光區域由InGaN組成。當施加超過二極管導通閾值嘅正向電壓時，來自n型區域嘅電子同p型區域嘅電洞就會注入發光區域。當呢啲電荷載子復合時，會以光子（光）嘅形式釋放能量。InGaN合金嘅具體成分決定咗帶隙能量，從而決定咗發射光嘅波長（顏色）——喺呢個情況下係藍色。透明環氧樹脂封裝體保護半導體芯片，充當透鏡塑造光輸出（形成130°視角），並提供機械穩定性。

13. 技術趨勢

基於InGaN嘅高效藍光LED發展係固態照明嘅一項基礎成就，令白光LED（透過熒光粉轉換）同全彩顯示屏得以實現。好似22-21呢類元件嘅趨勢持續朝向進一步微型化、提升效率（每mA更高嘅發光強度），以及更嚴格嘅分檔公差，以實現更出色嘅顏色同亮度均勻性。與板上控制電路（例如LED封裝內嘅集成驅動器IC）整合亦係一個增長趨勢，不過對於簡單指示燈LED嚟講，呢款元件所代表嘅分立式、高成本效益方案，喺大量應用中仍然非常重要。