SMD LED 19-118/BHC-ZL1M2QY/3T 數據表 - 藍光 468nm - 2.7-3.2V - 25mA - 95mW - 英文技術文件

1. 產品概覽

本文件提供編號為19-118/BHC-ZL1M2QY/3T嘅表面貼裝器件（SMD）LED嘅完整技術規格。呢款係單色藍光LED，專為高密度電子組裝而設計。

1.1 核心優勢與產品定位

呢款元件嘅主要優勢在於其緊湊嘅SMD封裝，相比傳統引線框架型LED，能夠顯著縮小電路板尺寸同設備佔用空間。呢種微型化設計支援更高嘅PCB組裝密度，並減少儲存空間需求。封裝本身重量輕，尤其適合微型同空間受限嘅應用。產品符合無鉛製造工藝，並設計為持續符合RoHS標準。

1.2 目標應用

呢款LED用途廣泛，適用於以下幾個主要應用領域：

• 背光照明： 適用於儀表板指示燈及開關照明。
• 電信： 用作電話同傳真機等裝置嘅狀態指示器同背光照明。
• 顯示技術： 用於LCD、開關同符號嘅平面背光照明。
• 一般用途： 適用於消費及工業電子產品中多種指示燈及照明任務。

2. 技術參數深度剖析

本節將在標準測試條件（Ta=25°C）下，對LED的關鍵性能參數提供詳細、客觀的分析。

2.1 裝置選擇與物料構成

LED晶片採用氮化銦鎵（InGaN）半導體材料製成，負責發射藍光。封裝樹脂為水清透明，以優化光輸出同顏色純度。

2.2 絕對最大額定值

此等額定值定義了可能導致器件永久損壞的極限。不保證在此等條件下或低於此等條件下操作。

• Reverse Voltage (V_R): 5 V - 反向偏壓超過此電壓可能會損壞LED接面。
• Continuous Forward Current (I_F): 25 mA - 可靠運作的最大直流電流。
• Peak Forward Current (I_FP): 100 mA (工作週期 1/10 @1KHz) - 適用於脈衝操作，但不適合連續使用。
• 功耗 (P_d): 95 mW - 封裝能夠以熱量形式消散的最大功率。
• 靜電放電 (ESD) 人體模型 (HBM): 2000 V - 表示中等程度的ESD敏感度；必須採取適當的處理程序。
• 操作溫度 (T_opr): -40°C 至 +85°C - 正常運作時嘅環境溫度範圍。
• Storage Temperature (T_stg): -40°C 至 +90°C。
• 焊接温度： 本器件可承受 260°C 回流焊接 10 秒或 350°C 手焊 3 秒。

2.3 電光特性

這些參數定義了在標準測試電流5mA下的光輸出與電氣特性。

• 發光強度 (I_v): 範圍由最小11.5 mcd至最大28.5 mcd。未指定典型值，表示其性能是通過分檔系統進行管理。
• 視角 (2θ_1/2): 120度 (典型值)。此寬廣視角使其適合需要廣闊照明或多角度可見度的應用。
• 峰值波長 (λ_p): 468 nm (典型值)。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 465 nm 至 475 nm。此為人眼感知嘅單一波長，與色點密切相關。
• 光譜帶寬 (Δλ): 35 nm（典型值）。此數值定義了發射光譜在峰值波長周圍的擴散範圍。
• 正向電壓 (V_F): 在5mA電流下，範圍為2.7 V至3.2 V。設計師在選擇限流電阻時必須考慮此電壓範圍。

關於公差注意事項： 數據表列明製造公差：發光強度（±11%）、主波長（±1nm）及正向電壓（±0.05V）。這些數據對於理解個別元件之間的差異至關重要。

3. Binning System Explanation

為確保應用中的一致性，LED會根據關鍵參數進行分選（分級）。此器件採用三維分級系統。

3.1 光強分檔

LED會根據其在I=5mA下量度到的發光強度，分為四個等級（L1、L2、M1、M2）。_F這讓設計師可以根據其應用選擇所需的亮度等級，確保在多LED設計中外觀均勻一致。

3.2 主波長分檔

顏色（色調）通過分選至兩個波長區間來控制：X（465-470 nm）和 Y（470-475 nm）。這可最大限度地減少組件內的顏色差異。

3.3 正向電壓分檔

LED會根據其在I=5mA時嘅正向壓降，分為五個組別（29至33）。_F=5mA。了解V_F 分組有助於設計更穩定嘅電流驅動電路，尤其係當LED並聯連接時。

4. 性能曲線分析

數據表包含多條特性曲線，用以說明器件在不同條件下的行為表現。這些曲線對於穩健的電路設計至關重要。

• Relative Luminous Intensity vs. Forward Current: 展示光輸出如何隨電流增加。此關係為非線性，若工作電流超出建議值，將導致效益遞減及熱量增加。
• 正向電壓與正向電流： 展示二極管的IV特性。電壓隨電流對數式上升。
• 正向電流降額曲線： 顯示最大允許連續正向電流必須如何隨著環境溫度超過25°C而降低，以防止過熱。
• 發光強度對比環境溫度： 顯示光輸出通常隨著結溫上升而下降，這是熱管理的一個關鍵考慮因素。
• Spectrum Distribution： 一幅相對強度對波長的圖表，中心波長為468納米，典型帶寬為35納米。
• 輻射圖： 一幅極座標圖，展示光強度的空間分佈，證實120度視角。

5. 機械與封裝資料

5.1 封裝尺寸

該數據表提供了LED封裝的詳細尺寸圖。關鍵尺寸包括整體長度、寬度及高度，以及可焊接端子的位置和大小。所有未註明的公差均為±0.1mm。

5.2 建議焊盤設計

數據表為PCB設計提供了建議的焊盤佈局，並明確指出此僅供參考，應根據個別製造工藝和熱要求進行修改。正確的焊盤設計對於可靠的焊接和機械強度至關重要。

6. 焊接與組裝指引

嚴格遵守這些指引對於維持裝置的可靠性與性能至關重要。

6.1 焊接製程兼容性

此LED兼容紅外線迴流焊及氣相迴流焊製程。文中提供詳細的無鉛迴流焊溫度曲線，列明預熱、液相線以上時間（217°C）、峰值溫度（最高260°C，最長10秒）及冷卻速率。迴流焊次數不應超過兩次。

6.2 手動焊接注意事項

If hand soldering is necessary, the iron tip temperature must be below 350°C, applied for no more than 3 seconds per terminal. A low-power iron (<25W) is recommended, with an interval of more than 2 seconds between soldering each terminal to prevent thermal shock.

6.3 儲存與濕度敏感性

LED以防潮袋包裝，內附乾燥劑。

• 開啟前： 存放於≤30°C及≤90%相對濕度環境中。
• 開啟後： 「地板壽命」為喺≤30°C同埋≤60%相對濕度下1年。未用過嘅零件應該重新密封。
• 烘烤： 如果乾燥劑指示劑有變或者儲存時間超過咗，喺用喺回流焊接製程之前，要喺60±5°C烘烤24個鐘。

6.4 關鍵應用注意事項

• 電流限制： 必須使用外部限流電阻 強制性要求LED嘅指數型IV特性意味住細小嘅電壓變化會導致電流大幅改變，可能引致即時故障（燒毀）。
• 應力避免： 加熱（焊接）期間或之後彎曲PCB時，請勿對LED施加機械應力。
• 維修： 不建議在焊接後進行維修。如無法避免，必須使用雙頭烙鐵同時加熱兩個端子，以防止造成損壞性的熱應力。必須事先評估對LED特性的影響。

7. 包裝及訂購資料

7.1 捲盤及載帶規格

本器件以8mm載帶包裝，並捲於7吋直徑的捲盤上，兼容標準自動貼片設備。每捲盤包含3000件。載帶與捲盤的詳細尺寸圖已提供。

7.2 標籤說明

卷盤標籤包含多個代碼：

• P/N： Product Number。
• CAT： 發光強度等級 (bin code)。
• HUE: Chromaticity Coordinates & 主導波長 Rank (bin code).
• 參考編號： 正向電壓等級（分級代碼）。
• 批號： 追溯批次編號。

8. 應用設計注意事項

8.1 電路設計

必須使用串聯電阻設定正向電流。請根據數據手冊中的最大正向電壓（3.2V）及目標供電電壓計算電阻值，以確保在最壞情況下電流絕不超過25mA。若設計並聯陣列，請考慮正向電壓分檔以確保電流均流。

8.2 熱管理

儘管封裝細小，功耗（高達95mW）仍會產生熱量。請使用降額曲線以在高環境溫度下限制電流。若在高電流或溫暖環境中操作，請確保使用足夠的PCB銅箔面積或散熱通孔，以將接面溫度維持在限值內，從而保持光輸出及使用壽命。

8.3 光學集成

120度視角提供廣闊的發射範圍。對於需要聚焦光線的應用，將需要外部透鏡或反射器。水清樹脂適用於二次光學元件。

9. 技術比較與定位

與通孔LED相比，此種SMD類型具有明顯優勢：微型化、適合自動化組裝，以及因寄生電感較低而帶來更佳的高頻性能。在SMD藍光LED細分領域中，其主要區別在於其特定的468nm波長、120度寬視角以及詳細的三參數分檔系統之組合，這使得在要求嚴格的應用中能實現高度一致性。2000V ESD等級為標準配置；在ESD風險較高的環境中，設計可能需要額外的外部保護。

10. 常見問題（基於技術參數）

問：點解限流電阻絕對必要？
答：LED嘅正向電壓具有負溫度係數同製造公差。如果冇電阻，電源電壓嘅輕微上升或者V_F 由於加熱會導致電流不受控地上升，引發快速熱失控並造成損壞。

問：我能否使用3.3V電源而不加電阻來驅動這顆LED？
答：不能。即使3.3V在V_F 範圍（2.7-3.2V）內，缺乏電流限制會使電路對變化極度敏感。電流很容易超過25mA上限，從而損壞LED。

Q: 對於我的設計，分檔代碼（L1、M2、X、Y、30、31）代表甚麼意思？
A> They allow you to specify the brightness, color, and electrical consistency you need. For a multi-LED display, specifying tight bins (e.g., all M1 for intensity, all X for wavelength) ensures uniform appearance. Knowing the V_F 分檔有助於預測功耗。

Q: 這個元件可以進行多少次回流焊接？
A> The datasheet specifies a maximum of two reflow soldering cycles. Each cycle subjects the component to thermal stress, and exceeding this limit can compromise internal bonds or the encapsulant.

11. 設計與使用案例研究

場景：設計一個有20粒統一規格藍色LED嘅狀態指示燈面板。

1. 規格： 為確保一致性選擇分檔。選用所有來自光強度分檔M1（18.0-22.5 mcd）同波長分檔X（465-470 nm）嘅LED，以保證亮度同顏色匹配。
2. 電路設計： 使用5V電源，目標電流為20mA（低於25mA上限以保留餘量）。採用最大V_F 值3.2V，計算R = (5V - 3.2V) / 0.020A = 90歐姆。選用下一級標準值（91歐姆）。以最小V_F重新計算實際電流：I = (5V - 2.7V) / 91 = ~25.3mA（仍處於限值內，配合分級可接受）。更穩妥的方法是使用100歐姆。
3. PCB佈局： 放置建議嘅焊盤。加入一個細嘅散熱焊盤連接至地線層，以助散熱，因為20粒LED嘅總功率可能高達約1.3W。
4. 組裝： 跟從提供嘅回焊曲線。密封嘅卷帶喺使用於貼片機之前，應存放於防潮櫃內。

12. 運作原理

這是一種半導體光子器件。當在 InGaN p-n 結上施加超過其帶隙能量的正向電壓時，電子和電洞會發生複合。在此材料體系中，複合過程中釋放的能量以光子（光）的形式發射，其波長對應於 InGaN 合金的帶隙能量，該合金經過設計，可產生中心波長約為 468 nm 的藍光。水清環氧樹脂封裝體用於保護芯片，充當透鏡以塑造光輸出，並增強從半導體中的光提取效率。

13. 技術趨勢

藍光 InGaN LED 代表一項成熟且基礎的技術。影響此類元件的更廣泛 LED 行業趨勢包括：

• 效率提升： 持續發展旨在提升內部量子效率（每個電子產生更多光）及光提取效率（更多光能離開晶片）。
• 微型化： 對更細小裝置（例如呢款SMD LED）嘅追求持續不斷，令電子產品可以造得愈嚟愈精巧。
• 色彩一致性有所提升： 先進嘅外延生長同分選製程令波長同光強分佈更集中，某啲應用中減少咗需要進行選擇性分選嘅情況。
• 可靠性有所增強： 包裝物料同晶片貼裝技術嘅改進，旨在提升操作壽命同增強對熱力同環境壓力嘅抵抗能力。

呢款元件順應呢啲趨勢，為藍色指示燈同背光應用提供可靠、標準化嘅解決方案，尤其適用於對特定波長同封裝尺寸有關鍵要求嘅場合。

LED Specification Terminology

LED技術術語完整解釋

光電性能

術語	單位/表示方式	簡易解釋	為何重要
發光效能	lm/W (流明每瓦)	每瓦電力嘅光輸出，數值越高代表越慳電。	直接決定能源效益等級同電費開支。
光通量	lm (流明)	光源發出的總光量，俗稱「光亮度」。	判斷光線係咪夠光。
Viewing Angle	° (度)，例如：120°	光強度降至一半時嘅角度，決定光束寬度。	影響照明範圍同均勻度。
CCT (色溫)	K (開爾文)，例如 2700K/6500K	光線嘅冷暖度，數值越低越偏黃/暖，越高越偏白/冷。	決定照明氛圍同適用場景。
CRI / Ra	無單位，0–100	準確呈現物件顏色的能力，Ra≥80為良好。	影響色彩真實度，適用於商場、博物館等高要求場所。
SDCM	MacAdam橢圓步階，例如「5步階」	顏色一致性指標，步數越小代表顏色越一致。	確保同一批次LED的顏色均勻一致。
主導波長	nm (納米)，例如：620nm (紅色)	對應彩色LED顏色的波長。	決定紅、黃、綠單色LED的色調。
Spectral Distribution	波長對強度曲線	顯示波長上的強度分佈。	影響色彩還原同品質。

Electrical Parameters

術語	Symbol	簡易解釋	設計考量
正向電壓	Vf	啟動LED所需嘅最低電壓，類似「起始閾值」。	驅動器電壓必須≥Vf，串聯LED嘅電壓會累加。
正向電流	If	正常LED運作之電流值。	Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan.
Max Pulse Current	Ifp	可短時間承受嘅峰值電流，用於調光或閃爍。	Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage.
反向電壓	Vr	LED可承受嘅最大反向電壓，超出可能導致擊穿。	電路必須防止反接或電壓尖峰。
Thermal Resistance	Rth (°C/W)	由晶片傳熱至焊料的阻力，數值越低越好。	高熱阻需要更強嘅散熱能力。
ESD Immunity	V (HBM), e.g., 1000V	抵禦靜電放電嘅能力，數值越高代表越唔易受損。	生產過程中需要採取防靜電措施，尤其係對於敏感嘅LED。

Thermal Management & Reliability

術語	關鍵指標	簡易解釋	影響
接面溫度	Tj (°C)	LED晶片內部實際工作溫度。	每降低10°C，壽命可能倍增；溫度過高會導致光衰、色偏。
Lumen Depreciation	L70 / L80（小時）	亮度下降至初始值70%或80%所需時間。	直接定義LED「使用壽命」。
光通維持率	%（例如：70%）	使用一段時間後保留嘅亮度百分比。	表示長期使用下嘅亮度保持情況。
色偏移	Δu′v′ 或 MacAdam 橢圓	使用期間的顏色變化程度。	影響照明場景中嘅顏色一致性。
Thermal Aging	物料降解	因長期高溫而導致嘅劣化。	可能導致亮度下降、顏色改變或開路故障。

Packaging & Materials

術語	Common Types	簡易解釋	Features & Applications
封裝類型	EMC, PPA, Ceramic	外殼材料保護晶片，提供光學/熱介面。	EMC：良好耐熱性，低成本；陶瓷：更好散熱，更長壽命。
芯片結構	正面，倒裝芯片	芯片電極排列。	倒裝晶片：散熱更佳，效能更高，適用於高功率。
Phosphor Coating	YAG, Silicate, Nitride	覆蓋藍色晶片，將部分轉換為黃/紅色光，混合成白光。	不同熒光粉會影響光效、色溫及顯色指數。
透鏡/光學元件	平面、微透鏡、全內反射	表面光學結構控制光線分佈。	決定視角與光線分佈曲線。

Quality Control & Binning

術語	分類內容	簡易解釋	目的
光通量分級	代碼，例如 2G, 2H	按亮度分組，每組有最小/最大流明值。	確保同一批次亮度均勻。
Voltage Bin	代碼，例如 6W、6X	按正向電壓範圍分組。	有助於驅動器匹配，提升系統效率。
Color Bin	5-step MacAdam ellipse	按色座標分組，確保範圍緊湊。	保證顏色一致性，避免燈具內部顏色不均。
CCT Bin	2700K、3000K等	按CCT分組，每組有相應的坐標範圍。	滿足不同場景嘅色溫要求。

Testing & Certification

術語	Standard/Test	簡易解釋	顯著性
LM-80	光通量維持測試	恆溫長期點亮，記錄亮度衰減。	用於估算LED壽命（配合TM-21）。
TM-21	壽命估算標準	根據LM-80數據估算實際條件下的壽命。	提供科學的壽命預測。
IESNA	照明工程學會	涵蓋光學、電學、熱學測試方法。	業界認可嘅測試基準。
RoHS / REACH	環保認證	確保不含任何有害物質（鉛、汞）。	國際市場准入要求。
ENERGY STAR / DLC	能源效益認證	照明設備的能源效益及性能認證。	用於政府採購、補貼計劃，提升競爭力。