SMD LED 15-21/BHC-AN1P2/2T 數據手冊 - 藍色 - 2.0x1.25x0.8mm - 3.3V - 20mA - 英文技術文件

1. 產品概述

15-21/BHC-AN1P2/2T 係一款緊湊型、表面貼裝嘅藍色LED，專為需要高密度元件佈局嘅現代電子應用而設計。相比傳統引線框架LED，其主要優勢在於顯著縮細咗佔位面積，從而實現更細小嘅印刷電路板（PCB）設計同更緊湊嘅終端產品。該器件採用InGaN（氮化銦鎵）芯片技術製造，並以水清樹脂封裝，能發出藍色光譜嘅光。它完全符合RoHS、REACH同無鹵指令，適合注重環保嘅製造流程。

1.1 核心優勢

呢款LED嘅主要優點包括其微型尺寸（2.0mm x 1.25mm x 0.8mm），可直接減少儲存空間並提高PCB上嘅組裝密度。其輕巧特性令佢非常適合便攜同微型應用。元件以8mm載帶包裝，並安裝喺直徑7英寸嘅捲盤上，確保與高速自動貼片組裝設備兼容。此外，其設計可承受標準紅外線同氣相迴流焊接過程，有助於高效嘅大規模生產。

1.2 目標應用

呢款LED用途廣泛，適用於多種照明同指示功能。常見應用包括儀錶板、開關同鍵盤嘅背光。喺電訊設備中，佢可用作電話同傳真機等裝置嘅狀態指示燈同背光。佢亦適合為液晶顯示器（LCD）提供平面背光，以及用於需要可靠、小巧藍色光源嘅通用指示功能。

2. 技術參數深入剖析

本節根據「絕對最大額定值」及「電氣與光學特性」表格中的定義，對裝置的主要電氣、光學及熱規格提供詳細且客觀的分析。

2.1 絕對最大額定值

絕對最大額定值定義了可能導致器件永久損壞的應力極限。這些並非工作條件。最大反向電壓 (V_R) 為 5V。超過此值可能導致結擊穿。連續正向電流 (I_F) 額定值為 25mA。對於脈衝操作，在 1kHz 頻率下，佔空比為 1/10 時，允許的峰值正向電流 (I_FP) 為 100mA。最大功耗 (P_d) 為 95mW，計算為正向電壓與電流的乘積。根據人體模型 (HBM)，器件可承受 150V 的靜電放電 (ESD)。工作溫度範圍 (T_opr) 為 -40°C 至 +85°C，儲存溫度 (T_stg) 略寬，為 -40°C 至 +90°C。焊接溫度曲線至關重要：對於回流焊，規定峰值溫度為 260°C，最長持續 10 秒；對於手工焊接，每個焊端的烙鐵頭溫度不得超過 350°C，持續時間不超過 3 秒。

2.2 電氣-光學特性

呢啲參數係喺標準測試條件下量度嘅，環境溫度為25°C，正向電流為20mA。發光強度（I_v）嘅典型值喺由分檔系統定義嘅寬廣範圍內，最小值為28.5 mcd，最大值為72.0 mcd。視角（2θ1/2）通常為130度，表示發光模式寬闊且漫射。峰值波長（λ_p）通常為468 nm，而主波長（λ_d）範圍由464.5 nm至476.5 nm，定義咗人眼感知嘅藍色。光譜帶寬（Δλ）通常為25 nm。正向電壓（V_F）範圍由2.7V（最小）至3.7V（最大），喺20mA下典型值為3.3V。反向電流（I_R）非常低，喺完全5V反向偏壓下最大為50 µA。

3. Binning System Explanation

為確保生產一致性，LED會按照性能分檔。咁樣可以讓設計師選擇符合特定亮度同顏色要求嘅元件。

3.1 發光強度分級

發光輸出分為四個級別：N1 (28.5-36.0 mcd)、N2 (36.0-45.0 mcd)、P1 (45.0-57.0 mcd) 及 P2 (57.0-72.0 mcd)。每個級別內有 ±11% 嘅公差。設計師喺為應用設計最低亮度水平時，必須考慮此差異。

3.2 主波長分檔

顏色（主波長）亦會進行分檔以控制色調變化。分檔包括 A9 (464.5-467.5 nm)、A10 (467.5-470.5 nm)、A11 (470.5-473.5 nm) 及 A12 (473.5-476.5 nm)。指定公差為 ±1nm。此分檔對於要求多個LED顏色一致性嘅應用至關重要，例如背光陣列。

4. 性能曲線分析

雖然PDF顯示有典型電光特性曲線的章節，但提取的文本中並未提供具體的圖形數據（例如I-V曲線、強度與電流關係、波長與溫度關係）。在完整的數據手冊中，這些曲線對於理解器件在非標準條件下的行為至關重要。設計人員通常依賴此類曲線來預測不同工作電流和環境溫度下的性能，這直接影響發光輸出、正向電壓和長期可靠性。

5. 機械與封裝資料

5.1 封裝尺寸

該LED符合15-21 SMD封裝標準。其主要尺寸約為長度2.0毫米、寬度1.25毫米、高度0.8毫米。封裝圖則標明了焊盤的位置與尺寸（通常為0.6毫米 x 0.9毫米）、焊盤之間的間距，以及整體公差（除非另有註明，一般為±0.1毫米）。此精確的尺寸數據對於建立準確的PCB焊盤圖形（footprint）至關重要，以確保正確的焊接與對位。

5.2 極性識別

陰極（負極端子）通常會在器件上標示，常見標記方式包括封裝上的小凹口、綠色圓點或斜角。所提供的尺寸圖應清晰標明此標記。組裝時必須確保極性方向正確，器件方能正常運作。

6. 焊接與組裝指引

正確處理同焊接對於維持器件完整性同性能至關重要。

6.1 迴流焊接參數

已指定無鉛迴流焊接溫度曲線。預熱區應喺60-120秒內從150°C升溫至200°C。喺焊料液相線溫度（217°C）以上嘅時間應為60-150秒。峰值溫度唔可以超過260°C，而喺呢個峰值嘅時間最多為10秒。最大升溫速率為6°C/秒，最大降溫速率為3°C/秒。同一器件唔應該進行超過兩次迴流焊接。

6.2 儲存與濕度敏感度

LED以防潮屏障袋包裝，內附乾燥劑。在準備使用元件前，切勿打開包裝袋。開封前，儲存條件應為≤30°C及≤90% RH。開封後，在≤30°C及≤60% RH條件下的「車間壽命」為1年。若乾燥劑指示劑顯示飽和或超過儲存時間，則需在回流焊前進行60±5°C、24小時的烘烤處理，以防止焊接過程中出現「爆米花」損壞。

6.3 手動焊接及維修注意事項

如必須進行手動焊接，務必極度小心。應使用烙鐵咀溫度低於350°C且額定功率低於25W的烙鐵。每個端子的接觸時間不得超過3秒。焊接每個端子之間應至少間隔2秒。強烈不建議在初次焊接後進行維修。如不可避免，應使用專用的雙頭烙鐵同時加熱兩個端子，以避免對封裝造成機械應力。

7. 封裝及訂購資料

7.1 包裝規格

本產品以壓紋載帶供應，其尺寸專為15-21封裝而設。載帶捲繞於標準7吋（178毫米）直徑的捲盤上。每捲盤包含2000件。捲盤、載帶及封蓋帶的尺寸均載於資料表的圖紙中，以確保與自動送料器兼容。

7.2 標籤說明

捲盤標籤包含多個關鍵代碼：P/N（產品編號：15-21/BHC-AN1P2/2T）、QTY（包裝數量：2000）、CAT（發光強度等級，例如 N1、P2）、HUE（色度/主波長等級，例如 A10、A12）、REF（順向電壓等級）以及 LOT No（可追溯批號）。CPN 欄位用於客戶內部零件編號。

8. 應用設計建議

8.1 限流要求

LED係電流驅動器件。電路設計中必須串聯限流電阻，以防止熱失控同損壞。Datasheet顯示，正向電壓輕微上升會導致電流大幅增加。電阻值應根據供電電壓 (V_supply)、LED嘅典型正向電壓 (V_F，例如3.3V) 同所需工作電流 (I_F，必須 ≤25mA 連續) 計算。公式係 R = (V_supply - V_F) / I_F。

8.2 散熱管理考量

雖然體積細小，但LED會散發熱量（最高可達95mW）。為確保長期可靠運作，特別是在高環境溫度或接近最大電流的情況下，應使用足夠的PCB銅箔面積（散熱焊盤），將熱量從焊點及LED晶片本身導走。以低於最大額定值的電流運作，可顯著提升使用壽命及可靠性。

9. Technical Comparison and Differentiation

15-21封裝LED相比較大嘅SMD LED（例如3528、5050）或插件式LED，其主要差異在於其超緊湊尺寸，能夠實現設計微型化。相比其他微型化LED，其主要優勢包括130度廣視角以實現均勻照明、符合嚴格環保法規（RoHS、Halogen-Free），以及適用於自動回流焊接嘅穩固規格。詳細嘅分檔系統為設計師提供可預測嘅顏色同亮度性能參數。

10. 常見問題（基於技術參數）

Q: 我能否唔使用電阻，直接將呢個LED接駁到5V電源？
A: 唔可以。咁樣做幾乎肯定會整壞粒LED。你必須按照第8.1節所述，使用一個串聯嘅限流電阻。
Q: Peak Wavelength同Dominant Wavelength有咩分別？
A: 峰值波長 (λ_p) 係指發射光譜強度最高嘅波長。主波長 (λ_d) 係指同LED視覺顏色相匹配嘅單色光波長。λ_d 對於顏色規格更為相關。
Q: 訂購時應該點樣解讀分檔代碼（例如 P2 A11）？
A> The bin code specifies the guaranteed performance range. "P2" means the luminous intensity is between 57.0 and 72.0 mcd. "A11" means the dominant wavelength is between 470.5 and 473.5 nm. You should select bins that meet your application's minimum brightness and color consistency requirements.
Q: 呢款LED係咪適合用於汽車儀表板照明？
A: 雖然佢列明適用於儀表板背光，但「應用限制」部分明確指出，汽車安全系統等高可靠性應用可能需要唔同產品。對於呢啲關鍵應用，必須諮詢製造商，並可能需要使用符合AEC-Q102標準嘅組件。

11. 設計與使用案例研究

Scenario: 為便攜式醫療設備設計一個緊湊狀態指示燈面板。
設計要求在狹小空間內安裝四顆藍色狀態LED。選用15-21封裝以滿足細小尺寸需求。設計師選取P1亮度級別（45-57 mcd）以確保足夠可見度，並採用A10波長級別（467.5-470.5 nm）保證顏色一致性。電路由3.3V電源軌供電。鑑於20mA下典型V_F為3.3V，將使用極小串聯電阻（例如0-1歐姆）或設定為18mA（預留餘量）的恆流驅動器。PCB佈局包含連接至接地層的散熱焊盤以利散熱。組裝遵循指定回流焊溫度曲線，且濕度敏感器件在拆封後需於規定車間壽命內使用。

12. 工作原理

此LED基於半導體p-n結的電致發光原理運作。其發光層採用InGaN材料製成。當施加超過結內建電勢的正向電壓時，電子和電洞會被注入發光層。這些載流子復合時，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，進而控制發射光的波長（顏色），本例中為藍光。透明樹脂封裝層可保護半導體晶片，並作為透鏡塑造輸出光束。

13. 技術趨勢

好似15-21封裝呢類SMD LED嘅發展，係由電子設備持續微型化同功能增強嘅趨勢所推動。呢個領域嘅主要趨勢包括：喺保持或提高光輸出（更高光效）嘅同時持續縮細封裝尺寸、透過先進分檔同芯片技術改善顯色性同一致性，以及增強喺惡劣環境（更高溫度、濕度）下運作嘅可靠性。此外，與智能驅動器嘅整合，以及用於顯示應用嘅微型LED陣列發展，代表咗固態照明技術重要嘅未來方向。