SMD LED 17-215/BHC-BP2Q2M/3T 藍色晶片數據表 - 2.0x1.25x0.8mm - 典型3.35V - 20mA - 75mW - 英文技術文件

1. 產品概覽

17-215/BHC-BP2Q2M/3T係一款表面貼裝器件（SMD）發光二極管（LED），採用InGaN（氮化銦鎵）半導體芯片產生藍光。此元件專為現代自動化電子製造流程而設計，相比傳統引線框架LED，其佔用空間更細，有助提高電路板密度及實現終端設備微型化。

1.1 核心優勢與產品定位

此LED嘅主要優勢源於其SMD封裝。其尺寸顯著縮細，可減少印刷電路板（PCB）佔用面積、降低儲存空間需求，並最終有助開發更細更輕嘅電子設備。封裝本身輕巧，特別適合微型及便攜式應用。此產品定位為通用指示燈及背光解決方案，符合當代環保同製造標準。

1.2 合規與環境規格

呢個元件符合多項關鍵行業標準。佢係以無鉛（Pb-free）方式製造。所用材料符合歐盟REACH法規。此外，佢亦符合無鹵要求，溴（Br）同氯（Cl）含量各自低於900 ppm，兩者總和低於1500 ppm。呢款產品亦設計成符合RoHS（有害物質限制）指令嘅規格。

2. 技術參數：深入客觀解讀

以下章節根據數據手冊定義，對裝置的電氣、光學及熱特性提供詳細且客觀的分析。除非另有說明，所有參數均以環境溫度 (Ta) 25°C 為準。

2.1 Absolute Maximum Ratings

此等額定值界定器件可能發生永久損壞的極限。不保證在此等條件下或於此等條件時操作，電路設計應避免此情況。

• Reverse Voltage (VR): 5 V。反向偏壓超過此電壓可能導致接面擊穿。
• 連續順向電流 (IF)： 20 mA。此為建議用於可靠操作的最大直流電流。
• 峰值順向電流 (IFP)： 100 mA。此數值僅適用於脈衝條件（佔空比 1/10，頻率 1 kHz），絕不可用於直流設計。
• 功率損耗 (Pd): 75 mW。此為封裝可承受的最大功率損耗，計算方式為正向電壓 (VF) * 正向電流 (IF)。
• 靜電放電 (ESD) 人體模型 (HBM): 150 V。這表示對ESD具有中等敏感度；必須採取適當的處理程序。
• 工作溫度 (Topr): -40°C 至 +85°C。此裝置在此環境溫度範圍內可正常運作。
• 儲存溫度 (Tstg): -40°C 至 +90°C。
• 焊接溫度: 本器件可承受峰值溫度為260°C、持續時間不超過10秒嘅回流焊接，或每個端子喺350°C下、持續時間不超過3秒嘅手動焊接。

2.2 電光特性

此為正常操作條件下（IF=20mA）嘅典型性能參數。

• 發光強度 (Iv)： 範圍由57.00 mcd至112.00 mcd。具體數值取決於分檔過程（見第3節）。
• 視角 (2θ1/2)： 130度 (典型值)。此定義了發光強度為0度（軸上）測得峰值強度一半時的角寬度。
• 峰值波長 (λp): 468 nm (典型值)。此為光譜功率分佈達到最大值時的波長。
• 主波長 (λd): 範圍由 467.50 nm 至 473.50 nm。此為人眼感知以匹配 LED 輸出顏色的單一波長，亦需進行分檔。
• 頻譜帶寬 (Δλ): 25 nm（典型值）。此為發射光譜的半高全寬（FWHM）。
• 正向電壓（VF）： 在20mA下範圍為2.75 V至3.95 V，典型值約為3.35V。此參數已分檔（見第3節）。
• 反向電流（IR）： 當施加5V反向電壓時，最大為50 μA。數據表明確註明該器件並非為反向操作而設計；此參數僅供測試用途。

關於容差的重要說明： 數據表註明了製造容差：發光強度 (±11%)、主波長 (±1nm) 及正向電壓 (±0.1V)。在需要嚴格參數控制的設計中必須考慮這些容差。

3. Binning System 解說

為咗管理半導體製造中嘅自然差異，LED會根據性能分級。咁樣可以確保同一生產批次內嘅一致性。型號17-215採用三項獨立嘅分級標準。

3.1 發光強度分級

LED根據其在20mA電流下的光輸出分為三個等級：
P2: 57.00 - 72.00 mcd
Q1: 72.00 - 90.00 mcd
Q2: 90.00 - 112.00 mcd

3.2 主波長分級

顏色（藍色調）是通過分選至兩個波長區間來控制的：
A10: 467.50 - 470.50 nm
A11: 470.50 - 473.50 nm

3.3 正向電壓分檔

為協助電流調節設計，LED會根據其在20mA下的順向壓降進行分檔：
5: 2.75 - 3.05 V
6: 3.05 - 3.35 V
7: 3.35 - 3.65 V
8: 3.65 - 3.95 V

特定產品代碼 17-215/BHC-BP2Q2M/3T 表示指定單元嘅分檔組合（例如 B 代表藍色、P2/Q2 代表強度、M 代表波長等，詳見標籤說明）。

4. 性能曲線分析

雖然數據表喺第5頁提及典型嘅電光特性曲線，但文本內容並未提供具體圖表。通常呢類曲線會包括：

• 相對發光強度與正向電流關係圖 (I-I 曲線): 顯示光輸出如何隨電流增加，通常以非線性方式上升，最終達到飽和。
• 正向電壓與正向電流關係圖 (V-I 曲線): 展示二極管嘅指數關係，對於設計限流電路至關重要。
• 相對發光強度對比環境溫度： 展示隨接面溫度升高而光輸出下降嘅情況，係熱管理嘅關鍵考慮因素。
• Spectral Power Distribution: 一幅顯示每個波長所發出光強度嘅圖表，以468nm峰值為中心，帶有約25nm嘅頻寬。

設計師應參考圖形數據表中嘅這些曲線，以模擬非標準條件（不同電流、溫度）下嘅性能。

5. 機械與封裝資料

5.1 封裝尺寸

此LED採用緊湊型矩形SMD封裝。主要尺寸（單位為毫米，除非另有說明，公差為±0.1毫米）如下：
- 總長度：2.0 毫米
- 總寬度：1.25 毫米
- 總高度：0.8 毫米
- 引腳（端子）尺寸與間距定義為符合標準 0603（英制）或類似封裝的兼容性。陰極通常由封裝上的標記識別。

5.2 極性識別

正確極性至關重要。封裝包含視覺指示標記（例如凹口、圓點或斜角）以標示陰極端子。PCB 封裝設計必須與此方向匹配。

6. 焊接與組裝指引

嚴格遵守這些指引對於確保可靠性及防止組裝過程中損壞至關重要。

6.1 回流焊接溫度曲線 (無鉛)

建議的溫度曲線至關重要：
- 預熱： 150-200°C，持續60-120秒。
- Time Above Liquidus (217°C)： 60-150秒。
- 峰值溫度： 260°C maximum.
- 處於峰值5°C範圍內的時間： 最多10秒。
- 加熱速率： 最高每秒3°C。
- 冷卻速率： 最高6°C/秒。
限制： Reflow soldering不應進行超過兩次。

6.2 手工焊接

如必須進行手工焊接：
- Iron tip temperature: < 350°C.
- 每個端子的接觸時間：≤ 3秒。
- 烙鐵功率：≤ 25W。
- 每個端子焊接之間，請至少間隔2秒。
手動焊接造成熱損壞的風險較高。

6.3 儲存與濕度敏感度

LED 以防潮袋包裝，內附乾燥劑。
1. 準備使用前請勿打開包裝袋。
2. 開封後，未使用的 LED 必須儲存於溫度 ≤ 30°C 及相對濕度 ≤ 60% 的環境中。
3. 開封後的「車間壽命」為 168 小時（7 日）。
4. 若超出時限，或乾燥劑指示劑已變色，則需進行烘烤：使用前以 60 ±5°C 烘烤 24 小時。

6.4 使用注意事項

• 限流： 外部限流電阻係 強制性. LED的指數型電壓-電流特性意味著微小的電壓變化會導致電流大幅變化，若無電阻器會立即燒毀。
• 壓力避免： 焊接時避免對封裝施加機械應力，組裝後請勿彎曲PCB。
• 維修： 不建議進行。如絕對必要，請使用雙頭烙鐵同時加熱兩個端子並提起元件，以避免焊盤損壞。維修後請驗證器件功能。

7. 包裝及訂購資料

7.1 帶裝與捲盤規格

元件以業界標準壓紋載帶供應，並捲裝於直徑7吋的捲盤上。
- 載帶寬度： 8 毫米。
- 每卷載帶格數： 3000 件。
詳細嘅捲盤、載帶同埋封帶尺寸喺數據表圖紙度有提供。

7.2 標籤說明

捲盤標籤包含咗追溯同驗證所需嘅關鍵資訊：
- CPN: 客戶部件編號。
- P/N: 製造商部件編號 (例如：17-215/BHC-BP2Q2M/3T)。
- 數量： 包裝數量。
- CAT： 發光強度等級（例如：P2、Q1、Q2）。
- 色調： 色度/主波長等級（例如：A10、A11）。
- REF： 正向電壓等級（例如：5、6、7、8）。
- LOT No: 用於追溯的生產批號。

8. 應用建議與設計考量

8.1 典型應用場景

• Backlighting: 適用於儀表板、薄膜開關及按鍵面板。
• Telecommunication Equipment： 電話、傳真機及網絡設備的狀態指示燈與背光照明。
• LCD顯示屏： 適用於小型單色或彩色LCD的側光式或直下式背光。
• 一般指示： 消費及工業電子產品中的電源狀態、模式指示燈及其他視覺信號。

8.2 電路設計注意事項

1. Current Drive: 務必使用串聯電阻。計算電阻值 R = (Vsupply - VF) / IF。使用分檔中的最大 VF 值（例如 3.95V）進行最壞情況電流計算，以確保 IF 永不超過 20mA。
2. 散熱管理： While power dissipation is low, ensure adequate PCB copper or ventilation if operating at high ambient temperatures (>70°C) to maintain light output and longevity.
3. ESD 防護： 若LED可由用戶接觸，請在輸入線路上實施ESD保護，並在組裝過程中遵循防靜電安全處理程序。

8.3 應用限制

該數據手冊包含重要免責聲明。本產品適用於一般商業及工業用途。它 不 並非專為或認證可用於高可靠性應用，此類應用中若發生故障可能導致嚴重後果。包括但不限於：
- 軍事、航天或航空系統。
- 汽車安全或保全系統（例如：煞車燈、安全氣囊指示燈）。
- 維生或關鍵醫療設備。
對於此類應用，必須採購具備相應資格及可靠性數據的組件。

9. 技術比較與區別

While a direct comparison requires specific competitor data, key differentiators of this LED platform can be inferred:\p>

• 對比更大嘅SMD LED（例如3528、5050）： 17-215嘅主要優勢在於其極細小嘅佔位面積（約0603尺寸），能夠實現最高密度嘅指示燈或背光點。
• 對比通孔LED： 提供巨大嘅空間節省、兼容自動化貼片技術，並透過消除人手焊接同引腳彎曲應力，實現更佳嘅可靠性。
• 對比非分檔LED： 三維分檔（光強、波長、電壓）為設計師提供可預測且一致嘅性能，對於需要外觀均勻或並聯陣列中精確電流匹配嘅應用至關重要。
• Compliance： 符合RoHS、REACH及無鹵素要求雖是標準期望，但仍是關鍵的市場要求。

10. 常見問題（基於技術參數）

Q1: 我可以將此LED驅動至30mA以獲得更亮光度嗎？
A: 唔可以。連續正向電流 (IF) 嘅絕對最大額定值係20mA。超過呢個額定值會影響可靠性，並可能導致即時或提早失效。100mA嘅峰值額定值僅適用於極短脈衝。

Q2: 正向電壓範圍好闊 (2.75-3.95V)。我應該點樣設計我嘅電路？
A: 你必須以最壞情況（最高）VF值進行設計，以確保限流電阻能為所有單元提供足夠的電流控制。在計算電阻時使用最大VF值（3.95V），可保證即使LED的實際VF較低，也不會超過20mA限值。

Q3：如果對此LED進行超過兩次焊接，會有何後果？
A: 數據表明確指出回流焊接不應超過兩次。額外的熱循環會對內部焊線造成壓力、使環氧樹脂透鏡劣化或導致封裝分層，從而降低可靠性或造成災難性故障。

Q4: 呢款LED嘅額定操作溫度係-40°C至+85°C。咁佢喺90°C度仲用唔用到㗎？
A: 操作溫度係一個額定值，唔係性能規格。雖然喺90°C時佢未必會即刻壞，但係光強度會明顯降低，使用壽命會大幅縮短，而且唔保證可以正常運作。設計系統時，要確保LED所處嘅環境溫度維持喺額定範圍之內。

11. 實際設計與使用案例

場景：設計一個帶有10個統一藍色LED嘅狀態指示燈面板。
1. Binning Selection: 為確保視覺一致性，請為發光強度（例如全部Q2：90-112 mcd）及主波長（例如全部A10：467.5-470.5 nm）指定緊密分檔。此可能為特殊訂單要求。
2. 電路設計： 使用5V電源及最差情況VF值3.95V（來自分檔8）。所需電阻 R = (5V - 3.95V) / 0.020A = 52.5 歐姆。選用最接近標準值（例如56歐姆）。以典型VF值3.35V重新計算實際電流：I = (5V - 3.35V) / 56 = 29.5mA。此數值超出20mA額定值！因此，必須使用最小VF值（2.75V）計算最大可能電流：I_max = (5V - 2.75V) / 56 = 40.2mA。此情況危險。解決方案是使用較大電阻。以預留餘量為目標設定15mA：R = (5V - 2.75V) / 0.015A ≈ 150 歐姆。此確保所有分檔的電流維持在10mA（當VF=3.95V）至15mA（當VF=2.75V）之間，安全低於20mA上限。
3. 佈局： 放置LED時保持方向一致。如有需要，可提供小型散熱減壓焊盤，但須確保良好的焊錫圓角。
4. 裝配： 嚴格遵循回流焊溫度曲線。若開封後7日內未使用，請將卷盤存放於防潮櫃中。

12. 操作原理簡介

呢款LED係基於半導體p-n接面嘅電致發光原理運作。其發光區域由InGaN構成。當施加超過二極管導通閾值嘅正向電壓時，來自n型區域嘅電子同埋來自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，就會以光子（光）嘅形式釋放能量。InGaN合金嘅具體成分決定了能隙能量，從而直接決定咗發射光嘅波長（顏色）——喺呢個情況下係藍色（約468 nm）。環氧樹脂封裝嘅作用係保護半導體芯片、塑造光輸出光束（130度視角），並為焊接提供機械結構。

13. 科技趨勢與背景

17-215 LED代表咗SMD LED技術嘅成熟階段。呢個領域嘅主要趨勢包括：
- 效率提升： 外延生長技術持續發展，旨在提高每瓦流明數（光效），從而降低特定光輸出所需的功耗。
- 微型化： 朝向更小封裝（例如0402、0201英制尺寸）的趨勢持續推動更高密度的照明陣列，並能整合至更微型的裝置中。
- 色彩一致性提升： 分檔演算法與晶圓級製造控制技術的進步，令參數分佈更為集中，從而減少對昂貴精密分檔篩選的需求。
- 可靠性增強： 針對更耐用嘅封裝材料、晶片黏接方法同螢光粉（用於白光LED）嘅研究，重點在於延長使用壽命，特別係喺高溫同高濕度環境下。
- 智能整合： 一個更廣泛嘅趨勢係將控制電路（例如恆流驅動器、可定址功能）直接同LED晶片整合喺封裝層面，不過呢種做法喺大功率LED中比小型指示燈更常見。

呢款元件憑藉成熟嘅製造工藝，作為一種可靠、具成本效益同標準化嘅解決方案，適用於基本指示燈同背光需求。