SMD LED 15-21/B6C-ZQ1R1N/2T 數據表 - 藍色 - 2.0x1.25x0.8mm - 最高3.7V - 40mW - 英文技術文件

1. 產品概述

15-21/B6C-ZQ1R1N/2T 係一款緊湊型、表面貼裝藍色LED，專為需要高密度元件佈局同可靠性能嘅現代電子應用而設計。該器件採用InGaN芯片技術，發出典型峰值波長為468 nm嘅藍光。其微型佔位面積同輕量化結構，令佢成為空間受限設計嘅理想選擇。

1.1 核心優勢

呢款LED嘅主要優勢在於，相比傳統引線框架型元件，其尺寸大幅縮小。咁樣可以實現更細嘅印刷電路板（PCB）設計、更高嘅封裝密度、減少儲存空間需求，並最終開發出更緊湊嘅終端用戶設備。佢與標準自動化貼裝同焊接製程兼容，進一步增強咗其對大批量生產嘅適用性。

1.2 目標市場與應用

呢款LED針對廣泛嘅消費、工業同電訊應用。典型用例包括儀錶板、開關同符號嘅背光；電話同傳真機等電訊設備中嘅指示燈同背光功能；LCD嘅平面背光；以及通用指示燈應用。

2. 技術規格與深入解讀

本節詳細分析裝置的電氣、光學及熱學特性。

2.1 Absolute Maximum Ratings

絕對最大額定值定義了壓力極限，超出此極限可能會對器件造成永久性損壞。這些數值並非為正常操作而設。

• Reverse Voltage (VR): 5 V。反向偏壓超過此電壓可能導致接面崩潰。
• 順向電流 (IF)： 20 mA。此為最大連續直流順向電流。
• 峰值順向電流 (IFP)： 40 mA。此額定值適用於佔空比為1/10、頻率為1 kHz的脈衝條件下。
• 功耗 (Pd): 40 mW。此為封裝在環境溫度25°C下可消耗的最大功率。在更高溫度下需要進行降額。
• 操作溫度 (Topr): -40°C 至 +85°C。此裝置保證在此環境溫度範圍內正常運作。
• 儲存溫度 (Tstg): -40°C 至 +90°C。
• 焊接温度 (Tsol)： 如使用回流焊接，最高峰值温度为260°C，持续时间不得超过10秒。如使用手焊，烙铁头温度不应超过350°C，每个端子焊接时间不得超过3秒。

2.2 电光特性

這些參數係喺正向電流（IF）為20 mA、環境溫度（Ta）為25°C嘅情況下量度，代表典型操作條件。

• 發光強度（Iv）： 範圍由最低72.0 mcd至最高140.0 mcd，典型公差為±11%。實際數值由bin code (Q1, Q2, R1)決定。
• 視角 (2θ1/2)： 通常為130度。此寬廣視角令LED適合需要廣泛照明的應用。
• 峰值波長 (λp)： 通常為 468 nm。
• 主波長 (λd): 範圍由 465.0 nm 至 475.0 nm，容差為 ±1 nm。具體分檔代碼為 X (465-470 nm) 或 Y (470-475 nm)。
• 光譜帶寬 (Δλ): 通常為25 nm，以半峰全寬 (FWHM) 量度。
• 正向電壓 (VF): 喺20 mA電流下，電壓範圍由2.70 V至3.70 V，容差為±0.1V。具體分檔代碼由10（2.7-2.9V）至14（3.5-3.7V）。
• 反向電流（IR）： 當施加5V反向電壓（VR）時，最大為50 μA。請注意，此器件並非設計用於反向偏壓操作；此參數僅用於漏電流測試。

2.3 熱特性

雖然並無在獨立表格中明確列出，但熱管理至關重要。40 mW 的功耗額定值及工作溫度範圍定義了其熱限制。設計人員必須確保適當的 PCB 佈局，並在必要時使用散熱通孔或散熱裝置，以將接面溫度維持在安全範圍內，特別是在高環境溫度或接近最大電流下工作時。

3. Binning System Explanation

產品根據關鍵性能參數進行分檔，以確保同一生產批次內的一致性。這讓設計師能夠選擇符合特定應用要求的LED。

3.1 光強分檔

光強分為三個檔位：
- Q1: 72.0 - 90.0 mcd
- Q2: 90.0 - 112.0 毫坎德拉
- R1: 112.0 - 140.0 毫坎德拉

3.2 主波长分档

顏色（主導波長）被分為兩個檔位：
- X： 465.0 - 470.0 nm
- Y: 470.0 - 475.0 nm

3.3 順向電壓分級

正向電壓分為五個等級，以便於電流調節電路設計：
- 10： 2.7 - 2.9 V
- 11： 2.9 - 3.1 V
- 12: 3.1 - 3.3 V
- 13: 3.3 - 3.5 V
- 14: 3.5 - 3.7 V

4. 性能曲線分析

數據表包含多條典型特性曲線，用以說明器件在不同條件下的行為。

4.1 正向電流與正向電壓 (I-V曲線)

此曲線顯示了正向電壓與電流之間的指數關係。對於選擇合適的限流電阻至關重要。曲線通常顯示，電壓超過導通點後，即使輕微增加，也會導致電流大幅上升，這凸顯了電流調節的必要性。

4.2 相對發光強度與正向電流

此圖表展示發光輸出如何隨正向電流增加。在一定範圍內通常呈線性關係，但在較高電流下會因熱效應及效率影響而飽和。在接近最大額定電流下工作，未必能帶來相應的亮度提升，且會縮短器件壽命。

4.3 相對發光強度與環境溫度關係圖

呢條曲線顯示咗環境溫度上升時，光輸出嘅遞減情況。光度通常會隨溫度升高而下降。為確保可靠性能，應用設計必須考慮散熱管理。

4.4 Spectrum Distribution

光譜圖顯示發射輪廓以峰值波長468 nm為中心，典型半高全寬為25 nm。呢啲資訊對於顏色敏感嘅應用至關重要。

4.5 輻射圖

輻射圖展示咗光強度嘅空間分佈，確認咗典型嘅130度視角。呢類封裝嘅輻射圖通常係朗伯或接近朗伯分佈。

5. 機械及封裝資料

5.1 封裝尺寸

15-21 SMD LED 佔用空間細小。主要尺寸（單位為毫米，公差為 ±0.1 毫米，除非另有註明）包括本體長度 2.0 毫米、寬度 1.25 毫米及高度 0.8 毫米。詳細圖則標明了 PCB 焊盤圖案設計所需的焊盤間距及整體外形。

5.2 極性識別

陰極在封裝上有清晰標記。組裝時必須注意正確極性，以防損壞器件。

6. 焊接與組裝指引

6.1 回流焊接溫度曲線

本裝置兼容紅外線及氣相回流焊接製程。建議採用無鉛焊接溫度曲線：
- 預熱：150-200°C，持續60-120秒。
- 液相線以上時間（217°C）：60-150秒。
- 峰值溫度：最高260°C，保持不超過10秒。
- 最高加熱速率：6°C/秒，最高冷卻速率：3°C/秒。
回流焊接不應進行超過兩次。

6.2 手動焊接

如必須進行手動焊接，請使用烙鐵咀溫度低於350°C的烙鐵。每個端子的接觸時間不應超過3秒，焊接每個端子之間應至少間隔2秒。烙鐵功率應為25W或以下，以避免熱衝擊。

6.3 儲存與濕度敏感度

LED 以內置乾燥劑的防潮屏障袋包裝。
- 未準備使用前，請勿打開包裝袋。
- 開封後，未使用的 LED 應儲存於 ≤30°C 及 ≤60% 相對濕度的環境中。
- 開封後的「車間壽命」為 168 小時（7 日）。
若超出存放期限或乾燥劑顯示有濕氣滲入，使用前需以60±5°C烘烤24小時。

7. 包裝及訂購資料

7.1 包裝規格

LED以8毫米寬嘅壓紋載帶供應，捲喺直徑7吋嘅捲盤上。每捲盤裝有2000件。為咗自動送料器設置，提供咗詳細嘅捲盤同載帶尺寸。

7.2 標籤資料

捲盤標籤包含用於追溯同識別嘅關鍵資料：客戶產品編號 (CPN)、產品編號 (P/N)、包裝數量 (QTY)，以及發光強度 (CAT)、主波長 (HUE) 同正向電壓 (REF) 嘅特定分檔代碼，連同批號。

8. 應用備註同設計考量

8.1 限流

關鍵： 必須始終使用一個外部限流電阻與LED串聯。其正向電壓具有負溫度係數及生產公差。若直接連接到電壓源，即使電壓僅略高於典型VF值，也可能導致不受控的大電流湧入，從而立即損壞器件。

8.2 PCB佈局

確保PCB焊盤圖案與建議的封裝尺寸相符。提供足夠的銅箔面積以散熱，特別是在高電流或高環境溫度下操作時。焊接期間及之後，避免對LED本體施加機械應力。

8.3 靜電放電預防措施

該器件的ESD敏感度等級為150V（人體模型）。在組裝和處理過程中應遵循標準的ESD處理預防措施。

9. 合規與環境資訊

本產品符合主要環境法規：
- RoHS: 本產品不含鉛，符合《有害物質限制指令》。
- REACH: 符合歐盟《化學品註冊、評估、授權和限制規例》。
- 無鹵素： Compliant with halogen-free requirements (Bromine <900 ppm, Chlorine <900 ppm, Br+Cl <1500 ppm).

10. 常見問題（FAQ）

10.1 點解我盞LED一開電就即刻壞咗？

最常見嘅原因係冇串聯限流電阻。LED係電流驅動裝置。將佢直接接到電壓源會導致電流過大。務必使用一個根據電源電壓、LED正向電壓（為安全起見，請使用最大bin值）同所需工作電流計算出嚟嘅電阻。

10.2 我可唔可以將呢款LED用喺戶外？

操作溫度範圍係-40°C至+85°C，涵蓋好多戶外環境。不過，戶外使用主要限制通常係封裝對濕氣同紫外線輻射嘅耐受性，而呢款標準商用級元件並無標明相關規格。若用於惡劣環境，建議考慮專為戶外或汽車應用評級嘅器件。

10.3 標籤上嘅bin codes應該點樣解讀？

分級代碼（例如 ZQ1R1N）對應特定嘅性能分級。"Q1" 表示發光強度分級（72-90 mcd），"R1" 係內部產品代碼嘅一部分，而 "N" 可能與其他特性有關。標籤欄位 CAT、HUE 同 REF 分別明確標示出發光強度、主波長同正向電壓分級。

10.4 焊接後是否允許維修/返工？

不建議進行維修。如絕對必要，請使用雙頭烙鐵同時加熱兩個端子，以避免對焊點或 LED 本體造成機械應力。任何返工後，務必驗證 LED 特性未有下降。

11. 設計與使用案例研究

11.1 設計狀態指示燈面板

考慮一個需要多個藍色狀態指示燈嘅控制面板。使用15-21 LED，設計師可以實現高密度佈局。對於5V系統，需要計算串聯電阻值。使用bin 14嘅最大VF值（3.7V）同目標電流15 mA（低於20 mA最大值以延長壽命），電阻值為 R = (5V - 3.7V) / 0.015A ≈ 87 ohms。標準91-ohm或100-ohm電阻都適合。130度寬視角確保從各個角度都能清晰可見。如果PCB喺打開包裝袋後冇立即焊接，組裝時必須遵循濕度敏感程序。

12. Technical Principle Introduction

呢款LED基於氮化銦鎵（InGaN）半導體芯片。當施加正向電壓時，電子同電洞喺半導體嘅有源區內復合，以光子形式釋放能量。InGaN合金嘅特定成分決定咗帶隙能量，從而定義咗發射光嘅波長——喺呢個情況下係藍色。芯片被封裝喺透明樹脂透鏡內，以保護晶片、提供機械穩定性並塑造輸出光束。

13. 行業趨勢與背景

15-21封裝代表咗SMD LED市場中一種成熟嘅外形規格。目前嘅行業趨勢正推動更細小嘅封裝（例如0402、0201公制尺寸），以實現超小型化、更高效率（每瓦更多流明）同埋更佳嘅顏色一致性（更嚴格嘅分檔）。同時亦非常注重喺更高溫同濕度條件下，為汽車同工業應用增強可靠性。呢款器件非常適合需要經過驗證、具成本效益且容易獲取嘅藍色光源嘅應用，能夠平衡尺寸、性能同製造便利性。