SMD LED 42-21A 藍光規格書 - 封裝尺寸 2.0x1.25x1.1mm - 電壓 2.7-3.7V - 功率 95mW - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

42-21A 是一款緊湊型表面黏著藍光LED，專為需要高可靠性和高效組裝的現代電子應用而設計。此元件採用 InGaN 晶片技術，發射典型主波長為 468 nm 的藍光。其主要優勢在於微型化的佔位面積，相較於傳統引線框架LED，能顯著縮小PCB尺寸並實現更高的元件密度，直接有助於終端設備的小型化。此元件以安裝在7英吋直徑捲盤上的8mm載帶形式供貨，完全相容於自動化貼片組裝線，從而簡化大批量製造流程。

2. 主要特性與合規性

此LED具備多項對當代設計與製造至關重要的特性：

• 採用8mm載帶包裝於7英吋捲盤，針對自動化組裝進行優化。
• 相容於紅外線 (IR) 與氣相迴流焊接製程。
• 建構為單色（藍光）類型。
• 製造為無鉛 (Pb-free) 元件。
• 產品符合 RoHS（有害物質限制）指令。
• 符合歐盟 REACH 法規。
• 歸類為無鹵素，溴 (Br) 含量低於 900 ppm，氯 (Cl) 含量低於 900 ppm，且 Br+Cl 總含量低於 1500 ppm。

3. 目標應用

42-21A LED 適用於多種指示燈與背光功能，包括：

• 汽車儀表板與開關背光。
• 電話、傳真機等通訊設備中的狀態指示燈與鍵盤背光。
• LCD顯示器、開關與符號的平面背光單元。
• 通用指示燈應用。

4. 絕對最大額定值

以下額定值定義了可能導致元件永久損壞的極限。所有數值均在環境溫度 (Ta) 25°C 下指定。

5. 電光特性

典型性能參數在 Ta=25°C 和順向電流 (I_F) 20 mA 下量測。這些是設計計算的關鍵規格。_F這些是設計計算的關鍵規格。

逆向電流I_R

μA

V_R=5V

公差說明：

發光強度公差為 ±11%，主波長公差為 ±1 nm，順向電壓公差為相對於典型值或分級值的 ±0.1 V。_F6. 分級系統說明

V2

W1_dW2

最小值 (nm)

最大值 (nm)_F6.3 順向電壓分級

最大值 (V)

7. 機械與封裝資訊

7.1 封裝尺寸

• 42-21A LED 採用緊湊型 SMD 封裝。主要尺寸（單位：毫米）如下，除非另有說明，一般公差為 ±0.1mm：
• 封裝長度：2.0 mm
• 封裝寬度：1.25 mm

封裝高度：1.1 mm

規格書中提供了詳細的尺寸圖，顯示本體輪廓、接腳位置和建議的焊墊圖案。

7.2 極性識別

陰極有明確標記。在封裝上，陰極通常以凹口、圓點或切角等特徵表示。建議的PCB焊墊設計圖上也顯示了對應的陰極標記。正確的極性方向對於電路正常運作至關重要。

8. 焊接與組裝指南

8.1 迴流焊溫度曲線

此元件適用於無鉛迴流焊接製程。建議的最高峰值焊接溫度為 260°C，高於 260°C 的時間不得超過 10 秒。應遵循典型的迴流焊溫度曲線，以防止熱衝擊並確保可靠的焊點。在迴流焊的加熱和冷卻階段，避免對LED本體施加機械應力至關重要。

8.2 手工焊接

若必須進行手工焊接，務必極度小心。烙鐵頭溫度應低於 350°C，與任何單一接腳的接觸時間不得超過 3 秒。建議使用低功率烙鐵（25W 或更低）。在焊接兩個接腳之間應觀察至少 2 秒的冷卻間隔，以防止過度熱累積。

8.3 返工與維修

強烈不建議在初次焊接後進行返工。若絕對無法避免，應使用專用的雙頭烙鐵同時加熱兩個接腳，以便在不對封裝施加扭轉應力的情況下移除元件。返工過程中損壞LED內部金線或降低其光學性能的可能性很高，建議預先測試返工程序。

9. 儲存與操作注意事項

9.1 濕度敏感性

• LED包裝在帶有乾燥劑的防潮袋中，以防止吸收大氣中的濕氣，這可能導致在迴流焊過程中發生爆米花現象（封裝破裂）。關鍵儲存規則：開封前：
• 儲存於 ≤30°C 和 ≤90% 相對濕度 (RH)。開封後：
• 當儲存於 ≤30°C 和 ≤60% RH 時，車間壽命（暴露於工廠環境條件的時間）為 1 年。重新包裝：
• 未使用的元件應重新密封在帶有新鮮乾燥劑的防潮袋中。烘烤：

如果乾燥劑指示劑顯示飽和或超過車間壽命，則在進行迴流焊之前，需要在 60±5°C 下烘烤 24 小時以去除濕氣。

9.2 靜電放電 (ESD) 防護

此元件的ESD額定值為 150V (HBM)，對靜電放電敏感。在所有組裝和操作階段都必須遵循標準的ESD處理程序，包括使用接地工作站、腕帶和導電容器。

10. 包裝與訂購資訊

10.1 載帶與捲盤規格

產品以浮雕載帶形式供應，尺寸專為 42-21A 封裝設計。載帶纏繞在標準 7 英吋（178mm）直徑的捲盤上。每捲包含 1000 顆 LED。提供了載帶凹槽尺寸、間距以及捲盤軸心/凸緣尺寸的詳細圖紙，以確保與自動化組裝設備供料器的相容性。

10.2 標籤資訊

• 捲盤和外袋上的標籤包含用於追溯性和正確應用的關鍵資訊：CPN：
• 客戶零件編號（若已指定）。P/N：
• 製造商產品編號（例如：42-21A/BHC-ZV1W2N/1T）。QTY：
• 包裝數量（例如：1000 顆）。CAT：
• 發光強度等級（例如：W2）。HUE：
• 色度/主波長等級（例如：Z）。REF：
• 順向電壓等級（例如：N12）。LOT No：

製造批號，用於追溯。

11. 應用設計考量

11.1 限流設計這是一項關鍵的設計規則。LED 是電流驅動元件。電路中必須_F使用一個串聯的限流電阻。順向電壓 (V_F) 有一個範圍（2.7V 至 3.7V）且具有負溫度係數。即使電壓源的名義值在 V_F 範圍內，將LED直接連接到電壓源也可能由於微小變化而導致電流失控，從而立即失效（燒毀）。電阻值應根據電源電壓、分級中的最大預期 V_F 以及所需的順向電流 (I_F) 來計算，I_F 不得超過 25 mA 連續電流。_F11.2 熱管理_F雖然功率消耗較低（最大 95 mW），但PCB上適當的熱設計對於長期可靠性仍然很重要，尤其是在高環境溫度或最大電流下操作時。確保LED焊墊周圍有足夠的銅箔面積有助於散熱，並保持穩定的光學輸出和使用壽命。_F11.3 光學設計

20 度視角 (2θ_1/2) 表示光束相對集中。這使得 42-21A 適合需要定向照明或明亮、集中光點的應用。對於更廣泛的區域照明，則需要二次光學元件（例如：導光板、擴散片）。設計師應考慮發光強度和波長的分級範圍，以確保在陣列或顯示器中的多個單元之間具有一致的亮度和顏色外觀。

12. 技術比較與差異化

42-21A 代表了一類特定的微型反射杯型 SMD LED。其主要差異化特點包括其非常小的 2.0x1.25mm 佔位面積，比許多常見的晶片LED 更小，允許更高的佈局密度。整合的反射杯提供了受控的 20 度視角，無需外部透鏡，簡化了光學設計。針對強度、波長和電壓的全面分級系統，使設計師能夠為需要高均勻性的應用（例如背光陣列）指定嚴格的性能範圍。其符合無鹵素和其他環境標準，使其適合針對具有嚴格法規要求的全球市場的產品。

13. 常見問題 (FAQ)_{13.1 峰值波長與主波長有何不同？}峰值波長 (λ_P)：

LED 光輸出功率達到最大值時的單一波長。它是頻譜分佈曲線上的最高點。

主波長 (λ_D)：

與人眼感知的LED輸出顏色相匹配的單色光波長。它是從色度座標計算出來的，通常與基於顏色的應用更相關。對於這款藍光LED，典型值非常接近（峰值 468 nm 對比分級主波長 465-475 nm）。

13.2 我可以用恆壓源驅動這顆LED嗎？

正如設計考量中所強調的，LED 需要電流調節。恆壓源即使設定為典型的 V_F，也無法考慮單元間的差異（分級）、溫度效應（V_F 隨溫度升高而降低）或電源公差。這幾乎肯定會導致過電流和元件故障。務必使用串聯電阻或專用的恆流 LED 驅動電路。_p13.3 這個元件可以進行幾次迴流焊？規格書規定，迴流焊不應執行超過
兩次_d。每次迴流焊循環都會使元件承受熱應力，這可能導致內部材料劣化、金線連接變弱或損害封裝的防潮性。如果電路板需要返工，最好更換LED，而不是讓其承受第三次迴流焊循環。13.4 這顆LED適合汽車或醫療應用嗎？

規格書包含一個

No.應用限制_F部分，說明高可靠性應用（如汽車安全系統、醫療設備、軍事和航太）可能需要不同、經過更嚴格認證的產品。標準的 42-21A 適用於商業和工業應用。對於安全關鍵用途，請諮詢製造商以獲取專門設計和測試以符合相關行業標準（例如汽車應用的 AEC-Q101）的產品。_F14. 實際應用範例

情境：設計一個具有 10 顆均勻藍光 LED 的狀態指示燈面板。

電路設計：可用電源為 5V。使用分級 N14 中的最大 V_F (3.7V) 和目標 I_F 20 mA，計算串聯電阻：R = (V_supply - V_F) / I_F = (5V - 3.7V) / 0.020A = 65 歐姆。最接近的標準值 68 歐姆將使 I_F ≈ 19.1 mA，這是安全且在規格範圍內的。每顆 LED 需要一個電阻。元件選擇：

為確保視覺均勻性，指定嚴格的分級。例如，訂購所有來自發光強度分級 W1 (1120-1420 mcd) 和主波長分級 Z/X (465-470 nm) 的 LED。這可以最小化面板上的亮度和顏色變化。

PCB佈局：將 LED 放置在 0.1" 網格上。使用規格書中建議的焊墊圖案。包含一個連接到接地層的小型散熱焊墊以利散熱。在絲印層上清楚標記陰極方向。組裝：

在使用前將捲盤保持在密封袋中。遵循 260°C 峰值迴流焊溫度曲線。組裝後，避免在 LED 附近彎曲 PCB。

15. 工作原理

1. 42-21A LED 基於氮化銦鎵 (InGaN) 製成的半導體晶片。當施加超過二極體導通閾值的順向電壓時，電子和電洞被注入半導體的主動區域。這些電荷載子復合，以光子（光）的形式釋放能量。InGaN 合金的特定成分決定了能隙能量，進而決定了發射光的波長（顏色）——在此例中為藍光。光從晶片發出，並由封裝內的整合反射杯導向，以達到指定的 20 度視角。環氧樹脂封裝體保護晶片和金線連接，同時也充當主透鏡。16. 技術趨勢_F像 42-21A 這樣的 SMD LED 是固態照明朝向小型化、提高效率和增強可靠性持續趨勢的一部分。InGaN 材料外延生長技術的進步穩步提高了內部量子效率，使得更小的晶片能夠產生更高的光輸出。封裝技術已發展到提供更好的熱路徑（例如：裸露散熱焊墊）和更精確的光學控制。此外，全行業的驅動力包括推動更高水平的環境合規性（超越 RoHS 到無鹵素、降低碳足跡）以及整合智慧功能，儘管後者與更高功率或可定址 LED 封裝更相關。對於視覺品質至關重要的消費電子產品、顯示器和汽車內飾應用，透過如本元件所見的精密分級系統實現的性能一致性需求仍然至關重要。_Fof 20 mA, calculate the series resistor: R = (V_supply- V_F) / I_F= (5V - 3.7V) / 0.020A = 65 Ohms. The nearest standard value of 68 Ohms would result in I_F≈ 19.1 mA, which is safe and within spec. One resistor is needed per LED.
2. Component Selection:To ensure visual uniformity, specify tight bins. For example, order all LEDs from luminous intensity bin W1 (1120-1420 mcd) and dominant wavelength bin Z/X (465-470 nm). This minimizes brightness and color variation across the panel.
3. PCB Layout:Place the LEDs on a 0.1" grid. Use the recommended land pattern from the datasheet. Include a small thermal relief pad connected to a ground plane for heat dissipation. Clearly mark the cathode orientation on the silkscreen.
4. Assembly:Keep reels in sealed bags until ready for use. Follow the 260°C peak reflow profile. After assembly, avoid flexing the PCB near the LEDs.

. Operating Principle

The 42-21A LED is based on a semiconductor chip made from Indium Gallium Nitride (InGaN). When a forward voltage exceeding the diode's turn-on threshold is applied, electrons and holes are injected into the active region of the semiconductor. These charge carriers recombine, releasing energy in the form of photons (light). The specific composition of the InGaN alloy determines the bandgap energy, which in turn defines the wavelength (color) of the emitted light—in this case, blue. The light is emitted from the chip and is directed by an integrated reflector cup within the package to achieve the specified 20-degree viewing angle. The epoxy resin encapsulant protects the chip and wire bonds while also acting as a primary lens.

. Technology Trends

SMD LEDs like the 42-21A are part of a continuous trend toward miniaturization, increased efficiency, and enhanced reliability in solid-state lighting. Advances in epitaxial growth techniques for InGaN materials have steadily improved internal quantum efficiency, allowing for higher luminous output from smaller chips. Packaging technology has evolved to provide better thermal paths (e.g., exposed thermal pads) and more precise optical control. Furthermore, industry-wide drivers include the push for higher levels of environmental compliance (beyond RoHS to Halogen-Free, lower carbon footprint) and the integration of smart features, though the latter is more relevant for higher-power or addressable LED packages. The demand for consistent performance, enabled by sophisticated binning systems as seen with this component, remains critical for applications in consumer electronics, displays, and automotive interiors where visual quality is paramount.