目錄
1. 產品概述
12-11/BHC-ZL1M2QY/2C 是一款緊湊型表面黏著藍光 LED，專為需要高密度元件佈局的現代電子應用而設計。此元件採用 InGaN（氮化銦鎵）半導體技術，產生典型主波長為 468 nm 的藍光。其主要優勢在於其微型的 12-11 封裝尺寸，相較於傳統引腳式 LED 顯著縮小，使設計師能夠減少整體電路板尺寸，創造更緊湊的終端產品。
此元件的核心優勢包括其與標準自動化取放組裝設備以及標準紅外線（IR）或氣相迴流焊接製程的相容性，使其適合大量生產。它是一款單色（藍色）元件，製造過程符合無鉛要求，遵循歐盟 RoHS 與 REACH 指令，並滿足無鹵素要求（Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm）。其小巧尺寸與輕量特性，使其成為空間受限與可攜式應用的理想選擇。
2. 技術參數詳解
2.1 絕對最大額定值
超出這些限制操作可能導致永久性損壞。絕對最大額定值是在環境溫度（Ta）為 25°C 時指定的。
- 逆向電壓（VR）：5 V。在逆向偏壓下超過此電壓可能損壞 LED 的半導體接面。
- 連續順向電流（IF）：10 mA。這是可以連續施加的最大直流電流。
- 峰值順向電流（IFP）：100 mA。此電流僅允許在脈衝條件下使用，工作週期為 1/10，頻率為 1 kHz。對於需要短暫、高強度閃光的應用至關重要。
- 功率損耗（Pd）：40 mW。這是封裝能夠以熱量形式散發的最大功率，計算方式為順向電壓（VF）乘以順向電流（IF）。
- 靜電放電（ESD）人體模型（HBM）：2000 V。此額定值表示 LED 對靜電的敏感度；必須遵循適當的 ESD 處理程序。
- 工作溫度（Topr）：-40°C to +85°C. The device is guaranteed to function within this ambient temperature range.
- Storage Temperature (Tstg):-40°C to +90°C.
- Soldering Temperature (Tsol):For reflow soldering, the peak temperature should not exceed 260°C for a maximum of 10 seconds. For hand soldering, the iron tip temperature should be below 350°C for a maximum of 3 seconds per terminal.
2.2 電氣與光學特性
典型性能是在 Ta=25°C、順向電流（IF）為 5 mA 的標準測試條件下測量的。
- 發光強度（Iv）：範圍從最小值 11.5 mcd 到最大值 28.5 mcd。具體數值由分級代碼（L1, L2, M1, M2）決定。公差為 ±11%。
- 視角（2θ1/2）：120 度。此寬廣視角使 LED 適合需要廣泛照明或多角度可見性的應用。
- 峰值波長（λp）：典型值為 468 nm。這是光譜功率分佈達到最大值的波長。
- 主波長（λd）：範圍從 465.0 nm 到 475.0 nm，分為 X（465-470 nm）和 Y（470-475 nm）兩個等級。公差為 ±1 nm。這是人眼感知的波長。
- 頻譜帶寬（Δλ）：典型值為 25 nm。這定義了在最大強度一半處的發射頻譜寬度（半高全寬 - FWHM）。
- 順向電壓（VF）：在 IF=5mA 時，範圍從 2.7 V 到 3.2 V，分為代碼 29 到 33。公差為 ±0.05V。此參數對於設計限流電路至關重要。
3. 分級系統說明
為確保生產一致性，LED 會根據關鍵的光學與電氣參數進行分類（分級）。這使設計師能夠選擇符合特定應用亮度與顏色要求的元件。
3.1 發光強度分級
LED 根據其在 5 mA 下測量的發光強度分為四個等級：
- L1：11.5 - 14.5 mcd
- L2：14.5 - 18.0 mcd
- M1：18.0 - 22.5 mcd
- M2：22.5 - 28.5 mcd
產品代碼 "BHC-ZL1M2QY/2C" 中的 "M2" 表示此元件屬於 M2 發光強度等級。
3.2 主波長分級
LED 分為兩個波長等級以控制藍色色調：
- X：465 - 470 nm（較短波長，略偏紫藍色）
- Y：470 - 475 nm（較長波長，略偏青藍色）
產品代碼 "QY" 表示此元件屬於 Y 波長等級。
3.3 順向電壓分級
LED 也根據順向電壓降進行分級，以協助電路設計，特別是對於並聯連接或精確電源管理：
- 29：2.70 - 2.80 V
- 30：2.80 - 2.90 V
- 31：2.90 - 3.00 V
- 32：3.00 - 3.10 V
- 33：3.10 - 3.20 V
料號中的 "2C" 可能對應於特定的電壓等級，但確切的對應關係應參考製造商的詳細分級代碼指南確認。
4. 性能曲線分析
雖然 PDF 參考了典型的電氣與光學特性曲線，但具體圖表未在文本中提供。基於標準 LED 行為，通常會分析以下曲線：
- 電流 vs. 電壓（I-V）曲線：顯示順向電流與順向電壓之間的指數關係。曲線將在約 2.7V 處有一個開啟電壓，並在工作區域具有相對陡峭的斜率，突顯了電流調節的必要性。
- 發光強度 vs. 順向電流（Iv-IF）：此曲線在較低電流下通常是線性的，但在較高電流下可能顯示飽和或效率下降，強調了在指定的 10 mA 限制內操作的重要性。
- 發光強度 vs. 環境溫度（Iv-Ta）：LED 的光輸出通常隨著環境溫度升高而降低。了解這種降額對於在高溫環境中運行的應用至關重要。
- 頻譜分佈：相對強度與波長的關係圖，顯示峰值約在 468 nm，半高全寬約為 25 nm，確認了單色藍光輸出。
5. 機械與封裝資訊
5.1 封裝尺寸
12-11 SMD LED 具有緊湊的矩形封裝。關鍵尺寸（單位：mm，除非另有說明，公差為 ±0.1mm）包括：
- 封裝長度：約 1.2 mm（從 "12-11" 命名推斷）。
- 封裝寬度：約 1.0 mm。
- 封裝高度：約 0.6 mm。
- 電極焊盤尺寸與間距設計用於形成可靠的焊點。陰極有標記以供極性辨識，這對於組裝時的正確方向至關重要。
5.2 極性辨識
封裝上有清晰的陰極標記。在 PCB 佈局和組裝過程中必須遵守正確的極性，以確保正常功能並防止逆向偏壓造成的損壞。
6. 焊接與組裝指南
6.1 迴流焊溫度曲線
此元件與無鉛（Pb-free）迴流焊接製程相容。建議的溫度曲線對於防止熱損壞至關重要：
- 預熱：150-200°C，持續 60-120 秒。
- 升溫速率：達到峰值溫度的最大速率為 3°C/秒。
- 液相線以上時間（217°C）：60-150 秒。
- 峰值溫度：最高 260°C。
- 峰值溫度 ±5°C 內時間：最長 10 秒。
- 255°C 以上時間：最長 30 秒。
- 冷卻速率：最大 6°C/秒。
同一元件不應進行超過兩次的迴流焊接。
6.2 手工焊接
如果需要手工焊接，必須極度小心：
- 使用烙鐵頭溫度低於 350°C 的烙鐵。
- 每個焊點接觸時間限制在最長 3 秒。
- 使用額定功率為 25W 或更低的烙鐵。
- 焊接每個焊點之間至少間隔 2 秒，以管理熱量輸入。
- 避免在焊接期間或之後對 LED 本體施加機械應力。
6.3 儲存與濕度敏感性
LED 包裝在帶有乾燥劑的防潮阻隔袋中，以防止吸濕，吸濕可能在迴流焊過程中導致 "爆米花效應"。
- 開封前：儲存在 ≤30°C 且 ≤90% 相對濕度（RH）的環境中。
- 開封後：在 ≤30°C 且 ≤60% RH 條件下，"車間壽命" 為 1 年。未使用的元件應重新密封在防潮袋中。
- 烘烤：如果乾燥劑指示劑顯示吸濕或超過儲存時間，請在使用前將 LED 在 60 ±5°C 下烘烤 24 小時。
7. 包裝與訂購資訊
LED 以凸版載帶包裝供應，便於自動化組裝。
- 載帶寬度：8 mm。
- 捲盤尺寸：直徑 7 英吋。
- 每捲數量：2000 顆。
捲盤標籤包含關鍵資訊：客戶料號（CPN）、製造商料號（P/N）、數量（QTY），以及發光強度（CAT）、主波長（HUE）和順向電壓（REF）的分級代碼。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
- 背光：非常適合消費性電子產品、汽車儀表板及工業控制面板中，用於指示燈、開關、符號及小型 LCD 顯示器的背光。
- 狀態指示燈：非常適合通訊設備（電話、傳真機）、電腦周邊設備及網路設備中的電源、連線或功能狀態指示燈。
- 通用照明：適用於任何需要緊湊、可靠、低功耗藍光光源的應用。
8.2 設計考量
- 限流：外部限流電阻是絕對必要的。LED 的順向電壓具有負溫度係數，意味著它會隨著溫度升高而降低。沒有電阻，電壓的微小增加可能導致電流大幅且可能具破壞性的增加（熱失控）。電阻值可以使用歐姆定律計算：R = (電源電壓 - VF) / IF。
- 熱管理：雖然功率很低，但仍需確保 PCB 佈局不會在 LED 周圍積聚熱量，特別是當多個 LED 緊密使用在一起或環境溫度較高時。
- ESD 保護：在處理和組裝過程中實施 ESD 保護措施，因為此元件的額定值為 2000V HBM。
- 維修：避免維修已焊接的 LED。如果絕對必要，請使用專用的雙頭烙鐵同時加熱兩個焊點，並在不扭轉的情況下取下元件，扭轉可能損壞內部連接。
9. 技術比較與差異化
12-11 LED 的主要差異化在於其封裝尺寸。相較於更大的 SMD LED（例如 3528、5050）或穿孔式 LED，它顯著減少了佔板面積和高度，實現了超小型化。相較於其他 1206 尺寸的 LED，其針對強度（M2）、波長（Y）和電壓的特定分級，為需要一致性的設計師提供了可預測的性能。其符合現代環保標準（RoHS、REACH、無鹵素）也是針對全球市場產品的關鍵優勢。
10. 常見問題解答 (FAQ)
問：為什麼需要限流電阻？
答：LED 是電流驅動元件，而非電壓驅動。其 I-V 特性是指數性的。串聯電阻設定了一個固定的工作電流，防止熱失控並確保在指定限制內的穩定、長期運作。
問：我可以直接用 3.3V 或 5V 邏輯電源驅動這個 LED 嗎？
答：不行。您必須始終使用串聯電阻。對於 3.3V 電源，目標電流為 5mA，VF 為 3.0V，電阻值為 R = (3.3V - 3.0V) / 0.005A = 60 歐姆。請始終使用分級中的最大 VF 來計算最壞情況下的電阻值。
問：料號中的 "12-11" 代表什麼？
答：它通常指封裝尺寸，單位為十分之一毫米：長 1.2 mm，寬 1.0 mm。高度是單獨的參數。
問：如何解讀捲盤標籤上的分級代碼？
答：CAT、HUE 和 REF 代碼分別對應於第 3.1、3.2 和 3.3 節中描述的發光強度、主波長和順向電壓等級。這些確保您收到具有您訂購的特定性能特性的 LED。
11. 實務設計案例
情境：為 USB 設備設計一個緊湊的狀態指示燈。該設備使用 5V USB 電源運行，需要一個清晰可見的藍色指示燈。
設計步驟：
1. 元件選擇：選擇 12-11/BHC-ZL1M2QY/2C LED，因其尺寸小且藍光輸出明亮（M2 等級）。
2. 電流設定：決定工作電流。對於狀態指示燈，5mA（測試條件）提供了良好的可見性，且不會消耗過多功率。
3. 電阻計算：為穩健設計，使用電壓等級中的最大 VF（例如，等級 33 的 3.2V）。R = (5.0V - 3.2V) / 0.005A = 360 歐姆。最接近的標準值是 360Ω 或 390Ω。使用 390Ω 會得到稍低且安全的電流：I = (5.0V - 3.2V) / 390Ω ≈ 4.6 mA。
4. PCB 佈局：將 1206 封裝的電阻放置在 LED 陽極焊盤旁邊。確保陰極焊盤正確對準 PCB 上的陰極標記。
5. 組裝：遵循第 6.1 節中的迴流焊溫度曲線。其小巧尺寸允許將其放置得非常靠近其他元件，節省電路板空間。
12. 工作原理
此 LED 是一種半導體光子元件。它基於 InGaN（氮化銦鎵）異質結構。當施加超過二極體開啟電壓（約 2.7V）的順向電壓時，電子和電洞分別從 n 型和 p 型半導體層注入到主動區域。這些電荷載子以輻射方式復合，以光子的形式釋放能量。InGaN 合金的特定成分決定了能隙能量，這直接定義了發射光的波長（顏色）——在本例中，峰值約為 468 nm 的藍光。透明樹脂封裝體保護半導體晶片並充當透鏡，塑造出 120 度的視角。
13. 技術趨勢
像 12-11 封裝這樣的 SMD LED 的發展遵循了電子產品的更廣泛趨勢：小型化、提高效率和增強可靠性。使用 InGaN 技術製造藍光 LED 是固態照明領域的一項基礎成就，實現了白光 LED（透過螢光粉轉換）和全彩顯示器。該行業當前的趨勢包括追求更高的發光效率（每瓦更多的光輸出）、透過更嚴格的分級改善顏色一致性，以及為 mini-LED 和 micro-LED 顯示器等特殊應用開發新型封裝形式。本規格書中強調的環保合規性（無鉛、無鹵素）反映了整個行業向更永續製造流程的轉變。
14. 應用限制免責聲明
本產品專為一般商業和工業應用而設計。它並非專門設計或認證用於高可靠性應用，在這些應用中故障可能導致人身傷害、生命損失或重大財產損失。此類應用包括但不限於：
- 軍事和航太系統（例如，飛行控制）。
- 汽車安全與保全系統（例如，安全氣囊控制、煞車系統）。
- 生命維持或生命關鍵的醫療設備。
若要用於這些或任何超出已發布規格的應用，必須諮詢元件製造商，以確定是否需要不同的、經過特殊認證的產品。
LED規格術語詳解
LED技術術語完整解釋
一、光電性能核心指標
| 術語 | 單位/表示 | 通俗解釋 | 為什麼重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦電能發出的光通量，越高越節能。 | 直接決定燈具的能效等級與電費成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源發出的總光量，俗稱"亮度"。 | 決定燈具夠不夠亮。 |
| 發光角度（Viewing Angle） | °（度），如120° | 光強降至一半時的角度，決定光束寬窄。 | 影響光照範圍與均勻度。 |
| 色溫（CCT） | K（開爾文），如2700K/6500K | 光的顏色冷暖，低值偏黃/暖，高值偏白/冷。 | 決定照明氛圍與適用場景。 |
| 顯色指數（CRI / Ra） | 無單位，0–100 | 光源還原物體真實顏色的能力，Ra≥80為佳。 | 影響色彩真實性，用於商場、美術館等高要求場所。 |
| 色容差（SDCM） | 麥克亞當橢圓步數，如"5-step" | 顏色一致性的量化指標，步數越小顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色無差異。 |
| 主波長（Dominant Wavelength） | nm（奈米），如620nm（紅） | 彩色LED顏色對應的波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED的色相。 |
| 光譜分佈（Spectral Distribution） | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出的光在各波長的強度分佈。 | 影響顯色性與顏色品質。 |
二、電氣參數
| 術語 | 符號 | 通俗解釋 | 設計注意事項 |
|---|---|---|---|
| 順向電壓（Forward Voltage） | Vf | LED點亮所需的最小電壓，類似"啟動門檻"。 | 驅動電源電壓需≥Vf，多個LED串聯時電壓累加。 |
| 順向電流（Forward Current） | If | 使LED正常發光的電流值。 | 常採用恆流驅動，電流決定亮度與壽命。 |
| 最大脈衝電流（Pulse Current） | Ifp | 短時間內可承受的峰值電流，用於調光或閃光。 | 脈衝寬度與佔空比需嚴格控制，否則過熱損壞。 |
| 反向電壓（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受的最大反向電壓，超過則可能擊穿。 | 電路中需防止反接或電壓衝擊。 |
| 熱阻（Thermal Resistance） | Rth（°C/W） | 熱量從晶片傳到焊點的阻力，值越低散熱越好。 | 高熱阻需更強散熱設計，否則結溫升高。 |
| 靜電放電耐受（ESD Immunity） | V（HBM），如1000V | 抗靜電打擊能力，值越高越不易被靜電損壞。 | 生產中需做好防靜電措施，尤其高靈敏度LED。 |
三、熱管理與可靠性
| 術語 | 關鍵指標 | 通俗解釋 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 結溫（Junction Temperature） | Tj（°C） | LED晶片內部的實際工作溫度。 | 每降低10°C，壽命可能延長一倍；過高導致光衰、色漂移。 |
| 光衰（Lumen Depreciation） | L70 / L80（小時） | 亮度降至初始值70%或80%所需時間。 | 直接定義LED的"使用壽命"。 |
| 流明維持率（Lumen Maintenance） | %（如70%） | 使用一段時間後剩餘亮度的百分比。 | 表徵長期使用後的亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色的變化程度。 | 影響照明場景的顏色一致性。 |
| 熱老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因長期高溫導致的封裝材料劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色變化或開路失效。 |
四、封裝與材料
| 術語 | 常見類型 | 通俗解釋 | 特點與應用 |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保護晶片並提供光學、熱學介面的外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低；陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 晶片結構 | 正裝、倒裝（Flip Chip） | 晶片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高，適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、矽酸鹽、氮化物 | 覆蓋在藍光晶片上，部分轉化為黃/紅光，混合成白光。 | 不同螢光粉影響光效、色溫與顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面的光學結構，控制光線分佈。 | 決定發光角度與配光曲線。 |
五、質量控制與分檔
| 術語 | 分檔內容 | 通俗解釋 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分檔 | 代碼如 2G、2H | 按亮度高低分組，每組有最小/最大流明值。 | 確保同一批產品亮度一致。 |
| 電壓分檔 | 代碼如 6W、6X | 按順向電壓範圍分組。 | 便於驅動電源匹配，提高系統效率。 |
| 色區分檔 | 5-step MacAdam橢圓 | 按顏色坐標分組，確保顏色落在極小範圍內。 | 保證顏色一致性，避免同一燈具內顏色不均。 |
| 色溫分檔 | 2700K、3000K等 | 按色溫分組，每組有對應的坐標範圍。 | 滿足不同場景的色溫需求。 |
六、測試與認證
| 術語 | 標準/測試 | 通俗解釋 | 意義 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明維持測試 | 在恆溫條件下長期點亮，記錄亮度衰減數據。 | 用於推算LED壽命（結合TM-21）。 |
| TM-21 | 壽命推演標準 | 基於LM-80數據推算實際使用條件下的壽命。 | 提供科學的壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認的測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質（如鉛、汞）。 | 進入國際市場的准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品的能效與性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目，提升市場競爭力。 |