SMD LED 19-223/S2BHC-A01/2T 規格書 - 封裝尺寸 2.0x1.25x0.8mm - 電壓 2.0V/3.0V - 多色 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

19-223/S2BHC-A01/2T 是一款緊湊型多色表面黏著元件（SMD）LED，專為高密度電子組裝而設計。其主要優勢在於，相較於傳統引線框架LED，其佔用面積顯著縮小，從而實現更小的印刷電路板（PCB）設計、更高的元件封裝密度，並最終打造出更為緊湊的終端用戶設備。其輕量化結構進一步使其適用於對重量和空間有嚴格限制的微型及可攜式應用。

本產品提供多色配置，具體支援亮橙色（透過 AlGaInP 晶片）與藍色（透過 InGaN 晶片）發光。產品以 8mm 載帶包裝，捲繞於直徑 7 吋的捲盤上，確保與標準自動化取放組裝設備相容。本元件完全符合 RoHS、歐盟 REACH 及無鹵素指令（Br <900 ppm，Cl <900 ppm，Br+Cl < 1500 ppm），適用於具有嚴格環保法規的全球市場。

2. 技術參數深入解析

2.1 絕對最大額定值

本元件的操作限制分別針對其兩種晶片變體 S2（AlGaInP，橙色）和 BH（InGaN，藍色）定義，環境溫度（Ta）為 25°C。

• 順向電流（IF）：S2 晶片的最大連續順向電流額定值為 25 mA，而 BH 晶片的額定值為 20 mA。超過這些數值有永久損壞的風險。
• 峰值順向電流（IFP）：在 1/10 工作週期和 1 kHz 頻率的脈衝操作下，S2 晶片可承受 50 mA 峰值，BH 晶片可承受 40 mA 峰值。
• 功率耗散（Pd）：S2 晶片的最大允許功率耗散為 60 mW，BH 晶片為 75 mW。此參數對於熱管理至關重要。
• 靜電放電（ESD）：S2 晶片提供高達 2000V（人體放電模型）的穩健 ESD 保護，而 BH 晶片的額定值為 150V。正確的 ESD 處理程序至關重要，特別是對於 BH 變體。
• 溫度範圍：操作溫度範圍為 -40°C 至 +85°C，儲存溫度範圍為 -40°C 至 +90°C。
• 焊接溫度：LED 可承受 260°C 迴焊 10 秒或 350°C 手焊 3 秒。

2.2 電氣光學特性

關鍵性能指標在 Ta=25°C 和順向電流（IF）為 20 mA 的條件下量測，除非另有說明。

• 發光強度（Iv）：對於 S2（橙色）晶片，強度範圍從最小值 72.0 mcd 到最大值 140.0 mcd。BH（藍色）晶片的範圍為 36.0 mcd 至 72.0 mcd。適用 ±11% 的公差。
• 視角（2θ1/2）：兩種晶片均具有典型的 120 度寬視角。
• 波長：S2 晶片的典型峰值波長（λp）為 611 nm，主波長（λd）為 605 nm。BH 晶片的典型峰值波長為 468 nm，主波長為 470 nm。
• 頻譜頻寬（Δλ）：S2 晶片的頻譜寬度約為 17 nm，BH 晶片約為 25 nm。
• 順向電壓（VF）：S2 晶片在典型的順向電壓 2.0V 下工作，範圍為 1.7V 至 2.4V。BH 晶片的典型 VF 為 3.0V 至 3.5V。適用 ±0.1V 的公差。
• 逆向電流（IR）：在逆向電壓（VR）為 5V 時，S2 的最大逆向電流為 10 µA，BH 為 50 µA。重要注意事項：本元件並非設計用於逆向偏壓操作；此測試條件僅用於特性描述。

3. 分級系統說明

LED 根據關鍵參數進行分類（分級），以確保生產批次內的一致性。

3.1 發光強度分級

S2（橙色）晶片：

• 等級 Q1：72.0 - 90.0 mcd
• 等級 Q2：90.0 - 112.0 mcd
• 等級 R1：112.0 - 140.0 mcd

BH（藍色）晶片：

• 等級 N2：36.0 - 45.0 mcd
• 等級 P1：45.0 - 57.0 mcd
• 等級 P2：57.0 - 72.0 mcd

3.2 順向電壓分級（僅 BH 晶片）

BH（藍色）晶片的順向電壓也進行分級：

• 等級 1：3.00 - 3.15 V
• 等級 2：3.15 - 3.30 V
• 等級 3：3.30 - 3.50 V

4. 性能曲線分析

規格書包含 S2 和 BH 晶片的典型電氣光學特性曲線。雖然文本中未提供具體的圖形數據，但這些曲線通常說明順向電流（IF）與順向電壓（VF）之間的關係、環境溫度對發光強度的影響，以及相對頻譜功率分佈。分析這些曲線對於理解元件在非標準條件下（例如，不同的驅動電流或溫度）的行為，以及進行精確的電路設計和熱建模至關重要。

5. 機械與封裝資訊

LED 採用緊湊的 SMD 封裝。封裝尺寸在詳細圖紙中提供，並註明公差為 ±0.1mm，除非另有說明。量測單位為毫米（mm）。此資訊對於 PCB 焊盤設計、確保正確放置以及避免與其他元件的機械干涉至關重要。

6. 焊接與組裝指南

6.1 儲存與處理

LED 以帶有乾燥劑的防潮袋包裝。

1. 在準備使用前，請勿打開防潮袋。
2. 打開後，未使用的 LED 必須儲存在 ≤ 30°C 且 ≤ 60% 相對濕度的環境中。
3. 打開後的車間壽命為 168 小時（7 天）。未使用的 LED 必須重新密封在防潮包裝中。
4. 如果乾燥劑顯示吸濕或超過車間壽命，則在使用前需要在 60 ± 5°C 下烘烤 24 小時。

6.2 焊接製程

迴焊：建議使用無鉛迴焊溫度曲線。迴焊不應執行超過兩次。加熱期間避免對 LED 施加機械應力，焊接後請勿彎曲 PCB。手焊：如有必要，請使用烙鐵頭溫度 < 350°C 且額定功率 < 25W 的烙鐵。每個端子的接觸時間不應超過 3 秒。焊接每個端子之間至少間隔 2 秒。手焊具有較高的損壞風險。維修：不建議在焊接後進行維修。如果不可避免，必須使用雙頭烙鐵同時加熱兩個端子，以防止熱應力。必須事先評估對 LED 特性的影響。

7. 包裝與訂購資訊

產品以載帶形式供應於 7 吋捲盤上，每捲標準裝載數量為 2000 件。提供捲盤和載帶的詳細尺寸（公差 ±0.1mm）。包裝標籤包含客戶產品編號（CPN）、產品編號（P/N）、包裝數量（QTY）、發光強度等級（CAT）、色度/主波長等級（HUE）、順向電壓等級（REF）和批號（LOT No.）等欄位。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

• 背光：適用於儀表板指示燈、開關照明以及 LCD 和符號的平面背光。
• 通訊設備：適合作為電話和傳真機中的狀態指示燈和鍵盤背光。
• 通用指示燈用途：可用於各種需要緊湊、可靠指示燈的消費性和工業電子產品中。

8.2 設計考量

限流：外部限流電阻是必需的。順向電壓具有負溫度係數，這意味著如果控制不當，電壓的輕微增加可能導致電流大幅且可能具有破壞性的增加。熱管理：遵守最大功率耗散額定值。如果在接近最大額定值或高環境溫度下操作，請確保足夠的 PCB 銅箔面積或其他散熱方法。ESD 保護：在 PCB 上實施適當的 ESD 保護措施，特別是對於 ESD 等級較低（150V HBM）的 BH（藍色）變體。

9. 技術比較與差異化

此 LED 系列的關鍵差異在於其在相同的緊湊封裝佔位面積內提供雙晶片選擇（AlGaInP 用於橙色，InGaN 用於藍色）。這提供了設計靈活性。與較大的穿孔 LED 相比，其主要優勢在於顯著減少了電路板空間和重量、與全自動組裝的相容性，以及符合現代環保標準。120 度的寬視角適用於需要廣泛可見性的應用。

10. 常見問題（基於技術參數）

問：為什麼限流電阻絕對必要？答：LED 的順向電壓會隨著接面溫度升高而降低。如果沒有串聯電阻來調節電流，這可能導致熱失控——電壓的微小增加導致更多電流，進而使 LED 發熱，進一步降低其 Vf，吸引更多電流，最終導致故障。

問：168 小時的車間壽命是什麼意思？答：防潮袋打開後，元件暴露在環境濕度中。吸收的水分在高溫迴焊過程中可能汽化，導致內部分層或破裂（"爆米花效應"）。168 小時的限制是在此風險變得不可接受之前，無需重新烘烤的最大安全暴露時間。

問：我可以用電壓源而不是電流源驅動 LED 嗎？答：強烈不建議。即使有串聯電阻，使用恆定電壓驅動也比適當的恆流驅動器穩定性差，因為它無法補償因溫度或分級導致的 Vf 變化。始終應為電流控制進行設計。

11. 實務設計與使用案例

情境：設計多指示燈面板。設計師需要在一個元件密集的控制板上使用緊湊的橙色和藍色狀態 LED。他們選擇 19-223/S2BHC-A01/2T，因為其尺寸小且單一料號提供雙色選項，簡化了採購。他們為橙色（VF~2.0V）和藍色（VF~3.2V）LED 設計了不同的限流電阻值，以從共同的 5V 電源軌獲得相似的亮度。他們根據封裝圖紙精確指定 PCB 焊盤。在組裝過程中，他們確保載帶捲盤在打開後的車間壽命內使用，並遵循建議的迴焊曲線以防止熱損壞。

12. 技術原理介紹

LED 中的發光基於半導體材料中的電致發光。當順向電壓施加於 p-n 接面時，電子和電洞被注入到主動區域，在那裡它們復合，以光子（光）的形式釋放能量。發射光的顏色（波長）由半導體材料的能隙能量決定。AlGaInP（磷化鋁鎵銦）材料系統能有效產生琥珀色到紅橙色的光譜。InGaN（氮化銦鎵）材料系統用於產生藍色、綠色和白色（搭配螢光粉）的光。SMD 封裝將半導體晶片封裝在透明或擴散的環氧樹脂中，該樹脂也充當透鏡以塑造光輸出。

13. 技術趨勢

指示燈和背光 LED 的趨勢持續朝向更高效率（每單位電功率產生更多光輸出）、更小的封裝尺寸以增加密度，以及更高的可靠性發展。同時，也強力推動更廣泛採用環保材料（無鹵素、無鉛）和製程。整合，例如在 LED 封裝內整合限流電阻或控制 IC，是另一項持續發展，旨在簡化終端用戶電路設計並提高性能一致性。

應用限制通知：本產品適用於一般用途應用。未經事先諮詢和資格認證，可能不適用於高可靠性應用。此類應用包括但不限於軍事/航太系統、汽車安全/保全系統（例如，安全氣囊、煞車）以及生命攸關的醫療設備。對於這些用途，必須採購專為特定嚴苛環境和可靠性要求而設計和認證的產品。