Техническая спецификация SMD светодиода 19-21/BHC-AP1Q2/3T - Синий - 2.0x1.25x0.8мм - 3.3В - 75мВт

1. Обзор продукта

19-21/BHC-AP1Q2/3T — это компактный синий светодиод поверхностного монтажа, предназначенный для современных электронных приложений, требующих высокой плотности компонентов и надежной работы. Устройство использует технологию чипа InGaN для получения синего свечения с типичной доминирующей длиной волны 468 нм. Его основные преимущества включают значительно уменьшенные габариты по сравнению со светодиодами в выводном исполнении, что позволяет создавать более компактные печатные платы, повышать плотность монтажа и, в конечном итоге, уменьшать размеры конечных изделий. Легкая конструкция также делает его идеальным для миниатюрных и портативных устройств.

Ключевые области применения включают использование в качестве индикатора или источника подсветки в потребительской электронике, телекоммуникационном оборудовании, автомобильных панелях приборов и общем освещении, где требуется компактный источник синего света. Устройство полностью соответствует директивам RoHS, REACH и требованиям по отсутствию галогенов, что делает его пригодным для мировых рынков со строгими экологическими стандартами.

1.1 Ключевые особенности и преимущества

• Миниатюрный корпус:Формат 19-21 SMD существенно меньше традиционных светодиодов с выводами, что способствует экономии места на печатной плате.
• Совместимость с автоматизацией:Поставляется на 8-мм ленте на 7-дюймовых катушках, полностью совместим с высокоскоростным автоматическим оборудованием для установки компонентов.
• Надежная пайка:Совместим с процессами пайки оплавлением как инфракрасным, так и паровым методом, что обеспечивает надежный монтаж в условиях крупносерийного производства.
• Соответствие экологическим нормам:Продукт не содержит свинца, соответствует RoHS, REACH и требованиям по отсутствию галогенов (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).
• Монохромный дизайн:Обеспечивает стабильный синий цвет свечения.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельно допустимые параметры

Эти параметры определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа на этих пределах или за их пределами не гарантируется.

Параметр	Обозначение	Значение	Ед. изм.	Условие
Обратное напряжение	VR	5	V
Прямой ток	IF	20	мА	Постоянный
Пиковый прямой ток	IFP	40	мА	Скважность 1/10 @1КГц
Рассеиваемая мощность	Pd	75	мВт
Электростатический разряд (HBM)	ESD	150	V	Модель человеческого тела
Рабочая температура	Topr	-40 до +85	°C
Температура хранения	Tstg	-40 до +90	°C
Температура пайки	Tsol	260°C в течение 10 сек (Оплавление) 350°C в течение 3 сек (Ручная)	°C

Интерпретация:Номинальный прямой ток 20 мА является стандартным для маломощных светодиодов. Низкое номинальное обратное напряжение (5 В) подчеркивает, что это устройство не предназначено для работы в обратном смещении и требует защиты в схемах, где может возникнуть обратное напряжение. Рейтинг ESD 150 В (HBM) указывает на умеренную чувствительность; соблюдение правильных процедур защиты от электростатического разряда во время монтажа обязательно.

2.2 Электрооптические характеристики

Эти параметры измерены при Ta=25°C и определяют типичные характеристики светодиода в нормальных рабочих условиях.

Параметр	Обозначение	Min.	Typ.	Max.	Ед. изм.	Условие
Сила света	Iv	45.0	-	112.0	мкд	IF=20мА
Угол обзора (2θ1/2)	-	-	100	-	град.
Пиковая длина волны	λp	-	468	-	нм
Доминирующая длина волны	λd	464.5	-	476.5	нм
Ширина спектра	Δλ	-	25	-	нм
Прямое напряжение	VF	2.70	3.3	3.7	V	IF=20мА
Обратный ток	IR	-	-	50	мкА	VR=5В

Интерпретация:Сила света имеет широкий диапазон (45-112 мкд), который контролируется через систему сортировки (подробнее далее). Типичное прямое напряжение 3.3 В при 20 мА является ключевым параметром для проектирования схемы, так как определяет необходимое значение токоограничивающего резистора. Угол обзора 100 градусов обеспечивает широкую диаграмму направленности, подходящую для индикаторных применений.

2.3 Тепловые характеристики

Хотя они явно не перечислены в отдельной таблице, управление тепловым режимом подразумевается через рассеиваемую мощность (75 мВт) и диапазон рабочих температур (-40 до +85°C). Кривая снижения прямого тока (показана в PDF) критически важна для проектирования. По мере роста температуры окружающей среды максимально допустимый прямой ток должен быть уменьшен для предотвращения перегрева и ускоренной деградации. Конструкторы должны обращаться к этой кривой, чтобы обеспечить надежную работу при повышенных температурах.

3. Объяснение системы сортировки

Технологический процесс производства светодиодов приводит к естественным вариациям ключевых параметров. Сортировка распределяет светодиоды по группам (бинам) с жестко контролируемыми характеристиками для обеспечения стабильности в конечном применении.

3.1 Сортировка по силе света

Код бина	Мин. сила света	Макс. сила света	Ед. изм.	Условие
P1	45.0	57.0	мкд	IF =20мА
P2	57.0	72.0	мкд
Q1	72.0	90.0	мкд
Q2	90.0	112.0	мкд

Примечание по применению:Для применений, требующих равномерной яркости нескольких светодиодов (например, массивы подсветки), обязательно указывать один узкий бин (например, только Q1). Код продукта \"AP1Q2/3T\", вероятно, включает информацию о бине (Q2 для силы света).

3.2 Сортировка по доминирующей длине волны

Код бина	Мин. длина волны	Макс. длина волны	Ед. изм.	Условие
A9	464.5	467.5	нм	IF =20мА
A10	467.5	470.5	нм
A11	470.5	473.5	нм
A12	473.5	476.5	нм

Примечание по применению:Эта сортировка обеспечивает постоянство цвета. Типичная пиковая длина волны составляет 468 нм, что попадает в бин A10. Совпадение бинов по длине волны критически важно для применений, где важно восприятие цвета.

4. Анализ характеристических кривых

В спецификации приведены несколько характеристических кривых, которые жизненно важны для понимания поведения устройства в нестандартных условиях.

4.1 Относительная сила света в зависимости от прямого тока

Эта кривая показывает, что сила света не пропорциональна току линейно. Она увеличивается с ростом тока, но может насыщаться или даже уменьшаться при очень высоких токах из-за тепловых эффектов и падения эффективности. Работа на рекомендованном токе 20 мА или ниже обеспечивает оптимальную эффективность и долговечность.

4.2 Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды

Световой поток светодиода уменьшается с ростом температуры перехода. Эта кривая количественно определяет эту зависимость. Например, при температуре окружающей среды 85°C световой поток может составлять только 70-80% от значения при 25°C. Это необходимо учитывать при расчетах яркости для высокотемпературных сред.

4.3 Прямое напряжение в зависимости от прямого тока

Эта ВАХ демонстрирует экспоненциальную зависимость между напряжением и током для диода. \"Пороговое\" напряжение составляет около 2.7-3.0 В. Небольшое увеличение напряжения за этой точкой вызывает большое увеличение тока, что подчеркивает критическую необходимость в токоограничивающем драйвере или резисторе.

4.4 Спектральное распределение

График показывает один пик с центром около 468 нм с типичной полной шириной на половине максимума (FWHM) 25 нм. Это характерно для синего светодиода InGaN и определяет чистый синий цвет излучения.

4.5 Диаграмма направленности

Полярная диаграмма иллюстрирует пространственное распределение света. Корпус 19-21 демонстрирует ламбертову или близкую к ламбертовой диаграмму с углом обзора 100 градусов, что означает, что интенсивность света максимальна при прямом взгляде и постепенно уменьшается к краям.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

SMD светодиод 19-21 имеет номинальные размеры 2.0 мм (длина) x 1.25 мм (ширина) x 0.8 мм (высота). Допуски обычно составляют ±0.1 мм, если не указано иное. Чертеж корпуса четко указывает маркировку катода, что необходимо для правильной ориентации во время монтажа на печатную плату. Рекомендуемый рисунок контактных площадок (дизайн падов) на печатной плате должен соответствовать этим размерам для обеспечения качественной пайки и механической стабильности.

5.2 Определение полярности

На корпусе устройства присутствует четкая маркировка катода. Соблюдение правильной полярности обязательно; подача обратного напряжения, превышающего 5 В, может вызвать мгновенное повреждение.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Профиль пайки оплавлением

Указан профиль бессвинцовой (Pb-free) пайки оплавлением:

• Предварительный нагрев:150-200°C в течение 60-120 секунд.
• Время выше температуры ликвидуса (217°C):60-150 секунд.
• Пиковая температура:Максимум 260°C, выдержка не более 10 секунд.
• Скорость нагрева:Максимум 6°C/сек.
• Скорость охлаждения:Максимум 3°C/сек.

Пайку оплавлением не следует выполнять на одном и том же устройстве более двух раз.

6.2 Ручная пайка

Если ручная пайка неизбежна, используйте паяльник с температурой жала ниже 350°C. Время контакта на каждый вывод должно быть менее 3 секунд, мощность паяльника должна быть ниже 25 Вт. Между пайкой каждого выдерживайте интервал охлаждения не менее 2 секунд. Ручная пайка несет более высокий риск теплового повреждения.

6.3 Переделка и ремонт

Ремонт после пайки не рекомендуется. Если это абсолютно необходимо, следует использовать специализированный двусторонний паяльник для одновременного нагрева обоих выводов и снятия компонента без приложения механического напряжения к корпусу светодиода. Риск повреждения высок.

7. Меры предосторожности при хранении и обращении

7.1 Чувствительность к влаге

Светодиоды упакованы в влагозащитный пакет с осушителем.

1. Не вскрывайте влагозащитный пакет до момента готовности к использованию.
2. После вскрытия неиспользованные светодиоды должны храниться при температуре ≤30°C и относительной влажности ≤60%.
3. \"Время жизни после вскрытия\" составляет 168 часов (7 дней).
4. Если не использованы в течение этого времени или если индикатор осушителя изменил цвет, требуется прогрев: 60 ±5°C в течение 24 часов перед использованием.

7.2 Защита от электростатического разряда (ESD)

С рейтингом ESD 150 В (HBM) эти устройства чувствительны к электростатическому разряду. Используйте стандартные меры предосторожности ESD при обращении и монтаже: заземленные рабочие места, браслеты и проводящие контейнеры.

8. Информация об упаковке и заказе

8.1 Стандартная упаковка

Устройство поставляется на формованной транспортной ленте с размерами, адаптированными под корпус 19-21. Лента намотана на стандартную катушку диаметром 7 дюймов. Каждая катушка содержит 3000 штук.

8.2 Размеры катушки и ленты

В спецификации приведены подробные чертежи катушки, транспортной ленты и покровной ленты. Соблюдение этих размеров обеспечивает совместимость с автоматическим сборочным оборудованием.

8.3 Информация на этикетке

Этикетка на катушке содержит критически важную информацию для прослеживаемости и проверки:

• P/N:Номер продукта (например, 19-21/BHC-AP1Q2/3T).
• QTY:Количество в упаковке (3000 шт./катушка).
• CAT:Ранг силы света (например, Q2).
• HUE:Ранг цветности/доминирующей длины волны (например, A10).
• REF:Ранг прямого напряжения.
• LOT No:Производственный номер партии для прослеживаемости.

9. Рекомендации по применению и соображения при проектировании

9.1 Типичные области применения

• Подсветка:Для кнопок, переключателей, символов и ЖК-панелей в потребительской электронике, автомобильных панелях приборов и промышленных пультах управления.
• Индикаторы состояния:В телекоммуникационном оборудовании (телефоны, факсы), сетевых устройствах и источниках питания.
• Общее освещение:В качестве компактного источника синего света в декоративном освещении, вывесках и носимой электронике.

9.2 Критические соображения при проектировании

1. Ограничение тока:Внешний токоограничивающий резистор ОБЯЗАТЕЛЕН. Экспоненциальная ВАХ светодиода означает, что небольшое изменение напряжения вызывает большое изменение тока, что приводит к тепловому разгону и отказу. Рассчитайте значение резистора по формуле R = (Vпитания - VF) / IF, где VF — максимальное ожидаемое прямое напряжение из спецификации (например, 3.7 В).
2. Тепловой режим:Хотя мощность мала, рассеивание тепла необходимо учитывать, особенно в закрытых пространствах или при высокой температуре окружающей среды. Используйте кривую снижения тока. Обеспечьте достаточную площадь меди на печатной плате под контактными площадками светодиода и вокруг них для выполнения функции радиатора.
3. Оптический дизайн:Угол обзора 100 градусов подходит для широкого обзора. Для более сфокусированного света могут потребоваться внешние линзы или световоды. Учитывайте коды сортировки, чтобы обеспечить однородность цвета и яркости в конструкциях с несколькими светодиодами.
4. Разводка печатной платы:Следуйте рекомендуемому рисунку контактных площадок из чертежа корпуса. Убедитесь, что маркировка катода на посадочном месте соответствует ориентации устройства.

10. Техническое сравнение и отличия

19-21/BHC-AP1Q2/3T отличается в первую очередь своим компактным размером 2.0x1.25 мм, что меньше, чем у многих традиционных SMD светодиодов, таких как корпуса 0603 (1.6x0.8 мм) или 0805 (2.0x1.25 мм), в которых часто размещаются светодиоды, что позволяет экономить место. Его типичное прямое напряжение 3.3 В совместимо с распространенными источниками питания логики 3.3 В. По сравнению со светодиодами без сортировки, его определенные бины по силе света и длине волны обеспечивают предсказуемые характеристики, снижая неопределенность при проектировании. Соответствие современным экологическим стандартам (RoHS, Halogen-Free) является базовым требованием, но остается ключевым отличием на регулируемых рынках.

11. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В1: Какова цель кодов сортировки (P1, Q2, A10 и т.д.)?
О1: Сортировка обеспечивает постоянство. Бины силы света (P1, Q2) гарантируют минимальную яркость. Бины длины волны (A9-A12) гарантируют определенный диапазон цвета. Всегда указывайте бины для применений, требующих однородности.

В2: Могу ли я управлять этим светодиодом напрямую с вывода микроконтроллера на 3.3 В?
О2: Нет. Прямое напряжение обычно составляет 3.3 В, что не оставляет запаса по напряжению для токоограничивающего резистора при подключении непосредственно к шине 3.3 В. Это приведет к неконтролируемому току и повреждению. Вы должны использовать драйверную схему или более высокое напряжение питания с последовательным резистором.

В3: Как рассчитать правильный последовательный резистор?
О3: Используйте закон Ома: R = (Vs - Vf) / If. Для источника питания 5 В (Vs), используя максимальное Vf 3.7 В и целевой If 20 мА: R = (5 - 3.7) / 0.02 = 65 Ом. Используйте ближайшее стандартное значение (например, 68 Ом). Всегда пересчитывайте рассеиваемую мощность на резисторе: P = (If^2)*R.

В4: Почему процедуры хранения и прогрева так важны?
О4: Корпуса SMD могут поглощать влагу. Во время пайки оплавлением эта влага может быстро превратиться в пар, вызывая внутреннее расслоение или \"эффект попкорна\", который раскалывает корпус и разрушает светодиод. Процесс прогрева удаляет эту поглощенную влагу.

12. Практический пример применения

Сценарий: Проектирование панели индикаторов состояния с 10 однородными синими светодиодами.

1. Спецификация:Выбрать 19-21/BHC-AP1Q2/3T из-за его компактного размера и синего цвета.
2. Сортировка:Для обеспечения равномерной яркости и цвета укажите в заказе один бин силы света (например, Q1) и один бин длины волны (например, A10).
3. Проектирование схемы:Используется системное питание 5 В. Расчет резистора: R = (5В - 3.7В) / 0.02А = 65 Ом. Использовать резисторы 68 Ом 5%. Мощность на резисторе: (0.02^2)*68 = 0.0272 Вт, поэтому стандартный резистор 1/10 Вт (0.1 Вт) достаточен.
4. Разводка печатной платы:Разместить светодиоды с контактными площадками 2.0x1.25 мм, обеспечив правильную ориентацию катода. Добавить небольшую медную площадку, соединенную с катодными падами, для небольшого рассеивания тепла.
5. Монтаж:Следовать указанному профилю пайки оплавлением. Держать катушку запечатанной до момента использования в производстве.

Такой подход обеспечивает надежную, стабильную и профессионально выглядящую панель индикаторов.

13. Принцип работы

19-21/BHC-AP1Q2/3T — это полупроводниковый светоизлучающий диод. Его сердцевина — это чип из материалов нитрида индия-галлия (InGaN). Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее пороговое напряжение диода (приблизительно 2.7 В), электроны и дырки инжектируются в активную область полупроводника. Эти носители заряда рекомбинируют, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава InGaN определяет ширину запрещенной зоны, которая напрямую соответствует длине волны излучаемого света — в данном случае синего света около 468 нм. Прозрачная смола-заливка защищает чип и действует как первичная линза, формируя начальную диаграмму направленности светового потока.

14. Технологические тренды

Развитие SMD светодиодов, таких как серия 19-21, следует общим отраслевым тенденциям:Миниатюризацияпродолжается, позволяя создавать все более мелкие и плотные электронные сборки.Повышение эффективностиявляется постоянным драйвером, обеспечивая более высокую силу света при тех же или меньших размерах чипа.Повышенная надежность и устойчивостькритически важны, что ведет к улучшению материалов заливки и повышению термостойкости для бессвинцовой пайки.Более жесткая сортировка и постоянство цветавсе больше требуются такими применениями, как подсветка дисплеев. Наконец, интеграция управляющей электроники непосредственно с кристаллом светодиода (например, светодиоды с ИС-драйвером) — это растущий тренд, хотя для простых индикаторных типов, подобных этому, дискретная модель без драйвера остается доминирующей из-за своей экономической эффективности и гибкости проектирования.