Техническая спецификация SMD светодиода 42-21A синего цвета - Корпус 2.0x1.25x1.1мм - Напряжение 2.7-3.7В - Мощность 95мВт

1. Обзор продукта

42-21A — это компактный синий светодиод для поверхностного монтажа, предназначенный для современных электронных приложений, требующих высокой надежности и эффективной сборки. Используя технологию чипа InGaN, этот компонент излучает синий свет с типичной доминирующей длиной волны 468 нм. Его основное преимущество заключается в миниатюрных размерах, что позволяет значительно уменьшить размер печатной платы и обеспечить более высокую плотность компоновки по сравнению с традиционными светодиодами в корпусах с выводами. Это напрямую способствует миниатюризации конечного оборудования. Устройство поставляется на 8-мм ленте, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов, что обеспечивает полную совместимость с автоматизированными сборочными линиями, упрощая процессы крупносерийного производства.

2. Ключевые особенности и соответствие стандартам

Светодиод включает несколько особенностей, критически важных для современного проектирования и производства:

• Упакован на 8-мм ленту для катушек диаметром 7 дюймов, оптимизирован для автоматической сборки.
• Совместим с процессами групповой пайки оплавлением как инфракрасным (ИК), так и паровым методом.
• Конструкция — монохромный (синий) тип.
• Изготовлен как бессвинцовый компонент.
• Продукт соответствует директиве RoHS (Ограничение использования опасных веществ).
• Соблюдаются требования регламента ЕС REACH.
• Классифицируется как не содержащий галогенов: содержание брома (Br) ниже 900 ppm, хлора (Cl) ниже 900 ppm, а их общая сумма Br+Cl ниже 1500 ppm.

3. Целевые области применения

Светодиод 42-21A подходит для различных функций индикации и подсветки, включая:

• Подсветку автомобильных приборных панелей и переключателей.
• Индикаторы состояния и подсветку клавиатур в устройствах связи, таких как телефоны и факсы.
• Плоские блоки подсветки для ЖК-дисплеев, переключателей и символов.
• Применения в качестве индикаторов общего назначения.

4. Абсолютные максимальные параметры

Следующие параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Все значения указаны при температуре окружающей среды (Ta) 25°C.

5. Электрооптические характеристики

Типичные параметры измерены при Ta=25°C и прямом токе (I_F) 20 мА. Это ключевые спецификации для расчетов при проектировании.

Примечание по допускам:Допуск силы света составляет ±11%, доминирующей длины волны ±1 нм, а прямого напряжения ±0.1 В от типовых или сортировочных значений.

6. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения стабильности в производственных партиях светодиоды сортируются по ключевым параметрам. Это позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным диапазонам характеристик для их приложения.

6.1 Сортировка по силе света

Длина волны сортируется на группы на основе доминирующей длины волны (λ_F=20мА.

6.2 Сортировка по доминирующей длине волны

Wavelength is binned into groups based on the dominant wavelength (λ_d).

6.3 Сортировка по прямому напряжению

Прямое напряжение (V_F) классифицируется по группам с номерами от 10 до 14, каждая из которых охватывает диапазон 0.2В.

7. Механическая информация и данные о корпусе

7.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод 42-21A имеет компактный корпус для поверхностного монтажа. Ключевые размеры (в миллиметрах) следующие, с общим допуском ±0.1 мм, если не указано иное:

• Длина корпуса: 2.0 мм
• Ширина корпуса: 1.25 мм
• Высота корпуса: 1.1 мм

В спецификации приведен подробный чертеж с размерами, показывающий контур корпуса, положение выводов и рекомендуемую посадочную площадку.

7.2 Определение полярности

Катод четко обозначен. На корпусе катод обычно обозначается отличительным признаком, таким как выемка, точка или скошенный угол. Соответствующая маркировка катода также показана на рекомендуемом дизайне паяльной маски для посадочного места на печатной плате. Правильная ориентация полярности имеет решающее значение для корректной работы схемы.

8. Рекомендации по пайке и сборке

8.1 Профиль групповой пайки оплавлением

Компонент рассчитан на процессы бессвинцовой пайки оплавлением. Максимальная рекомендуемая пиковая температура пайки составляет 260°C, при этом время выше 260°C не должно превышать 10 секунд. Следует соблюдать типичный температурный профиль оплавления, чтобы предотвратить тепловой удар и обеспечить надежные паяные соединения. Крайне важно избегать приложения механических напряжений к корпусу светодиода во время нагрева и охлаждения при оплавлении.

8.2 Ручная пайка

Если необходима ручная пайка, необходимо соблюдать особую осторожность. Температура жала паяльника должна быть ниже 350°C, а время контакта с любым выводом не должно превышать 3 секунды. Рекомендуется маломощный паяльник (25 Вт или менее). Между пайкой двух выводов следует соблюдать интервал охлаждения не менее 2 секунд, чтобы предотвратить чрезмерное накопление тепла.

8.3 Переделка и ремонт

Переделка после первоначальной пайки настоятельно не рекомендуется. Если это абсолютно неизбежно, следует использовать специализированный двусторонний паяльник для одновременного нагрева обоих выводов, что позволит удалить компонент без приложения крутящего напряжения к корпусу. Риск повреждения внутренних проводных соединений светодиода или ухудшения его оптических характеристик во время переделки высок, поэтому рекомендуется предварительное тестирование процедуры переделки.

9. Меры предосторожности при хранении и обращении

9.1 Чувствительность к влаге

Светодиоды упакованы в влагозащитный барьерный пакет с осушителем для предотвращения поглощения атмосферной влаги, что может вызвать "вспучивание" (растрескивание корпуса) во время оплавления. Ключевые правила хранения:

• До вскрытия:Хранить при температуре ≤30°C и относительной влажности (RH) ≤90%.
• После вскрытия:"Срок годности на открытом воздухе" (время воздействия условий цеха) составляет 1 год при хранении при ≤30°C и ≤60% RH.
• Повторная упаковка:Неиспользованные устройства должны быть повторно запечатаны в влагонепроницаемый пакет со свежим осушителем.
• Прогрев:Если индикатор осушителя показывает насыщение или срок годности на открытом воздухе превышен, перед оплавлением требуется прогрев при 60±5°C в течение 24 часов для удаления влаги.

9.2 Защита от электростатического разряда (ESD)

С рейтингом ESD 150В (HBM) это устройство чувствительно к электростатическому разряду. На всех этапах сборки и обращения необходимо соблюдать стандартные процедуры защиты от ESD, включая использование заземленных рабочих мест, браслетов и проводящих контейнеров.

10. Упаковка и информация для заказа

10.1 Спецификации на ленту и катушку

Продукт поставляется в формованной несущей ленте с размерами, адаптированными под корпус 42-21A. Лента намотана на стандартную катушку диаметром 7 дюймов (178 мм). Каждая катушка содержит 1000 светодиодов. Предоставлены подробные чертежи размеров карманов несущей ленты, шага и размеров ступицы/фланца катушки для обеспечения совместимости с питателями автоматического сборочного оборудования.

10.2 Информация на этикетке

На катушке и внешнем пакете размещены этикетки с критически важной информацией для прослеживаемости и правильного применения:

• CPN:Партномер заказчика (если присвоен).
• P/N:Партномер производителя (например, 42-21A/BHC-ZV1W2N/1T).
• QTY:Количество в упаковке (например, 1000 шт.).
• CAT:Ранг силы света (например, W2).
• HUE:Ранг цветности/доминирующей длины волны (например, Z).
• REF:Ранг прямого напряжения (например, N12).
• LOT No:Производственный номер партии для прослеживаемости.

11. Рекомендации по проектированию приложений

11.1 Ограничение тока

Это критически важное правило проектирования.Светодиод — это устройство, управляемое током. В цепиобязательнодолжен использоваться последовательный токоограничивающий резистор. Прямое напряжение (V_F) имеет диапазон (от 2.7В до 3.7В) и отрицательный температурный коэффициент. Подключение светодиода непосредственно к источнику напряжения, даже номинально находящемуся в диапазоне V_F, может привести к неконтролируемому росту тока из-за незначительных вариаций, что приведет к немедленному выходу из строя (перегоранию). Номинал резистора должен рассчитываться на основе напряжения питания, максимального ожидаемого V_Fиз группы сортировки и желаемого прямого тока (I_F), который не должен превышать 25 мА в непрерывном режиме.

11.2 Тепловой режим

Хотя рассеиваемая мощность мала (макс. 95 мВт), правильное тепловое проектирование на печатной плате по-прежнему важно для долгосрочной надежности, особенно при работе при высоких температурах окружающей среды или при максимальном токе. Обеспечение достаточной площади меди вокруг контактных площадок светодиода помогает рассеивать тепло и поддерживать стабильную оптическую мощность и срок службы.

11.3 Оптическое проектирование

Угол обзора 20 градусов (2θ_1/2) указывает на относительно сфокусированный луч. Это делает 42-21A подходящим для применений, требующих направленного освещения или яркого концентрированного пятна. Для освещения больших площадей потребуются вторичная оптика (например, световоды, рассеиватели). Разработчики должны учитывать диапазоны сортировки по силе света и длине волны, чтобы обеспечить равномерную яркость и цветовой оттенок на нескольких устройствах в массиве или дисплее.

12. Техническое сравнение и отличительные особенности

42-21A представляет собой определенный класс миниатюрных SMD светодиодов рефлекторного типа. Его ключевые отличия включают очень малые размеры 2.0x1.25 мм, что меньше, чем у многих распространенных "чиповых" светодиодов, и позволяет создавать более плотные компоновки. Интегрированный рефлектор обеспечивает контролируемый угол обзора 20 градусов без необходимости во внешней линзе, упрощая оптическое проектирование. Комплексная система сортировки по интенсивности, длине волны и напряжению дает разработчикам возможность задавать узкие диапазоны характеристик для применений, требующих высокой однородности, таких как массивы подсветки. Его соответствие стандартам "без галогенов" и другим экологическим нормам делает его подходящим для продуктов, ориентированных на глобальные рынки со строгими нормативными требованиями.

13. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

13.1 В чем разница между пиковой и доминирующей длиной волны?

Пиковая длина волны (λ_p):Единичная длина волны, на которой оптическая выходная мощность светодиода максимальна. Это самая высокая точка на кривой спектрального распределения.
Доминирующая длина волны (λ_d):Единичная длина волны монохроматического света, которая соответствует воспринимаемому человеческим глазом цвету излучения светодиода. Она рассчитывается из координат цветности и часто более актуальна для приложений, основанных на цвете. Для этого синего светодиода типичные значения очень близки (468 нм пиковая против сортировочной 465-475 нм доминирующая).

13.2 Можно ли питать этот светодиод от источника постоянного напряжения?

No.Как подчеркивается в рекомендациях по проектированию, светодиоды требуют стабилизации тока. Источник постоянного напряжения, даже установленный на типичное V_F, не учитывает разброс от устройства к устройству (сортировку), температурные эффекты (V_Fуменьшается при повышении температуры) или допуски источника питания. Это почти наверняка приведет к перегрузке по току и выходу устройства из строя. Всегда используйте последовательный резистор или специализированную схему драйвера светодиода с постоянным током.

13.3 Сколько раз можно проводить пайку оплавлением этого компонента?

В спецификации указано, что пайку оплавлением не следует проводить болеедвух раз. Каждый цикл оплавления подвергает компонент термическому напряжению, что может ухудшить внутренние материалы, ослабить проводные соединения или снизить влагостойкость корпуса. Если плата требует переделки, предпочтительнее заменить светодиод, а не подвергать его третьему циклу оплавления.

13.4 Подходит ли этот светодиод для автомобильных или медицинских применений?

В спецификации есть разделОграничения по применению, в котором указано, что для высоконадежных применений, таких как автомобильные системы безопасности, медицинское оборудование, военная и аэрокосмическая техника, может потребоваться другой, более строго сертифицированный продукт. Стандартный 42-21A предназначен для коммерческих и промышленных применений. Для критически важных для безопасности применений обратитесь к производителю за продуктами, специально разработанными и испытанными для соответствия соответствующим отраслевым стандартам (например, AEC-Q101 для автомобильной промышленности).

14. Практический пример применения

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

1. Проектирование схемы:Имеется источник питания 5В. Используя максимальное V_Fиз группы N14 (3.7В) и целевой I_F20 мА, рассчитаем последовательный резистор: R = (V_{питания}- V_F) / I_F= (5В - 3.7В) / 0.020А = 65 Ом. Ближайшее стандартное значение 68 Ом даст I_F≈ 19.1 мА, что безопасно и соответствует спецификации. На каждый светодиод требуется один резистор.
2. Выбор компонентов:Для обеспечения визуальной однородности укажите узкие группы сортировки. Например, закажите все светодиоды из группы силы света W1 (1120-1420 мкд) и группы доминирующей длины волны Z/X (465-470 нм). Это минимизирует вариации яркости и цвета на панели.
3. Разводка печатной платы:Разместите светодиоды на сетке 0.1". Используйте рекомендуемую посадочную площадку из спецификации. Включите небольшую термоплощадку, соединенную с земляной полигоном для отвода тепла. Четко обозначьте ориентацию катода на шелкографии.
4. Сборка:Храните катушки в запечатанных пакетах до готовности к использованию. Соблюдайте профиль оплавления с пиком 260°C. После сборки избегайте изгиба печатной платы вблизи светодиодов.

15. Принцип работы

Светодиод 42-21A основан на полупроводниковом чипе из нитрида индия-галлия (InGaN). Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее порог включения диода, электроны и дырки инжектируются в активную область полупроводника. Эти носители заряда рекомбинируют, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава InGaN определяет энергию запрещенной зоны, которая, в свою очередь, определяет длину волны (цвет) излучаемого света — в данном случае синий. Свет излучается из чипа и направляется интегрированным рефлектором внутри корпуса для достижения заданного угла обзора 20 градусов. Эпоксидная смола-заливочный компаунд защищает чип и проводные соединения, а также служит первичной линзой.

16. Тенденции в технологии

SMD светодиоды, такие как 42-21A, являются частью непрерывной тенденции к миниатюризации, повышению эффективности и улучшению надежности твердотельного освещения. Достижения в технологиях эпитаксиального роста материалов InGaN постоянно повышают внутреннюю квантовую эффективность, позволяя получать более высокую световую отдачу от меньших чипов. Технология корпусирования развивается, чтобы обеспечить лучшие тепловые пути (например, открытые тепловые площадки) и более точное оптическое управление. Кроме того, отраслевыми драйверами являются стремление к более высоким уровням экологического соответствия (помимо RoHS к "без галогенов", снижению углеродного следа) и интеграция интеллектуальных функций, хотя последнее более актуально для мощных или адресуемых светодиодных корпусов. Спрос на стабильные характеристики, обеспечиваемый сложными системами сортировки, как у этого компонента, остается критически важным для применений в потребительской электронике, дисплеях и автомобильных интерьерах, где визуальное качество имеет первостепенное значение.