Техническая документация на SMD светодиод 12-11 синий - Размер 1.2x1.0x0.6мм - Напряжение 2.7-3.2В - Мощность 40мВт

1. Обзор продукта

12-11/BHC-ZL1M2QY/2C — это компактный синий светодиод для поверхностного монтажа, предназначенный для современных электронных приложений, требующих высокой плотности размещения компонентов. Устройство использует технологию полупроводника InGaN (нитрид индия-галлия) для получения синего света с типичной доминирующей длиной волны 468 нм. Его основное преимущество заключается в миниатюрном форм-факторе корпуса 12-11, который значительно меньше традиционных светодиодов с выводами, что позволяет разработчикам уменьшить общий размер платы и создавать более компактные конечные продукты.

Ключевые преимущества этого компонента включают его совместимость со стандартным автоматизированным оборудованием для установки компонентов и стандартными процессами пайки оплавлением (инфракрасной или паровой фазой). Это делает его подходящим для крупносерийного производства. Это монохромное (синее) устройство, изготовленное без содержания свинца, соответствующее директивам ЕС RoHS и REACH, а также отвечающее требованиям по отсутствию галогенов (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Малый размер и небольшой вес делают его идеальным для применений с ограниченным пространством и портативных устройств.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельные эксплуатационные характеристики

Работа устройства за пределами этих значений может привести к необратимому повреждению. Предельные эксплуатационные характеристики указаны при температуре окружающей среды (Ta) 25°C.

• Обратное напряжение (VR):5 В. Превышение этого напряжения при обратном смещении может повредить полупроводниковый переход светодиода.
• Постоянный прямой ток (IF):10 мА. Это максимальный постоянный ток, который можно непрерывно подавать на светодиод.
• Пиковый прямой ток (IFP):100 мА. Допустим только в импульсном режиме со скважностью 1/10 на частоте 1 кГц. Это критически важно для приложений, требующих кратковременных вспышек высокой интенсивности.
• Рассеиваемая мощность (Pd):40 мВт. Это максимальная мощность, которую корпус может рассеять в виде тепла, рассчитываемая как прямое напряжение (VF), умноженное на прямой ток (IF).
• Электростатический разряд (ESD) по модели человеческого тела (HBM):2000 В. Этот рейтинг указывает на чувствительность светодиода к статическому электричеству; обязательны процедуры защиты от ЭСР.
• Рабочая температура (Topr):от -40°C до +85°C. Гарантируется работа устройства в этом диапазоне температур окружающей среды.
• Температура хранения (Tstg):от -40°C до +90°C.
• Температура пайки (Tsol):Для пайки оплавлением пиковая температура не должна превышать 260°C в течение максимум 10 секунд. Для ручной пайки температура жала паяльника должна быть ниже 350°C в течение максимум 3 секунд на каждый вывод.

2.2 Электрооптические характеристики

Типичные характеристики измеряются при Ta=25°C и прямом токе (IF) 5 мА, что является стандартным условием испытаний.

• Сила света (Iv):Диапазон от минимум 11.5 мкд до максимум 28.5 мкд. Конкретное значение определяется кодом сортировки (L1, L2, M1, M2). Допуск составляет ±11%.
• Угол обзора (2θ1/2):120 градусов. Такой широкий угол обзора делает светодиод подходящим для применений, требующих широкого освещения или видимости с нескольких углов.
• Пиковая длина волны (λp):Обычно 468 нм. Это длина волны, на которой спектральное распределение мощности максимально.
• Доминирующая длина волны (λd):Диапазон от 465.0 нм до 475.0 нм, сортируется по кодам X (465-470 нм) и Y (470-475 нм). Допуск ±1 нм. Это длина волны, воспринимаемая человеческим глазом.
• Спектральная ширина (Δλ):Обычно 25 нм. Определяет ширину излучаемого спектра на половине максимальной интенсивности (полная ширина на половине максимума - FWHM).
• Прямое напряжение (VF):Диапазон от 2.7 В до 3.2 В при IF=5мА, сортируется по кодам от 29 до 33. Допуск ±0.05В. Этот параметр критически важен для проектирования цепи ограничения тока.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения стабильности производства светодиоды сортируются (биннируются) по ключевым оптическим и электрическим параметрам. Это позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным требованиям приложения по яркости и цвету.

3.1 Сортировка по силе света

Светодиоды классифицируются на четыре группы на основе измеренной силы света при 5 мА:

- L1:11.5 - 14.5 мкд

- L2:14.5 - 18.0 мкд

- M1:18.0 - 22.5 мкд

- M2:22.5 - 28.5 мкд

Код продукта "M2" в "BHC-ZL1M2QY/2C" указывает, что это устройство относится к группе интенсивности M2.

3.2 Сортировка по доминирующей длине волны

Светодиоды сортируются на две группы по длине волны для контроля оттенка синего:

- X:465 - 470 нм (более короткая волна, слегка фиолетово-синий)

- Y:470 - 475 нм (более длинная волна, слегка голубовато-синий)

Код продукта "QY" указывает, что это устройство относится к группе длины волны Y.

3.3 Сортировка по прямому напряжению

Светодиоды также сортируются по падению прямого напряжения для помощи в проектировании схем, особенно при параллельном подключении или точном управлении питанием:

- 29:2.70 - 2.80 В

- 30:2.80 - 2.90 В

- 31:2.90 - 3.00 В

- 32:3.00 - 3.10 В

- 33:3.10 - 3.20 В

Цифры "2C" в номере детали, вероятно, соответствуют конкретной группе напряжения, хотя точное соответствие следует уточнять в подробном руководстве по кодам сортировки производителя.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя в PDF упоминаются типичные электрооптические характеристические кривые, конкретные графики в тексте не приведены. Основываясь на стандартном поведении светодиода, обычно анализируются следующие кривые:

• Кривая тока от напряжения (I-V):Показывает экспоненциальную зависимость между прямым током и прямым напряжением. Кривая будет иметь напряжение включения около 2.7В и относительно крутой наклон в рабочей области, подчеркивая необходимость регулирования тока.
• Сила света от прямого тока (Iv-IF):Эта кривая, как правило, линейна при низких токах, но может показывать насыщение или снижение эффективности при более высоких токах, подчеркивая важность работы в пределах указанного предела 10 мА.
• Сила света от температуры окружающей среды (Iv-Ta):Световой выход светодиода обычно уменьшается с ростом температуры окружающей среды. Понимание этого снижения мощности критически важно для приложений, работающих в условиях высоких температур.
• Спектральное распределение:График относительной интенсивности в зависимости от длины волны, показывающий пик при ~468 нм и FWHM ~25 нм, подтверждающий монохроматический синий выход.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

SMD светодиод 12-11 имеет компактный прямоугольный корпус. Ключевые размеры (в мм, допуск ±0.1 мм, если не указано иное) включают:

- Длина корпуса: приблизительно 1.2 мм (выводится из названия "12-11").

- Ширина корпуса: приблизительно 1.0 мм.

- Высота корпуса: приблизительно 0.6 мм.

- Размеры и расстояние между контактными площадками спроектированы для формирования надежного паяного соединения. Катод маркируется для определения полярности, что необходимо для правильной ориентации во время сборки.

5.2 Определение полярности

На корпусе присутствует четкая маркировка катода. Правильную полярность необходимо соблюдать при разводке печатной платы и сборке, чтобы обеспечить корректную работу и предотвратить повреждение от обратного смещения.

6. Руководство по пайке и монтажу

6.1 Профиль оплавления припоя

Устройство совместимо с процессами бессвинцовой пайки оплавлением. Рекомендуемый температурный профиль критически важен для предотвращения теплового повреждения:

- Предварительный нагрев:150-200°C в течение 60-120 секунд.

- Скорость нагрева:Максимум 3°C/секунду до пиковой температуры.

- Время выше температуры ликвидуса (217°C):60-150 секунд.

- Пиковая температура:Максимум 260°C.

- Время в пределах 5°C от пика:Максимум 10 секунд.

- Время выше 255°C:Максимум 30 секунд.

- Скорость охлаждения:Максимум 6°C/секунду.

Пайка оплавлением не должна выполняться более двух раз на одном и том же устройстве.

6.2 Ручная пайка

Если необходима ручная пайка, необходимо соблюдать особую осторожность:

- Используйте паяльник с температурой жала ниже 350°C.

- Ограничьте время контакта максимум 3 секундами на каждый вывод.

- Используйте паяльник мощностью 25 Вт или менее.

- Выдерживайте минимальный интервал в 2 секунды между пайкой каждого вывода для управления тепловым воздействием.

- Избегайте приложения механических напряжений к корпусу светодиода во время или после пайки.

6.3 Хранение и чувствительность к влаге

Светодиоды упакованы в влагозащитные барьерные пакеты с осушителем для предотвращения поглощения влаги, которое может вызвать "вспучивание" (popcorning) во время оплавления.

- До вскрытия:Хранить при ≤30°C и ≤90% относительной влажности (RH).

- После вскрытия:"Срок жизни на открытом воздухе" составляет 1 год при ≤30°C и ≤60% RH. Неиспользованные компоненты следует повторно герметизировать в влагозащитном пакете.

- Прогрев (сушка):Если индикатор осушителя показывает поглощение влаги или превышено время хранения, перед использованием необходимо прогреть светодиоды при 60 ±5°C в течение 24 часов.

7. Упаковка и информация для заказа

Светодиоды поставляются на эмбоссированной несущей ленте для автоматизированной сборки.

- Ширина ленты:8 мм.

- Размер катушки:Диаметр 7 дюймов.

- Количество на катушке:2000 штук.

Этикетка на катушке включает критически важную информацию: номер детали заказчика (CPN), номер детали производителя (P/N), количество (QTY) и коды сортировки для силы света (CAT), доминирующей длины волны (HUE) и прямого напряжения (REF).

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

• Подсветка:Идеально подходит для подсветки индикаторов, переключателей, символов и небольших ЖК-дисплеев в потребительской электронике, автомобильных панелях приборов и промышленных панелях управления.
• Индикаторы состояния:Идеально подходит для индикаторов питания, подключения или состояния функций в телекоммуникационном оборудовании (телефоны, факсы), компьютерной периферии и сетевых устройствах.
• Общее освещение:Подходит для любого применения, требующего компактного, надежного, маломощного источника синего света.

8.2 Соображения при проектировании

• Ограничение тока:Внешний токоограничивающий резисторабсолютно обязателен. Прямое напряжение светодиода имеет отрицательный температурный коэффициент, то есть уменьшается с ростом температуры. Без резистора небольшое увеличение напряжения может привести к большому, потенциально разрушительному, увеличению тока (тепловой разгон). Значение резистора можно рассчитать по закону Ома: R = (Vпитания - VF) / IF.
• Тепловой менеджмент:Хотя мощность мала, убедитесь, что разводка печатной платы не задерживает тепло вокруг светодиода, особенно если несколько светодиодов используются близко друг к другу или если температура окружающей среды высока.
• Защита от ЭСР:Реализуйте меры защиты от ЭСР в процессе обращения и сборки, так как устройство рассчитано на 2000В HBM.
• Ремонт:Избегайте ремонта припаянных светодиодов. Если это абсолютно необходимо, используйте специализированный двусторонний паяльник для одновременного нагрева обоих выводов и снятия компонента без скручивания, которое может повредить внутренние соединения.

9. Техническое сравнение и отличия

Основное отличие светодиода 12-11 заключается в размере его корпуса. По сравнению с более крупными SMD светодиодами (например, 3528, 5050) или светодиодами с выводами, он предлагает значительное уменьшение занимаемой площади и высоты, обеспечивая ультраминиатюризацию. По сравнению с другими светодиодами размера 1206, его конкретная сортировка по интенсивности (M2), длине волны (Y) и напряжению обеспечивает предсказуемую производительность для разработчиков, требующих стабильности. Его соответствие современным экологическим стандартам (RoHS, REACH, без галогенов) также является ключевым преимуществом для продуктов, ориентированных на глобальные рынки.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: Почему необходим токоограничивающий резистор?

О: Светодиоды — это устройства, управляемые током, а не напряжением. Их ВАХ имеет экспоненциальный характер. Резистор, включенный последовательно, устанавливает фиксированный рабочий ток, предотвращая тепловой разгон и обеспечивая стабильную долгосрочную работу в пределах заданных пределов.

В: Могу ли я питать этот светодиод напрямую от источника логического напряжения 3.3В или 5В?

О: Нет. Вы всегда должны использовать последовательный резистор. Для источника питания 3.3В и целевого тока 5мА с VF 3.0В резистор будет R = (3.3В - 3.0В) / 0.005А = 60 Ом. Всегда используйте максимальное VF из группы для расчета наихудшего значения резистора.

В: Что означает "12-11" в названии детали?

О: Обычно это относится к размерам корпуса в десятых долях миллиметра: длина 1.2 мм, ширина 1.0 мм. Высота — это отдельный параметр.

В: Как интерпретировать коды сортировки на этикетке катушки?

О: Коды CAT, HUE и REF соответствуют группам силы света, доминирующей длины волны и прямого напряжения, описанным в разделах 3.1, 3.2 и 3.3. Они гарантируют, что вы получите светодиоды с конкретными характеристиками, которые вы заказали.

11. Практический пример проектирования

Сценарий:Проектирование компактного индикатора состояния для USB-устройства. Устройство работает от питания USB 5В и требует четко видимого синего индикатора.

Этапы проектирования:

1. Выбор компонента:Выберите светодиод 12-11/BHC-ZL1M2QY/2C из-за его малого размера и яркого синего свечения (группа M2).

2. Установка тока:Определите рабочий ток. Для индикатора состояния 5мА (условие испытаний) обеспечивает хорошую видимость без чрезмерного потребления мощности.

3. Расчет резистора:Используйте максимальное VF из группы напряжения (например, 3.2В для группы 33) для надежного проектирования. R = (5.0В - 3.2В) / 0.005А = 360 Ом. Ближайшее стандартное значение — 360Ω или 390Ω. Использование 390Ω дает немного меньший, безопасный ток: I = (5.0В - 3.2В) / 390Ω ≈ 4.6 мА.

4. Разводка печатной платы:Разместите резистор с посадочным местом 1206 рядом с анодной площадкой светодиода. Убедитесь, что катодная площадка правильно ориентирована относительно маркировки катода на печатной плате.

5. Сборка:Следуйте профилю пайки оплавлением из раздела 6.1. Малый размер позволяет размещать его очень близко к другим компонентам, экономя место на плате.

12. Принцип работы

Этот светодиод является полупроводниковым фотонным устройством. Он основан на гетероструктуре InGaN (нитрид индия-галлия). Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее напряжение включения диода (~2.7В), электроны и дырки инжектируются в активную область из n-типа и p-типа полупроводниковых слоев соответственно. Эти носители заряда рекомбинируют с излучением, высвобождая энергию в виде фотонов. Конкретный состав сплава InGaN определяет энергию запрещенной зоны, которая напрямую определяет длину волны (цвет) излучаемого света — в данном случае синий свет с пиком около 468 нм. Прозрачная смола-герметик защищает полупроводниковый кристалл и действует как линза, формируя угол обзора 120 градусов.

13. Технологические тренды

Развитие SMD светодиодов, таких как корпус 12-11, следует общим трендам в электронике: миниатюризация, повышение эффективности и улучшение надежности. Использование технологии InGaN для синих светодиодов стало фундаментальным достижением в твердотельном освещении, позволив создать белые светодиоды (через преобразование люминофором) и полноцветные дисплеи. Современные тренды в отрасли включают стремление к еще более высокой световой отдаче (больше светового потока на ватт), улучшенной цветовой стабильности за счет более жесткой сортировки и разработку новых форматов корпусов для специализированных применений, таких как mini-LED и micro-LED дисплеи. Соответствие экологическим нормам (без свинца, без галогенов), подчеркнутое в этой спецификации, отражает общеотраслевой переход к более устойчивым производственным процессам.

14. Ограничения применения и отказ от ответственности

Данный продукт предназначен для общих коммерческих и промышленных применений. Он не предназначен специально и не сертифицирован для применений с высоким уровнем надежности, где отказ может привести к травмам, гибели людей или значительному материальному ущербу. К таким применениям относятся, но не ограничиваются:

- Военные и аэрокосмические системы (например, системы управления полетом).

- Автомобильные системы безопасности (например, управление подушками безопасности, тормозные системы).

- Медицинское оборудование для поддержания жизни или жизненно важное.

Для использования в этих или любых других приложениях, выходящих за рамки опубликованных спецификаций, необходима консультация с производителем компонента, чтобы определить, требуется ли другой, специально сертифицированный продукт.