Техническая спецификация SMD светодиода 15-11/BHC-ZL2N1QY/2T - Синий - 1.6x0.8x0.6мм - 3.2В - 40мВт

1. Обзор продукта

15-11/BHC-ZL2N1QY/2T — это компактный синий светодиод для поверхностного монтажа, предназначенный для современных электронных приложений, требующих высокой плотности компонентов. Устройство использует технологию полупроводников InGaN (нитрид индия-галлия) для получения синего света с типичной доминирующей длиной волны 468 нм. Его миниатюрные размеры и низкий профиль делают его идеальным выбором для приложений с ограниченным пространством.

1.1 Ключевые особенности и преимущества

Основные преимущества этого светодиода обусловлены его корпусом для поверхностного монтажа (SMD). Он поставляется на 8-миллиметровой ленте, намотанной на катушку диаметром 7 дюймов, что обеспечивает совместимость с высокоскоростным автоматическим оборудованием для установки компонентов. Это значительно сокращает время и стоимость производства по сравнению с компонентами для сквозного монтажа. Устройство сертифицировано для стандартных процессов пайки оплавлением (инфракрасной и паровой фазой), что соответствует основным технологиям сборки печатных плат.

Ключевые особенности продукта включают соответствие основным экологическим и стандартам безопасности: он не содержит свинца (Pb-free), имеет защиту от электростатического разряда (ESD), соответствует регламенту ЕС REACH и требованиям по отсутствию галогенов (Br<900 ppm, Cl<900 ppm, Br+Cl<1500 ppm). Продукт также разработан для соответствия спецификациям RoHS (Ограничение использования опасных веществ).

Малый размер (примерно 1.6мм x 0.8мм x 0.6мм) позволяет значительно экономить место на плате, повышать плотность компоновки и уменьшать габариты конечного изделия. Его легкая конструкция дополнительно поддерживает использование в миниатюрных и портативных устройствах.

1.2 Целевые области применения

Этот синий светодиод подходит для различных функций индикации и подсветки. Типичные области применения включают подсветку автомобильных приборных панелей и переключателей, индикаторы состояния и подсветку клавиатуры в телекоммуникационных устройствах (телефоны, факсы), равномерную подсветку ЖК-панелей, подсветку переключателей и общее индикаторное применение, где требуется четкий, яркий синий сигнал.

2. Технические характеристики и объективная интерпретация

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Эти параметры определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Они не предназначены для нормальной работы.

• Обратное напряжение (V_R):5В. Превышение этого напряжения при обратном смещении может вызвать пробой p-n перехода.
• Постоянный прямой ток (I_F):10 мА. Максимальный постоянный ток для надежной долгосрочной работы.
• Пиковый прямой ток (I_FP):100 мА (при скважности 1/10, 1 кГц). Это позволяет использовать кратковременные импульсы более высокого тока, что полезно для мультиплексирования или импульсной сигнализации, но средняя мощность должна контролироваться.
• Рассеиваемая мощность (P_d):40 мВт. Максимально допустимая рассеиваемая мощность (V_F* I_F) при температуре окружающей среды 25°C. При более высоких температурах необходимо снижение номинальных параметров.
• Устойчивость к ЭСР (HBM):2000В. Обеспечивает определенную степень защиты от электростатического разряда при обращении, но все равно рекомендуется соблюдать соответствующие протоколы защиты от ЭСР.
• Рабочая температура (T_opr):-40°C до +85°C. Диапазон температуры окружающей среды для функциональной работы.
• Температура хранения (T_stg):-40°C до +90°C.
• Температура пайки:Пик профиля оплавления при 260°C не более 10 секунд; Ручная пайка при 350°C не более 3 секунд на вывод.

2.2 Электрооптические характеристики (Ta=25°C, I_F=5мА)

Эти параметры определяют типичные характеристики светодиода в стандартных условиях испытаний.

• Сила света (I_v):14.5 до 36.0 мкд (милликандела). Фактическая выходная мощность сортируется (см. Раздел 3).
• Угол обзора (2θ_1/2):130 градусов (типично). Этот широкий угол обзора характерен для конструкции линзы светодиода, обеспечивая широкую диаграмму направленности излучения.
• Пиковая длина волны (λ_p):468 нм (типично). Длина волны, на которой спектральная плотность мощности максимальна.
• Доминирующая длина волны (λ_d):465 до 475 нм. Определяет воспринимаемый цвет света и также сортируется.
• Спектральная ширина (Δλ):25 нм (типично). Ширина излучаемого спектра на половине максимальной интенсивности (FWHM).
• Прямое напряжение (V_F):2.70 до 3.20 В. Падение напряжения на светодиоде при испытательном токе. Этот параметр сортируется, и допуск в пределах группы составляет ±0.05В.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения стабильности в массовом производстве светодиоды сортируются по группам производительности. 15-11/BHC-ZL2N1QY/2T использует трехмерную систему сортировки по силе света, доминирующей длине волны и прямому напряжению.

3.1 Сортировка по силе света

Группы определяются кодами L2, M1, M2 и N1 с минимальной интенсивностью от 14.5 мкд до 28.5 мкд. Код группы в номере детали (например, 'N1' в ZL2N1QY) указывает гарантированный минимальный и максимальный световой поток. Допуск по силе света составляет ±11%.

3.2 Сортировка по доминирующей длине волны (цвету)

Длина волны сортируется по двум кодам: 'X' (465-470 нм) и 'Y' (470-475 нм). Номер детали указывает эту группу (например, ZL2N1QY). Для доминирующей длины волны указан допуск ±1нм.

3.3 Сортировка по прямому напряжению

Прямое напряжение сортируется по пяти группам с кодами от 29 до 33, соответствующим диапазонам напряжения от 2.70-2.80В до 3.10-3.20В. Номер детали указывает эту группу (например, ZL2N1QY). Допуск внутри группы составляет ±0.05В.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя конкретные графические кривые не детализированы в предоставленном тексте, типичные электрооптические характеристики для такого светодиода включают:

• Вольт-амперная характеристика (I-V):Показывает экспоненциальную зависимость между прямым током и прямым напряжением. Напряжение отсечки для синих светодиодов InGaN обычно составляет около 2.7-3.2В.
• Зависимость силы света от прямого тока:Интенсивность обычно линейно возрастает с током в нормальном рабочем диапазоне (до I_F), но эффективность может снижаться при очень высоких токах из-за нагрева.
• Зависимость силы света от температуры окружающей среды:Световой выход обычно уменьшается с ростом температуры перехода. Понимание этого снижения номинальных параметров критически важно для конструкций, работающих при высоких температурах окружающей среды.
• Спектральное распределение:График, показывающий относительную мощность излучения в зависимости от длины волны, с центром около 468 нм и шириной на полувысоте ~25 нм.

5. Механическая информация и информация о корпусе

5.1 Габариты корпуса

Светодиод имеет номинальный размер корпуса: длина 1.6мм, ширина 0.8мм, высота 0.6мм. Чертеж корпуса определяет точные размеры и допуски (±0.1мм, если не указано иное) для корпуса светодиода, контактных площадок и расположения маркировки катода. Катод идентифицируется специальной меткой на корпусе, что критически важно для правильной ориентации на печатной плате.

5.2 Рекомендуемый посадочный размер на плате

Следует использовать конструкцию контактных площадок, которая соответствует габаритам корпуса и позволяет формировать правильный мениск припоя. Чертеж с размерами в спецификации служит основой для создания этого посадочного места в ПО для проектирования печатных плат.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль пайки оплавлением

Для сборки с использованием бессвинцового припоя предоставляется рекомендуемый профиль оплавления: предварительный нагрев между 150-200°C в течение 60-120 секунд, время выше температуры ликвидуса (217°C) 60-150 секунд, с пиковой температурой не выше 260°C максимум 10 секунд. Максимальная скорость нагрева составляет 6°C/сек, максимальная скорость охлаждения — 3°C/сек. Пайка оплавлением не должна выполняться более двух раз.

6.2 Ручная пайка

Если необходима ручная пайка, температура жала паяльника должна быть ниже 350°C, а время контакта на вывод не должно превышать 3 секунды. Рекомендуется маломощный паяльник (<25Вт). Между пайкой каждого вывода следует соблюдать интервал охлаждения не менее 2 секунд для предотвращения термического напряжения.

6.3 Хранение и чувствительность к влаге

Продукт упакован в влагозащитный пакет с осушителем. Пакет не следует открывать до готовности к использованию компонентов. После вскрытия светодиоды следует хранить при температуре ≤ 30°C и влажности ≤ 60% RH. "Время жизни на производстве" при этих условиях составляет 1 год. Если время хранения превышено или осушитель указывает на поглощение влаги, перед пайкой требуется обработка выпеканием при 60 ± 5°C в течение 24 часов.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификации ленты и катушки

Светодиоды поставляются в рельефной несущей ленте с размерами, указанными в спецификации. Каждая катушка содержит 2000 штук. Также предоставляются размеры катушки для автоматического оборудования.

7.2 Информация на этикетке

Этикетка на катушке содержит критически важную информацию: Номер продукта заказчика (CPN), Номер детали производителя (P/N), Количество в упаковке (QTY), а также конкретные коды групп для Ранга силы света (CAT), Ранга цветности/доминирующей длины волны (HUE) и Ранга прямого напряжения (REF), вместе с номером партии.

8. Рекомендации по проектированию приложений

8.1 Ограничение тока

Критически важно:Внешний токоограничивающий резистор или источник постоянного токадолженбыть включен последовательно со светодиодом. Прямое напряжение имеет отрицательный температурный коэффициент, то есть уменьшается при нагреве перехода. Без ограничения тока это может привести к тепловому разгону и быстрому выходу из строя (перегоранию). Значение резистора рассчитывается по формуле R = (V_{питания}- V_F) / I_F.

8.2 Тепловой менеджмент

Хотя рассеиваемая мощность мала (макс. 40мВт), правильная разводка печатной платы может помочь контролировать температуру перехода. Обеспечьте достаточную площадь меди, подключенную к тепловым площадкам светодиода (если есть) или к дорожкам анода/катода, чтобы они действовали как радиатор, особенно при работе при высоких температурах окружающей среды или близко к максимальному току.

8.3 ЭСР и обращение

Несмотря на встроенную защиту от ЭСР, при обращении и сборке следует соблюдать стандартные меры предосторожности от ЭСР (браслеты, заземленные рабочие места, проводящая пена) для предотвращения скрытых повреждений.

9. Техническое сравнение и дифференциация

Корпус 15-11 предлагает баланс между миниатюризацией и удобством обращения/производства. По сравнению с более крупными SMD светодиодами (например, 3528, 5050) он значительно экономит место на плате. По сравнению с еще более мелкими корпусами типа CSP (Chip Scale Package), его, как правило, легче монтировать, инспектировать и ремонтировать с использованием стандартных процессов SMT. Его широкий угол обзора 130 градусов отличает его от светодиодов с узкими углами излучения, предназначенных для направленной подсветки.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: Могу ли я питать этот светодиод без последовательного резистора, если напряжение моего источника питания 3.0В?

О: Нет. Даже если напряжение питания близко к типичному V_F, разброс V_F(между группами и в зависимости от температуры) и допуск напряжения питания делают прямое подключение рискованным. Токоограничивающий механизм всегда необходим.

В: В чем разница между пиковой и доминирующей длиной волны?

О: Пиковая длина волны (λ_p) — это физическая длина волны максимального спектрального излучения. Доминирующая длина волны (λ_d) — это длина волны монохроматического света, который соответствовал бы воспринимаемому цвету светодиода. Для синих светодиодов они часто очень близки.

В: Как интерпретировать номер детали '15-11/BHC-ZL2N1QY/2T'?

О: '15-11' — это код корпуса. 'BHC', вероятно, указывает на цвет (Синий) и другие атрибуты. 'ZL2N1QY' содержит коды групп: Сила света (N1), Доминирующая длина волны (Q) и Прямое напряжение (Y). '2T' может относиться к ленточной упаковке.

11. Пример использования при проектировании

Сценарий: Подсветка мембранной клавиатуры.Несколько синих светодиодов 15-11 размещаются за полупрозрачными значками на панели. Простая конструкция может использовать источник питания 5В. Для I_F=5мА и типичного V_F=3.0В, значение последовательного резистора R = (5В - 3.0В) / 0.005А = 400Ом. Подойдет стандартный резистор 390Ом или 430Ом. Светодиоды можно подключить параллельно, каждый со своим резистором, чтобы обеспечить равномерную яркость, несмотря на разброс V_F. Широкий угол обзора обеспечивает равномерное освещение области значка.

12. Принцип работы

Этот светодиод основан на полупроводниковом p-n переходе из материалов InGaN. Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее встроенный потенциал перехода, электроны и дырки инжектируются в активную область, где они рекомбинируют. В InGaN эта рекомбинация высвобождает энергию в основном в виде фотонов (света) в синей области видимого спектра. Конкретная длина волны определяется шириной запрещенной зоны сплава InGaN.

13. Технологические тренды

Разработка эффективных синих светодиодов, ставшая возможной благодаря технологии InGaN, была фундаментальным достижением в твердотельном освещении, приведшим к созданию белых светодиодов (через преобразование фосфором) и присуждению Нобелевской премии по физике в 2014 году. Современные тенденции в SMD светодиодах продолжают двигаться в сторону повышения эффективности (больше люмен на ватт), увеличения плотности мощности в меньших корпусах, улучшения цветопередачи и ужесточения допусков сортировки для стабильной работы в требовательных приложениях, таких как подсветка дисплеев и автомобильное освещение.