Техническая спецификация SMD светодиода 19-118/BHC-ZL1M2QY/3T - Синий 468нм - 2.7-3.2В - 25мА - 95мВт

1. Обзор продукта

Настоящий документ содержит полные технические характеристики поверхностно-монтируемого (SMD) светодиода с обозначением 19-118/BHC-ZL1M2QY/3T. Это монохромный синий светодиод, предназначенный для высокоплотных электронных сборок.

1.1 Ключевые преимущества и позиционирование

Основное преимущество данного компонента — его компактный SMD-корпус, который позволяет значительно сократить размер платы и оборудования по сравнению со светодиодами в корпусах с выводами. Эта миниатюризация поддерживает более высокую плотность компоновки на печатных платах и снижает требования к складскому пространству. Небольшой вес корпуса делает его особенно подходящим для миниатюрных и ограниченных по пространству применений. Продукт совместим с бессвинцовыми производственными процессами и соответствует стандартам RoHS.

1.2 Целевые области применения

Данный светодиод универсален и используется в нескольких ключевых областях:

• Подсветка:Идеально подходит для индикаторов приборной панели и подсветки переключателей.
• Телекоммуникации:Используется в качестве индикаторов состояния и подсветки для устройств, таких как телефоны и факсы.
• Технологии отображения:Применяется для плоской подсветки ЖК-дисплеев, переключателей и символов.
• Общее назначение:Подходит для широкого спектра индикаторных и осветительных задач в потребительской и промышленной электронике.

2. Детальный анализ технических параметров

В данном разделе представлен подробный объективный анализ ключевых рабочих параметров светодиода в стандартных условиях испытаний (Ta=25°C).

2.1 Структура прибора и материал

Кристалл светодиода изготовлен из полупроводникового материала нитрида индия-галлия (InGaN), который отвечает за излучение синего света. Герметизирующая смола является прозрачной, что оптимизирует световой поток и чистоту цвета.

2.2 Предельно допустимые параметры

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению прибора. Работа вблизи или на этих пределах не гарантируется.

• Обратное напряжение (V_R):5 В — Превышение этого напряжения в обратном смещении может повредить p-n-переход светодиода.
• Постоянный прямой ток (I_F):25 мА — Максимальный постоянный ток для надежной работы.
• Пиковый прямой ток (I_FP):100 мА (скважность 1/10 @1кГц) — Подходит для импульсного режима, но не для постоянного использования.
• Рассеиваемая мощность (P_d):95 мВт — Максимальная мощность, которую корпус может рассеять в виде тепла.
• Электростатический разряд (ESD), модель человеческого тела (HBM):2000 В — Указывает на умеренный уровень чувствительности к ESD; необходимы соответствующие процедуры обращения.
• Рабочая температура (T_opr):от -40°C до +85°C — Диапазон температуры окружающей среды для нормальной работы.
• Температура хранения (T_stg):от -40°C до +90°C.
• Температура пайки:Прибор выдерживает пайку оплавлением при 260°C в течение 10 секунд или ручную пайку при 350°C в течение 3 секунд.

2.3 Электрооптические характеристики

Эти параметры определяют световой выход и электрическое поведение при стандартном испытательном токе 5мА.

• Сила света (I_v):Диапазон от минимум 11.5 мкд до максимум 28.5 мкд. Типичное значение не указано, что говорит о системе управления производительностью через сортировку.
• Угол обзора (2θ_1/2):120 градусов (тип.). Этот широкий угол обзора делает его подходящим для применений, требующих широкого освещения или видимости с нескольких углов.
• Пиковая длина волны (λ_p):468 нм (тип.). Это длина волны, на которой спектральное распределение мощности максимально.
• Доминирующая длина волны (λ_d):Диапазон от 465 нм до 475 нм. Это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, тесно связанная с цветовой точкой.
• Спектральная ширина (Δλ):35 нм (тип.). Определяет ширину излучаемого спектра вокруг пиковой длины волны.
• Прямое напряжение (V_F):Диапазон от 2.7 В до 3.2 В при 5мА. Конструкторы должны учитывать этот диапазон напряжения при выборе токоограничивающих резисторов.

Примечание о допусках:В спецификации указаны производственные допуски: Сила света (±11%), Доминирующая длина волны (±1нм) и Прямое напряжение (±0.05В). Это критически важно для понимания разброса между отдельными экземплярами.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения единообразия в применениях светодиоды сортируются (биннируются) по ключевым параметрам. Данный прибор использует трехмерную систему сортировки.

3.1 Сортировка по силе света

Светодиоды классифицируются на четыре группы (L1, L2, M1, M2) на основе измеренной силы света при I_F=5мА. Это позволяет разработчикам выбирать требуемый класс яркости для своего применения, обеспечивая единообразный вид в многосветодиодных конструкциях.

3.2 Сортировка по доминирующей длине волны

Цвет (оттенок) контролируется путем сортировки на две группы по длине волны: X (465-470 нм) и Y (470-475 нм). Это минимизирует цветовые вариации внутри сборки.

3.3 Сортировка по прямому напряжению

Светодиоды сортируются на пять групп (29 до 33) на основе падения прямого напряжения при I_F=5мА. Знание бина V_Fможет помочь в проектировании более стабильных схем управления током, особенно когда светодиоды соединены параллельно.

4. Анализ характеристических кривых

Спецификация включает несколько характеристических кривых, иллюстрирующих поведение прибора в различных условиях. Они необходимы для надежного схемотехнического проектирования.

• Относительная сила света в зависимости от прямого тока:Показывает, как световой выход увеличивается с током. Зависимость нелинейна, и работа выше рекомендуемого тока приводит к уменьшению отдачи и увеличению нагрева.
• Прямое напряжение в зависимости от прямого тока:Демонстрирует ВАХ диода. Напряжение увеличивается логарифмически с ростом тока.
• Кривая снижения прямого тока:Показывает, как максимально допустимый постоянный прямой ток должен быть уменьшен при повышении температуры окружающей среды выше 25°C для предотвращения перегрева.
• Сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Показывает, что световой выход обычно уменьшается при повышении температуры перехода, что является ключевым соображением для теплового режима.
• Спектральное распределение:График относительной интенсивности в зависимости от длины волны, с центром около 468 нм и типичной шириной 35 нм.
• Диаграмма направленности:Полярная диаграмма, иллюстрирующая пространственное распределение силы света, подтверждающая угол обзора 120 градусов.

5. Механическая и корпусная информация

5.1 Габаритные размеры корпуса

В спецификации представлен подробный чертеж с размерами корпуса светодиода. Критические размеры включают общую длину, ширину и высоту, а также расположение и размер паяемых выводов. Все неуказанные допуски составляют ±0.1мм.

5.2 Рекомендуемая конфигурация контактных площадок

Предоставлена рекомендуемая конфигурация контактных площадок для проектирования печатной платы. В спецификации явно указано, что это только для справки и должно быть изменено в зависимости от индивидуальных производственных процессов и тепловых требований. Правильная конструкция площадок критически важна для надежной пайки и механической прочности.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

Соблюдение этих рекомендаций критически важно для сохранения надежности и производительности прибора.

6.1 Совместимость с процессами пайки

Светодиод совместим как с инфракрасной, так и с пайкой оплавлением в паровой фазе. Предоставлен подробный температурный профиль бессвинцовой пайки оплавлением, определяющий предварительный нагрев, время выше температуры ликвидуса (217°C), пиковую температуру (макс. 260°C в течение макс. 10 сек) и скорости охлаждения. Пайка оплавлением не должна выполняться более двух раз.

6.2 Меры предосторожности при ручной пайке

Если необходима ручная пайка, температура жала паяльника должна быть ниже 350°C, время воздействия на каждый вывод — не более 3 секунд. Рекомендуется маломощный паяльник (<25Вт) с интервалом более 2 секунд между пайкой каждого вывода для предотвращения теплового удара.

6.3 Хранение и чувствительность к влаге

Светодиоды упакованы в влагозащитные пакеты с осушителем.

• До вскрытия:Хранить при ≤30°C и ≤90% относительной влажности.
• После вскрытия:"Срок хранения на открытом воздухе" составляет 1 год при ≤30°C и ≤60% относительной влажности. Неиспользованные детали должны быть повторно запечатаны.
• Прогрев (сушка):Если индикатор осушителя изменился или превышено время хранения, перед использованием в процессе пайки оплавлением необходимо прогреть при 60±5°C в течение 24 часов.

6.4 Критически важные примечания по применению

• Ограничение тока:Внешний токоограничивающий резисторобязателен. Экспоненциальная ВАХ светодиода означает, что небольшое изменение напряжения вызывает большое изменение тока, что может привести к немедленному отказу (перегоранию).
• Избегание механических нагрузок:Не прикладывайте механическую нагрузку к светодиоду во время нагрева (пайки) или путем изгиба печатной платы после этого.
• Ремонт:Ремонт после пайки не рекомендуется. Если это неизбежно, необходимо использовать двухголовый паяльник для одновременного нагрева обоих выводов и предотвращения повреждающего термического напряжения. Влияние на характеристики светодиода должно быть оценено заранее.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификации катушки и ленты

Прибор поставляется на 8-миллиметровой ленте на катушках диаметром 7 дюймов, совместимых со стандартным автоматическим оборудованием для установки. Каждая катушка содержит 3000 штук. Предоставлены подробные чертежи с размерами для транспортной ленты и катушки.

7.2 Расшифровка маркировки

Маркировка на катушке содержит несколько кодов:

• P/N:Номер изделия.
• CAT:Ранг силы света (код бина).
• HUE:Цветовые координаты и ранг доминирующей длины волны (код бина).
• REF:Ранг прямого напряжения (код бина).
• LOT No:Отслеживаемый номер партии.

8. Рекомендации по проектированию

8.1 Схемотехника

Всегда используйте последовательный резистор для установки прямого тока. Рассчитайте номинал резистора, используя максимальное прямое напряжение из спецификации (3.2В) и целевое напряжение питания, чтобы гарантировать, что ток никогда не превысит 25мА в наихудших условиях. Учитывайте сортировку по прямому напряжению при проектировании параллельных массивов для обеспечения равномерного распределения тока.

8.2 Тепловой режим

Несмотря на малый размер корпуса, рассеиваемая мощность (до 95мВт) генерирует тепло. Используйте кривую снижения тока для ограничения тока при высоких температурах окружающей среды. Обеспечьте достаточную площадь меди на печатной плате или используйте тепловые переходные отверстия, если работа ведется на высоких токах или в теплой среде, чтобы поддерживать температуру перехода в пределах нормы и сохранять световой выход и срок службы.

8.3 Оптическая интеграция

Угол обзора 120 градусов обеспечивает широкое излучение. Для применений, требующих сфокусированного света, потребуются внешние линзы или отражатели. Прозрачная смола подходит для использования со вторичной оптикой.

9. Техническое сравнение и позиционирование

По сравнению со светодиодами в корпусах с выводами, данный SMD-тип предлагает явные преимущества миниатюризации, пригодности для автоматизированной сборки и лучших высокочастотных характеристик благодаря меньшей паразитной индуктивности. В сегменте синих SMD светодиодов его ключевыми отличительными особенностями являются конкретное сочетание длины волны 468нм, широкого угла обзора 120 градусов и подробной трехпараметрической системы сортировки, которая обеспечивает высокую однородность в требовательных применениях. Рейтинг ESD 2000В является стандартным; конструкции в средах с более высоким риском ESD могут потребовать дополнительной внешней защиты.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Почему токоограничивающий резистор абсолютно необходим?

О: Прямое напряжение светодиода имеет отрицательный температурный коэффициент и производственный допуск. Без резистора небольшое увеличение напряжения питания или падение V_Fиз-за нагрева может вызвать неконтролируемый рост тока, приводящий к быстрому тепловому разгону и разрушению.

В: Могу ли я питать этот светодиод от источника 3.3В без резистора?

О: Нет. Даже если 3.3В находится в диапазоне V_F(2.7-3.2В), отсутствие ограничения тока делает схему чрезвычайно чувствительной к вариациям. Ток может легко превысить максимум 25мА, повредив светодиод.

В: Что означают коды бинов (L1, M2, X, Y, 30, 31) для моего проекта?

О: Они позволяют вам указать требуемую яркость, цвет и электрическую однородность. Для многосветодиодного дисплея указание узких бинов (например, все M1 по интенсивности, все X по длине волны) обеспечивает единообразный вид. Знание бина V_Fпомогает прогнозировать энергопотребление.

В: Сколько раз я могу выполнять пайку оплавлением этого компонента?

О: В спецификации указано максимум два цикла пайки оплавлением. Каждый цикл подвергает компонент термическому напряжению, и превышение этого предела может нарушить внутренние соединения или герметик.

11. Пример проектирования и применения

Сценарий: Проектирование панели индикации состояния с 20 однородными синими светодиодами.

1. Спецификация:Выберите бины для однородности. Выберите все светодиоды из бина интенсивности M1 (18.0-22.5 мкд) и бина длины волны X (465-470 нм), чтобы гарантировать совпадение яркости и цвета.
2. Схемотехника:Используя источник питания 5В и целевой ток 20мА (ниже максимума 25мА для запаса). Используя макс. V_F3.2В, рассчитайте R = (5В - 3.2В) / 0.020А = 90 Ом. Используйте ближайшее стандартное значение (91 Ом). Пересчитайте фактический ток с мин. V_F: I = (5В - 2.7В) / 91 = ~25.3мА (все еще на пределе, допустимо с учетом бининга). Более безопасный подход — использовать 100 Ом.
3. Разводка печатной платы:Разместите рекомендуемые контактные площадки. Включите небольшой тепловой рельеф, соединенный с земляной полигонной площадкой, чтобы помочь рассеивать тепло, так как общая мощность для 20 светодиодов может достигать ~1.3Вт.
4. Сборка:Следуйте предоставленному температурному профилю оплавления. Храните запечатанные катушки в сухом шкафу до готовности к использованию в автомате установки компонентов.

12. Принцип работы

Это полупроводниковое фотонное устройство. Когда прямое напряжение, превышающее энергию его запрещенной зоны, прикладывается к p-n-переходу InGaN, происходит рекомбинация электронов и дырок. В данной материальной системе энергия, выделяемая при рекомбинации, излучается в виде фотонов (света) с длиной волны, соответствующей энергии запрещенной зоны сплава InGaN, который разработан для получения синего света с центром около 468 нм. Прозрачная эпоксидная смола защищает кристалл, действует как линза для формирования светового потока и улучшает выход света из полупроводника.

13. Технологические тренды

Синие светодиоды на основе InGaN представляют собой зрелую и основополагающую технологию. Тренды в более широкой светодиодной отрасли, влияющие на такие компоненты, включают:

• Повышение эффективности:Постоянная разработка направлена на улучшение внутренней квантовой эффективности (больше света на электрон) и эффективности вывода света (больше света выходит из кристалла).
• Миниатюризация:Стремление к уменьшению размеров устройств (как этот SMD светодиод) продолжается, позволяя создавать все более компактные электронные продукты.
• Улучшение цветовой однородности:Передовые процессы эпитаксиального роста и сортировки приводят к более узкому распределению по длине волны и интенсивности, снижая необходимость в селективной сортировке в некоторых применениях.
• Повышенная надежность:Улучшения в материалах корпусов и технологиях крепления кристалла направлены на увеличение срока службы и устойчивости к термическим и экологическим нагрузкам.

Данный компонент соответствует этим трендам, предлагая надежное, стандартизированное решение для синих индикаторных и подсветочных применений, где конкретная длина волны и размер корпуса являются ключевыми требованиями.