Техническая спецификация SMD светодиода 12-21C/T3D-CP1Q2B12Y/2C - Корпус 2.0x1.25x0.8мм - Напряжение 2.7-3.4В - Мощность 40мВт - Чистый белый

1. Обзор продукта

12-21C/T3D-CP1Q2B12Y/2C — это компактный светодиод для поверхностного монтажа, предназначенный для современных электронных приложений, требующих надежного низкопрофильного освещения. Этот компонент представляет собой значительный прогресс по сравнению с традиционными светодиодами с выводными рамками, обеспечивая существенную миниатюризацию и повышение эффективности в конструкции конечного продукта.

1.1 Ключевые преимущества и позиционирование

Основное преимущество этого светодиода — его чрезвычайно малые габариты. Размеры корпуса позволяют достичь более высокой плотности компоновки на печатных платах (ПП), что напрямую способствует уменьшению размера платы и, как следствие, конечного оборудования. Его малый вес делает его особенно подходящим для портативных и миниатюрных устройств, где вес и пространство являются критическими ограничениями. Продукт позиционируется как универсальное решение для индикации и подсветки общего назначения, соответствующее основным экологическим и стандартам безопасности, включая RoHS, REACH и требования по отсутствию галогенов (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.2 Целевой рынок и области применения

Этот светодиод разработан для широкого спектра применений в потребительской электронике, автомобильной промышленности и телекоммуникационном секторе. Ключевые области применения включают подсветку приборных панелей, переключателей и символов; функции индикации и подсветки в телекоммуникационных устройствах, таких как телефоны и факсы; а также общую плоскую подсветку для ЖК-панелей. Его совместимость с автоматическим оборудованием для установки и стандартными процессами пайки оплавлением (инфракрасной/паровой фазой) делает его идеальным для крупносерийного производства.

2. Подробный анализ технических параметров

Тщательное понимание электрических и оптических параметров необходимо для надежного проектирования схемы и обеспечения долгосрочной производительности.

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):5 В. Превышение этого напряжения при обратном смещении может вызвать немедленный пробой перехода.
• Прямой ток (I_F):10 мА (постоянный).
• Пиковый прямой ток (I_FP):100 мА (скважность 1/10 @ 1 кГц). Это позволяет использовать кратковременные импульсы более высокого тока, что полезно для мультиплексирования или достижения более высокой мгновенной яркости.
• Рассеиваемая мощность (P_d):40 мВт. Это максимальная мощность, которую корпус может рассеять в виде тепла, не превышая своих тепловых пределов.
• Электростатический разряд (ЭСР):Модель человеческого тела (HBM) 150 В. Это указывает на умеренную чувствительность к ЭСР, что требует соблюдения соответствующих процедур обращения в защищенной от ЭСР среде.
• Рабочая температура (T_opr):-40°C до +85°C. Этот широкий диапазон подходит для автомобильных и промышленных сред.
• Температура хранения (T_stg):-40°C до +90°C.

2.2 Электрооптические характеристики (T_a= 25°C)

Эти параметры измеряются в стандартных условиях испытаний и определяют производительность устройства.

• Сила света (I_v):45.0 мкд (мин.), 112.0 мкд (макс.) при I_F= 5 мА. Типичное значение не указано, что означает управление производительностью через систему сортировки.
• Угол обзора (2θ_1/2):110 градусов (тип.). Этот широкий угол обзора характерен для корпуса из рассеивающей желтой смолы, обеспечивая широкое и равномерное распределение света.
• Прямое напряжение (V_F):2.70 В (мин.), 3.40 В (макс.) при I_F= 5 мА. Жесткий допуск ±0.05В для каждой группы обеспечивает стабильное падение напряжения в производственных партиях.
• Обратный ток (I_R):50 мкА (макс.) при V_R= 5 В. Этот параметр предназначен только для целей тестирования; устройство не предназначено для работы в режиме обратного смещения.

3. Объяснение системы сортировки

Продукт классифицируется по группам на основе ключевых параметров производительности, чтобы гарантировать стабильность для конечного пользователя. Это позволяет разработчикам выбирать светодиоды с близкими характеристиками для однородного внешнего вида в массиве.

3.1 Сортировка по силе света

Светодиоды сортируются на четыре группы (P1, P2, Q1, Q2) на основе измеренной силы света при 5 мА. Группы варьируются от минимума 45.0 мкд (P1) до максимума 112.0 мкд (Q2). В пределах каждой группы применяется допуск ±11%. Выбор из одной группы критически важен для приложений, требующих равномерной яркости.

3.2 Сортировка по прямому напряжению

Прямое напряжение сортируется на семь категорий (коды групп с 34 по 40), каждая охватывает 0.1В, от 2.70-2.80В (код 34) до 3.30-3.40В (код 40). Допуск ±0.05В на группу обеспечивает предсказуемое потребление тока при параллельном включении светодиодов с общим токоограничивающим резистором.

3.3 Сортировка по координатам цветности

Чисто белый свет определяется координатами цветности на диаграмме CIE 1931. В спецификации указаны четыре группы (1-4), каждая определена четырехугольником пар координат (x, y). Допуск для этих координат составляет ±0.01. Эта сортировка обеспечивает постоянство цвета, что жизненно важно для подсветки и индикации, где важна цветопередача.

4. Механическая информация и данные о корпусе

4.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод соответствует стандартному SMD корпусу с размерами приблизительно 2.0 мм в длину, 1.25 мм в ширину и 0.8 мм в высоту (допуск ±0.1 мм, если не указано иное). Чертеж корпуса четко указывает маркировку катода, что необходимо для правильной ориентации на ПП. Предоставлен рекомендуемый посадочный рисунок для обеспечения качественной пайки и механической стабильности.

4.2 Определение полярности

Правильная полярность критически важна. Корпус имеет четкую маркировку катода. В спецификации содержится подробная диаграмма, показывающая эту маркировку. Установка светодиода в обратной полярности предотвратит его свечение, а приложение абсолютного максимального обратного напряжения 5В может повредить устройство.

5. Рекомендации по пайке и монтажу

Соблюдение этих рекомендаций обязательно для предотвращения теплового или механического повреждения в процессе сборки.

5.1 Профиль оплавления

Компонент совместим с процессами бессвинцовой пайки оплавлением. Указанный температурный профиль критически важен:

• 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/секунду.
• Время выше 255°C:максимум 30 секунд.
• Скорость охлаждения:максимум 3°C/секунду.

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

5.2 Ручная пайка

Если необходима ручная пайка, необходимо соблюдать крайнюю осторожность. Температура жала паяльника должна быть ниже 350°C, а время контакта на каждый вывод не должно превышать 3 секунд. Рекомендуется маломощный паяльник (≤25Вт). Между пайкой каждого вывода следует соблюдать минимальный интервал в 2 секунды для охлаждения.

5.3 Хранение и чувствительность к влаге

Светодиоды упакованы в влагозащитные барьерные пакеты с осушителем.

• До вскрытия:Хранить при ≤30°C и ≤90% относительной влажности (RH).
• После вскрытия (срок хранения на производстве):168 часов (7 дней) при ≤30°C и ≤60% RH.
• Прогрев (сушка):Если срок хранения на производстве превышен или осушитель указывает на проникновение влаги, необходимо прогреть при 60 ±5°C в течение 24 часов перед использованием.

Не вскрывайте влагозащитный пакет до тех пор, пока компоненты не будут готовы к сборке.

6. Упаковка и информация для заказа

6.1 Стандартная упаковка

Светодиоды поставляются на 7-дюймовых катушках в 8-мм несущей ленте. Каждая катушка содержит 2000 штук. Размеры несущей ленты и катушки указаны в спецификации для облегчения автоматизированной обработки и настройки автоматов установки.

6.2 Расшифровка маркировки

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

• CPN:Номер продукта заказчика.
• P/N:Номер продукта производителя (например, 12-21C/T3D-CP1Q2B12Y/2C).
• QTY:Количество в упаковке.
• CAT:Ранг силы света (код группы: P1, P2, Q1, Q2).
• HUE:Координаты цветности и ранг доминирующей длины волны (код группы: 1, 2, 3, 4).
• REF:Ранг прямого напряжения (код группы: с 34 по 40).
• LOT No:Производственный номер партии для прослеживаемости.

7. Рекомендации по проектированию

7.1 Ограничение тока обязательно

Светодиоды — это устройства с токовым управлением.Внешний токоограничивающий резистор абсолютно необходим.Прямое напряжение имеет отрицательный температурный коэффициент и производственный разброс (как видно из сортировки). Небольшое увеличение напряжения питания или уменьшение V_Fиз-за температуры может вызвать большое, потенциально разрушительное увеличение прямого тока, если не используется последовательный резистор. Значение резистора (R) можно рассчитать по закону Ома: R = (V_supply- V_F) / I_F, где I_F— желаемый рабочий ток (например, 5мА).

7.2 Тепловой режим

Хотя рассеиваемая мощность мала (макс. 40мВт), правильное тепловое проектирование на ПП все еще важно для долговечности, особенно в приложениях с высокой температурой окружающей среды. Убедитесь, что медная контактная площадка ПП, подключенная к тепловому пути светодиода (часто катод), имеет достаточный размер для работы в качестве радиатора и, по возможности, подключена к более крупным медным полигонам.

7.3 Защита от электростатического разряда (ЭСР)

\p

С рейтингом ЭСР 150В (HBM) эти устройства чувствительны. Внедрите меры контроля ЭСР на всех этапах обращения, хранения и сборки. Это включает использование заземленных рабочих мест, браслетов и проводящих контейнеров.

8. Техническое сравнение и отличия

По сравнению с более крупными светодиодами в сквозном исполнении, модель 12-21C предлагает радикальное уменьшение размера и веса, позволяя реализовывать современные миниатюрные конструкции. Его широкий угол обзора 110 градусов, обеспечиваемый рассеивающей желтой смолой, дает более равномерное излучение света по сравнению с корпусами из прозрачной смолы с узкими лучами, что делает его превосходным для освещения областей и подсветки. Комплексная система сортировки по интенсивности, напряжению и цвету обеспечивает уровень стабильности, который необходим для профессиональных приложений, где визуальная однородность имеет первостепенное значение, отличая его от несортированных или слабо сортированных светодиодов общего назначения.

9. Часто задаваемые вопросы (ЧАВО)

9.1 Можно ли использовать этот светодиод без токоограничивающего резистора?

No.Это прямо запрещено в разделе "Меры предосторожности при использовании". Светодиод очень чувствителен к изменениям напряжения. Работа от источника напряжения, даже стабилизированного, с высокой вероятностью приведет к немедленному выходу из строя из-за перегрузки по току.

9.2 В чем разница между группами P1, Q2 и т.д.?

Это группы по силе света. P1 представляет группу с наименьшей яркостью (45.0-57.0 мкд), а Q2 — с наибольшей (90.0-112.0 мкд) при тестировании на 5мА. Для однородного внешнего вида в массиве все светодиоды должны быть из одной группы по интенсивности.

9.3 Сколько раз можно проводить пайку оплавлением для этого компонента?

В спецификации указано, что пайка оплавлением не должна выполняться болеедвух раз. Каждый цикл оплавления подвергает компонент термическому напряжению, и превышение двух циклов может нарушить внутренние проводные соединения или эпоксидную смолу.

9.4 Упаковка была открыта неделю. Можно ли еще использовать светодиоды?

Возможно, но сначала их необходимо просушить. Срок хранения на производстве после вскрытия составляет 168 часов (7 дней) при указанных условиях. Если это время превышено, вы должны выполнить процедуру прогрева (60 ±5°C в течение 24 часов), чтобы удалить поглощенную влагу и предотвратить "вспучивание" или расслоение при последующей пайке.

10. Практический пример проектирования и использования

Сценарий: Проектирование мембранной клавиатуры с подсветкой.Разработчику необходимо 20 белых светодиодов для равномерной подсветки значков. Он должен:

1. Выбрать группу:Выбрать все светодиоды из одной группы по силе света (например, Q1) и группы по цветности (например, 2), чтобы обеспечить равномерную яркость и цвет.
2. Рассчитать резистор:Используя питание 5В и номинальное V_F3.0В (из группы 36), целевой I_F= 5мА. R = (5В - 3.0В) / 0.005А = 400Ом. Подойдет стандартный резистор 390Ом или 430Ом.
3. Разводка ПП:Использовать рекомендуемый посадочный рисунок из спецификации. Подключить площадку катода к немного большему медному полигону для небольшого теплоотвода.
4. Сборка:Хранить компоненты в запечатанном пакете до готовности. Использовать указанный профиль бессвинцового оплавления. По возможности избегать ручной пайки.
5. Тестирование:Проверить прямое напряжение и световой выход образца из партии, чтобы убедиться, что они соответствуют выбранной группе.

Этот процесс обеспечивает надежный результат профессионального уровня.

11. Принцип работы

Светодиод 12-21C основан на полупроводниковом кристалле InGaN (нитрид индия-галлия). Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее потенциал перехода диода (V_F), электроны и дырки инжектируются в активную область полупроводника. Их рекомбинация высвобождает энергию в виде фотонов — процесс, называемый электролюминесценцией. Конкретный состав слоев InGaN определяет длину волны излучаемого света, создавая указанный спектр "чистого белого". Желтая рассеивающая смола-заливка служит для защиты кристалла, формирования светового потока с широким углом обзора и может содержать люминофоры (хотя для этого типа "чистого белого" это явно не указано, для белых светодиодов обычно используется синий кристалл с желтым люминофором).

12. Тенденции и контекст в отрасли

Модель 12-21C иллюстрирует ключевые тенденции в технологии светодиодов: неуклонная миниатюризация, повышение эффективности (более высокая сила света из малого корпуса) и улучшенная технологичность благодаря SMD корпусам и поставке на катушках. Акцент на экологическом соответствии (RoHS, Halogen-Free) отражает более широкие требования отрасли и регулирующих органов. Детальная система сортировки подчеркивает потребность рынка в предсказуемой, стабильной производительности в серийной электронике. Будущее развитие в этой категории продуктов, вероятно, будет сосредоточено на дальнейшем повышении световой отдачи (больше света на мА), улучшении индекса цветопередачи (CRI) для белых светодиодов и, возможно, интеграции схемы драйвера или нескольких кристаллов в корпуса аналогичного размера для более интеллектуальных и функциональных решений освещения.