Техническая спецификация SMD светодиода 16-916/T1D-AP1Q2QY/3T - Корпус 1.6x0.8x0.35мм - Напряжение 2.7-3.2В - Белый цвет

1. Обзор продукта

16-916/T1D-AP1Q2QY/3T — это компактный светодиод для поверхностного монтажа, предназначенный для современных электронных приложений, требующих миниатюризации и высокой надежности. Этот монохромный светодиод чистого белого света использует технологию чипа InGaN, инкапсулированного в желтую рассеивающую смолу. Его основное преимущество заключается в значительно уменьшенной площади по сравнению с традиционными компонентами с выводами, что позволяет достичь более высокой плотности монтажа на печатных платах, снизить требования к хранению и, в конечном счете, способствует созданию более компактных конечных изделий. Легкая конструкция также делает его идеальным для портативных и миниатюрных применений.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельные эксплуатационные характеристики

Прибор рассчитан на работу в следующих предельных условиях, превышение которых может привести к необратимому повреждению. Обратное напряжение (VR) составляет 5В. Непрерывный прямой ток (IF) не должен превышать 25 мА. Для импульсного режима допустим пиковый прямой ток (IFP) 100 мА при скважности 1/10 и частоте 1 кГц. Максимальная рассеиваемая мощность (Pd) составляет 95 мВт. Рабочий диапазон температур (Topr) составляет от -40°C до +85°C, в то время как диапазон температур хранения (Tstg) немного шире: от -40°C до +90°C. Прибор выдерживает электростатический разряд (ESD) 150В по модели человеческого тела (HBM). Ограничения по температуре пайки определены как для оплавления (260°C в течение 10 секунд), так и для ручной пайки (350°C в течение 3 секунд).

2.2 Электрооптические характеристики

Ключевые параметры производительности измеряются при температуре окружающей среды (Ta) 25°C. Сила света (Iv) имеет типичный диапазон: минимум 45 мкд и максимум 112 мкд при прямом токе (IF) 5 мА. Угол обзора (2θ1/2) составляет типично 130 градусов, обеспечивая широкое поле освещения. Прямое напряжение (VF) колеблется от 2.7В до 3.2В при том же условии 5мА. Обратный ток (IR) указан с максимумом 50 мкА при приложенном обратном напряжении (VR) 5В. Допуски для силы света и прямого напряжения составляют ±11% и ±0.05В соответственно.

3. Объяснение системы бининга

3.1 Биннинг по силе света

Светодиоды сортируются в бины на основе измеренной силы света при IF=5мА. Это обеспечивает постоянство яркости для производственных партий. Коды бинов и соответствующие им минимальный и максимальный диапазоны интенсивности: P1 (45.0-57.0 мкд), P2 (57.0-72.0 мкд), Q1 (72.0-90.0 мкд) и Q2 (90.0-112.0 мкд).

3.2 Биннинг по прямому напряжению

Аналогично, приборы сортируются по прямому напряжению для помощи в проектировании схем, особенно для расчета токоограничивающего резистора. Напряжение группируется под кодом 'Q' с подбинами: 29 (2.7-2.8В), 30 (2.8-2.9В), 31 (2.9-3.0В), 32 (2.9-3.0В) и 33 (3.1-3.2В), все измерено при IF=5мА.

3.3 Биннинг по координатам цветности

Для постоянства цвета белые светодиоды сортируются в бины цветности (Группа A, коды 1-6), определенные конкретными четырехугольниками координат CIE 1931 (x, y) на диаграмме цветности. Этот биннинг с допуском ±0.01 гарантирует, что излучаемый белый свет попадает в контролируемое цветовое пространство, что критически важно для применений, требующих единообразного внешнего вида.

4. Анализ характеристических кривых

Техническая спецификация включает несколько характеристических кривых, которые дают более глубокое понимание поведения светодиода в различных условиях. Кривая снижения прямого тока показывает, как максимально допустимый прямой ток уменьшается с ростом температуры окружающей среды, что важно для теплового управления. Кривая относительной силы света в зависимости от температуры окружающей среды иллюстрирует типичное снижение светового потока с повышением температуры. График зависимости силы света от прямого тока демонстрирует нелинейную связь между током управления и яркостью. График спектрального распределения характеризует спектральное распределение мощности излучаемого белого света. Типичная диаграмма направленности изображает пространственное распределение интенсивности. Кривая зависимости прямого напряжения от прямого тока показывает ВАХ диода.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод имеет компактный корпус для поверхностного монтажа. Максимальная общая высота составляет 0.35 мм. Предоставлены подробные чертежи размеров, включая длину и ширину корпуса, размеры контактных площадок и рекомендуемые размеры посадочного места на печатной плате. Допуски обычно составляют ±0.1мм, если не указано иное. Предлагаемая конфигурация контактных площадок является справочной и должна быть скорректирована в соответствии с требованиями конкретного процесса сборки.

5.2 Идентификация полярности

Компонент имеет маркировку или структурную асимметрию для обозначения катодного и анодного выводов, что критически важно для правильной ориентации во время сборки для обеспечения корректной работы схемы.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль оплавления бессвинцовой пайки

Указан подробный температурный профиль бессвинцовой пайки оплавлением. Ключевые параметры включают: этап предварительного нагрева между 150-200°C в течение 60-120 секунд, время выше температуры ликвидуса (217°C) 60-150 секунд, пиковая температура не выше 260°C максимум в течение 10 секунд, а также контролируемые скорости нагрева и охлаждения (например, максимальное охлаждение 3°C/сек). Пайка оплавлением не должна выполняться более двух раз.

6.2 Ручная пайка

Для ручного ремонта или прототипирования допускается ручная пайка с соблюдением определенных мер предосторожности. Температура жала паяльника должна быть менее 350°C, прикладываться не более 3 секунд на каждый вывод. Паяльник должен иметь мощность 25Вт или менее. Между пайкой каждого вывода должен соблюдаться минимальный интервал в 2 секунды для предотвращения теплового повреждения.

6.3 Хранение и обращение

Светодиоды чувствительны к влаге и электростатическому разряду (ESD). Перед вскрытием влагозащитный пакет должен храниться при ≤30°C и ≤90% относительной влажности. После вскрытия у компонентов срок хранения на производстве составляет 1 год при условиях ≤30°C и ≤60% относительной влажности. Неиспользованные детали должны быть повторно запечатаны во влагозащитную упаковку с осушителем. Если указанные условия хранения были превышены или индикатор осушителя изменил цвет, перед использованием требуется обработка прокаливанием при 60±5°C в течение 24 часов.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификации на ленте и катушке

Компоненты поставляются в эмбоссированной несущей ленте шириной 8мм, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов. Каждая катушка содержит 3000 штук. Предоставлены подробные размеры для карманов несущей ленты, покровной ленты и самой катушки. Упаковка разработана для совместимости со стандартным автоматизированным оборудованием для установки компонентов.

7.2 Влагозащитная упаковка

Катушки дополнительно защищены внутри влагозащитного пакета из ламинированного алюминия вместе с пакетиком осушителя и карточкой-индикатором влажности для поддержания указанных сухих условий хранения во время отгрузки и хранения.

7.3 Расшифровка этикетки

Этикетка на катушке содержит ключевую информацию для прослеживаемости и корректного применения: Номер продукта заказчика (CPN), Номер продукта (P/N), Количество упаковки (QTY), Ранг силы света (CAT), Координаты цветности (HUE), Ранг прямого напряжения (REF) и Номер партии (LOT No).

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Этот светодиод хорошо подходит для различных применений, включая: Телекоммуникационное оборудование (в качестве индикаторов состояния и подсветки клавиатуры в телефонах и факсах), плоскую подсветку для небольших ЖК-панелей, подсветку переключателей и символов на панелях управления, а также для общих индикаторных применений, где требуется небольшой, яркий источник белого света.

8.2 Соображения при проектировании

Ограничение тока:Внешний токоограничивающий резистор обязателен. Прямое напряжение имеет диапазон (2.7-3.2В), а ВАХ является экспоненциальной, что означает, что небольшое увеличение напряжения может вызвать большое, потенциально разрушительное увеличение тока. Значение резистора должно быть рассчитано на основе напряжения питания и максимального номинального прямого тока (25мА непрерывно), с учетом наихудшего случая прямого напряжения из информации о бининге.

Тепловое управление:Хотя корпус мал, при разводке печатной платы необходимо учитывать рассеиваемую мощность (макс. 95мВт) и снижение прямого тока с температурой. Достаточная площадь меди вокруг контактных площадок может помочь рассеять тепло.

Защита от ESD:Как чувствительное полупроводниковое устройство с рейтингом ESD 150В (HBM), во время сборки и обращения следует соблюдать стандартные меры предосторожности по обращению с ESD.

9. Техническое сравнение и дифференциация

Основное отличие этого компонента заключается в его сверхкомпактном форм-факторе (макс. высота 0.35мм) и конструкции для поверхностного монтажа, что дает значительные преимущества перед светодиодами с выводами в автоматизированной сборке, экономии места на плате и пригодности для низкопрофильных устройств. Предоставление подробной информации о бининге по интенсивности, напряжению и цветности позволяет осуществлять более жесткий контроль проектирования и постоянство в массовом производстве по сравнению с нерассортированными или слабо специфицированными компонентами. Чистый белый цвет, генерируемый чипом InGaN с желтым люминофором, предлагает иную цветность по сравнению со старыми решениями на основе синего чипа + желтый люминофор или другими технологиями белых светодиодов.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Почему токоограничивающий резистор абсолютно необходим?
А: Светодиод — это диод с нелинейной ВАХ. Работа от источника напряжения без последовательного резистора попытается создать ток, ограниченный только возможностями источника и внутренним сопротивлением диода, которое очень мало после превышения прямого напряжения. Это почти наверняка превысит абсолютный максимальный прямой ток 25мА, что приведет к немедленному перегреву и отказу.

В: Как интерпретировать коды бинов силы света (P1, Q2 и т.д.)?
А: Эти коды представляют собой рассортированные группы на основе измеренного светового потока. Например, указание "Q2" в заказе гарантирует получение светодиодов с интенсивностью между 90.0 и 112.0 мкд при 5мА. Это критически важно для применений, требующих равномерной яркости нескольких индикаторов.

В: Могу ли я использовать этот светодиод для постоянного освещения, а не только в качестве индикатора?
А: Хотя это возможно, его основное назначение — индикация. Для постоянного освещения тщательное тепловое проектирование еще более критично из-за постоянного рассеивания мощности. Световой поток также будет уменьшаться с ростом температуры перехода, как показано на характеристических кривых.

В: Что означает обозначение 'бессвинцовый' для пайки?
А: Это означает, что покрытия выводов устройства совместимы с бессвинцовыми припоями, которые обычно имеют более высокие температуры плавления, чем традиционный оловянно-свинцовый припой. Поэтому указанный профиль оплавления с пиком 260°C разработан для этих высокотемпературных процессов.

11. Практический пример проектирования и использования

Пример: Проектирование индикатора состояния для портативного устройства
Конструктор создает компактный Bluetooth-модуль, которому требуется небольшой, яркий белый светодиод индикации питания/соединения. Светодиод 16-916 выбран из-за минимальной высоты (0.35мм), чтобы поместиться в тонкий корпус устройства. В конструкции используется шина питания 3.3В. Используя наихудший случай прямого напряжения (Vf_max = 3.2В из бина Q33) и задавая прямой ток 15мА (значительно ниже максимума 25мА для надежности и срока службы батареи), рассчитывается токоограничивающий резистор: R = (V_питания - Vf) / If = (3.3В - 3.2В) / 0.015А ≈ 6.67Ом. Выбран стандартный резистор 6.8Ом. Посадочное место на печатной плате слегка скорректировано относительно рекомендуемого в соответствии с конкретными правилами DFM конструктора. В спецификации материалов (BOM) указаны коды бинов CAT (сила света) и HUE (цветность) для обеспечения визуальной согласованности между производственными единицами.

12. Введение в принцип работы

Этот светодиод работает по принципу электролюминесценции в полупроводниковом диоде. Основой является чип InGaN (нитрид индия-галлия). Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее потенциал перехода диода (около 2.7-3.2В), электроны и дырки инжектируются в активную область и рекомбинируют. В белом светодиоде эта рекомбинация в слое InGaN в основном производит синий свет. Затем этот синий свет возбуждает желтое люминофорное покрытие (содержащееся в желтой рассеивающей смоле инкапсуляции). Комбинация неизмененного синего света и преобразованного вниз желтого света от люминофора приводит к восприятию белого света человеческим глазом. Рассеивающая смола помогает рассеивать свет, способствуя широкому углу обзора в 130 градусов.

13. Технологические тренды

Развитие компонентов, подобных светодиоду 16-916, отражает более широкие тенденции в электронике: продолжающаяся миниатюризация, повышение эффективности и расширение функциональности в более компактных корпусах. Использование технологии InGaN для белых светодиодов представляет собой прогресс в твердотельном освещении, предлагая хорошую цветопередачу и эффективность. Подробный биннинг и спецификации для автоматизированной сборки подчеркивают движение отрасли к большей точности и постоянству для массового производства. Акцент на бессвинцовости и соответствии RoHS обусловлен глобальными экологическими нормами. Будущие тенденции могут включать еще меньшие размеры корпусов, более высокую световую отдачу (больше светового потока на единицу электрической мощности), более жесткие допуски по цвету и интенсивности и, возможно, интеграцию электроники управления или нескольких кристаллов в одном корпусе для приложений интеллектуального освещения. Меры предосторожности по обращению и хранению подчеркивают постоянную проблему управления чувствительностью к влаге во все более миниатюрных пластиковых инкапсулированных микроэлектронных устройствах.