Техническая спецификация SMD светодиода 16-213/T3D-AP1Q2QY/3T - Чистый белый - Угол обзора 120° - Макс. 3.2В - 25мА

1. Обзор продукта

16-213/T3D-AP1Q2QY/3T — это компактный светодиод для поверхностного монтажа (SMD), предназначенный для современных электронных приложений, требующих миниатюризации и высокой надежности. Этот монохромный светодиод чистого белого свечения использует технологию чипа InGaN, инкапсулированного в желтую рассеивающую смолу. Его основное преимущество заключается в значительно уменьшенных габаритах по сравнению с традиционными светодиодами в выводном корпусе, что позволяет достичь более высокой плотности компоновки компонентов на печатных платах (ПП), снизить требования к хранению и, в конечном итоге, способствовать разработке более компактного и легкого конечного оборудования. Легкая конструкция делает его особенно подходящим для устройств с ограниченным пространством и портативных устройств.

2. Ключевые особенности и соответствие стандартам

Данный светодиод поставляется на 8-миллиметровой ленте, намотанной на катушку диаметром 7 дюймов, что обеспечивает полную совместимость со стандартным автоматизированным оборудованием для установки компонентов, упрощая крупносерийное производство. Он предназначен для использования как в процессах инфракрасной (ИК) пайки оплавлением, так и пайки в парах флюса, обеспечивая гибкость производственных линий. Устройство изготовлено из экологически чистых материалов: не содержит свинца (Pb-free), соответствует директиве ЕС RoHS (об ограничении использования опасных веществ) и требованиям REACH (регистрация, оценка, разрешение и ограничение химических веществ). Кроме того, оно классифицируется как бесгалогенное, с содержанием брома (Br) и хлора (Cl) менее 900 ppm каждый и их общим содержанием менее 1500 ppm.

3. Абсолютные максимальные параметры

Предельные параметры устройства определены при температуре окружающей среды (Ta) 25°C. Превышение этих значений может привести к необратимому повреждению.

• Обратное напряжение (V_R):5 В
• Постоянный прямой ток (I_F):25 мА
• Пиковый прямой ток (I_FP):100 мА (при скважности 1/10, 1 кГц)
• Рассеиваемая мощность (P_d):110 мВт
• Электростатический разряд (ESD), модель человеческого тела:150 В
• Диапазон рабочих температур (T_opr):от -40°C до +85°C
• Диапазон температур хранения (T_stg):от -40°C до +90°C
• Температура пайки (T_sol):Оплавление: макс. 260°C в течение 10 секунд; Ручная пайка: макс. 350°C в течение 3 секунд.

4. Электрооптические характеристики

Все характеристики измерены при температуре окружающей среды 25°C и стандартном испытательном токе (I_F) 5 мА, если не указано иное.

• Сила света (I_v):Мин. 45 мкд, Типовое значение не указано, Макс. 112 мкд. Допуск силы света составляет ±11%.
• Угол обзора (2θ_1/2):120 градусов (типовое). Этот широкий угол обзора обеспечивает хорошую видимость с различных углов, что идеально подходит для индикаторов и подсветки.
• Прямое напряжение (V_F):Мин. 2.7 В, Типовое значение не указано, Макс. 3.2 В. Допуск прямого напряжения составляет ±0.05В.
• Обратный ток (I_R):Макс. 50 мкА при приложении обратного напряжения (V_R) 5В.

Примечание по допускам:Допуск доминирующей длины волны составляет ±1 нм.

5. Система сортировки и градации

Светодиоды сортируются по градациям производительности для обеспечения однородности партий. Это позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным требованиям к яркости и электрическим параметрам.

5.1 Диапазон градации силы света

Градация при I_F= 5мА. Допуск: ±11%.

• P1:от 45 мкд (Мин.) до 57 мкд (Макс.)
• P2:от 57 мкд до 72 мкд
• Q1:от 72 мкд до 90 мкд
• Q2:от 90 мкд до 112 мкд

5.2 Диапазон градации прямого напряжения

Градация при I_F= 5мА. Допуск: ±0.1В.

• 29:от 2.7 В до 2.8 В
• 30:от 2.8 В до 2.9 В
• 31:от 2.9 В до 3.0 В
• 32:от 3.0 В до 3.1 В
• 33:от 3.1 В до 3.2 В

5.3 Градация координат цветности

Точка белого цвета определяется координатами цветности (CIE_x, CIE_y) на диаграмме CIE 1931 с допуском ±0.01. Продукт разделен на группы (A) и градации (1-6), каждая из которых определяет четырехугольную область на диаграмме цветности для обеспечения постоянства цвета. В спецификации приведены конкретные диапазоны координат для градаций от 1 до 6, определяющие допустимое отклонение точки белого.

6. Анализ характеристических кривых

Спецификация включает несколько характеристических кривых, которые имеют решающее значение для проектирования схем и управления температурным режимом.

• Кривая снижения прямого тока:Показывает максимально допустимый постоянный прямой ток в зависимости от температуры окружающей среды. Ток должен быть уменьшен при повышении температуры для предотвращения перегрева.
• Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Иллюстрирует, как световой поток уменьшается при повышении температуры перехода. Это критически важно для приложений, работающих в широком диапазоне температур.
• Сила света в зависимости от прямого тока:Демонстрирует нелинейную зависимость между током накачки и световым потоком.
• Прямое напряжение в зависимости от прямого тока (Вольт-амперная характеристика):Необходима для проектирования схемы ограничения тока. Кривая показывает типичное падение напряжения на светодиоде при различных токах.
• Спектральное распределение:Изображает спектральное распределение мощности излучаемого белого света, показывая относительную интенсивность по длинам волн.
• Диаграмма направленности:Полярная диаграмма, наглядно представляющая угол обзора 120 градусов и пространственное распределение силы света.

7. Механические данные и информация о корпусе

Светодиод поставляется в стандартном SMD-корпусе. Чертеж корпуса показывает ключевые размеры, включая длину, ширину, высоту и расстояние между контактными площадками. Все допуски составляют ±0.1 мм, если не указано иное. Для справки приведена рекомендуемая разводка контактных площадок для проектирования ПП, однако разработчикам рекомендуется модифицировать ее в соответствии с конкретным производственным процессом и требованиями к теплоотводу. На чертеже также четко указаны катод (отрицательный) и анод (положительный) выводы для правильной ориентации при монтаже.

8. Рекомендации по пайке и монтажу

8.1 Процесс пайки

Устройство совместимо с бессвинцовой пайкой оплавлением. Приведен рекомендуемый температурный профиль: 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 в течение 10 секунд. Максимальная скорость нагрева должна составлять 6°C/сек, а скорость охлаждения — 3°C/сек. Пайка оплавлением не должна выполняться более двух раз. Во время нагрева не следует прикладывать механическое напряжение к корпусу светодиода, а ПП не должна деформироваться после пайки.

8.2 Хранение и чувствительность к влаге

Светодиоды упакованы в влагозащитный пакет с осушителем. Перед вскрытием их следует хранить при температуре ≤30°C и влажности ≤90%. После вскрытия "время жизни на производстве" (время, в течение которого компоненты могут находиться в условиях производственной среды) составляет 1 год при ≤30°C и ≤60% влажности. Неиспользованные детали следует запаковать заново. Если индикатор осушителя изменил цвет или превышено время хранения, перед использованием требуется термообработка (прокаливание) при 60±5°C в течение 24 часов для удаления поглощенной влаги и предотвращения "вспучивания" (popcorning) во время оплавления.

8.3 Защита цепи

Важно:Внешний токоограничивающий резистор всегда должен использоваться последовательно со светодиодом. Прямое напряжение имеет диапазон (2.7-3.2В), и небольшое изменение напряжения питания может вызвать большое, потенциально разрушительное изменение прямого тока, если он не ограничен должным образом.

9. Упаковка и информация для заказа

Светодиоды поставляются на тисненой транспортной ленте с размерами, указанными в спецификации. Каждая катушка содержит 3000 штук. Размеры катушки также приведены для автоматизированного оборудования. На этикетке катушки указана ключевая информация: Партномер заказчика (CPN), Номер изделия (P/N), Количество в упаковке (QTY), Ранг силы света (CAT), Ранг цветности и длины волны (HUE), Ранг прямого напряжения (REF) и Номер партии (LOT No).

10. Рекомендации по применению

10.1 Типовые области применения

• Подсветка:Идеально подходит для индикаторов приборной панели, подсветки переключателей и обеспечения плоской подсветки ЖК-панелей и символов.
• Телекоммуникационное оборудование:Индикаторы состояния и подсветка клавиатуры в телефонах и факсимильных аппаратах.
• Общее индикаторное применение:Любое применение, требующее небольшого, яркого, широкоугольного белого индикаторного света.

10.2 Особенности проектирования

• Управление током:Всегда используйте источник постоянного тока или источник напряжения с последовательным резистором. Рассчитайте номинал резистора на основе напряжения питания (V_supply), максимального прямого напряжения светодиода (V_Fmax) и желаемого прямого тока (I_F): R = (V_supply- V_Fmax) / I_F. Используйте наихудший случай V_F, чтобы гарантировать, что ток никогда не превысит максимальный рейтинг.
• Тепловой режим:Хотя рассеиваемая мощность мала, обеспечьте достаточную площадь медной фольги на ПП или тепловые переходные отверстия под контактными площадками светодиода, если работа ведется при высоких температурах окружающей среды или близко к максимальному току, так как тепло снижает световой поток и срок службы.
• Защита от ESD:Устройство чувствительно к электростатическому разряду (150В HBM). Соблюдайте стандартные меры предосторожности при обращении с ESD во время сборки.

11. Техническое сравнение и преимущества

По сравнению со старыми выводными светодиодами, SMD светодиод 16-213 предлагает значительные преимущества: гораздо меньшие габариты, обеспечивающие миниатюризацию, пригодность для автоматизированной сборки, снижающей трудозатраты, и более широкий угол обзора (120°) для лучшей видимости. Его соответствие требованиям бесгалогенности и RoHS делает его подходящим для мировых рынков со строгими экологическими нормами. Детальная система градации предоставляет разработчикам предсказуемые характеристики, позволяя добиться постоянной яркости и цвета в серийно выпускаемой продукции.

12. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: Какова цель кодов градации (P1, Q2, 29, 31 и т.д.)?

О: Коды градации обеспечивают электрическую и оптическую однородность. Градации силы света (P1, Q1 и т.д.) гарантируют минимальную яркость. Градации прямого напряжения (29, 31 и т.д.) обеспечивают предсказуемое энергопотребление. Градации цветности обеспечивают постоянство белого цвета. Разработчики могут указывать градации в соответствии с потребностями своего приложения.

В: Почему токоограничивающий резистор абсолютно необходим?

О: Светодиоды — это устройства, управляемые током. Их ВАХ имеет экспоненциальный характер. Небольшое увеличение напряжения сверх номинального V_Fвызывает очень большое увеличение тока, что может мгновенно разрушить светодиод. Резистор (или драйвер постоянного тока) обеспечивает стабильный, безопасный рабочий ток.

В: Могу ли я использовать этот светодиод на улице?

О: Диапазон рабочих температур составляет от -40°C до +85°C, что покрывает большинство уличных условий. Однако корпус не имеет специальной степени защиты от влаги или УФ-излучения. Для прямого воздействия внешней среды потребуется дополнительная защита (защитное покрытие, линза).

В: Что означают "бессвинцовый" и "бесгалогенный" для моего проекта?

О: "Бессвинцовый" означает отсутствие свинца в припое и покрытии, что соответствует экологическим нормам. "Бесгалогенный" означает сниженное содержание брома и хлора, что минимизирует выделение токсичных паров при воздействии на устройство экстремального тепла или огня, улучшая безопасность и экологический профиль.

13. Принцип работы

Данный светодиод основан на полупроводниковом чипе из нитрида индия-галлия (InGaN). Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее пороговое значение диода, электроны и дырки рекомбинируют в активной области полупроводника, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав слоев InGaN определяет основную длину волны излучаемого света. Для создания белого света чип обычно излучает синий свет, который затем возбуждает желтый слой люминофора (содержащийся в желтой рассеивающей смоле инкапсуляции). Комбинация синего света от чипа и желтого света от люминофора создает восприятие белого света человеческим глазом. Рассеивающая смола помогает рассеивать свет, способствуя широкому углу обзора в 120 градусов.

14. Тенденции и контекст в отрасли

Светодиод 16-213 представляет собой зрелый продукт в рамках общей тенденции миниатюризации и повышения эффективности электроники. Переход от выводных корпусов к SMD-корпусам был доминирующей тенденцией на протяжении десятилетий, движимой потребностью в более мелких, легких и более автоматизируемых компонентах. Современные разработки в отрасли сосредоточены на еще более высокой эффективности (больше люмен на ватт), улучшенном индексе цветопередачи (CRI) для белых светодиодов и более жестком постоянстве цвета. Также наблюдается сильный тренд в сторону повышения надежности и увеличения срока службы, особенно для автомобильных и промышленных применений. Кроме того, акцент на бесгалогенные материалы и материалы с низким газовыделением соответствует ужесточающимся глобальным экологическим и стандартам безопасности для потребительской и профессиональной электроники.