Техническая спецификация SMD светодиода 48-213/T2D-AQ2R2QY/3C - 2.25x1.85x1.45мм - 3.2В - 95мВт - Чистый белый

1. Обзор продукта

48-213/T2D-AQ2R2QY/3C — это светодиод для поверхностного монтажа (SMD) в компактном корпусе формата 1206. Этот монохромный светодиод чистого белого цвета предназначен для современных электронных приложений, требующих высокой плотности размещения компонентов и надежной работы. Его основные преимущества включают значительно уменьшенную площадь по сравнению со светодиодами с выводами, что позволяет создавать более компактные конструкции печатных плат (ПП) и достигать более высокой плотности упаковки. Компонент имеет малый вес, что делает его подходящим для миниатюрных и портативных устройств. Он соответствует стандартам RoHS, EU REACH и является бесгалогенным (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm), что гарантирует соответствие экологическим и нормам безопасности для мировых рынков.

1.1 Ключевые особенности и области применения

Светодиод поставляется на 8-миллиметровой ленте, намотанной на катушку диаметром 7 дюймов, что обеспечивает полную совместимость с высокоскоростным автоматическим оборудованием для установки компонентов. Он рассчитан на стандартные процессы пайки оплавлением в инфракрасной (ИК) печи или паровом фазе, которые широко используются в серийном производстве.

Типичные области применения:

• Телекоммуникационное оборудование:Индикаторы состояния и подсветка клавиш или дисплеев в телефонах и факсимильных аппаратах.
• Потребительская электроника:Равномерная подсветка жидкокристаллических дисплеев (ЖКД), подсветка переключателей и символов на панелях управления.
• Общее индикаторное применение:Любое приложение, требующее компактного, надежного и яркого белого индикаторного света.

2. Технические характеристики и детальная интерпретация

В этом разделе представлен детальный анализ абсолютных максимальных параметров и электрооптических характеристик, определенных в спецификации. Понимание этих параметров критически важно для надежного проектирования схемы и обеспечения долговечности светодиода.

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа на этих пределах или за их пределами не гарантируется.

• Обратное напряжение (V_R):5В. Превышение этого напряжения при обратном смещении может вызвать немедленный пробой p-n перехода.
• Постоянный прямой ток (I_F):25мА. Это постоянный ток, который может непрерывно протекать через светодиод.
• Пиковый прямой ток (I_FP):100мА. Это максимальный импульсный ток, допустимый только при определенных условиях (скважность 1/10 на частоте 1кГц). Он полезен для кратковременных импульсов высокой яркости, но не должен использоваться для непрерывной работы.
• Рассеиваемая мощность (P_d):95мВт. Это максимальное количество мощности, которое корпус может рассеять в виде тепла, рассчитывается как V_F* I_F. Превышение этого предела грозит перегревом и ускоренной деградацией.
• Рабочая и температура хранения:-40°C до +85°C (рабочая), -40°C до +90°C (хранение). Эти широкие диапазоны делают светодиод подходящим для промышленных и автомобильных сред.
• Электростатический разряд (ESD):150В (модель человеческого тела). Это относительно низкая устойчивость к ESD, что указывает на чувствительность устройства к статическому электричеству. Обязательны процедуры правильного обращения с ESD.
• Температура пайки:Светодиод выдерживает пайку оплавлением с пиковой температурой 260°C до 10 секунд или ручную пайку при 350°C до 3 секунд на вывод.

2.2 Электрооптические характеристики (Ta=25°C)

Это типичные параметры производительности в стандартных условиях испытаний. Конструкторы должны использовать типичные (Typ.) или максимальные/минимальные значения в качестве основы для своих проектов.

• Сила света сортируется в три основных бина при I_v):От 90 до 180 милликандел (мкд) при прямом токе (I_F) 5мА. Широкий диапазон управляется через систему бинов (подробно в разделе 3). Угол обзора (2θ_1/2) обычно составляет 130 градусов, обеспечивая широкое, рассеянное световое пятно.
• Прямое напряжение (V_F):От 2.7В до 3.2В при I_F=5мА. Допуск этого параметра составляет ±0.05В. Прямое напряжение критически важно для расчета значения токоограничивающего резистора: R = (V_{питания}- V_F) / I_F.
• Обратный ток (I_R):Максимум 50мкА при V_R=5В. В спецификации явно указано, что условие обратного напряжения предназначено только для целей тестирования, и светодиод не должен работать в режиме обратного смещения в реальной схеме.

3. Объяснение системы бинов

Для обеспечения стабильности в массовом производстве светодиоды сортируются в "бины" на основе ключевых параметров производительности. Это позволяет конструкторам выбирать компоненты, соответствующие конкретным требованиям по яркости и напряжению для их приложения.

3.1 Биннинг силы света

The luminous intensity is sorted into three primary bins at I_F=5мА:

• Бин Q2:90 мкд (Мин.) до 112 мкд (Макс.)
• Бин R1:112 мкд (Мин.) до 140 мкд (Макс.)
• Бин R2:140 мкд (Мин.) до 180 мкд (Макс.)

Код продукта "AQ2R2QY" указывает, что эта конкретная деталь относится к бинам силы света Q2 и R2. Внутри каждого бина применяется допуск ±11%.

3.2 Биннинг прямого напряжения

Прямое напряжение группируется и распределяется по бинам для помощи в проектировании источника питания и регулировании тока. Бины (Группа Q) определены с шагом 0.1В:

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

Допуск прямого напряжения внутри бина составляет ±0.05В.

3.3 Биннинг цветовых координат

Для белых светодиодов критически важна цветовая однородность. Цветовые координаты (CIE x, y) определяют точку цвета на диаграмме CIE 1931. В спецификации определено шесть бинов (A1 через A6), каждый из которых представляет небольшую четырехугольную область на цветовой диаграмме. Цвет продукта гарантированно попадает в указанный многоугольник с допуском ±0.01 по обеим координатам x и y. Такой жесткий контроль обеспечивает минимальную видимую разницу в цвете между разными светодиодами в массиве или подсветке.

4. Анализ характеристических кривых

В спецификации представлены несколько характеристических кривых, иллюстрирующих поведение светодиода в различных условиях. Они необходимы для продвинутых конструкторских соображений.

4.1 Зависимость прямого тока от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика)

Эта кривая показывает нелинейную зависимость между током и напряжением. Прямое напряжение увеличивается логарифмически с ростом тока. Для стабильной работы обязателен драйвер постоянного тока или токоограничивающий резистор, так как небольшое увеличение напряжения сверх номинального V_Fможет вызвать большое, потенциально разрушительное увеличение тока.

4.2 Зависимость силы света от прямого тока

Световой выход приблизительно пропорционален прямому току. Однако эффективность (люмен на ватт) может снижаться при очень высоких токах из-за увеличения тепловыделения внутри кристалла. Работа вблизи максимального постоянного тока (25мА) может снизить долгосрочную надежность.

4.3 Зависимость силы света от температуры окружающей среды

Световой выход светодиода уменьшается с ростом температуры p-n перехода. Эта кривая количественно определяет это снижение. Для приложений, работающих при высоких температурах окружающей среды, может потребоваться снижение тока для поддержания яркости или предотвращения перегрева.

4.4 Кривая снижения прямого тока

Это критически важная кривая для управления температурным режимом. Она определяет максимально допустимый постоянный прямой ток как функцию температуры окружающей среды. С ростом температуры максимальный безопасный ток уменьшается, чтобы поддерживать температуру перехода в безопасных пределах и предотвращать тепловой разгон.

4.5 Спектральное распределение

Кривая спектра показывает относительную мощность излучения на разных длинах волн. Чистый белый светодиод обычно использует синий кристалл InGaN в сочетании с желтым люминофором. Спектр будет показывать пик в синей области (около 450нм) и широкое излучение в желто-зеленой области от люминофора, которые в совокупности дают белый свет.

5. Механическая и корпусная информация

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод соответствует стандартному размеру корпуса 1206 (дюймы) или 3216 (метрическая система). Ключевые размеры (в мм):

• Общая длина: 2.25 ±0.20
• Общая ширина: 1.85 ±0.20
• Общая высота: 1.45 ±0.10
• Размеры выводов: 0.72 ±0.10 (высота), 1.20 x 0.60 (площадь контакта)

Допуски составляют ±0.1мм, если не указано иное. На корпусе четко обозначена метка катода для правильной ориентации полярности при сборке.

5.2 Рекомендуемая контактная площадка

В спецификацию включен рекомендуемый рисунок контактных площадок (дизайн площадок) для разводки печатной платы. Рекомендуемый размер площадки — 1.40мм x 1.10мм. Подчеркивается, что это только для справки, и размеры площадок должны быть оптимизированы на основе конкретной паяльной пасты, трафарета и процесса сборки, используемых производителем.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Правильное обращение и пайка жизненно важны для выхода годных изделий и надежности.

6.1 Требование к ограничению тока

Обязательно:Внешний токоограничивающий резистор всегда должен использоваться последовательно со светодиодом. Светодиод — это устройство с токовым управлением, и его прямое напряжение имеет отрицательный температурный коэффициент. Без резистора даже небольшое увеличение напряжения питания или падение V_Fиз-за нагрева может вызвать неконтролируемый рост тока, приводящий к немедленному отказу.

6.2 Хранение и чувствительность к влаге

Компоненты упакованы в влагозащитный пакет с осушителем.

• До вскрытия:Хранить при ≤30°C и ≤90% относительной влажности (RH).
• После вскрытия:"Срок хранения на открытом воздухе" составляет 1 год при ≤30°C и ≤60% RH. Неиспользованные детали должны быть повторно запечатаны в влагозащитный пакет.
• Прогрев (сушка):Если индикатор осушителя меняет цвет или превышено время хранения, светодиоды должны быть прогреты при 60 ±5°C в течение 24 часов перед пайкой оплавлением для удаления поглощенной влаги и предотвращения повреждения типа "попкорн" во время оплавления.

6.3 Профиль пайки оплавлением

Указан профиль для бессвинцовой пайки оплавлением:

• Предварительный нагрев:150-200°C в течение 60-120 секунд.
• Время выше температуры ликвидуса (TAL):60-150 секунд выше 217°C.
• Пиковая температура:Максимум 260°C, удерживается не более 10 секунд.
• Скорости нагрева/охлаждения:Максимум 6°C/сек нагрев, 3°C/сек охлаждение.

Критические замечания:

• Пайку оплавлением не следует выполнять более двух раз.
• Избегайте механических нагрузок на корпус светодиода во время нагрева и охлаждения.
• Не деформируйте печатную плату после пайки, так как это может привести к растрескиванию светодиода или его паяных соединений.

6.4 Ручная пайка

Если необходима ручная пайка, используйте паяльник с температурой жала ниже 350°C. Время контакта на вывод должно быть менее 3 секунд. Используйте паяльник мощностью 25Вт или менее. Соблюдайте минимальный интервал 2 секунды между пайкой каждого вывода, чтобы предотвратить чрезмерное накопление тепла.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификации катушки и ленты

Светодиоды поставляются в формованной несущей ленте на 7-дюймовых катушках.

• Ширина несущей ленты: 8mm.
• Шаг карманов: 4mm.
• Количество на катушке:3000 штук.
• Размеры катушки:Стандартный диаметр 7 дюймов с конкретными размерами ступицы и фланца согласно EIA-481.

7.2 Расшифровка этикетки

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

• P/N:Полный номер продукта (48-213/T2D-AQ2R2QY/3C).
• CAT:Ранг силы света (например, Q2, R2).
• HUE:Цветовые координаты и ранг доминирующей длины волны.
• REF:Ранг прямого напряжения (например, из бинов Группы Q).
• LOT No:Номер производственной партии для прослеживаемости.

8. Соображения по проектированию приложений

8.1 Проектирование схемы

Всегда рассчитывайте последовательный резистор, используя максимальное прямое напряжение из спецификации (3.2В), чтобы обеспечить достаточное ограничение тока при любых условиях. Для источника питания 5В и целевого тока 5мА: R = (5В - 3.2В) / 0.005А = 360Ом. Будет выбран ближайший стандартный номинал (360Ом или 390Ом). Мощность резистора должна быть I²R = (0.005)²* 360 = 0.009Вт, поэтому стандартный резистор 1/10Вт или 1/8Вт более чем достаточен.

8.2 Тепловой менеджмент

Хотя корпус 1206 не имеет выделенной тепловой площадки, тепло отводится через два паяных вывода. Убедитесь, что печатная плата имеет достаточную площадь меди, подключенную к площадкам светодиода, особенно если работа ведется вблизи максимального тока или при высоких температурах окружающей среды. Избегайте размещения светодиода рядом с другими теплообразующими компонентами.

8.3 Оптическое проектирование

Широкий угол обзора 130 градусов делает этот светодиод подходящим для приложений, требующих широкого, рассеянного освещения, а не сфокусированного луча. Для индикаторных применений учитывайте требуемую силу света под углом обзора; яркость падает к краям светового конуса.

9. Техническое сравнение и дифференциация

Светодиод 48-213 в корпусе 1206 предлагает баланс между размером, яркостью и простотой сборки.

• По сравнению с более крупными корпусами (например, 3528, 5050):Корпус 1206 значительно меньше, экономит место на плате, но обычно обеспечивает меньший общий световой поток из-за меньшего размера кристалла.
• По сравнению с более мелкими корпусами (например, 0402, 0603):Корпус 1206 проще в обращении и ручной пайке при необходимости, и часто может выдерживать несколько более высокие токи, что приводит к большей яркости.
• По сравнению с небинованными светодиодами:Определенная структура бинов для силы света, напряжения и цвета обеспечивает предсказуемую производительность, что крайне важно для приложений, требующих однородного внешнего вида в многосветодиодных массивах или стабильной яркости между производственными партиями.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

10.1 Могу ли я управлять этим светодиодом без токоограничивающего резистора?

No.В спецификации явно предупреждается об этом. Светодиод должен управляться источником постоянного тока или, что более распространено, источником напряжения последовательно с токоограничивающим резистором. Прямое подключение к источнику напряжения приведет к отказу.

10.2 Почему диапазон силы света такой широкий (90-180 мкд)?

Это полный возможный диапазон по производству. Отдельные экземпляры сортируются в более узкие бины (Q2, R1, R2). При заказе вы указываете код бина (например, AQ2R2QY), чтобы получить светодиоды из конкретных бинов силы света и цвета, обеспечивая стабильность в вашем продукте.

10.3 Сколько раз я могу паять этот светодиод оплавлением?

В спецификации указано, что пайку оплавлением не следует выполнять болеедвух раз. Третий цикл оплавления рискует повредить внутренние проводящие соединения или кристалл светодиода из-за кумулятивного термического напряжения.

10.4 Что означает "бессвинцовый" в контексте пайки?

Это означает, что внешние выводы светодиода покрыты бессвинцовым покрытием (обычно оловом). Указанный профиль оплавления (пик 260°C) предназначен для бессвинцовых паяльных паст (например, SAC305), которые имеют более высокую температуру плавления, чем традиционный оловянно-свинцовый припой.

11. Практические примеры проектирования и использования

11.1 Пример 1: Простой индикатор состояния

Сценарий:Индикатор включения питания для платы с логикой 3.3В.
Проектирование:Используйте ток 5мА для хорошей видимости при низком энергопотреблении. R = (3.3В - 3.2В) / 0.005А = 20Ом. Поскольку 3.2В — это максимальное V_F, фактический ток может быть немного выше, если V_Fсветодиода ниже. Резистор 33Ом или 47Ом обеспечит более консервативный и стабильный ток. Подключите светодиод катодом (помеченная сторона) к земле.

11.2 Пример 2: Массив подсветки для небольшого ЖК-дисплея

Сценарий:Равномерная подсветка, требующая 10 светодиодов.
Проектирование:Для обеспечения равномерной яркости все светодиоды должны быть из одного бина силы света (например, R2). Их следует подключать параллельно, каждый со своим собственным токоограничивающим резистором. Подключение нескольких светодиодов параллельно к одному резистору не рекомендуется из-за разброса V_F, что может вызвать неравномерное распределение тока и яркости.

12. Принцип работы

Это полупроводниковое фотонное устройство. Оно основано на кристалле нитрида индия-галлия (InGaN). Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее потенциал p-n перехода диода (V_F), электроны и дырки рекомбинируют в активной области полупроводника, высвобождая энергию в виде фотонов (света). В "чистом белом" светодиоде основной кристалл излучает синий свет. Этот синий свет возбуждает слой желтого люминофора, покрывающего кристалл. Комбинация синего света от кристалла и желтого света от люминофора воспринимается человеческим глазом как белый свет. Этот метод известен как генерация белого света с преобразованием люминофора.

13. Технологические тренды

SMD светодиоды в корпусах типа 1206 представляют собой зрелую и широко принятую технологию. Общая тенденция в отрасли направлена на:

• Повышение эффективности:Увеличение световой отдачи (больше люмен на ватт) за счет улучшений в конструкции кристалла и технологии люминофоров.
• Миниатюризацию:Продолжающееся уменьшение размера корпуса (например, 0402, 0201) для сверхкомпактных устройств, хотя это часто происходит в ущерб максимальной рассеиваемой мощности.
• Улучшение качества цвета:Разработка люминофоров для достижения более высоких значений индекса цветопередачи (CRI) и более стабильных цветовых точек между производственными партиями.
• Интегрированные решения:Развитие светодиодов со встроенной регулировкой тока (драйверы постоянного тока) или защитными функциями (ESD, обратная полярность) внутри корпуса, упрощающими проектирование схемы.

Светодиод 48-213 с его четко определенными спецификациями, надежной работой и стандартным корпусом остается фундаментальным и универсальным компонентом в мире оптоэлектроники, подходящим для огромного множества индикаторных и подсветочных применений.