Техническая документация SMD светодиода 16-216/T3D-AQ1R2TY/3T - Чистый белый - 2.6-3.0В - 25мА

1. Обзор продукта

16-216/T3D-AQ1R2TY/3T — это светодиод для поверхностного монтажа (SMD), предназначенный для современных компактных электронных приложений. Это монохромный тип, излучающий чистый белый свет, изготовлен из бессвинцовых материалов, что обеспечивает соответствие экологическим нормам, таким как RoHS. Его основное преимущество заключается в миниатюрных размерах, что способствует созданию более компактных печатных плат (ПП), более высокой плотности компонентов и, в конечном итоге, разработке более компактного и легкого конечного оборудования.

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

Ключевые преимущества этого светодиодного компонента обусловлены его SMD-корпусом. По сравнению с традиционными светодиодами в выводном корпусе, он обеспечивает значительную экономию места на ПП, снижает требования к хранению и полностью совместим с автоматическим оборудованием для установки компонентов, упрощая процессы крупносерийного производства. Он также совместим со стандартными методами пайки оплавлением (инфракрасной и паровой фаз). Эти характеристики делают его идеальным выбором для применений, где критически важны миниатюризация, снижение веса и автоматизированное производство. Его целевые рынки включают потребительскую электронику, автомобильные интерьеры, телекоммуникации и общее индикаторное/подсветочное применение.

2. Технические характеристики: Детальный объективный анализ

В этом разделе представлен детальный объективный разбор электрических, оптических и тепловых параметров светодиода, как они определены в техническом описании. Понимание этих пределов и типичных показателей производительности необходимо для надежного проектирования схем.

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Абсолютные максимальные параметры определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Это не условия для нормальной работы.

• Обратное напряжение (V_R):5 В. Превышение этого напряжения в обратном смещении может вызвать пробой p-n перехода.
• Постоянный прямой ток (I_F):25 мА. Это максимальный постоянный ток, который можно непрерывно подавать на светодиод.
• Пиковый прямой ток (I_FP):100 мА. Это допустимо только в импульсном режиме (скважность 1/10, частота 1 кГц).
• Рассеиваемая мощность (P_d):110 мВт. Это максимальная мощность, которую корпус может рассеять при температуре окружающей среды (T_a) 25°C.
• Рабочая температура (T_opr):от -40 до +85 °C. Диапазон температуры окружающей среды для надежной работы.
• Температура хранения (T_stg):от -40 до +90 °C.
• Электростатический разряд (ESD), модель человеческого тела (HBM):150 В. Это указывает на умеренную чувствительность к статическому электричеству, требующую стандартных мер предосторожности от ESD при обращении.
• Температура пайки:Устройство выдерживает пайку оплавлением с пиковой температурой 260°C до 10 секунд или ручную пайку при 350°C до 3 секунд на каждый вывод.

2.2 Электрооптические характеристики

Эти параметры измерены при стандартных условиях испытаний T_a= 25°C и представляют типичную производительность.

• Сила света (I_v):Диапазон от минимум 72 мкд до максимум 180 мкд, с подразумеваемым типичным значением в этом диапазоне, при токе I_F= 5 мА. Применяется допуск ±11%.
• Угол обзора (2θ_1/2):Типичный широкий угол обзора 130 градусов, что указывает на диффузную диаграмму направленности, подходящую для общего освещения и подсветки.
• Прямое напряжение (V_F):Диапазон от 2.6 В (мин.) до 3.0 В (макс.) при I_F= 5 мА. Отмечен допуск ±0.05В. Этот параметр критически важен для расчета токоограничивающего резистора.
• Обратный ток (I_R):Максимум 50 мкА при приложенном обратном напряжении 5 В.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения стабильности в массовом производстве светодиоды сортируются по группам производительности (бинам). Это позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным требованиям к яркости и напряжению для их приложения.

3.1 Сортировка по силе света

Световой выход классифицируется по четырем кодам бинов (Q1, Q2, R1, R2), каждый из которых определяет конкретный диапазон милликандел, измеренный при I_F= 5 мА. Например, бин Q1 охватывает светодиоды с силой света от 72 до 90 мкд, а бин R2 — от 140 до 180 мкд.

3.2 Сортировка по прямому напряжению

Прямое напряжение сортируется по четырем кодам (28, 29, 30, 31), каждый из которых представляет диапазон 0.1 В от 2.6-2.7В до 2.9-3.0В при I_F= 5 мА. Это помогает при проектировании источников питания и прогнозировании вариаций потребляемого тока.

3.3 Сортировка по координатам цветности

Чистый белый цвет определяется в системе координат цветности CIE 1931. В техническом описании указаны шесть кодов бинов (от 1 до 6) в группе "A", каждый из которых определен четырехугольной областью на диаграмме CIE x,y. Приведены координаты каждого угла бина с допуском ±0.01. Это гарантирует, что излучаемый белый свет попадает в контролируемое, стабильное цветовое пространство.

4. Анализ характеристических кривых

Графические данные дают представление о поведении светодиода в различных условиях, что жизненно важно для надежного проектирования.

4.1 Спектральное распределение

Кривая относительной силы света в зависимости от длины волны показывает спектральный выход этого белого светодиода, который обычно генерируется синим светодиодным кристаллом в сочетании с желтым люминофором. Пик и ширина спектра влияют на воспринимаемое качество цвета и индекс цветопередачи (CRI).

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

Эта кривая иллюстрирует нелинейную зависимость между током и напряжением. Она показывает напряжение включения и то, как V_Fувеличивается с ростом I_F. Эти данные необходимы для теплового управления и проектирования драйверов, так как избыточное падение напряжения на светодиоде преобразуется в тепло.

4.3 Зависимость силы света от прямого тока

Этот график показывает, как световой выход увеличивается с ростом тока накачки. Зависимость, как правило, нелинейна, и работа выше рекомендуемого тока может привести к снижению эффективности и ускорению деградации светового потока.

4.4 Зависимость силы света от температуры окружающей среды

Эта кривая демонстрирует эффект теплового тушения: с ростом температуры p-n перехода световой выход обычно снижается. Понимание этого снижения номинала критически важно для применений, работающих в условиях высоких температур.

4.5 Кривая снижения прямого тока

Этот график определяет максимально допустимый постоянный прямой ток как функцию температуры окружающей среды. По мере увеличения T_aмаксимально допустимый I_Fдолжен быть уменьшен, чтобы предотвратить превышение максимальной температуры p-n перехода устройства и номинальной рассеиваемой мощности.

4.6 Диаграмма направленности излучения

Полярная диаграмма направленности визуально подтверждает угол обзора 130 градусов, показывая угловое распределение силы света.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

В техническом описании представлен детальный чертеж размеров корпуса светодиода. Ключевые измерения включают общую длину, ширину и высоту, а также размеры и расстояние между контактными площадками. Все допуски, как правило, составляют ±0.1 мм, если не указано иное. Приведен рекомендуемый рисунок контактных площадок на ПП для справки, но разработчикам рекомендуется изменять его в зависимости от конкретного производственного процесса и требований к надежности.

5.2 Определение полярности

Катодный (отрицательный) вывод обычно маркируется на корпусе, часто меткой в виде выемки, точки или зеленого оттенка. Правильная ориентация полярности при сборке обязательна для корректной работы.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Правильное обращение и пайка критически важны для сохранения надежности и производительности устройства.

6.1 Ограничение тока

Внешний токоограничивающий резисторобязателен. Экспоненциальная ВАХ светодиода означает, что небольшое увеличение напряжения может вызвать большое, потенциально разрушительное увеличение тока. Значение резистора должно быть рассчитано на основе напряжения питания, прямого напряжения светодиода (с учетом бина) и желаемого рабочего тока (не превышающего 25 мА постоянного тока).

6.2 Хранение и чувствительность к влажности

Светодиоды упакованы в влагозащитный пакет с осушителем. Пакет не следует открывать до тех пор, пока компоненты не будут готовы к использованию. Если пакет открыт, компоненты имеют "срок хранения на производстве" 1 год в контролируемых условиях (макс. 30°C/60% относительной влажности). Превышение этого срока или изменение цвета индикатора осушителя требует предварительной просушки при 60 ± 5°C в течение 24 часов перед пайкой оплавлением, чтобы предотвратить повреждение типа "попкорн" из-за испарения влаги.

6.3 Профиль оплавления при пайке

Предоставлен детальный профиль температуры бессвинцовой пайки оплавлением:

• Предварительный нагрев:150-200°C в течение 60-120 секунд.
• Время выше температуры ликвидуса (217°C):60-150 секунд.
• Пиковая температура:Максимум 260°C, удерживается не более 10 секунд.
• Скорость нагрева/охлаждения:Максимум 6°C/сек нагрев и 3°C/сек охлаждение выше 255°C.

Пайку оплавлением не следует выполнять более двух раз. Избегайте механических нагрузок на корпус во время нагрева и охлаждения.

6.4 Ручная пайка и перемонтаж

Если необходима ручная пайка, используйте паяльник с температурой жала ниже 350°C и прикладывайте тепло к каждому выводу не более 3 секунд. Используйте маломощный паяльник (макс. 25 Вт) и выдерживайте интервал охлаждения не менее 2 секунд между выводами. Перемонтаж крайне не рекомендуется. Если он неизбежен, необходимо использовать специализированный двусторонний паяльник для одновременного нагрева обоих выводов для удаления, и влияние на характеристики светодиода должно быть оценено заранее.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификации на ленте и катушке

Компоненты поставляются на эмбоссированной несущей ленте шириной 8 мм, намотанной на катушку диаметром 7 дюймов (178 мм). Каждая катушка содержит 3000 штук. Детальные размеры карманов несущей ленты и катушки приведены в техническом описании.

7.2 Расшифровка маркировки

Этикетка на катушке содержит несколько ключевых идентификаторов:

• P/N:Полный номер продукта.
• QTY:Количество штук на катушке.
• CAT:Код бина силы света (например, Q1, R2).
• HUE:Код бина координат цветности (например, 1, 4).
• REF:Код бина прямого напряжения (например, 28, 30).
• LOT No:Отслеживаемый номер партии.

Эта информация позволяет точно отслеживать и выбирать рассортированные компоненты для производства.

8. Рекомендации по применению и соображения при проектировании

8.1 Типичные сценарии применения

• Автомобильные интерьеры:Подсветка приборной панели, переключателей и панелей управления.
• Телекоммуникации:Индикаторы состояния и подсветка клавиатуры в телефонах и факсимильных аппаратах.
• Потребительская электроника:Равномерная подсветка для небольших ЖК-дисплеев, подсветка переключателей и символические индикаторы.
• Общее индикаторное применение:Индикация состояния питания, режимов работы и декоративная подсветка в различных электронных устройствах.

8.2 Соображения при проектировании

• Тепловое управление:Несмотря на малые размеры, светодиод выделяет тепло. Обеспечьте достаточную площадь медной поверхности на ПП или тепловые переходные отверстия, особенно при работе, близкой к максимальному току, или в условиях высокой температуры окружающей среды. Соблюдайте кривую снижения тока.
• Оптическое проектирование:Широкий угол обзора 130 градусов обеспечивает хорошую видимость вне оси. Для сфокусированного света могут потребоваться внешние линзы или световоды.
• Внедрите стандартные меры контроля ESD в зоне сборки. Рассмотрите возможность добавления устройств подавления переходных напряжений на чувствительных линиях, если среда применения подвержена статике.Ограничения применения:
• В техническом описании отмечается, что этот стандартный компонент коммерческого класса может не подходить для высоконадежных применений без дополнительной квалификации. К ним относятся военная/аэрокосмическая техника, автомобильные системы безопасности (например, подушки безопасности, тормоза) и медицинское оборудование, критичное для жизни. Для таких применений обратитесь к производителю за вариантами продуктов, разработанными и протестированными для соответствия соответствующим строгим стандартам.9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению с более крупными светодиодами в выводных корпусах, основное отличие этого SMD светодиода 16-216 заключается в его форм-факторе и совместимости с автоматизированной сборкой. Это обеспечивает значительную миниатюризацию. В категории SMD светодиодов его ключевые параметры — такие как конкретные бины силы света, широкий угол обзора и определенные бины цветности для чистого белого — позволяют разработчикам выбирать компонент с предсказуемой производительностью для обеспечения стабильного качества конечного продукта. Детальная система сортировки является особым преимуществом для применений, требующих точного соответствия яркости и цвета между несколькими устройствами.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

10.1 Какое значение резистора следует использовать?

Значение резистора (R) рассчитывается по закону Ома: R = (V

питания_{- V}) / I_F. Используйте максимальное V_Fиз технического описания (3.0В) для консервативного проектирования, гарантирующего, что ток никогда не превысит ваш целевой I_F(например, 20 мА для запаса ниже максимума 25 мА). Для питания 5В: R = (5В - 3.0В) / 0.020 А = 100 Ом. Всегда рассчитывайте также рассеиваемую мощность на резисторе: P = I_F* R._F²10.2 Почему световой поток снижается при нагреве платы?

Это связано с "тепловым тушением", фундаментальным свойством светодиодных полупроводников. При увеличении температуры p-n перехода внутренняя квантовая эффективность снижается, что приводит к уменьшению светового потока. Это графически показано на кривой "Зависимость силы света от температуры окружающей среды". Правильное тепловое проектирование смягчает этот эффект.

10.3 Можно ли питать его от источника 3.3В без резистора?

Даже если напряжение питания близко к типичному V

No.светодиода, отсутствие токоограничивающего резистора опасно. Производственные допуски и температурные вариации означают, что фактическое V_Fможет быть ниже 3.3В, вызывая чрезмерный ток. Для надежной и безопасной работы всегда требуется резистор (или драйвер постоянного тока)._F10.4 Что означают коды сортировки (CAT, HUE, REF) на этикетке?

Эти коды указывают точную подгруппу производительности светодиодов на этой катушке.

CAT — это бин яркости (силы света).CATHUE — это бин цвета (цветности).HUEREF — это бин прямого напряжения. Заказ по конкретным кодам бинов обеспечивает стабильность яркости, цвета и электрического поведения в течение всего производственного цикла.REF11. Практический пример проектирования и использования

Сценарий: Проектирование панели индикаторов состояния для потребительского маршрутизатора.

На панели 5 светодиодов, показывающих питание, интернет, Wi-Fi и активность двух портов Ethernet. Использование светодиода 16-216 чистого белого цвета обеспечивает чистый, современный вид. Разработчик выбирает бин R1 для силы света (112-140 мкд), чтобы обеспечить хорошую видимость, и бин 29 для напряжения (2.7-2.8В) для предсказуемого потребления тока. На ПП доступна шина питания 5В. Используя максимальное V2.8В и целевой I_F15 мА для долгого срока службы и низкого нагрева, значение резистора составляет (5В - 2.8В) / 0.015А = 147 Ом (выбран стандартный резистор 150 Ом). Разводка ПП использует рекомендуемые размеры контактных площадок с небольшим тепловым мостиком к земляной плоскости для отвода тепла. Светодиоды устанавливаются после всех высокотемпературных процессов пайки оплавлением для других компонентов, чтобы минимизировать тепловое воздействие._F12. Введение в принцип работы

Светоизлучающие диоды (LED) — это полупроводниковые устройства, излучающие свет посредством электролюминесценции. При приложении прямого напряжения к p-n переходу электроны рекомбинируют с дырками, высвобождая энергию в виде фотонов. Цвет света определяется шириной запрещенной зоны полупроводникового материала. Этот конкретный "чистый белый" светодиод почти наверняка является белым светодиодом с люминофорным преобразованием. В нем используется полупроводниковый кристалл, излучающий синий свет (обычно InGaN). Этот синий свет частично возбуждает желтый люминофорный слой на кристалле. Комбинация оставшегося синего света и излучаемого желтого света смешивается, создавая свет, воспринимаемый человеческим глазом как белый. Конкретные соотношения и состав люминофора определяют точные координаты цветности ("цветовую точку") на диаграмме CIE.

13. Технологические тренды

Развитие SMD светодиодов, таких как 16-216, следует общим трендам в электронике: миниатюризация, повышение эффективности и улучшение технологичности производства. Текущие тренды в светодиодной индустрии включают:

Повышение эффективности (лм/Вт):

• Постоянное улучшение внутренней квантовой эффективности и технологий вывода света приводит к созданию более ярких светодиодов при том же или более низком токе накачки.Улучшение качества цвета:
• Достижения в технологии люминофоров позволяют создавать светодиоды с более высоким индексом цветопередачи (CRI) и более стабильными бинами цветовой температуры, обеспечивая лучшее качество света для дисплеев и освещения.Повышенная надежность и срок службы:
• Улучшение материалов корпуса и структур теплового управления увеличивают рабочий срок службы и стабильность светодиодов, особенно в условиях высоких температур и токов.Дальнейшая миниатюризация:
• Стремление к уменьшению размеров устройств продолжается, что приводит к еще меньшим размерам корпусов и меньшей высоте профиля при сохранении или улучшении оптических характеристик.Интегрированные решения:
• Тенденция к светодиодам со встроенными токоограничивающими резисторами, защитными диодами или даже драйверными ИС внутри корпуса, упрощающая схемотехническое проектирование для конечных пользователей.Эти тренды направлены на предоставление разработчикам более мощных, надежных и простых в использовании компонентов для постоянно расширяющегося спектра применений.

These trends aim to provide designers with more capable, reliable, and easier-to-use components for an ever-widening range of applications.