Миниатюрный SMD светодиод серии 65-21 - Ярко-желтый - 2.0x1.25x0.8мм - 2.35В - 120мВт - Техническая документация

1. Обзор продукта

Серия 65-21 представляет собой семейство миниатюрных светодиодов (LED) для поверхностного монтажа (SMT). Данная модель с артикулом 65-21/Y2SC-AR1S2B/2T излучает ярко-желтый свет. Основная концепция дизайна — предоставление компактного и надежного источника света, оптимизированного для эффективной оптической связи, что делает его особенно подходящим для использования со световодами и волноводами.

Корпус изготовлен из белой смолы, что обеспечивает высокую контрастность и эффективность в качестве оптического индикатора. Ключевая особенность — широкий угол обзора, достигнутый благодаря интегрированной конструкции отражателя в корпусе. Эта конструкция не только расширяет диаграмму направленности излучения, но и улучшает извлечение и направленность света для целевого применения, например, для входа в световод.

Продукт полностью соответствует директивам по отсутствию свинца (Pb-free) и ограничению опасных веществ (RoHS), что гарантирует соответствие современным экологическим и нормативным стандартам для электронных компонентов. Поставляется на ленте в катушке для совместимости с автоматизированными процессами сборки, поддерживая крупносерийное производство.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа в таких условиях не гарантируется.

• Обратное напряжение (V_R):5 В. Превышение этого напряжения в обратном смещении может вызвать пробой p-n перехода.
• Постоянный прямой ток (I_F):50 мА.
• Пиковый прямой ток (I_FP):100 мА, допустим в импульсном режиме (скважность 1/10, частота 1 кГц).
• Рассеиваемая мощность (P_d):120 мВт. Это максимально допустимая мощность, рассеиваемая в виде тепла при температуре окружающей среды (T_a) 25°C. При более высоких температурах необходимо снижение номинала.
• Электростатический разряд (ESD), модель человеческого тела (HBM):2000 В. Этот параметр указывает на средний уровень устойчивости к ESD; тем не менее, рекомендуется соблюдать соответствующие процедуры обращения.
• Рабочая температура (T_opr):от -40°C до +85°C.
• Температура хранения (T_stg):от -40°C до +90°C.
• Температура пайки:Для оплавления припоя указана пиковая температура 260°C в течение 10 секунд. Для ручной пайки предел составляет 350°C в течение 3 секунд.

2.2 Электрооптические характеристики

Эти параметры измерены при стандартных условиях испытаний: T_a=25°C и I_F=20 мА, если не указано иное. Указаны допуски.

• Сила света (I_v):Диапазон от минимум 112 мкд до максимум 285 мкд, с типичным значением в этом диапазоне. Допуск ±11%.
• Угол обзора (2θ_1/2):120 градусов (тип.). Это полный угол, при котором сила света составляет половину от пикового значения, что подтверждает широкоугольное излучение.
• Пиковая длина волны (λ_p):591 нм (тип.). Это длина волны, на которой спектральная плотность мощности максимальна.
• Доминирующая длина волны (λ_d):Диапазон от 585.5 нм до 594.5 нм. Это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом как соответствующий цвет светодиода. Допуск ±1 нм.
• Спектральная ширина (Δλ):15 нм (тип.). Определяет ширину излучаемого спектра.
• Прямое напряжение (V_F):Диапазон от 1.75 В до 2.35 В при токе 20 мА. Допуск ±0.1 В.
• Обратный ток (I_R):Максимум 10 мкА при приложенном обратном напряжении 5 В.

3. Объяснение системы сортировки (бининга)

Для обеспечения постоянства цвета и яркости в производстве светодиоды сортируются по группам (бина) на основе ключевых параметров.

3.1 Сортировка по доминирующей длине волны (Группа A)

Определяет воспринимаемый цвет (оттенок).

- Бин D3:от 585.5 нм до 588.5 нм.

- Бин D4:от 588.5 нм до 591.5 нм.

- Бин D5:от 591.5 нм до 594.5 нм.

3.2 Сортировка по силе света

Определяет уровень яркости.

- Бин R1:от 112 мкд до 140 мкд.

- Бин R2:от 140 мкд до 180 мкд.

- Бин S1:от 180 мкд до 225 мкд.

- Бин S2:от 225 мкд до 285 мкд.

3.3 Сортировка по прямому напряжению (Группа B)

Определяет электрическую характеристику для проектирования схемы.

- Бин 0:от 1.75 В до 1.95 В.

- Бин 1:от 1.95 В до 2.15 В.

- Бин 2:от 2.15 В до 2.35 В.

Суффикс артикула (например, Y2SC-AR1S2B/2T) кодирует эти выборы бинов, позволяя точно заказывать компоненты в соответствии с требованиями приложения.

4. Анализ характеристических кривых

В техническом описании приведены типичные электрооптические характеристические кривые. Хотя конкретные графики не детализированы в тексте, такие кривые обычно иллюстрируют зависимость между прямым током и силой света (I-V/L кривая), влияние температуры окружающей среды на силу света и прямое напряжение, а также спектральное распределение мощности. Анализ этих кривых имеет решающее значение для понимания работы в нестандартных условиях, например, при питании светодиода током, отличным от 20 мА, или работе в условиях повышенной температуры. Конструкторам следует обращаться к графическим данным для прогнозирования поведения и обеспечения надежной работы в предполагаемых условиях эксплуатации.

5. Механическая и упаковочная информация

5.1 Контур корпуса и размеры

Светодиод имеет компактный SMD корпус. Ключевые размеры включают длину корпуса примерно 2.0 мм, ширину 1.25 мм и высоту 0.8 мм (допуск ±0.1 мм, если не указано иное). Предоставлена рекомендуемая контактная площадка для обеспечения надлежащего механического крепления и теплоотвода во время пайки оплавлением. Конструкция включает маркировку полярности для обеспечения правильной ориентации на печатной плате.

5.2 Спецификации ленты и катушки

Компонент поставляется на тисненой несущей ленте шириной 8 мм. Шаг карманов составляет 4 мм, каждая катушка содержит 2000 штук. Предоставлены подробные размеры катушки (диаметр втулки, диаметр фланца и т.д.) для совместимости с автоматическим сборочным оборудованием. Упаковка включает меры защиты от влаги: катушка запечатана внутри алюминиевого влагозащитного пакета вместе с осушителем и индикаторной карточкой влажности для защиты светодиодов от воздействия окружающей влаги во время хранения и транспортировки.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Пайка оплавлением:Компонент рассчитан на профили бессвинцовой пайки оплавлением с пиковой температурой 260°C ±5°C в течение минимум 5 секунд (время выше температуры ликвидуса). Следует соблюдать рекомендуемую конструкцию контактной площадки, чтобы предотвратить "эффект надгробия" и обеспечить надежное паяное соединение.

Ручная пайка:При необходимости ручную пайку можно выполнять при температуре жала паяльника не выше 350°C в течение максимум 3 секунд на вывод.

Ограничение тока:Крайне важно использовать внешний токоограничивающий резистор, включенный последовательно со светодиодом. Прямое напряжение имеет допуск, и даже небольшое увеличение напряжения питания может вызвать значительное, потенциально разрушительное увеличение прямого тока из-за экспоненциальной ВАХ диода.

7. Меры предосторожности при хранении и обращении

1. Чувствительность к влаге:Корпус чувствителен к влаге (MSL). Не вскрытый влагозащитный пакет должен храниться при температуре ≤30°C и влажности ≤90%.

2. Срок хранения после вскрытия:После вскрытия пакета компоненты имеют срок хранения 1 год при хранении при температуре ≤30°C и влажности ≤60%. Неиспользованные детали следует повторно запечатать в сухой пакет с осушителем.

3. Прогрев (сушка):Если индикатор влажности показывает чрезмерное воздействие влаги или срок хранения превышен, перед пайкой оплавлением требуется обработка прогревом при 60°C ±5°C в течение 24 часов, чтобы предотвратить "эффект попкорна" (растрескивание корпуса из-за давления пара).

4. Защита от ESD:Во время обращения следует соблюдать стандартные меры предосторожности от электростатического разряда.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

• Оптические индикаторы:Индикаторы состояния на бытовой электронике, панелях промышленного управления и автомобильных приборных панелях.
• Световоды:Широкий угол обзора и конструкция корпуса делают его идеальным для эффективного ввода света в акриловые или поликарбонатные световоды для подсветки символов, кнопок или создания равномерной подсветки панелей.
• Подсветка:Для небольших ЖК-дисплеев, клавиатур, мембранных переключателей и декоративного освещения.
• Общая сигнализация:Там, где требуется яркая желтая индикация.

8.2 Соображения при проектировании

При проектировании с использованием этого светодиода:

- Схема управления:Всегда реализуйте схему с постоянным током или, как минимум, источник напряжения с последовательным резистором, рассчитанным на основе максимального прямого напряжения (V_F), чтобы ограничить ток до желаемого уровня (например, 20 мА).

- Тепловой режим:Хотя рассеиваемая мощность мала, убедитесь, что разводка печатной платы обеспечивает адекватный теплоотвод, особенно при работе, близкой к предельным параметрам, или в условиях высокой температуры окружающей среды.

- Оптический дизайн:Для применений со световодами смоделируйте эффективность связи с учетом диаграммы направленности светодиода (угол обзора 120°) и геометрии входа световода, чтобы максимизировать передачу света.

9. Надежность и гарантия качества

Продукт проходит комплекс испытаний на надежность, проводимых с доверительной вероятностью 90% и допустимым процентом дефектных изделий в партии (LTPD) 10%. Испытания включают:

- Стойкость к пайке оплавлением.

- Термоциклирование (от -40°C до +100°C).

- Термоудар (от -10°C до +100°C).

- Хранение при высокой температуре (100°C).

- Хранение при низкой температуре (-40°C).

- Срок службы при постоянном токе (1000 часов при 20 мА).

- Срок службы при высокой температуре и влажности (85°C/85% отн. влажн.).

Эти испытания подтверждают надежность светодиода при различных воздействиях окружающей среды и эксплуатационных нагрузках, обеспечивая долгосрочную работу в реальных условиях.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Какое сопротивление резистора использовать с питанием 5В?

О: Используя закон Ома (R = (V_{питания}- V_F) / I_F) и максимальное V_F= 2.35В для надежности: R = (5 - 2.35) / 0.020 = 132.5 Ом. Подойдет стандартный резистор на 130 Ом или 150 Ом, с проверкой номинальной мощности (P = I²R).

В: Могу ли я питать этот светодиод током 30 мА для большей яркости?

О: Абсолютный максимальный постоянный ток составляет 50 мА, поэтому 30 мА находится в пределах спецификации. Однако сила света нелинейно зависит от тока, и работа при более высоком токе увеличивает рассеиваемую мощность (нагрев). Обратитесь к типичным характеристическим кривым, чтобы оценить прирост яркости и убедиться, что тепловые пределы не превышены.

В: Как интерпретировать артикул для заказа?

О: Артикул 65-21/Y2SC-AR1S2B/2T кодирует серию, цвет (Y — желтый) и конкретные бины для доминирующей длины волны (вероятно, D4/D5), силы света (S2) и прямого напряжения (B2). Для точного соответствия обратитесь к таблицам диапазонов бинов и пояснению маркировки в техническом описании.

11. Практический пример проектирования

Сценарий:Проектирование подсвечиваемой кнопки автомобильной приборной панели.

Реализация:Один светодиод 65-21/Y2SC-AR1S2B/2T размещается на основной печатной плате. Над светодиодом непосредственно расположен изготовленный на заказ акриловый световод, улавливающий его излучение с углом 120°. Световод направляет свет на нижнюю сторону полупрозрачной иконки кнопки. Схема управления использует бортовую сеть автомобиля 12В, пониженную и стабилизированную до 5В, с последовательным резистором 150 Ом для установки тока ~18 мА, обеспечивая четкую, яркую желтую индикацию при работе в пределах номинальных параметров светодиода для долгосрочной надежности в автомобильном температурном диапазоне.

12. Введение в технологию и тренды

Принцип работы:Этот светодиод использует полупроводниковый чип из AlGaInP (фосфида алюминия-галлия-индия) для генерации света. При приложении прямого напряжения электроны и дырки рекомбинируют в активной области, высвобождая энергию в виде фотонов. Конкретный состав сплава AlGaInP определяет пиковую длину волны, в данном случае в желтом спектре (~591 нм). Прозрачная смола корпуса минимизирует поглощение света и в сочетании с внутренним отражателем формирует выходной луч.

Тренды:Миниатюризация SMD светодиодов продолжается, движимая спросом на более компактные электронные устройства. Тренды также включают повышение эффективности (больше люмен на ватт), улучшение постоянства цвета за счет более жесткой сортировки и повышенную надежность для жестких условий, таких как автомобильные применения. Интеграция защиты от электростатического разряда на кристалле также становится все более распространенной. Серия 65-21, сфокусированная на эффективной оптической связи, соответствует тренду использования светодиодов со вторичной оптикой (такой как световоды) для сложных, низкопрофильных решений освещения.