Техническая документация на SMD светодиод 17-21/Y2C Ярко-желтый - Размер 1.6x0.8x0.6мм - Напряжение 2.0В - Мощность 60мВт

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны характеристики поверхностно-монтируемого (SMD) светодиода с обозначением 17-21/Y2C-AN1P2/3T. Это монохромный ярко-желтый светодиод, предназначенный для современных электронных приложений, требующих компактных, эффективных и надежных решений для индикации или подсветки. Продукт не содержит свинца и соответствует основным экологическим и стандартам безопасности, включая RoHS, EU REACH, а также требованиям по отсутствию галогенов (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

Корпус SMD светодиода 17-21 предлагает значительные преимущества по сравнению с традиционными компонентами с выводами. Его миниатюрные размеры (1.6мм x 0.8мм) позволяют достичь более высокой плотности компоновки на печатных платах (PCB), что приводит к уменьшению размера платы и, в конечном итоге, к уменьшению габаритов конечного оборудования. Легкий вес SMD корпуса делает его идеальным для портативных и миниатюрных устройств. Основные целевые рынки включают потребительскую электронику, телекоммуникационное оборудование (для индикаторов и подсветки клавиатур), подсветку приборных панелей и переключателей в автомобилях, а также универсальные индикаторные приложения, где критически важны ограничения по пространству и весу.

2. Подробный анализ технических параметров

В данном разделе представлен объективный и детальный анализ ключевых электрических, оптических и тепловых характеристик светодиода.

2.1 Предельно допустимые параметры

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа за пределами этих значений не рекомендуется.

• Обратное напряжение (V_R):5В. Превышение этого напряжения при обратном смещении может вызвать пробой p-n перехода.
• Постоянный прямой ток (I_F):25 мА. Максимальный постоянный ток для надежной работы.
• Пиковый прямой ток (I_FP):60 мА. Допустим только в импульсном режиме (скважность 1/10 @ 1кГц).
• Рассеиваемая мощность (P_d):60 мВт. Максимальная мощность, которую корпус может рассеять при Ta=25°C.
• Электростатический разряд (ESD), модель человеческого тела (HBM):2000В. Это указывает на средний уровень устойчивости к ESD; тем не менее, соблюдение правильных процедур обращения остается обязательным.
• Рабочая температура (T_opr):от -40°C до +85°C. Диапазон температуры окружающей среды для нормальной работы.
• Температура хранения (T_stg):от -40°C до +90°C.
• Температура пайки (T_sol):Оплавление: максимум 260°C в течение 10 секунд. Ручная пайка: максимум 350°C в течение 3 секунд на каждый вывод.

2.2 Электрооптические характеристики

Измерено при прямом токе (I_F) 20 мА и температуре окружающей среды (T_a) 25°C, если не указано иное.

• Сила света (I_v):28.5 мкд (Мин.), 72.0 мкд (Макс.). Типичное значение не указано, что указывает на широкий диапазон сортировки (см. Раздел 3). Допуск составляет ±11%.
• Угол обзора (2θ_1/2):140 градусов (Тип.). Такой широкий угол обзора делает светодиод подходящим для применений, где важна видимость под большими углами.
• Пиковая длина волны (λ_p):591 нм (Тип.). Длина волны, на которой спектральное излучение является наиболее сильным.
• Доминирующая длина волны (λ_d):585.5 нм (Мин.), 594.5 нм (Макс.). Этот параметр определяет воспринимаемый цвет света. Допуск составляет ±1нм.
• Спектральная ширина (Δλ):15 нм (Тип.). Ширина излучаемого спектра на половине максимальной интенсивности (FWHM).
• Прямое напряжение (V_F):1.7В (Мин.), 2.0В (Тип.), 2.4В (Макс.) при I_F=20мА. Этот параметр имеет решающее значение для расчета токоограничивающего резистора при проектировании схемы.
• Обратный ток (I_R):10 мкА (Макс.) при V_R=5В. Устройство не предназначено для работы в режиме обратного смещения; этот параметр предназначен только для целей тестирования на утечку.

3. Объяснение системы сортировки

Для управления производственными вариациями светодиоды сортируются по диапазонам характеристик. Это позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным требованиям к яркости и цветовой однородности для их приложения.

3.1 Сортировка по силе света

Диапазоны определяются минимальным и максимальным значениями силы света при I_F=20мА.

• N1:от 28.5 мкд до 36.0 мкд
• N2:от 36.0 мкд до 45.0 мкд
• P1:от 45.0 мкд до 57.0 мкд
• P2:от 57.0 мкд до 72.0 мкд

3.2 Сортировка по доминирующей длине волны

Диапазоны определяются минимальным и максимальным значениями доминирующей длины волны при I_F=20мА.

• D3:от 585.5 нм до 588.5 нм
• D4:от 588.5 нм до 591.5 нм
• D5:от 591.5 нм до 594.5 нм

Комбинация кода диапазона интенсивности (например, P1) и кода диапазона длины волны (например, D4) полностью определяет ключевые оптические характеристики светодиода.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя конкретные графики не детализированы в предоставленном тексте, типичные электрооптические характеристические кривые для такого светодиода включают:

• Вольт-амперная характеристика (I-V):Показывает экспоненциальную зависимость между прямым напряжением и током. Кривая будет иметь напряжение колена около типичного V_Fв 2.0В.
• Зависимость силы света от прямого тока:Обычно показывает почти линейное увеличение интенсивности с ростом тока до максимального номинала, после чего эффективность может снижаться.
• Зависимость силы света от температуры окружающей среды:Показывает снижение светового потока при увеличении температуры перехода. Для светодиодов AlGaInP выходная мощность обычно уменьшается с ростом температуры.
• Спектральное распределение:График, показывающий относительную интенсивность в зависимости от длины волны, с пиком около 591 нм и шириной на полувысоте около 15 нм, что подтверждает ярко-желтый цвет.
• Зависимость прямого напряжения от температуры окружающей среды:Обычно показывает отрицательный температурный коэффициент, когда V_Fнезначительно уменьшается с ростом температуры.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод поставляется в стандартном корпусе SMD 17-21. Ключевые размеры (в мм, допуск ±0.1мм, если не указано иное): Длина=1.6, Ширина=0.8, Высота=0.6. Корпус имеет маркировку катода для идентификации полярности при монтаже. Предоставлена точная разводка контактных площадок (посадочное место) для обеспечения правильного формирования паяного соединения и механической стабильности на печатной плате.

5.2 Идентификация полярности

Правильная полярность необходима для работы. Корпус имеет четкую маркировку катода. В техническом описании представлена четкая диаграмма, показывающая расположение этой маркировки относительно внутреннего кристалла и внешних контактных площадок. Разработчики должны согласовать это с соответствующим посадочным местом на разводке печатной платы.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

Соблюдение этих рекомендаций критически важно для надежности и предотвращения повреждений в процессе производства.

6.1 Профиль оплавления припоя

Указан профиль оплавления для бессвинцового (Pb-free) припоя:

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

Оплавление не должно выполняться более двух раз.

6.2 Ручная пайка

Если необходима ручная пайка:

• Используйте паяльник с температурой жала < 350°C.
• Нагревайте каждый вывод в течение < 3 секунд.
• Используйте паяльник мощностью < 25Вт.
• Соблюдайте минимальный интервал в 2 секунды между пайкой каждого вывода.
• Проявляйте особую осторожность, так как ручная пайка сопряжена с более высоким риском теплового повреждения.

6.3 Хранение и чувствительность к влаге

Продукт упакован в влагозащитный пакет с осушителем.

• Не вскрывайте пакет до момента готовности к использованию.
• После вскрытия неиспользованные светодиоды должны храниться при температуре ≤ 30°C и относительной влажности ≤ 60%.
• "Время жизни на производстве" после вскрытия составляет 168 часов (7 дней).
• Если время жизни на производстве превышено или осушитель указывает на поглощение влаги, перед оплавлением требуется прогрев при 60 ± 5°C в течение 24 часов.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификации на ленту и катушку

Светодиоды поставляются в 8-мм несущей ленте на катушках диаметром 7 дюймов. Каждая катушка содержит 3000 штук. Предоставлены подробные размеры карманов несущей ленты и катушки для обеспечения совместимости с автоматическим оборудованием для установки компонентов.

7.2 Информация на этикетке

Этикетка на катушке содержит критически важную информацию для прослеживаемости и правильного применения:

• CPN:Номер продукта заказчика.
• P/N:Номер продукта производителя (17-21/Y2C-AN1P2/3T).
• QTY:Количество в упаковке.
• CAT:Ранг силы света (например, N1, P2).
• HUE:Ранг цветности/доминирующей длины волны (например, D4, D5).
• REF:Ранг прямого напряжения.
• LOT No:Производственный номер партии для прослеживаемости.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

• Подсветка:Идеально подходит для приборных панелей, мембранных переключателей и подсветки символов благодаря широкому углу обзора и стабильному цвету.
• Телекоммуникации:Индикаторы состояния и подсветка клавиатур в телефонах, факсимильных аппаратах и сетевом оборудовании.
• Потребительская электроника:Общая индикация состояния, индикаторы включения и подсветка небольших ЖК-дисплеев в различных портативных устройствах.
• Универсальная индикация:Любое приложение, требующее компактного, надежного, ярко-желтого визуального сигнала.

8.2 Критические аспекты проектирования

• Ограничение тока:Внешний последовательный резисторОБЯЗАТЕЛЕНдля ограничения прямого тока. V_Fсветодиода имеет диапазон (1.7В-2.4В), поэтому резистор должен быть рассчитан для наихудшего случая (минимальное V_F), чтобы предотвратить перегрузку по току и перегорание. Формула: R = (V_{питания}- V_F) / I_F.
• Тепловой менеджмент:Хотя рассеиваемая мощность мала, обеспечение хорошего теплового пути от контактных площадок светодиода к печатной плате важно для поддержания силы света и долговечности, особенно в условиях высокой температуры окружающей среды.
• Защита от ESD:Применяйте стандартные меры предосторожности от ESD во время обращения и монтажа. Хотя номинальное значение составляет 2000В HBM, в чувствительных средах может потребоваться дополнительная защита схемы.
• Оптическое проектирование:Учитывайте угол обзора 140 градусов при проектировании световодов, линз или рассеивателей для достижения желаемой картины освещения.

9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со старыми технологиями светодиодов в выводном исполнении, этот SMD светодиод предлагает:

• Уменьшение размера:Значительно меньшая занимаемая площадь и высота, что позволяет миниатюризировать устройства.
• Совместимость с автоматизацией:Предназначен для высокоскоростной автоматической установки и пайки оплавлением, что снижает стоимость сборки.
• Повышенная надежность:Конструкция SMD часто обеспечивает лучшую устойчивость к вибрации и термоциклированию.
• Более широкий угол обзора:Угол обзора 140 градусов, как правило, превосходит многие традиционные светодиоды с более узкими лучами.

В категории SMD светодиодов использование материала кристалла AIGaInP (фосфид алюминия-галлия-индия) для желтого свечения обычно обеспечивает более высокую эффективность и лучшую температурную стабильность по сравнению со старыми технологиями, такими как GaAsP.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В1: Как рассчитать значение токоограничивающего резистора?

О: Используйте формулу R = (V_{питания}- V_F) / I_F. Для источника питания 5В, используяминимальное V_Fзначение из технического описания (1.7В) и целевой I_Fв 20мА: R = (5 - 1.7) / 0.02 = 165 Ом. Выберите ближайшее стандартное значение (например, 160 Ом или 180 Ом) и проверьте номинальную мощность.

В2: Могу ли я питать этот светодиод без резистора, если напряжение моего источника соответствует типичному V_F(2.0В)?

О:No.V_Fимеет диапазон (1.7В-2.4В). Источник 2.0В может перегрузить светодиоды с более низким фактическим V_F. Кроме того, V_Fуменьшается с температурой, создавая риск теплового разгона. Всегда используйте последовательный резистор.

В3: Что означает спецификация цвета "ярко-желтый"?

О: Это относится к конкретному оттенку желтого, производимому кристаллом AIGaInP, характеризующемуся доминирующей длиной волны в диапазоне 585-595 нм. Это насыщенный, яркий желтый цвет.

В4: Почему существует ограничение в 7 дней после вскрытия влагозащитного пакета?

О: Корпуса SMD могут поглощать влагу из воздуха. Во время пайки оплавлением эта захваченная влага может быстро расширяться ("эффект попкорна"), вызывая внутреннее расслоение или растрескивание. Ограничение в 7 дней и инструкции по прогреву управляют этим риском.

11. Пример проекта и использования

Сценарий: Проектирование панели индикаторов состояния для портативного медицинского устройства.

Требования:Несколько индикаторных светодиодов (Питание, Низкий заряд батареи, Ошибка), очень ограниченное пространство на плате, должны выдерживать периодическую очистку, одинаковая яркость и цвет на всех устройствах.

Реализация с использованием светодиода 17-21/Y2C:

1. Выбор компонентов:Укажите светодиоды из одного диапазона интенсивности (например, P1) и диапазона длины волны (например, D4), чтобы обеспечить визуальную однородность.
2. Разводка печатной платы:Используйте малые размеры 1.6x0.8мм для размещения 3-4 светодиодов в ряд на очень маленькой площади. Следуйте рекомендуемому посадочному месту для надежной пайки.
3. Проектирование схемы:Используйте общую шину питания 3.3В. Рассчитайте резистор для каждого светодиода: R = (3.3 - 1.7) / 0.02 = 80 Ом (используйте 82 Ом). Проверьте мощность резистора: P = I²R = (0.02)²*82 = 0.033Вт, поэтому резистор в корпусе 0603 или 0402 достаточен.
4. Процесс сборки:Держите катушки запечатанными до готовности производственной линии. Строго следуйте профилю оплавления. Проведите визуальный контроль после пайки.
5. Результат:Компактная, надежная панель индикаторов с однородными ярко-желтыми сигналами, соответствующая требованиям по пространству, надежности и эстетике.

12. Принцип работы

Этот светодиод является полупроводниковым фотонным устройством. Его сердцевина - кристалл, изготовленный из материалов AIGaInP (фосфид алюминия-галлия-индия). Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее потенциал p-n перехода диода (V_F), электроны и дырки инжектируются в активную область полупроводника. Эти носители заряда рекомбинируют, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав слоев AIGaInP определяет ширину запрещенной зоны, которая напрямую соответствует длине волны (цвету) излучаемого света - в данном случае, ярко-желтому (~591 нм). Эпоксидная смола-герметик защищает кристалл, действует как линза для формирования светового потока (достигая угла обзора 140 градусов) и может содержать люминофоры или красители, хотя для прозрачного ярко-желтого цвета она обычно не модифицируется.

13. Тенденции и контекст отрасли

SMD светодиод 17-21 представляет собой зрелый и широко принятый стандарт корпуса в электронной промышленности. Текущие тенденции, влияющие на этот сегмент продукции, включают:

• Усиление миниатюризации:Хотя 17-21 (метрика 1608) остается популярным, наблюдается постоянное движение в сторону еще более мелких корпусов, таких как 15-21 (1508) и 10-20 (1005), для сверхкомпактных устройств.
• Повышение эффективности:Постоянные улучшения в эпитаксиальном росте и дизайне кристаллов направлены на достижение более высокой силы света (мкд) при тех же или более низких токах управления, повышая общую энергоэффективность системы.
• Улучшение цветовой однородности:Более жесткие спецификации сортировки и передовые методы контроля производства сокращают вариации внутри производственных партий и между ними, что критически важно для приложений, требующих единообразного внешнего вида.
• Расширение экологического соответствия:Помимо RoHS и REACH, растет внимание к полным декларациям материалов и сокращению использования других вызывающих обеспокоенность веществ по всей цепочке поставок.
• Интеграция:Наблюдается тенденция к интеграции нескольких светодиодных кристаллов (RGB или несколько монохромных) в один корпус или объединению светодиода с драйверными ИС для более продвинутых решений освещения и сигнализации, хотя простые дискретные светодиоды, подобные этому, остаются основой для базовых индикаторных функций.

Этот светодиод, со своим стандартным корпусом, проверенной технологией AIGaInP и всесторонним соответствием стандартам, хорошо позиционируется в рамках этих тенденций как надежный, универсальный компонент.