Техническая документация SMD светодиода 25-21/GHC-YSU/2A - Корпус 2.5x2.1мм - Напряжение 3.5В - Ярко-зеленый

1. Обзор продукта

25-21/GHC-YSU/2A — это светодиод для поверхностного монтажа (SMD), предназначенный для современных электронных приложений, требующих компактных размеров, высокой надежности и эффективной работы. Этот компонент относится к семейству светодиодов, характеризующихся миниатюрными размерами и пригодностью для автоматизированных процессов сборки.

1.1 Ключевые преимущества и позиционирование

Основное преимущество этого светодиода — значительно уменьшенный размер по сравнению с традиционными компонентами в корпусах с выводами. Эта миниатюризация дает несколько ключевых преимуществ для разработчиков и производителей:

• Эффективность использования пространства:Позволяет создавать более компактные печатные платы (ПП), что приводит к уменьшению размеров конечных изделий.
• Высокая плотность компоновки:Позволяет разместить большее количество компонентов на заданной площади, что идеально для плотных электронных сборок.
• Снижение требований к складским и логистическим площадям:Меньший размер компонента и упаковка в катушках с лентой минимизируют требования к складскому пространству.
• Легкая конструкция:Делает светодиод идеальным для портативных и миниатюрных приложений, где вес является критическим фактором.
• Совместимость с производством:Устройство поставляется на 8-миллиметровой ленте, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов, что обеспечивает полную совместимость со стандартным автоматическим оборудованием для установки компонентов, используемым в массовом производстве.

1.2 Целевой рынок и области применения

Данный светодиод ориентирован на широкий спектр коммерческих и промышленных рынков электроники. Его характеристики делают его пригодным как для индикации, так и для подсветки. Ключевые области применения включают:

• Автомобильный салон:Подсветка приборной панели, переключателей и панелей управления.
• Телекоммуникационное оборудование:Индикаторы состояния и подсветка клавиатуры в устройствах, таких как телефоны и факсы.
• Потребительская электроника:Равномерная подсветка жидкокристаллических дисплеев (ЖКД), подсветка переключателей и символов.
• Общая индикация:Любое приложение, требующее надежного, яркого зеленого индикаторного света.

2. Подробный анализ технических параметров

В этом разделе представлен детальный разбор электрических, оптических и тепловых параметров, определяющих рабочие границы и производительность светодиода.

2.1 Предельно допустимые параметры

Эти параметры определяют пределы нагрузки, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа на этих пределах или около них не гарантируется и должна быть исключена в надежных конструкциях.

• Обратное напряжение (V_R):5 В. Превышение этого напряжения в обратном направлении может вызвать пробой p-n перехода.
• Постоянный прямой ток (I_F):25 мА. Максимальный постоянный ток, который можно непрерывно подавать на светодиод.
• Пиковый прямой ток (I_FP):100 мА. Допустим только в импульсном режиме со скважностью 1/10 на частоте 1 кГц. Полезен для мультиплексирования или кратковременного форсирования.
• Рассеиваемая мощность (P_d):95 мВт. Максимальная мощность, которую может рассеять корпус, рассчитывается как V_F* I_F.
• Рабочая и температура хранения:-40°C до +85°C (рабочая), -40°C до +90°C (хранение). Этот широкий диапазон обеспечивает надежность в суровых условиях.
• Электростатический разряд (ESD):Уровень защиты по модели человеческого тела (HBM) 150В. Это относительно базовый уровень защиты от ESD; необходимы правильные процедуры обращения.
• Температура пайки:Выдерживает пайку оплавлением при 260°C в течение 10 секунд или ручную пайку при 350°C в течение 3 секунд на каждый вывод.

2.2 Электрооптические характеристики

Эти параметры, измеренные при стандартной температуре перехода 25°C и прямом токе 20мА, определяют световой выход и электрическое поведение светодиода.

• Сила света (I_v):Диапазон от минимум 180 мкд до максимум 715 мкд, с типичным значением, определяемым системой бинирования. Допуск светового выхода составляет ±11%.
• Угол обзора (2θ_1/2):60 градусов (типичное значение). Это полный угол, при котором сила света падает до половины своего пикового значения, определяя ширину светового пучка.
• Пиковая длина волны (λ_p):518 нм (типичное значение). Длина волны, на которой спектральное распределение мощности максимально.
• Доминирующая длина волны (λ_d):Диапазон от 520 нм до 535 нм. Это восприятие цвета светодиода человеческим глазом как монохроматического излучения с определенной длиной волны и имеет жесткий допуск ±1 нм. Это основной параметр для бинирования по цвету.
• Спектральная ширина (Δλ):35 нм (типичное значение). Ширина излучаемого спектра на половине его максимальной мощности.
• Прямое напряжение (V_F):3.5 В (типичное значение), максимум 4.3 В при 20мА. Этот параметр имеет решающее значение для проектирования схемы ограничения тока.
• Обратный ток (I_R):Максимум 50 мкА при подаче обратного смещения 5В.

3. Объяснение системы бинирования

Для обеспечения единообразия яркости и цвета в производственных партиях светодиоды сортируются по бинам. Это позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным требованиям приложения.

3.1 Бинирование по силе света

Светодиоды классифицируются на три бина на основе измеренной силы света при I_F= 20мА:

• Бин S:180 мкд (Мин.) до 285 мкд (Макс.)
• Бин T:285 мкд (Мин.) до 450 мкд (Макс.)
• Бин U:450 мкд (Мин.) до 715 мкд (Макс.)

Код бина (например, S, T, U) указан на упаковочной этикетке (поле CAT).

3.2 Бинирование по доминирующей длине волны

Светодиоды также бинируются по доминирующей длине волны для контроля однородности цвета. Они группируются и бинируются следующим образом:

• Группа Y:
  • Бин X:520 нм до 525 нм
  • Бин Y:525 нм до 530 нм
  • Бин Z:530 нм до 535 нм

Код группы и бина для длины волны (например, YX, YY, YZ) указан на упаковочной этикетке (поле HUE).

4. Механическая и упаковочная информация

4.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод выполнен в компактном SMD-корпусе типа "чип". Ключевые размеры (в миллиметрах) включают размер корпуса примерно 2.5 мм в длину и 2.1 мм в ширину. Подробные механические чертежи в документации указывают точную разводку контактных площадок, высоту компонента и допуски (обычно ±0.1 мм, если не указано иное). Правильная конструкция контактных площадок критически важна для надежности паяных соединений и правильного позиционирования во время оплавления.

4.2 Упаковка и обращение

Компоненты поставляются в упаковке для влагочувствительных устройств (MSD) для предотвращения повреждения от влажности окружающей среды во время хранения и транспортировки.

• Несущая лента:Компоненты загружены в несущую ленту шириной 8 мм.
• Катушка:Лента намотана на стандартную катушку диаметром 7 дюймов, с типичным количеством 2000 штук на катушку.
• Влагозащитный пакет (MBB):Катушка запечатана внутри ламинированного алюминием влагозащитного пакета вместе с индикаторной картой влажности и осушителем.

4.3 Информация на этикетке

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

• CPN (Номер продукта заказчика)
• P/N (Номер продукта производителя: 25-21/GHC-YSU/2A)
• QTY (Количество в упаковке)
• CAT (Код бина силы света: S, T или U)
• HUE (Код бина цветности/доминирующей длины волны: например, YX)
• REF (Ранг прямого напряжения, если применимо)
• LOT No (Номер производственной партии для прослеживаемости)

5. Рекомендации по пайке и монтажу

Соблюдение этих рекомендаций необходимо для получения надежных паяных соединений без повреждения светодиода.

5.1 Профиль оплавления при пайке

Светодиод совместим с процессами инфракрасной и паровой фазовой пайки оплавлением. Рекомендуется следующий профиль для бессвинцовой пайки:

• Предварительный нагрев:Плавный подъем от комнатной температуры до 150-200°C за 60-120 секунд.
• Выдержка/Предварительный прогрев:Поддержание температуры в диапазоне 150-200°C.
• Оплавление:Быстрый подъем с максимальной скоростью 3°C/сек до пиковой температуры.
• Пиковая температура:Максимум 260°C, удержание выше 217°C в течение 60-150 секунд и выше 255°C не более 30 секунд. Время при 260°C не должно превышать 10 секунд.
• Охлаждение:Охлаждение с максимальной скоростью 6°C/сек.

Важное примечание:Пайку оплавлением не следует выполнять более двух раз на одной и той же сборке со светодиодом.

5.2 Инструкции по ручной пайке

Если необходима ручная пайка, необходимо соблюдать крайнюю осторожность:

• Используйте паяльник с температурой жала не выше 350°C.
• Нагревайте каждый вывод не более 3 секунд.
• Используйте паяльник мощностью 25 Вт или менее.
• Соблюдайте интервал не менее 2 секунд между пайкой каждого вывода, чтобы предотвратить накопление тепла.
• Избегайте механических нагрузок на светодиод во время или после пайки.

5.3 Переделка и ремонт

Ремонт после пайки крайне не рекомендуется. Если это абсолютно неизбежно, необходимо использовать специализированный двусторонний паяльник для одновременного нагрева обоих выводов, что позволит удалить компонент без чрезмерного скручивающего напряжения на паяных соединениях. Риск повреждения высок, и характеристики светодиода после переделки не могут быть гарантированы.

6. Хранение и чувствительность к влаге

Как влагочувствительное устройство, необходимо строго соблюдать протоколы хранения, чтобы предотвратить "вспучивание" ("popcorning") или внутреннее расслоение во время пайки оплавлением.

• Не вскрытый пакет:Хранить при температуре ≤30°C и относительной влажности ≤90%.
• Срок хранения после вскрытия (Floor Life):После вскрытия влагозащитного пакета светодиоды должны быть использованы в течение168 часов (7 дней).
• Повторная упаковка:Если компоненты не использованы в течение срока хранения после вскрытия, неиспользованные детали должны быть повторно запечатаны во влагозащитный пакет со свежим осушителем.
• Прогрев (Baking):Если индикатор влажности показывает чрезмерное воздействие влаги или срок хранения после вскрытия превышен, светодиоды должны быть прогреты при 60 ±5°C в течение 24 часов перед использованием для удаления влаги.

7. Рекомендации по проектированию

7.1 Ограничение тока обязательно

В документации явно указано предупреждение:"Заказчик должен применять резисторы для защиты, иначе небольшое изменение напряжения вызовет большое изменение тока (произойдет перегорание)."Светодиоды имеют нелинейную, экспоненциальную зависимость тока от напряжения (В-А характеристику). Небольшое увеличение прямого напряжения сверх типичного значения может привести к очень большому, потенциально разрушительному, увеличению тока. Внешний токоограничивающий резистор или схема драйвера с постоянным током абсолютно необходимы для надежной работы.

7.2 Тепловой режим

Хотя корпус имеет номинальную рассеиваемую мощность 95 мВт, эффективный тепловой режим является ключом к поддержанию производительности и долговечности. Работа на максимальном прямом токе (25 мА) или близком к нему будет генерировать тепло. Разработчики должны обеспечить достаточную площадь медных проводников на печатной плате (тепловые контактные площадки), чтобы помочь рассеять тепло, особенно в условиях высокой температуры окружающей среды или при группировке нескольких светодиодов.

7.3 Ограничения по применению

В документации содержится четкое предупреждение относительно применений с высокой надежностью. Этот продукт предназначен для общего коммерческого и промышленного использования. Явно указано, что он может не подходить для приложений, требующих сверхвысокой надежности, таких как:

• Военные/аэрокосмические системы
• Автомобильные системы безопасности (например, управление подушками безопасности, стоп-сигналы)
• Медицинское оборудование жизнеобеспечения

Для таких применений необходимо использовать компоненты с другими квалификациями и спецификациями.

8. Соответствие экологическим и нормативным требованиям

Продукт разработан в соответствии с несколькими ключевыми международными экологическими стандартами:

• Соответствие RoHS:Продукт не содержит ограниченных опасных веществ в соответствии с директивой ЕС об ограничении использования опасных веществ.
• Бессвинцовый:Выводы и процесс пайки не содержат свинца.
• Соответствие REACH ЕС:Соответствует регламенту по регистрации, оценке, разрешению и ограничению химических веществ.
• Безгалогенный:Соответствует требованиям по отсутствию галогенов, содержит менее 900 ppm Брома (Br), менее 900 ppm Хлора (Cl), а сумма Br+Cl менее 1500 ppm.

9. Техническое сравнение и отличия

25-21/GHC-YSU/2A выделяется на рынке SMD светодиодов несколькими ключевыми атрибутами:

• Размер корпуса:Размер 2.5x2.1 мм является распространенным, но эффективным, обеспечивая баланс между световым потоком и занимаемой площадью на плате. Он меньше традиционных светодиодов в корпусах для объемного монтажа 3 мм и 5 мм, что позволяет реализовывать современные миниатюрные конструкции.
• Технология материала:Использование чипа InGaN (нитрид индия-галлия) позволяет получать ярко-зеленый цвет. Технология InGaN известна своей эффективностью и способностью излучать свет с более короткой длиной волны (синий, зеленый, белый) по сравнению со старыми технологиями, такими как AlGaAs (красный).
• Оптические характеристики:Сила света до 715 мкд и угол обзора 60 градусов обеспечивают хороший баланс между яркостью и шириной светового пучка как для индикации, так и для подсветки.
• Надежность:Наличие базовой защиты от ESD (150В HBM) и широкий рабочий температурный диапазон (-40°C до +85°C) обеспечивают определенный уровень надежности, подходящий для многих некритичных сред.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Какое значение резистора следует использовать для питания этого светодиода током 20 мА от источника 5 В?

A: Используя закон Ома (R = (V_{питания}- V_F) / I_F) и типичное V_F3.5 В: R = (5В - 3.5В) / 0.020А = 75 Ом. Подойдет стандартный резистор 75 Ом или 82 Ом. Всегда рассчитывайте, используя максимальное V_F(4.3 В), чтобы гарантировать, что ток не превысит пределы в наихудших условиях.

В: Можно ли использовать этот светодиод для наружных применений?

A: Рабочий температурный диапазон от -40°C до +85°C предполагает, что он может выдерживать широкий диапазон условий окружающей среды. Однако в документации не указана степень защиты корпуса (IP). Для наружного использования светодиод, вероятно, потребуется защитить от прямого воздействия воды и загрязнений с помощью корпуса конечного изделия или защитного покрытия на печатной плате.

В: На этикетке указано CAT="T" и HUE="YY". Что это значит?

A: Это означает, что светодиоды на этой катушке относятся к бину силы света T (285-450 мкд) и бину доминирующей длины волны YY (525-530 нм в группе Y). Эта информация крайне важна для обеспечения единообразия яркости и цвета в вашем производственном цикле.

В: Почему так критичны условия хранения и срок хранения после вскрытия?

A: Пластиковая смола (заливочный компаунд) SMD-корпуса может поглощать влагу из воздуха. Во время высокотемпературного процесса пайки оплавлением эта захваченная влага может быстро испаряться, создавая внутреннее давление. Это может привести к растрескиванию корпуса ("вспучиванию") или внутреннему расслоению, что вызовет немедленный отказ или снижение долгосрочной надежности.