Техническая спецификация SMD светодиода 18-225/S2G6C-A01/3T - Размер 1.6x0.8x0.5мм - Напряжение 1.75-2.35В - Мощность 60мВт - Оранжевый/Желто-зеленый

1. Обзор продукта

18-225/S2G6C-A01/3T — это компактный светодиод для поверхностного монтажа, предназначенный для высокоплотных приложений. Это монохромное устройство, доступное в двух различных вариантах кристаллов: S2 (Яркий оранжевый) и G6 (Яркий желто-зеленый). Основное преимущество компонента — его миниатюрные размеры (1.6мм x 0.8мм x 0.5мм), что обеспечивает значительную экономию места на печатных платах, снижает требования к хранению и позволяет проектировать более компактное конечное оборудование. Легкая конструкция также делает его идеальным для портативных и миниатюрных электронных устройств.

Светодиод поставляется на 8-миллиметровой ленте, намотанной на катушку диаметром 7 дюймов, что обеспечивает полную совместимость со стандартным автоматизированным оборудованием для сборки. Он предназначен для использования в процессах пайки инфракрасным (ИК) нагревом и пайки в парах. Продукт соответствует ключевым экологическим и стандартам безопасности: не содержит свинца (Pb-free), соответствует директиве RoHS, регламенту ЕС REACH и не содержит галогенов (содержание брома <900 ppm, хлора <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.1 Целевые области применения

Данная серия светодиодов универсальна и находит применение в различных задачах освещения и индикации. Ключевые области применения включают: подсветку приборных панелей, переключателей и символов; функции индикации и подсветки в телекоммуникационных устройствах, таких как телефоны и факсы; плоскую подсветку ЖК-дисплеев; а также общие индикаторные приложения, где требуется надежное и компактное освещение.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Работа устройства за пределами этих значений может привести к необратимому повреждению. Предельные параметры указаны для температуры окружающей среды (Ta) 25°C.

• Обратное напряжение (V_R):5В
• Постоянный прямой ток (I_F):25 мА для обоих вариантов S2 и G6.
• Пиковый прямой ток (I_FP):60 мА (при скважности 1/10 и частоте 1 кГц) для обоих вариантов.
• Рассеиваемая мощность (P_d):60 мВт для обоих вариантов.
• Электростатический разряд (ESD) по модели человеческого тела (HBM): 2000V.
• Рабочий температурный диапазон (T_opr):-40°C до +85°C.
• Температурный диапазон хранения (T_stg):-40°C до +90°C.
• Температура пайки (T_sol):Для пайки оплавлением указана пиковая температура 260°C в течение 10 секунд. Для ручной пайки предел составляет 350°C в течение 3 секунд.

2.2 Электрооптические характеристики

Следующие параметры измерены при Ta=25°C и прямом токе (I_F) 20 мА, если не указано иное. Допуски критичны для проектирования: Сила света (±11%), Доминирующая длина волны (±1 нм), Прямое напряжение (±0.10В).

Для S2 (Яркий оранжевый):

• Сила света (I_v):36.0 - 112 мкд (см. бининг).
• Пиковая длина волны (λ_p):611 нм (тип.).
• Доминирующая длина волны (λ_d):599.0 - 611.0 нм.
• Спектральная ширина (Δλ):17 нм (тип.).
• Прямое напряжение (V_F):1.75 - 2.35 В.
• Обратный ток (I_R):макс. 10 мкА при V_R=5В.

Для G6 (Яркий желто-зеленый):

• Сила света (I_v):16.0 - 45.0 мкд (см. бининг).
• Пиковая длина волны (λ_p):575 нм (тип.).
• Доминирующая длина волны (λ_d):568.5 - 574.5 нм.
• Спектральная ширина (Δλ):20 нм (тип.).
• Прямое напряжение (V_F):1.75 - 2.35 В.
• Обратный ток (I_R):макс. 10 мкА при V_R=5В.

Общий параметр:

• Угол обзора (2θ_1/2):120 градусов (тип.) для обоих вариантов.

3. Объяснение системы бининга

Для обеспечения постоянства цвета и яркости в производстве светодиоды сортируются по бинам на основе силы света и доминирующей длины волны.

3.1 Бининг S2 (Оранжевый)

Бины силы света (при I_F=20мА):

• Бин 1: 36 - 72 мкд
• Бин 2: 72 - 112 мкд

Бины доминирующей длины волны (при I_F=20мА):

• Бин 1: 599 - 605 нм
• Бин 2: 605 - 611 нм

3.2 Бининг G6 (Желто-зеленый)

Бины силы света (при I_F=20мА):

• Бин 1: 16.0 - 28.5 мкд
• Бин 2: 28.5 - 36.0 мкд
• Бин 3: 36.0 - 45.0 мкд

Бины доминирующей длины волны (при I_F=20мА):

• Бин 1: 568.5 - 570.5 нм
• Бин 2: 570.5 - 572.5 нм
• Бин 3: 572.5 - 574.5 нм

4. Анализ характеристических кривых

В даташите представлены типичные характеристические кривые для обоих типов светодиодов, которые необходимы для понимания поведения устройства в различных рабочих условиях.

4.1 Зависимость силы света от прямого тока

Эти кривые показывают, что сила света увеличивается с ростом прямого тока, но не линейно. Конструкторы должны работать в пределах указанных ограничений по току, чтобы избежать ускоренной деградации. Кривые снижения номинала иллюстрируют, как максимально допустимый прямой ток уменьшается с ростом температуры окружающей среды выше 25°C, что критично для управления тепловым режимом.

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

ВАХ демонстрирует экспоненциальную зависимость диода. Прямое напряжение (V_F) имеет отрицательный температурный коэффициент, то есть немного уменьшается с ростом температуры перехода. Это необходимо учитывать при проектировании драйверов с постоянным током.

4.3 Спектральное распределение

Спектральные графики подтверждают монохроматическую природу светодиодов. Кристалл S2 излучает в оранжевой области с центром около 611 нм, а кристалл G6 — в желто-зеленой области около 575 нм. Узкая ширина полосы (полуширина ~17-20 нм) указывает на высокую чистоту цвета.

4.4 Диаграмма направленности

Полярная диаграмма подтверждает широкий угол обзора 120 градусов, обеспечивая широкую, близкую к ламбертовой, диаграмму излучения, подходящую для освещения площадей и индикаторов с широким углом обзора.

5. Механическая информация и упаковка

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод имеет компактный прямоугольный корпус. Ключевые размеры (в мм, допуск ±0.1мм, если не указано иное): Длина=1.6, Ширина=0.8, Высота=0.5. Катод маркирован для идентификации полярности. Предоставлена рекомендуемая конфигурация контактных площадок (0.7мм x 0.8мм для площадок, зазор 0.3мм), но ее следует оптимизировать в соответствии с конкретными правилами проектирования ПП и процессами пайки.

5.2 Катушка, лента и влагозащитная упаковка

Компоненты поставляются в несущей ленте на 7-дюймовых катушках, стандартное количество на катушке — 3000 штук. Предоставлены подробные размеры катушки и ленты для совместимости с питателями. Светодиоды упакованы во влагозащитный алюминиевый пакет с осушителем для предотвращения поглощения влаги, что критично для предотвращения \"попкорн\"-эффекта (растрескивания) во время пайки оплавлением.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль пайки

Устройство рассчитано на бессвинцовую пайку оплавлением с пиковой температурой 260°C не более 10 секунд. Следует соблюдать стандартный профиль оплавления с соответствующими этапами предварительного нагрева, подъема температуры, пика и охлаждения. Допускается ручная пайка при 350°C до 3 секунд, но необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать теплового удара.

6.2 Меры предосторожности при хранении и обращении

Защита от перегрузки по току:Внешний токоограничивающий резистор обязателен. Светодиоды — это устройства с токовым управлением; небольшое изменение напряжения может вызвать большой скачок тока, приводящий к немедленному выходу из строя.

Чувствительность к влаге:Это компонент с определенным уровнем чувствительности к влаге (MSL). Не вскрытый пакет должен храниться при ≤30°C и ≤90% относительной влажности. После вскрытия \"срок годности на открытом воздухе\" составляет 1 год при условиях ≤30°C и ≤60% относительной влажности. Неиспользованные детали должны быть повторно запечатаны во влагозащитный пакет с осушителем. Если индикатор осушителя показывает насыщение или превышено время хранения, требуется прогрев при 60±5°C в течение 24 часов перед оплавлением.

7. Маркировка и информация для заказа

Этикетка на катушке содержит ключевую информацию для прослеживаемости и технические данные: Партномер заказчика (CPN), Партномер производителя (P/N), Количество в упаковке (QTY), Ранг силы света (CAT), Ранг цветности/доминирующей длины волны (HUE), Ранг прямого напряжения (REF) и Номер партии (LOT No.). Эта информация критична для контроля качества и обеспечения использования правильных компонентов в производстве.

8. Соображения по проектированию приложений

8.1 Проектирование схемы драйвера

Всегда используйте драйвер постоянного тока или источник напряжения с последовательным резистором. Рассчитайте номинал резистора по формуле R = (V_supply- V_F) / I_F, учитывая наихудшее значение V_Fиз даташита, чтобы гарантировать, что I_Fникогда не превысит 25 мА. Для прецизионных приложений выбирайте бины по силе света и длине волны для достижения однородного внешнего вида нескольких светодиодов.

8.2 Тепловой менеджмент

Хотя рассеиваемая мощность мала (60мВт), правильная разводка печатной платы необходима. Используйте тепловые переходные отверстия под тепловой площадкой светодиода (если применимо) и обеспечьте достаточную площадь меди для рассеивания тепла, особенно в условиях высокой температуры окружающей среды или при работе на более высоких токах. Соблюдайте кривую снижения номинала прямого тока.

8.3 Оптическое проектирование

Широкий угол обзора 120 градусов делает эти светодиоды подходящими для приложений, требующих широкого освещения без вторичной оптики. Для сфокусированного света могут потребоваться внешние линзы или световоды. Прозрачный корпус из эпоксидной смолы обеспечивает хорошее извлечение света.

9. Техническое сравнение и отличия

Серия 18-225 отличается использованием полупроводникового материала AlGaInP (фосфид алюминия-галлия-индия). Эта материаловая система высокоэффективна для получения яркого красного, оранжевого, янтарного и желто-зеленого света, предлагая превосходные производительность и стабильность по сравнению со старыми технологиями, такими как GaAsP. Сочетание малого размера, высокой надежности и соответствия современным экологическим стандартам (RoHS, Halogen-Free) делает его предпочтительным выбором для современных электронных конструкций по сравнению с более крупными альтернативами с выводами.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: Могу ли я питать этот светодиод напрямую от источника логического напряжения 3.3В или 5В?

О: Нет. Вы должны использовать последовательный токоограничивающий резистор. Например, при питании 3.3В и типичном V_F2.0В при 20мА, R = (3.3В - 2.0В) / 0.020А = 65 Ом. Для более безопасного расчета используйте максимальное V_F(2.35В).

В: В чем разница между пиковой и доминирующей длиной волны?

О: Пиковая длина волны (λ_p) — это длина волны в точке максимальной интенсивности в спектре. Доминирующая длина волны (λ_d) — это длина волны монохроматического света, соответствующая воспринимаемому цвету светодиода. λ_dболее актуальна для спецификации цвета.

В: Зачем нужен прогрев перед пайкой?

О: Пластиковые корпуса могут поглощать влагу. Во время высокотемпературного процесса оплавления эта влага быстро превращается в пар, создавая внутреннее давление, которое может привести к растрескиванию корпуса (\"попкорн-эффект\"). Прогрев удаляет эту поглощенную влагу.

11. Практический пример проектирования

Сценарий: Проектирование панели индикации состояния с 10 равномерно яркими оранжевыми индикаторами.

1. Выбор компонентов:Выберите вариант S2 (Оранжевый). Для однородности укажите узкий бининг как по силе света (например, Бин 2: 72-112 мкд), так и по доминирующей длине волны (например, Бин 1: 599-605 нм).
2. Проектирование схемы:В системе используется шина питания 5В. Используя максимальное V_F2.35В и целевой I_F20мА, рассчитайте R = (5В - 2.35В) / 0.02А = 132.5 Ом. Используйте ближайшее стандартное значение 130 или 150 Ом. Резистор 150 Ом дает I_F≈ 17.7мА, что соответствует спецификации и обеспечивает запас по току.
3. Разводка платы:Разместите светодиоды на сетке 0.05\" (1.27мм). Следуйте рекомендуемым размерам контактных площадок, но отрегулируйте зазор до 0.25мм в соответствии с возможностями производителя ПП. Добавьте небольшую полигонную заливку земли вокруг каждого светодиода для незначительного рассеивания тепла.
4. Сборка:Убедитесь, что заводской пакет запечатан при получении. Запланируйте сборку ПП в течение 1-летнего \"срока годности на открытом воздухе\" после вскрытия. Если срок превышен, прогрейте катушки перед отправкой на сборочное производство.

12. Введение в технологический принцип

Данный светодиод основан на гетероструктуре AlGaInP (фосфид алюминия-галлия-индия), выращенной на подложке. При приложении прямого напряжения электроны и дырки инжектируются в активную область, где они рекомбинируют, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный цвет (оранжевый или желто-зеленый) определяется шириной запрещенной зоны полупроводникового материала в активной области, которая контролируется точным соотношением алюминия, галлия и индия. Свет излучается через прозрачную линзу из эпоксидной смолы, которая также обеспечивает защиту от окружающей среды.

13. Тенденции отрасли

Тенденция в области SMD светодиодов продолжается в сторону повышения эффективности (больше люмен на ватт), уменьшения размеров корпусов для увеличения плотности, а также улучшения постоянства цвета и цветопередачи. Также наблюдается сильная тенденция к более широкому внедрению экологически чистых материалов и производственных процессов. Хотя серия 18-225 представляет собой зрелую и надежную технологию, новые поколения могут использовать усовершенствованные конструкции с конверсией люминофора или другие полупроводниковые материалы, такие как InGaN, для более широкого цветового охвата. Тем не менее, AlGaInP остается доминирующей и наиболее эффективной технологией для оранжево-красно-желтого спектра.