Техническая спецификация SMD светодиода 17-215/S2C-CP2R1B/3T - Ярко-оранжевый - 2.0x1.25x0.8мм - 2.35В макс. - 60мВт

1. Обзор продукта

17-215/S2C-CP2R1B/3T — это светодиод для поверхностного монтажа (SMD), предназначенный для высокоплотных миниатюрных применений. Он использует технологию полупроводника AIGaInP для получения яркого оранжевого света. Компонент характеризуется компактными размерами, малым весом и совместимостью с современными автоматизированными процессами сборки.

1.1 Ключевые преимущества

Основные преимущества этого светодиода обусловлены его SMD-корпусом. Его значительно меньший размер по сравнению с традиционными светодиодами в корпусе с выводами позволяет проектировать более компактные печатные платы (ПП). Это приводит к более высокой плотности компонентов, сокращению требований к складскому пространству для компонентов и готовой продукции и, в конечном итоге, позволяет создавать более компактное конечное оборудование. Малый вес корпуса делает его особенно подходящим для портативных и миниатюрных электронных устройств, где вес является критическим фактором.

1.2 Целевой рынок и области применения

Данный светодиод предназначен для общего освещения и индикации в потребительской и промышленной электронике. Конкретные области применения включают подсветку приборных панелей, переключателей и символов; функции индикации и подсветки в телекоммуникационных устройствах, таких как телефоны и факсы; а также в качестве плоского источника подсветки для жидкокристаллических дисплеев (ЖКД). Его универсальная конструкция делает его подходящим для широкого спектра других задач индикации и слабого освещения.

2. Подробный анализ технических характеристик

В этом разделе представлен детальный объективный анализ ключевых технических параметров устройства, определенных в его абсолютных максимальных режимах и электрооптических характеристиках.

2.1 Абсолютные максимальные режимы

Абсолютные максимальные режимы определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Это не рекомендуемые рабочие условия.

• 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, который можно непрерывно подавать.
• Пиковый прямой ток (I_FP):60 мА. Допустим только в импульсном режиме (скважность 1/10 на частоте 1 кГц) для обработки переходных всплесков.
• Рассеиваемая мощность (P_d):60 мВт. Максимальная мощность, которую может рассеивать корпус, рассчитываемая как прямое напряжение, умноженное на прямой ток, с учетом тепловых ограничений.
• Электростатический разряд (ESD):Уровень по модели человеческого тела (HBM) 2000В. Это указывает на средний уровень устойчивости к ЭСР; тем не менее, соблюдение правильных процедур обращения обязательно.
• Температурные диапазоны:Рабочий от -40°C до +85°C и хранения от -40°C до +90°C, что делает его пригодным для промышленных сред.
• Температура пайки:Выдерживает оплавление при 260°C в течение 10 секунд или ручную пайку при 350°C в течение 3 секунд, совместим с бессвинцовыми (Pb-free) процессами.

2.2 Электрооптические характеристики

Измеренные при стандартных условиях испытаний 25°C и прямом токе (I_F) 20 мА, эти параметры определяют производительность устройства.

• Сила света (I_v):Диапазон от минимум 57.00 мкд до максимум 140.00 мкд. Типичное значение не указано, что означает управление производительностью через систему сортировки (см. Раздел 3).
• Угол обзора (2θ_1/2):Типичный широкий угол обзора 130 градусов, обеспечивающий широкую диаграмму направленности, подходящую для подсветки и индикации.
• Пиковая длина волны (λ_p):Типично 611 нм, что помещает излучение в оранжевую область видимого спектра.
• Доминирующая длина волны (λ_d):Диапазон от 603.50 нм до 609.50 нм. Это длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, и она строго контролируется.
• Спектральная ширина (Δλ):Типично 17 нм, что указывает на относительно узкое спектральное излучение, сконцентрированное вокруг пиковой длины волны.
• Прямое напряжение (V_F):Диапазон от 1.75В до 2.35В при 20 мА. Этот параметр также сортируется.
• Обратный ток (I_R):Максимум 10 мкА при подаче обратного смещения 5В. В спецификации явно указано, что устройство не предназначено для работы в обратном режиме; этот тест предназначен только для проверки качества.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения стабильной производительности в производстве светодиоды сортируются по группам (бинам). Это позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным критериям для их применения.

3.1 Сортировка по силе света

Сила света классифицируется на четыре бина (P2, Q1, Q2, R1) с определенными минимальными и максимальными значениями. Например, бин R1 содержит светодиоды с силой света от 112.00 мкд до 140.00 мкд. Разработчики могут указать код бина, чтобы гарантировать минимальный уровень яркости для своего применения.

3.2 Сортировка по доминирующей длине волны

Доминирующая длина волны, которая коррелирует с воспринимаемым цветом, сортируется на два диапазона: D9 (603.50 - 606.50 нм) и D10 (606.50 - 609.50 нм). Такой строгий контроль обеспечивает цветовую однородность среди нескольких светодиодов в массиве или дисплее.

3.3 Сортировка по прямому напряжению

Прямое напряжение сортируется по трем кодам: 0 (1.75 - 1.95В), 1 (1.95 - 2.15В) и 2 (2.15 - 2.35В). Знание бина V_Fможет быть важно для проектирования источника питания, особенно при последовательном включении нескольких светодиодов, чтобы обеспечить равномерное распределение тока и яркости.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя в PDF-файле упоминаются типичные электрооптические характеристические кривые, конкретные графики для таких параметров, как относительная сила света в зависимости от прямого тока, прямое напряжение в зависимости от температуры перехода и спектральное распределение, не предоставлены в извлеченном содержимом. В полной спецификации эти кривые критически важны для понимания поведения устройства в нестандартных условиях (например, при разных токах питания или температурах окружающей среды). Разработчики используют ВАХ для определения необходимого значения токоограничивающего резистора и кривые температурного снижения мощности, чтобы понять, как световой выход уменьшается с ростом температуры перехода.

5. Механическая информация и информация о корпусе

5.1 Габариты корпуса

Устройство имеет стандартный SMD-корпус. Ключевые размеры (с типичным допуском ±0.1 мм, если не указано иное) составляют примерно 2.0 мм в длину, 1.25 мм в ширину и 0.8 мм в высоту. Спецификация включает детальный чертеж с размерами, показывающий расположение контактных площадок, контур компонента и маркировку полярности (обычно обозначается меткой катода на корпусе).

5.2 Идентификация полярности и монтаж

Правильная полярность необходима для работы. Корпус включает визуальный маркер для идентификации катода. Предоставлен рекомендуемый рисунок контактных площадок на печатной плате (дизайн площадок) для обеспечения правильного формирования паяного соединения и механической стабильности во время оплавления. Соблюдение этого рисунка крайне важно для надежной автоматизированной сборки.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Правильное обращение и пайка критически важны для надежности.

6.1 Хранение и чувствительность к влаге

Компоненты упакованы в влагозащитный пакет с осушителем. Пакет не следует открывать до момента готовности к использованию. После вскрытия неиспользованные светодиоды должны храниться при температуре ≤30°C и относительной влажности ≤60% и использоваться в течение 168 часов (7 дней). Если этот срок превышен или индикатор осушителя показывает насыщение, перед пайкой требуется прогрев (сушка) при 60 ±5°C в течение 24 часов, чтобы предотвратить повреждение типа \"попкорн\" во время оплавления.

6.2 Профиль оплавления

Указан бессвинцовый (Pb-free) профиль оплавления:

• Предварительный нагрев:150-200°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.

6.3 Ручная пайка и ремонт

Если необходима ручная пайка, температура жала паяльника должна быть ниже 350°C, время воздействия на каждый вывод — не более 3 секунд. Рекомендуется маломощный паяльник (<25Вт). Между пайкой каждого вывода следует соблюдать интервал охлаждения не менее 2 секунд. Ремонт настоятельно не рекомендуется. Если он абсолютно неизбежен, необходимо использовать специализированный двусторонний паяльник для одновременного нагрева обоих выводов, и влияние на характеристики светодиода должно быть проверено заранее.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Упаковка в ленте и на катушке

Светодиоды поставляются в эмбоссированной несущей ленте шириной 8 мм, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов. Каждая катушка содержит 3000 штук. Предоставлены детальные размеры карманов ленты и катушки для обеспечения совместимости с автоматическим оборудованием для установки компонентов.

7.2 Расшифровка этикетки

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

• P/N:Номер продукта производителя (17-215/S2C-CP2R1B/3T).
• CAT:Код бина силы света (например, P2, Q1, R1).
• HUE:Код бина доминирующей длины волны (например, D9, D10).
• REF:Код бина прямого напряжения (например, 0, 1, 2).
• LOT No:Номер производственной партии для отслеживания качества.

8. Соображения по проектированию применений

8.1 Ограничение тока обязательно

Светодиоды — это устройства с токовым управлением.Внешний токоограничивающий резистор абсолютно необходим.Прямое напряжение имеет отрицательный температурный коэффициент и производственный допуск. Небольшое увеличение напряжения питания без последовательного резистора вызовет большое, потенциально разрушительное увеличение прямого тока. Значение резистора (R) рассчитывается по закону Ома: R = (V_{питания}- V_F) / I_F, где I_F— желаемый ток питания (≤25 мА постоянного тока).

8.2 Тепловой менеджмент

Хотя корпус мал, рассеиваемая мощность (до 60 мВт) генерирует тепло. Для оптимального срока службы и стабильного светового выхода убедитесь, что печатная плата обеспечивает адекватный теплоотвод. Избегайте размещения светодиода в закрытых пространствах без вентиляции. Максимальная рабочая температура окружающей среды составляет 85°C; фактическая температура перехода будет выше.

8.3 Ограничения применения

Данный продукт предназначен для общих коммерческих и промышленных применений. Он не имеет специальной квалификации для применений с высокими требованиями к надежности, где отказ может привести к серьезным травмам или убыткам, таким как автомобильные системы безопасности (подушки безопасности, торможение), военные/аэрокосмические системы или медицинское оборудование для поддержания жизни. Для таких применений необходимо приобретать компоненты с соответствующей квалификацией и данными по надежности.

9. Техническое сравнение и дифференциация

Ключевыми отличительными особенностями этого светодиода являются сочетание очень компактного SMD-корпуса (обеспечивающего миниатюризацию), широкого угла обзора 130 градусов (хорошо для площадной подсветки) и использование технологии AIGaInP, которая, как правило, обеспечивает более высокую эффективность и лучшую насыщенность цвета в красно-оранжево-янтарном спектре по сравнению со старыми технологиями, такими как GaAsP. Его соответствие стандартам RoHS, REACH и бесгалогенности делает его подходящим для глобальных рынков со строгими экологическими нормами.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: Какой резистор мне нужен для питания 5В, чтобы управлять этим светодиодом на 20мА?

О: Используя максимальное V_F2.35В для консервативного проектирования: R = (5В - 2.35В) / 0.020А = 132.5Ом. Подойдет стандартный резистор 130Ом или 150Ом. Всегда подтверждайте фактический ток измерениями.

В: Могу ли я подавать на этот светодиод импульсные токи выше для более ярких вспышек?

О: Да, но только в пределах Абсолютных максимальных режимов. Вы можете подавать импульсы до 60 мА, но скважность должна быть 10% или меньше (например, 1мс включен, 9мс выключен) на частоте 1 кГц. Средний ток не должен превышать 25 мА.

В: Как обеспечить одинаковый цвет у нескольких светодиодов в моем продукте?

О: При заказе укажите узкий бин доминирующей длины волны (либо D9, либо D10, не смешивая). Для наивысшей однородности заказывайте из одной производственной партии (LOT No.).

В: Пакет был открыт неделю назад. Могу ли я еще использовать светодиоды?

О: Сначала проверьте индикатор осушителя. Если он изменил цвет или с момента открытия прошло 168 часов, вы должны просушить светодиоды при 60°C в течение 24 часов, прежде чем пытаться их паять, чтобы предотвратить повреждение от влаги.

11. Пример проектирования и использования

Сценарий: Проектирование панели индикации состояния для сетевого маршрутизатора.Панель требует 10 оранжевых светодиодов для отображения активности каналов и состояния питания. На печатной плате ограничено пространство.

Выборы при проектировании:Светодиод 17-215 выбран из-за его малых размеров 2.0x1.25мм, что позволяет разместить все 10 светодиодов в плотный ряд. Широкий угол обзора 130 градусов обеспечивает видимость индикаторов с различных углов. Разработчик указывает бин R1 для силы света, чтобы гарантировать видимость в хорошо освещенной комнате, и бин D10 для однородного оранжевого оттенка. Последовательно с каждым светодиодом установлен резистор 150Ом, подключенный к шине питания системы 3.3В, что дает ток питания примерно 18-20 мА в зависимости от индивидуального бина V_Fсветодиода. Разводка печатной платы соответствует рекомендуемому рисунку контактных площадок, а на сборочном производстве используется указанный бессвинцовый профиль оплавления.

12. Введение в принцип технологии

Этот светодиод основан на полупроводниковом материале фосфида алюминия-индия-галлия (AIGaInP), выращенном на подложке. При подаче прямого напряжения электроны и дырки инжектируются в активную область, где они рекомбинируют, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретное соотношение алюминия, индия и галлия в кристаллической решетке определяет ширину запрещенной зоны, которая напрямую определяет длину волны (цвет) излучаемого света — в данном случае оранжевого (~611 нм). Прозрачная (\"water clear\") смоляная линза используется для максимального извлечения света из полупроводникового кристалла без изменения цвета, в отличие от рассеивающих или тонированных смол.

13. Отраслевые тренды и разработки

Тренд в SMD светодиодах для индикации и подсветки продолжает двигаться в сторону повышения эффективности (больше светового потока на мА тока), уменьшения размеров корпусов для увеличения плотности, а также улучшения цветовой однородности и стабильности в зависимости от температуры и срока службы. Также наблюдается сильная тенденция к более широкому внедрению экологически чистых материалов, о чем свидетельствует соответствие данного продукта стандартам бесгалогенности и бессвинцовости. Кроме того, растущим трендом является интеграция функций, таких как встроенные токоограничивающие резисторы или ИС-драйверы внутри корпуса светодиода, для упрощения схемотехники и экономии места на плате, хотя данное конкретное устройство остается дискретным компонентом.