Техническая спецификация SMD светодиода 12-215/R6C-AR1S1B/3C - Размер 1.7x1.7x0.7мм - Напряжение 1.75-2.35В - Ярко-красный

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны технические характеристики SMD (устройства для поверхностного монтажа) светодиода серии 12-215. Этот компонент представляет собой монохромный ярко-красный светодиод, предназначенный для современных процессов сборки электроники. Его основные преимущества включают значительно уменьшенные габариты по сравнению со светодиодами в корпусах с выводами, что позволяет достичь более высокой плотности компоновки на печатных платах, снизить требования к хранению и в конечном итоге способствует созданию более компактных конечных изделий. Легкая конструкция также делает его идеальным для миниатюрных и портативных применений.

1.1 Ключевые особенности и соответствие стандартам

Светодиоды поставляются на 8-миллиметровой ленте, намотанной на катушку диаметром 7 дюймов, что обеспечивает полную совместимость со стандартным автоматическим оборудованием для установки компонентов в условиях массового производства. Они рассчитаны на пайку методом оплавления как в инфракрасной, так и в паровой фазе. Продукт изготовлен из материалов, не содержащих свинец, и соответствует ключевым экологическим и нормам безопасности, включая директиву ЕС RoHS, регламент ЕС REACH, а также требования по отсутствию галогенов (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Сам продукт поддерживается в соответствии со спецификациями RoHS.

2. Технические параметры: Подробный объективный анализ

В данном разделе представлен детальный объективный анализ ключевых рабочих параметров светодиода, как они определены в спецификации. Все значения указаны для температуры окружающей среды (Ta) 25°C, если не оговорено иное.

2.1 Предельно допустимые параметры

Предельно допустимые параметры определяют границы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Это не рабочие условия. Для данного светодиода установлены следующие пределы: максимальное обратное напряжение (VR) 5В; постоянный прямой ток (IF) 25мА; пиковый прямой ток (IFP) 60мА, допустимый только в импульсном режиме (скважность 1/10 @ 1кГц); и максимальная рассеиваемая мощность (Pd) 60мВт. Устройство выдерживает электростатический разряд (ESD) 2000В по модели человеческого тела (HBM). Диапазон рабочих температур составляет от -40°C до +85°C, а диапазон температур хранения немного шире: от -40°C до +90°C. Профиль температуры пайки критически важен: для оплавления задан пик 260°C максимум в течение 10 секунд, в то время как для ручной пайки температура жала паяльника не должна превышать 350°C максимум 3 секунды на каждый вывод.

2.2 Электрооптические характеристики

Электрооптические характеристики определяют производительность устройства в нормальных рабочих условиях. При прямом токе (IF) 20мА, сила света (Iv) имеет типичный диапазон сортировки от 112.0 мкд до 225.0 мкд. Угол обзора (2θ1/2) составляет широкие 130 градусов. Световой выход находится в спектре ярко-красного цвета с пиковой длиной волны (λp), обычно равной 632 нм, и доминирующей длиной волны (λd) в диапазоне от 617.5 нм до 633.5 нм в зависимости от сортировки. Ширина спектральной полосы (Δλ) обычно составляет 20 нм. Прямое напряжение (VF), необходимое для достижения 20мА, находится в диапазоне от 1.75В до 2.35В. Обратный ток (IR) очень низкий, максимум 10 мкА при подаче обратного смещения 5В.

3. Объяснение системы сортировки

Светодиод классифицируется по сортировкам для ключевых параметров, чтобы обеспечить единообразие в применении. Это позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным требованиям к яркости и цвету.

3.1 Сортировка по силе света

Сила света сортируется по трем кодам: R1 (112.0 - 140.0 мкд), R2 (140.0 - 180.0 мкд) и S1 (180.0 - 225.0 мкд), все измеряются при IF=20мА.

3.2 Сортировка по доминирующей длине волны

Доминирующая длина волны, которая коррелирует с воспринимаемым цветом, сортируется по четырем кодам: E4 (617.5 - 621.5 нм), E5 (621.5 - 625.5 нм), E6 (625.5 - 629.5 нм) и E7 (629.5 - 633.5 нм), измеряется при IF=20мА.

3.3 Сортировка по прямому напряжению

Прямое напряжение сортируется по трем кодам: 0 (1.75 - 1.95 В), 1 (1.95 - 2.15 В) и 2 (2.15 - 2.35 В), измеряется при IF=20мА. Суффикс в номере детали (например, /3C), вероятно, соответствует определенным комбинациям сортировок.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя конкретные графики не детализированы в предоставленном тексте, типичные электрооптические характеристические кривые для такого светодиода включали бы несколько ключевых графиков, необходимых для проектирования.

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

Эта кривая показывает взаимосвязь между током, протекающим через светодиод, и напряжением на его выводах. Она нелинейна, с характерным "коленом" напряжения (около типичного VF), после которого ток быстро возрастает при небольшом увеличении напряжения. Это подчеркивает критическую необходимость в схеме ограничения тока (например, последовательном резисторе или драйвере постоянного тока) для предотвращения теплового разгона и разрушения.

4.2 Зависимость силы света от прямого тока

Этот график иллюстрирует, как световой выход увеличивается с ростом прямого тока. В рекомендуемом рабочем диапазоне зависимость, как правило, линейна, но насыщается при более высоких токах. Работа выше абсолютного максимального рейтинга приводит к падению эффективности и ускоренной деградации.

4.3 Зависимость силы света от температуры окружающей среды

Световой выход светодиода уменьшается с ростом температуры p-n перехода. Эта кривая имеет решающее значение для применений, работающих в условиях повышенных температур, так как помогает разработчикам снижать ожидаемую яркость или внедрять тепловое управление для поддержания производительности.

4.4 Спектральное распределение

График относительной интенсивности в зависимости от длины волны, показывающий пик на ~632 нм и ширину спектральной полосы ~20 нм, что подтверждает монохроматический ярко-красный выход.

5. Механическая информация и информация о корпусе

5.1 Габариты корпуса и идентификация полярности

Светодиод имеет компактный прямоугольный SMD корпус. Чертеж с размерами указывает на размер корпуса приблизительно 1.7мм в длину и ширину, с высотой около 0.7мм (допуски ±0.1мм, если не указано иное). Полярность четко обозначена: катод идентифицируется отличительной меткой на верхней части корпуса и соответствующим скосом или выемкой с одной стороны на виде снизу. Правильная ориентация полярности во время сборки обязательна для корректной работы.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Правильное обращение и пайка критически важны для надежности.

6.1 Требование ограничения тока

Внешний токоограничивающий резистор или схема абсолютно необходимы. Экспоненциальная ВАХ светодиода означает, что небольшое увеличение напряжения может вызвать большое, разрушительное увеличение тока.

6.2 Хранение и чувствительность к влаге

Светодиоды упакованы в влагозащитный пакет с осушителем. Пакет не следует открывать до готовности к использованию. Перед вскрытием хранить при ≤30°C и ≤90% относительной влажности. После вскрытия "срок годности на производстве" составляет 1 год при ≤30°C и ≤60% относительной влажности. Неиспользованные компоненты следует запечатать повторно. Если индикатор осушителя изменил цвет или превышено время хранения, перед пайкой оплавлением требуется термообработка (просушка) при 60±5°C в течение 24 часов.

6.3 Профиль пайки оплавлением

Указан профиль оплавления для бессвинцовой пайки. Ключевые параметры включают: этап предварительного нагрева между 150-200°C в течение 60-120 секунд; время выше температуры ликвидуса (217°C) 60-150 секунд; пиковая температура не выше 260°C, выдерживаемая максимум 10 секунд; и максимальные скорости нагрева и охлаждения 6°C/сек и 3°C/сек соответственно. Оплавление не должно выполняться более двух раз. Избегайте механических нагрузок на корпус во время нагрева и не деформируйте печатную плату после пайки.

6.4 Ручная пайка и ремонт

Если необходима ручная пайка, используйте паяльник с температурой жала <350°C, прикладывайте тепло к каждому выводу ≤3 секунд и используйте маломощный паяльник (<25Вт). Обеспечьте интервал охлаждения >2 секунд между выводами. Ремонт после первоначальной пайки не рекомендуется. Если это неизбежно, необходимо использовать двухголовый паяльник для одновременного нагрева обоих выводов, чтобы избежать повреждения внутренних проводящих соединений из-за термического напряжения.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификации катушки и ленты

Компоненты поставляются в формованной несущей ленте на катушках диаметром 7 дюймов. Каждая катушка содержит 3000 штук. Предоставлены подробные размеры карманов несущей ленты и катушки для обеспечения совместимости с автоматическими питателями.

7.2 Расшифровка этикетки

Этикетка на катушке содержит несколько ключевых полей: CPN (номер продукта заказчика), P/N (номер продукта), QTY (количество в упаковке), CAT (ранг/сортировка силы света), HUE (цветность/ранг доминирующей длины волны), REF (ранг/сортировка прямого напряжения) и LOT No (отслеживаемый номер партии).

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Данный светодиод хорошо подходит для различных функций индикации и подсветки. Типичные применения включают: подсветку автомобильных приборных панелей и переключателей; индикаторы состояния и подсветку клавиатуры в телекоммуникационных устройствах, таких как телефоны и факсы; плоскую подсветку для небольших ЖК-дисплеев, переключателей и символов; а также использование в качестве индикаторов общего назначения в потребительской электронике.

8.2 Соображения при проектировании

Разработчики должны учитывать несколько факторов: 1) Всегда реализуйте последовательный резистор или драйвер постоянного тока на основе напряжения питания и сортировки прямого напряжения светодиода. 2) Учитывайте тепловые эффекты на силу света, особенно в закрытых пространствах или при высоких температурах окружающей среды. 3) Убедитесь, что разводка контактных площадок печатной платы соответствует габаритам корпуса и позволяет формировать правильный паяльный мениск. 4) Строго следуйте рекомендациям по чувствительности к влаге и профилю оплавления, чтобы предотвратить растрескивание корпуса или расслоение.

9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со старыми выводными светодиодами, данный SMD тип предлагает радикальное уменьшение размеров и веса, что позволяет реализовывать современные миниатюрные конструкции. Широкий угол обзора 130 градусов обеспечивает хорошую видимость под углом, что является преимуществом для панельных индикаторов. Использование полупроводникового материала AlGaInP типично для высокоэффективных красных и янтарных светодиодов, обеспечивая хорошую яркость. Соответствие современным экологическим стандартам (бессвинцовый, безгалогенный) является ключевым отличием для продуктов, ориентированных на глобальные рынки со строгим регулированием.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Почему токоограничивающий резистор обязателен?

О: Прямое напряжение светодиода имеет отрицательный температурный коэффициент и крутую ВАХ. Без резистора любое небольшое увеличение напряжения питания или снижение VF из-за нагрева вызывает экспоненциальный рост тока, приводящий к немедленному выходу из строя.

В: Что означают коды сортировки (R1, E5, 0) для моего проекта?

О: Они определяют гарантированные диапазоны для яркости (CAT), цвета (HUE) и напряжения (REF). Для единообразного внешнего вида в массиве из нескольких светодиодов указывайте узкие сортировки для HUE и CAT. Для проектирования источника питания сортировка напряжения определяет расчет номинала резистора.

В: Можно ли использовать этот светодиод на улице?

О: Диапазон рабочих температур простирается от -40°C до +85°C, что покрывает многие уличные условия. Однако длительное воздействие УФ-излучения и влаги со временем может ухудшить состояние эпоксидной смолы. Для суровых условий окружающей среды рассмотрите светодиоды с защитным покрытием или специально предназначенные для уличного использования.

В: Сколько раз можно выполнять оплавление этого светодиода?

О: В спецификации явно указано, что пайку оплавлением не следует выполнять более двух раз. Каждый цикл оплавления подвергает корпус термическому напряжению, потенциально ослабляя внутренние соединения или вызывая расслоение.

11. Пример практического использования

Сценарий: Проектирование панели индикации состояния с 10 однородными красными светодиодами.

1. Выбор параметров:Выберите сортировки для единообразия. Выберите сортировку HUE E6 (625.5-629.5 нм) и сортировку CAT R2 (140.0-180.0 мкд) для сбалансированного цвета и яркости. Предположим, сортировка VF 1 (1.95-2.15В).

2. Проектирование схемы:Используя источник питания 5В. Для наихудшего случая VF_min (1.95В) требуемый последовательный резистор R = (Vпитания - VF) / IF = (5В - 1.95В) / 0.020А = 152.5 Ом. Для VF_max (2.15В), R = (5В - 2.15В) / 0.020А = 142.5 Ом. Выбор стандартного резистора 150 Ом поддерживает ток между 19мА и 20.3мА, в пределах лимита 25мА, и обеспечивает одинаковую яркость на всех устройствах.

3. Разводка платы:Разместите резистор 150 Ом последовательно с каждым светодиодом. Следуйте чертежу корпуса для посадочного места 1.7x1.7мм, обеспечивая правильную ориентацию катода.

4. Сборка:Строго следуйте рекомендациям по хранению в условиях влажности и профилю бессвинцового оплавления.

12. Введение в принцип работы

Светоизлучающие диоды (LED) — это полупроводниковые устройства, излучающие свет посредством электролюминесценции. Когда прямое напряжение прикладывается к p-n переходу, электроны из n-типа материала рекомбинируют с дырками из p-типа материала в активной области (в данном случае состоящей из AlGaInP). Этот процесс рекомбинации высвобождает энергию в виде фотонов (света). Конкретная длина волны (цвет) излучаемого света определяется шириной запрещенной зоны используемого полупроводникового материала. Эпоксидный корпус служит для защиты полупроводникового чипа, формирования светового пучка (что приводит к углу обзора 130°) и обеспечения механической структуры для пайки.

13. Технологические тренды

Общая тенденция в SMD светодиодах продолжается в направлении повышения эффективности (больше люмен на ватт), увеличения плотности мощности в более мелких корпусах и улучшения цветопередачи и единообразия. Также наблюдается сильная тенденция к более широкому внедрению экологически чистых материалов и производственных процессов. Интеграция управляющей электроники (например, драйверов постоянного тока) непосредственно в корпус светодиода — это еще одна развивающаяся область, упрощающая схемотехнику для конечного пользователя. Для индикаторных светодиодов фокус остается на надежности, миниатюризации и экономической эффективности для массовой автоматизированной сборки.