Техническая спецификация SMD светодиода 17-215/R6C-AQ1R2B/3T - Ярко-красный - 20 мА - Макс. 2.35 В

1. Обзор продукта

17-215 — это светодиод для поверхностного монтажа (SMD), предназначенный для использования в качестве общего индикатора и для подсветки. Он использует чип на основе AIGaInP (фосфида алюминия-галлия-индия) для получения яркого красного света. Компонент характеризуется компактными размерами, что способствует более высокой плотности монтажа на печатных платах (ПП) и позволяет проектировать оборудование меньших габаритов. Устройство поставляется на 8-миллиметровой ленте, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов, что обеспечивает полную совместимость со стандартным автоматизированным сборочным оборудованием.

1.1 Ключевые особенности и соответствие стандартам

Светодиод обладает рядом ключевых особенностей, соответствующих современным производственным и экологическим стандартам. Он совместим как с инфракрасным, так и с парофазным процессами оплавления припоя, которые распространены в крупносерийном производстве электроники. Продукт изготовлен из бессвинцовых материалов и соответствует директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ). Он также соответствует регламенту ЕС REACH и требованиям по отсутствию галогенов: содержание брома (Br) и хлора (Cl) не превышает 900 ppm каждый, а их суммарное содержание — 1500 ppm.

1.2 Целевые области применения

Основные области применения данного светодиода включают подсветку приборных панелей, переключателей и символов. Он также подходит для использования в устройствах связи, таких как телефоны и факсимильные аппараты, для индикации состояния и подсветки клавиатуры. Кроме того, его можно использовать для плоской подсветки ЖК-дисплеев и для общих индикаторных применений, где требуется компактный и надежный источник красного света.

2. Технические характеристики и объективная интерпретация

В данном разделе представлен детальный объективный анализ электрических, оптических и тепловых параметров устройства, как они определены в спецификации. Понимание этих пределов критически важно для надежного проектирования схем.

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Абсолютные максимальные параметры определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Это не условия для нормальной работы.

• Обратное напряжение (VR):5 В. Превышение этого напряжения при обратном смещении может вызвать пробой p-n перехода.
• Постоянный прямой ток (IF):25 мА. Максимальный постоянный ток, который можно непрерывно подавать на светодиод.
• Пиковый прямой ток (IFP):60 мА. Допустим только в импульсном режиме со скважностью 1/10 на частоте 1 кГц. Это позволяет достигать кратковременной повышенной яркости.
• Рассеиваемая мощность (Pd):60 мВт. Максимальная мощность, которую может рассеивать корпус, рассчитывается как прямое напряжение (VF) * прямой ток (IF).
• Электростатический разряд (ESD):2000 В (модель человеческого тела). Данный рейтинг указывает на умеренную чувствительность к ЭСР; необходимы соответствующие процедуры обращения.
• Рабочая температура (Topr):от -40°C до +85°C. Диапазон температуры окружающей среды, в котором гарантируется работа устройства.
• Температура хранения (Tstg):от -40°C до +90°C.
• Температура пайки:Устройство выдерживает пайку оплавлением с пиковой температурой 260°C до 10 секунд или ручную пайку при 350°C до 3 секунд на каждый вывод.

2.2 Электрооптические характеристики

Электрооптические характеристики указаны при температуре перехода (Tj) 25°C и прямом токе (IF) 20 мА, что является стандартным условием испытаний.

• Сила света (Iv):Диапазон от минимальных 72.00 мкд до максимальных 180.00 мкд, указано типичное значение. Фактическая сила света имеет допуск ±11% и дополнительно классифицируется по группам (см. раздел 3).
• Угол обзора (2θ1/2):130 градусов (типичное значение). Такой широкий угол обзора делает светодиод подходящим для применений, где важна видимость под разными углами.
• Пиковая длина волны (λp):632 нм (типичное значение). Длина волны, на которой оптическая выходная мощность максимальна.
• Доминирующая длина волны (λd):Диапазон от 617.50 нм до 633.50 нм с допуском ±1 нм. Это та длина волны, которую воспринимает человеческий глаз, определяющая цвет.
• Спектральная ширина (Δλ):20 нм (типичное значение). Ширина излучаемого спектра на половине максимальной интенсивности (FWHM).
• Прямое напряжение (VF):Диапазон от 1.75 В до 2.35 В при токе 20 мА с допуском ±0.1 В. Этот параметр критически важен для расчета номинала токоограничивающего резистора.
• Обратный ток (IR):Максимум 10 мкА при обратном напряжении (VR) 5 В.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения стабильности производства светодиоды сортируются на группы (бины) по ключевым параметрам. Для модели 17-215 используется трехкодовая система сортировки (например, /R6C в обозначении типа).

3.1 Сортировка по силе света

Сила света классифицируется на четыре группы: Q1, Q2, R1 и R2. Каждая группа определяет конкретный диапазон минимальных и максимальных значений силы света, измеряемой в милликанделах (мкд) при IF=20мА. Например, группа Q1 охватывает 72.00-90.00 мкд, а группа R2 — 140.00-180.00 мкд. Это позволяет разработчикам выбрать светодиод с гарантированным уровнем яркости для своего применения.

3.2 Сортировка по доминирующей длине волны

Цвет (доминирующая длина волны) сортируется на четыре группы: E4, E5, E6 и E7. Каждая группа охватывает диапазон 4 нм, от E4 (617.50-621.50 нм) до E7 (629.50-633.50 нм). Такой строгий контроль обеспечивает единообразие оттенка красного в производственной партии.

3.3 Сортировка по прямому напряжению

Прямое напряжение сортируется на три группы: 0, 1 и 2. Группа 0 охватывает 1.75-1.95 В, группа 1 — 1.95-2.15 В, а группа 2 — 2.15-2.35 В, все измерения проводятся при IF=20мА. Знание группы VF может помочь в проектировании более точных схем управления и прогнозировании энергопотребления.

4. Механическая информация и данные о корпусе

17-215 — это стандартный корпус типа \"SMD B\". В спецификации содержится детальный чертеж с размерами. Ключевые механические особенности включают общую длину, ширину и высоту, а также расположение контактных площадок и маркировку полярности. Катод обычно обозначается зеленой меткой или выемкой на корпусе. Все размеры имеют стандартный допуск ±0.1 мм, если не указано иное. Компактные габариты являются основным преимуществом, позволяющим реализовывать высокоплотную компоновку на ПП.

5. Рекомендации по пайке и сборке

Правильное обращение и пайка необходимы для обеспечения надежности.

5.1 Хранение и чувствительность к влаге

Светодиоды упакованы в влагозащитный пакет с осушителем. Пакет не следует вскрывать до момента готовности к использованию компонентов. До вскрытия условия хранения должны быть не более 30°C и 90% относительной влажности. После вскрытия компоненты имеют \"срок хранения на производстве\" 1 год при хранении при 30°C/60% относительной влажности или ниже. Если срок хранения превышен или осушитель указывает на поглощение влаги, перед пайкой оплавлением рекомендуется прогрев при 60 ±5°C в течение 24 часов.

5.2 Профиль пайки оплавлением

Указан профиль бессвинцовой пайки оплавлением. 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 максимум 10 секунд; максимальные скорости нагрева и охлаждения 6°C/сек и 3°C/сек соответственно. Пайку оплавлением не следует выполнять более двух раз. Следует избегать механических нагрузок на корпус светодиода во время нагрева, а ПП не должна деформироваться после пайки.

5.3 Ручная пайка и переделка

Если необходима ручная пайка, температура жала паяльника должна быть ниже 350°C, время пайки на каждый вывод — не более 3 секунд, с использованием паяльника мощностью 25 Вт или менее. Между пайкой выводов следует соблюдать интервал охлаждения не менее 2 секунд. Переделка после первоначальной пайки крайне не рекомендуется. Если это неизбежно, следует использовать двухголовый паяльник для одновременного нагрева обоих выводов, чтобы предотвратить механическую нагрузку на паяные соединения и корпус светодиода.

6. Упаковка и информация для заказа

Продукт поставляется в транспортной ленте на катушках диаметром 7 дюймов. Каждая катушка содержит 3000 штук. Упаковка включает этикетки с указанием критически важной информации: номер продукта заказчика (CPN), номер продукта (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 система маркировки обеспечивает прослеживаемость и правильную идентификацию компонентов.

7. Рекомендации по проектированию применений

7.1 Ограничение тока и защита схемы

Светодиоды являются устройствами с токовым управлением. Последовательный токоограничивающий резистор обязателен для предотвращения повреждения. Даже небольшое увеличение прямого напряжения может вызвать большое, потенциально разрушительное увеличение тока. Номинал резистора (R) можно рассчитать по закону Ома: R = (Vпитания - VF) / IF, где VF — прямое напряжение из спецификации (для консервативного расчета используйте максимальное значение), а IF — желаемый прямой ток (не должен превышать 25 мА постоянного тока).

7.2 Тепловой режим

Хотя это маломощное устройство, работа на максимальном прямом токе или близком к нему приведет к выделению тепла. Рассеиваемая мощность (Pd = VF * IF) не должна превышать 60 мВт. Достаточная площадь медного покрытия на ПП вокруг тепловых контактных площадок может помочь рассеять тепло и поддерживать более низкую температуру перехода, что полезно для долгосрочной надежности и стабильности светового потока.

7.3 Ограничения применения

Данный продукт предназначен для общих коммерческих и промышленных применений. Он не сертифицирован и не гарантирован для использования в высоконадежных применениях, таких как военная/аэрокосмическая техника, автомобильные системы безопасности (например, подушки безопасности, торможение) или жизненно важное медицинское оборудование. Для таких применений требуются компоненты с другими спецификациями и уровнями квалификации.

8. Техническое сравнение и отличия

SMD светодиод 17-215 на основе технологии AIGaInP обладает преимуществами для красного свечения. По сравнению со старыми технологиями, такими как GaAsP, светодиоды AIGaInP обычно обеспечивают более высокую световую отдачу, что дает более яркий выходной сигнал при том же токе, и лучшую чистоту цвета (насыщенный красный). Корпус SMD имеет значительные преимущества перед светодиодами в сквозном исполнении: гораздо меньшие габариты, пригодность для автоматизированной сборки и лучшая надежность из-за отсутствия проволочных выводов, которые могут повредиться при вибрации. Широкий угол обзора 130 градусов является ключевым отличием от светодиодов с узким углом, что делает его идеальным для панельных индикаторов, которые должны быть видны под разными углами.

9. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Какой резистор нужен для питания 5В?

О: Используя максимальное VF 2.35В и целевой IF 20мА: R = (5В - 2.35В) / 0.020А = 132.5 Ом. Подойдет стандартный резистор на 130 или 150 Ом. Всегда проверяйте фактический ток в вашей схеме.

В: Можно ли питать этот светодиод от источника 3.3В?

О: Да. Используя тот же расчет с типичным VF ~2.0В: R = (3.3В - 2.0В) / 0.020А = 65 Ом. Распространенным значением является резистор на 68 Ом. Убедитесь, что источник питания может обеспечить требуемый ток.

В: Зачем нужна система сортировки?

О: Технологические вариации приводят к небольшим различиям в характеристиках. Сортировка распределяет светодиоды по группам с жестко контролируемыми параметрами (яркость, цвет, напряжение), позволяя разработчикам добиваться стабильных результатов в своих продуктах, указывая требуемые коды групп.

В: Как определить катод?

О: Катод обычно имеет маркировку. Обратитесь к чертежу корпуса в спецификации, на котором показана зеленая метка или выемка на одной из сторон корпуса компонента. Правильная полярность необходима для работы.

10. Пример проектирования и использования

Сценарий: Проектирование панели индикации состояния для сетевого маршрутизатора.Панель требует несколько ярких красных светодиодов \"Питание\" и \"Активность\", видимых спереди и сбоку. 17-215 является отличным выбором благодаря широкому углу обзора 130 градусов. Разработчик выбирает группу силы света R1 (112-140 мкд) и группу доминирующей длины волны E6 (625.5-629.5 нм), чтобы обеспечить равномерную, достаточно яркую и одинаковую окраску всех индикаторов. Компоновка ПП размещает светодиоды с достаточным интервалом и использует рассчитанный токоограничивающий резистор для каждого, подключенный к выводу GPIO микроконтроллера на 3.3В. Корпус SMD позволяет реализовать компактный, низкопрофильный дизайн панели. Компоненты собираются с использованием указанного профиля оплавления, а влагозащитные пакеты вскрываются непосредственно перед производственной сменой, чтобы предотвратить дефекты пайки, связанные с влагой.

11. Принцип работы

Излучение света в данном светодиоде основано на явлении электролюминесценции в полупроводниковом p-n переходе из материалов AIGaInP. Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее встроенный потенциал перехода, электроны из n-области и дырки из p-области инжектируются в активную область. При рекомбинации этих носителей заряда высвобождается энергия в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава AIGaInP определяет ширину запрещенной зоны, которая напрямую задает длину волны (цвет) излучаемого света — в данном случае, в красном спектре около 632 нм. Эпоксидная линза инкапсулирует чип, обеспечивает механическую защиту и формирует световой пучок.

12. Технологические тренды и контекст

SMD светодиоды, такие как 17-215, представляют собой зрелую и широко распространенную технологию. Тренд индустрии продолжается в сторону повышения эффективности (больше люмен на ватт), что позволяет либо увеличить яркость при том же токе, либо снизить энергопотребление при той же яркости. Также наблюдается движение в сторону миниатюризации, становятся распространенными еще более компактные корпуса. Кроме того, достижения в технологии люминофоров и дизайне чипов расширяют цветовой охват и улучшают цветопередачу белых светодиодов, хотя для монохроматических красных светодиодов AIGaInP остается доминирующей высокоэффективной технологией. Акцент на экологическом соответствии (RoHS, REACH, отсутствие галогенов) является постоянным и критически важным аспектом спецификации и производства компонентов.