Техническая документация на SMD светодиод 91-21SURC/S530-A6/TR7 - 2.0x1.25x1.1мм - 2.0В - 60мВт - Ярко-красный

1. Обзор продукта

Настоящий документ содержит полные технические характеристики поверхностно-монтируемого (SMD) светодиода с каталожным номером 91-21SURC/S530-A6/TR7. Этот компонент представляет собой монохромный ярко-красный светодиод, предназначенный для современных электронных приложений, требующих миниатюризации, надежности и эффективного монтажа.

Основное преимущество данного светодиода заключается в его компактном корпусе стандарта EIA с размерами приблизительно 2.0мм x 1.25мм x 1.1мм. Такие малые габариты позволяют значительно уменьшить размер печатной платы (ПП), повысить плотность компоновки компонентов, сократить требуемое складское пространство и, в конечном итоге, способствуют созданию более компактного конечного оборудования. Его малый вес делает его идеальным выбором для миниатюрных и портативных устройств. Кроме того, корпус полностью совместим с автоматическим оборудованием для установки компонентов, обеспечивая высокую точность и стабильность в условиях крупносерийного производства.

Продукт соответствует основным экологическим директивам и требованиям безопасности. Он производится как бессвинцовый компонент. Сам продукт соответствует спецификациям версии, совместимой с RoHS (Ограничение использования опасных веществ). Он также соответствует регламенту ЕС REACH и требованиям по отсутствию галогенов: содержание брома (Br) и хлора (Cl) составляет менее 900 ppm каждый, а их сумма — менее 1500 ppm.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельные эксплуатационные характеристики

Предельные эксплуатационные характеристики определяют граничные условия, превышение которых может привести к необратимому повреждению компонента. Эти значения не предназначены для непрерывной работы.

• Обратное напряжение (V_R):5В. Превышение этого напряжения при обратном смещении может вызвать пробой p-n перехода.
• Постоянный прямой ток (I_F):25 мА. Это максимальный постоянный ток, рекомендуемый для надежной долгосрочной работы.
• Пиковый прямой ток (I_FP):60 мА. Этот ток может быть приложен в импульсном режиме со скважностью 1/10 на частоте 1 кГц.
• Рассеиваемая мощность (P_d):60 мВт. Это максимальная мощность, которую корпус может рассеивать при температуре окружающей среды (T_a) 25°C. При более высоких температурах может потребоваться снижение мощности.
• Рабочая температура (T_opr):от -40°C до +85°C. Компонент предназначен для работы в этом диапазоне температур окружающей среды.
• Температура хранения (T_stg):от -40°C до +100°C.
• Электростатический разряд (ESD), модель человеческого тела (HBM):2000В. Необходимо соблюдать соответствующие процедуры защиты от электростатического разряда.
• Температура пайки:Для пайки оплавлением задана пиковая температура 260°C в течение максимум 10 секунд. Для ручной пайки температура жала паяльника не должна превышать 350°C в течение максимум 3 секунд на каждый вывод.

2.2 Электрооптические характеристики

Электрооптические характеристики измеряются при стандартных условиях испытаний: температура окружающей среды 25°C и прямой ток 20 мА, если не указано иное. Эти параметры определяют световой выход и электрические характеристики.

• Сила света (I_v):Типичное значение составляет 1232 мкд (милликандела), минимальное — 802 мкд. Это указывает на очень яркий выходной сигнал для данного размера.
• Угол обзора (2θ_1/2):25 градусов (типичное значение). Это относительно узкий угол обзора, концентрирующий световой поток в направленном вперед луче.
• Пиковая длина волны (λ_p):632 нм (типичное значение). Это длина волны, на которой спектральная плотность мощности максимальна.
• Доминирующая длина волны (λ_d):624 нм (типичное значение). Это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, определяющая цвет как ярко-красный.
• Спектральная ширина полосы (Δλ):20 нм (типичное значение). Это ширина излучаемого спектра на половине максимальной интенсивности (FWHM).
• Прямое напряжение (V_F):2.0В (типичное значение), в диапазоне от 1.7В (мин.) до 2.4В (макс.) при 20 мА. Внешний токоограничивающий резистор ОБЯЗАТЕЛЕН для предотвращения теплового разгона, поскольку V_Fсветодиода имеет отрицательный температурный коэффициент.
• Обратный ток (I_R):Максимум 10 мкА при обратном напряжении 5В.

2.3 Сортировка и выбор компонентов

Светодиод использует чип из материала AlGaInP (фосфид алюминия-галлия-индия) для получения ярко-красного цвета. Линза из смолы прозрачная, что максимизирует световой выход и сохраняет чистоту цвета. В техническом описании указано существование системы сортировки по ключевым параметрам, хотя конкретные детали кодов сортировки в данном отрывке не приводятся. Как правило, такие системы включают ранжирование по:

• Силе света (CAT):Группирует светодиоды по измеренному световому потоку.
• Доминирующей длине волны / оттенку (HUE):Группирует светодиоды по их точной цветовой точке.
• Прямому напряжению (REF):Группирует светодиоды по их V_F characteristics.

Такая сортировка позволяет разработчикам выбирать светодиоды с точно согласованными характеристиками для приложений, требующих однородности, таких как массивы подсветки или группы индикаторов состояния.

3. Анализ характеристических кривых

Хотя конкретные графики в тексте не детализированы, типичные электрооптические характеристические кривые для такого светодиода включают:

• Относительная сила света в зависимости от прямого тока (I_vот I_F):Эта кривая показывает, как световой выход увеличивается с током, обычно сублинейным образом при высоких токах из-за нагрева и падения эффективности.
• Прямое напряжение в зависимости от прямого тока (V_Fот I_F):Это вольт-амперная характеристика диода, показывающая экспоненциальную зависимость. Она имеет решающее значение для проектирования схемы управления.
• Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды (I_vот T_a):Эта кривая демонстрирует эффект теплового тушения, когда световой выход уменьшается с ростом температуры перехода. Понимание этого является ключевым для управления тепловым режимом в приложениях с высокой мощностью или высокой температурой окружающей среды.
• Спектральное распределение мощности:График, показывающий интенсивность излучаемого света на разных длинах волн, с центром около 632 нм и шириной полосы ~20 нм.

4. Механическая информация и данные о корпусе

4.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод размещен в стандартном SMD корпусе. Ключевые размеры (типичные, в мм, допуск ±0.1, если не указано иное) включают длину корпуса приблизительно 2.0 мм, ширину 1.25 мм и высоту 1.1 мм. Корпус включает два вывода анод/катод для пайки. Индикатор полярности (вероятно, выемка или метка на корпусе) обозначает катод. Для точного проектирования контактных площадок на ПП, обеспечивающего правильную пайку и выравнивание, следует обращаться к подробным механическим чертежам.

4.2 Упаковка для транспортировки и хранения

Компоненты поставляются в формате "лента и катушка", совместимом с автоматической сборкой. Они упакованы на ленте шириной 12 мм, намотанной на катушку диаметром 7 дюймов. Каждая катушка содержит 1000 штук. Для защиты от влаги катушки герметично упакованы в алюминиевый влагозащитный пакет вместе с осушителем. На пакете имеется этикетка с критически важной информацией, включая номер продукта, номер партии, количество и упомянутые коды сортировки (CAT, HUE, REF).

5. Рекомендации по пайке, монтажу и обращению

5.1 Хранение и чувствительность к влаге

Данный светодиод чувствителен к влаге. До вскрытия герметичного пакета его следует хранить при температуре ≤ 30°C и влажности ≤ 90%. После вскрытия "время жизни на производстве" (время, в течение которого компоненты могут находиться в условиях производственной среды) составляет 72 часа при температуре ≤ 30°C и влажности ≤ 60%. Неиспользованные детали должны быть повторно запечатаны во влагозащитный пакет со свежим осушителем. Если индикатор осушителя изменил цвет или время воздействия превышено, перед пайкой требуется обработка прокаливанием при 60 ± 5°C в течение 24 часов.

5.2 Профиль оплавления при пайке

Задан профиль бессвинцовой пайки оплавлением:

• Предварительный нагрев:Подъем от окружающей температуры до 150-200°C за 60-120 секунд (максимальная скорость подъема 3°C/сек).
• Оплавление:Время выше температуры ликвидуса (217°C) должно составлять 60-150 секунд. Пиковая температура не должна превышать 260°C, а время в пределах 5°C от пика должно быть максимум 10 секунд. Время выше 255°C не должно превышать 30 секунд.
• Охлаждение:Максимальная скорость охлаждения 6°C/сек.

Пайка оплавлением не должна выполняться более двух раз на одном и том же компоненте. Во время нагрева или охлаждения не должно оказываться механическое воздействие на светодиод.

5.3 Ручная пайка и перемонтаж

Если ручная пайка неизбежна, используйте паяльник с температурой жала ≤ 350°C и прикладывайте тепло к каждому выводу в течение ≤ 3 секунд. Мощность паяльника должна быть ≤ 25Вт. Между пайкой каждого вывода соблюдайте интервал охлаждения не менее 2 секунд. Перемонтаж настоятельно не рекомендуется. Если это абсолютно необходимо, следует использовать специализированный двухголовый паяльник, предназначенный для SMD компонентов, чтобы одновременно нагревать оба вывода и снять деталь, не повредив контактные площадки ПП или сам компонент. Влияние перемонтажа на характеристики светодиода должно быть проверено.

6. Рекомендации по применению и конструктивные особенности

6.1 Типовые области применения

Этот высокояркий компактный SMD светодиод подходит для широкого спектра применений, включая:

• Небольшие индикаторы состояния в потребительском и промышленном оборудовании для помещений.
• Плоская подсветка для ЖК-панелей, мембранных переключателей и символов.
• Индикация и подсветка в оборудовании для автоматизации офиса (принтеры, сканеры).
• Индикаторы в устройствах с батарейным питанием (например, портативные инструменты, медицинские приборы).
• Индикаторные лампы в аудио/видео оборудовании.
• Подсветка для приборных панелей автомобилей (вторичные индикаторы) и органов управления.
• Индикаторы телекоммуникационного оборудования (телефоны, факсы).

6.2 Критически важные конструктивные соображения

• Ограничение тока:Внешний последовательный резистор ОБЯЗАТЕЛЕН для установки прямого тока. Схема управления должна быть спроектирована так, чтобы предотвращать скачки тока или превышение предельных эксплуатационных характеристик.
• Тепловой менеджмент:Хотя рассеиваемая мощность мала, обеспечение хорошего теплового пути через контактные площадки ПП важно для поддержания силы света и долгосрочной надежности, особенно при высоких температурах окружающей среды или при работе, близкой к максимальному току.
• Защита от ESD:Реализуйте соответствующую защиту от электростатического разряда на входных линиях и соблюдайте надлежащие процедуры обращения во время сборки.
• Оптическая конструкция:Угол обзора 25 градусов обеспечивает направленный луч. Для более широкого освещения могут потребоваться вторичная оптика (рассеиватели, световоды).

7. Надежность и гарантия качества

Продукт проходит комплекс испытаний на надежность, проводимых с уровнем достоверности 90% и допустимым процентом дефектных изделий в партии (LTPD) 10%. Ключевые пункты испытаний включают:

• Стойкость к пайке оплавлением (260°C/10с).
• Термоудар (-10°C до +100°C).
• Температурные циклы (-40°C до +100°C).
• Хранение при высокой температуре/высокой влажности (85°C/85% отн. влажности, 1000 часов со смещением).
• Хранение при высокой и низкой температуре.
• Испытание на срок службы при постоянном токе (1000 часов при 20 мА).

Эти испытания подтверждают надежность светодиода при различных эксплуатационных и экологических нагрузках, гарантируя соответствие отраслевым стандартам качества и долговечности в конечных продуктах.

8. Техническое сравнение и отличительные особенности

По сравнению со старыми технологиями выводных светодиодов, этот SMD светодиод предлагает значительные преимущества: значительно меньшие габариты, пригодность для высокоскоростной автоматической сборки и лучшие тепловые характеристики благодаря непосредственному монтажу на ПП. В категории SMD светодиодов его ключевыми отличительными особенностями являются конкретное сочетание очень высокой силы света (1232 мкд тип.) в крошечном корпусе 2.0мм, четко определенный ярко-красный цвет благодаря технологии AlGaInP и полное соответствие экологическим стандартам (RoHS, REACH, без галогенов). Узкий угол обзора делает его превосходным для применений, требующих направленного луча, а не всенаправленного излучения.

9. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

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

Используя закон Ома: R = (V_{питания}- V_F) / I_F. При типичном V_F2.0В, R = (5В - 2.0В) / 0.020А = 150 Ом. Чтобы учесть максимальное V_F(2.4В) и гарантировать, что ток не превысит 25 мА, рассчитайте для наихудшего случая: R_мин= (5В - 1.7В) / 0.025А = 132 Ом. Стандартный резистор 150 Ом является хорошей отправной точкой, обеспечивая примерно 20 мА для типичного светодиода. Всегда проверяйте фактический ток в цепи.

9.2 Можно ли использовать ШИМ (широтно-импульсную модуляцию) для регулировки яркости этого светодиода?

Да, ШИМ является эффективным методом регулировки яркости светодиодов. Прямой ток во время импульса "включено" не должен превышать номинальный пиковый прямой ток (60 мА при скважности 1/10, 1 кГц). Для регулировки яркости убедитесь, что частота ШИМ достаточно высока (обычно >100 Гц), чтобы избежать видимого мерцания.

9.3 Почему процедуры хранения и обращения настолько строгие?

Пластиковый корпус из смолы может поглощать влагу из воздуха. Во время высокотемпературного процесса пайки оплавлением эта захваченная влага может быстро расширяться, вызывая внутреннее расслоение или эффект "попкорна", который раскалывает корпус и разрушает светодиод. Уровень чувствительности к влаге (MSL) и процедуры прокаливания предотвращают этот вид отказа.

10. Принцип работы и технология

Данный светодиод основан на полупроводниковой технологии AlGaInP. Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее потенциал перехода диода, электроны и дырки инжектируются в активную область, где они рекомбинируют. В материалах AlGaInP эта рекомбинация высвобождает энергию в основном в виде фотонов в красной и янтарной областях видимого спектра. Конкретный состав сплава алюминия, галлия, индия и фосфора определяет точную энергию запрещенной зоны и, следовательно, доминирующую длину волны излучаемого света, которая в данном случае является ярко-красной. Прозрачная эпоксидная смола линзы инкапсулирует чип, обеспечивает механическую защиту и формирует выходной световой луч.