Техническая документация на SMD светодиод 15-215/R6C-AQ1R2L/2T - Ярко-красный - 2.0x1.25x0.8мм - 2.0В - 0.06Вт

1. Обзор продукта

15-215/R6C-AQ1R2L/2T — это светодиод для поверхностного монтажа (SMD), предназначенный для высокоплотных печатных плат. Он использует чип AlGaInP для получения яркого красного свечения. Его компактные размеры обеспечивают значительную экономию места на плате, что делает его идеальным для современных миниатюрных электронных устройств, где площадь платы ограничена. Компонент поставляется на 8-мм ленте, намотанной на катушку диаметром 7 дюймов, что обеспечивает совместимость со стандартным автоматизированным оборудованием для установки компонентов.

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

Основные преимущества этого светодиода включают исключительно малый размер, легкую конструкцию и пригодность для автоматизированного массового производства. Эти характеристики напрямую ведут к снижению требований к хранению, увеличению плотности компоновки на печатных платах и, в конечном счете, к возможности создания более компактных конечных изделий. Устройство соответствует требованиям бессвинцовых процессов пайки, директивам RoHS, EU REACH и стандартам на отсутствие галогенов (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm), что делает его подходящим для глобальных рынков со строгими экологическими нормами. Области его применения разнообразны: от подсветки приборных панелей, переключателей и ЖК-дисплеев до индикаторов состояния в телекоммуникационном оборудовании и общего освещения.

2. Подробный анализ технических параметров

В этом разделе представлена детальная, объективная интерпретация ключевых электрических, оптических и тепловых параметров, указанных в документации, что крайне важно для надежного проектирования схем.

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Предельные эксплуатационные параметры определяют границы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Это не условия для нормальной работы.

• Обратное напряжение (V_R):5В. Превышение этого напряжения при обратном смещении может вызвать пробой p-n перехода.
• Прямой ток (I_F):25мА постоянного тока. Это максимальный рекомендуемый непрерывный ток для надежной долгосрочной работы.
• Пиковый прямой ток (I_FP):60мА при скважности 1/10 и частоте 1кГц. Этот параметр допускает кратковременные импульсы тока, что полезно в схемах с мультиплексированием, но средний ток не должен превышать I_F.
• Рассеиваемая мощность (P_d):60мВт. Этот предел учитывает общую электрическую мощность, преобразуемую в тепло (V_F* I_F) на p-n переходе.
• Рабочая и температура хранения:-40°C до +85°C (рабочая), -40°C до +90°C (хранение). Эти широкие диапазоны обеспечивают функциональность в жестких условиях окружающей среды.
• Температура пайки:Пиковая температура при оплавлении 260°C не более 10 секунд; ручная пайка при 350°C не более 3 секунд на вывод.
• Чувствительность к ЭСР:Уровень по модели человеческого тела (HBM) 2000В. Это классифицирует его как умеренно чувствительный; необходимы стандартные меры предосторожности при обращении с ЭСР.

2.2 Электрооптические характеристики

Эти параметры указаны при температуре перехода (T_j) 25°C и испытательном токе 20мА. Реальные характеристики будут варьироваться в зависимости от температуры и тока.

• Сила света (I_v):от 72.0 до 180.0 мкд (милликандела). Широкий диапазон регулируется системой сортировки (см. Раздел 3). Типичное значение не указано, что подразумевает выбор на основе конкретного кода сортировки.
• Угол обзора (2θ_1/2):140 градусов (типичное значение). Такой широкий угол обзора указывает на ламбертовскую или близкую к ней диаграмму направленности, подходящую для освещения площади, а не для сфокусированных лучей.
• Пиковая длина волны (λ_p):632 нм (типичное значение). Это длина волны, на которой спектральная мощность излучения максимальна.
• Доминирующая длина волны (λ_d):от 617.5 до 633.5 нм. Это воспринимаемая человеческим глазом как одноцветная длина волны свечения светодиода, которая также регулируется системой сортировки.
• Спектральная ширина (Δλ):20 нм (типичное значение). Определяет диапазон длин волн, излучаемых на половине пиковой интенсивности, что указывает на относительно чистый красный цвет.
• Прямое напряжение (V_F):от 1.70 до 2.30 В при 20мА. Этот диапазон также подлежит сортировке. Более низкое V_Fприводит к снижению энергопотребления и меньшему тепловыделению при заданном токе.
• Обратный ток (I_R):максимум 10 мкА при V_R=5В. Желателен низкий ток утечки.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения стабильного цвета и яркости в производстве светодиоды сортируются на группы или "бины". Модель 15-215 использует три независимых критерия сортировки.

3.1 Сортировка по силе света

Интенсивность сортируется на четыре бина (Q1, Q2, R1, R2), где Q1 — самый тусклый (72.0-90.0 мкд), а R2 — самый яркий (140.0-180.0 мкд). Конструкторы должны выбирать соответствующий бин на основе требуемой яркости для их применения, учитывая, что смешивание бинов в одном изделии может вызвать видимые различия в яркости.

3.2 Сортировка по доминирующей длине волны

Цвет сортируется на четыре бина (E4, E5, E6, E7), охватывающие диапазон от 617.5нм до 633.5нм. E4 представляет более короткую, оранжево-красную длину волны, а E7 — более длинную, глубокую красную длину волны. Для однородного цветового восприятия необходимо использовать светодиоды из одного или соседних бинов по длине волны.

3.3 Сортировка по прямому напряжению

Напряжение сортируется на шесть бинов (19-24), каждый охватывает 0.1В от 1.70В до 2.30В. Хотя это менее критично для простых индикаторов с токоограничивающим резистором, сортировка по напряжению становится важной в последовательных цепочках или при питании от постоянного напряжения для обеспечения равномерного распределения тока и яркости.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя в предоставленном отрывке документации упоминаются "Типичные электрооптические характеристики кривых", конкретные графики в тексте не приведены. Как правило, такие кривые иллюстрируют следующие зависимости, которые критически важны для продвинутого проектирования:

• Вольт-амперная характеристика (ВАХ):Показывает экспоненциальную зависимость между прямым напряжением и током. Кривая смещается с изменением температуры.
• Зависимость силы света от прямого тока:Показывает, как световой поток увеличивается с током, обычно это почти линейная зависимость в рабочем диапазоне до снижения эффективности при высоких токах.
• Зависимость силы света от температуры окружающей среды:Показывает снижение светового потока при повышении температуры перехода. Красные светодиоды AlGaInP обычно имеют более выраженный эффект теплового тушения по сравнению с некоторыми синими/белыми светодиодами.
• Спектральное распределение:График, показывающий относительную мощность излучения в зависимости от длины волны, с центром вокруг пиковой длины волны (632 нм).

Конструкторам следует обращаться к полной документации с графиками для точного моделирования тепловых характеристик и прогнозирования поведения при различных условиях питания.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габариты корпуса

Светодиод имеет очень компактные размеры. Ключевые размеры (в мм, допуск ±0.1мм, если не указано иное) включают длину корпуса около 2.0мм, ширину 1.25мм и высоту 0.8мм. В документации содержится подробный чертеж с размерами, показывающий расположение маркера катода (обычно выемка или зеленая метка на корпусе), разводку контактных площадок и рекомендуемый рисунок печатной платы. Соблюдение этих размеров необходимо для правильной пайки и позиционирования.

5.2 Определение полярности

Правильная полярность жизненно важна. Корпус включает визуальный маркер для идентификации вывода катода (-). Конструкторы должны убедиться, что посадочное место на печатной плате соответствует этой ориентации, чтобы предотвратить неправильную установку автоматическими машинами.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

Требуется правильное обращение для предотвращения повреждения этих миниатюрных компонентов.

6.1 Профиль пайки оплавлением

Компонент совместим с инфракрасной и паровой фазовой пайкой оплавлением. Рекомендуется бессвинцовый профиль: предварительный нагрев между 150-200°C в течение 60-120 секунд, время выше температуры ликвидуса (217°C) 60-150 секунд, с пиковой температурой не выше 260°C не более 10 секунд. Максимальная скорость нагрева 6°C/сек, максимальная скорость охлаждения 3°C/сек. Пайку оплавлением не следует выполнять более двух раз.

6.2 Хранение и чувствительность к влаге

Светодиоды упакованы в влагозащитный пакет с осушителем. Пакет не следует открывать до готовности к использованию компонентов. После вскрытия "срок годности на открытом воздухе" составляет 1 год при ≤30°C и ≤60% относительной влажности. В случае превышения перед пайкой требуется термообработка (пропекание) при 60±5°C в течение 24 часов для предотвращения повреждения типа "попкорн" во время оплавления.

6.3 Ручная пайка и перемонтаж

Если необходима ручная пайка, используйте паяльник с температурой жала <350°C, нагревайте каждый вывод ≤3 секунд и используйте маломощный паяльник (<25Вт). Рекомендуется минимальный интервал в 2 секунды между пайкой каждого вывода. Для перемонтажа рекомендуется использовать двусторонний паяльник для одновременного нагрева обоих выводов и избежания механических напряжений. Следует заранее проверить возможность перемонтажа без повреждения светодиода.

7. Упаковка и информация для заказа

Продукт поставляется в формате влагозащитной упаковки (MSP). Компоненты размещаются в несущей ленте с карманами, намотанной на катушку диаметром 7 дюймов. Каждая катушка содержит 2000 штук. Катушка и несущая лента имеют определенные размеры, указанные в документации, для совместимости с автоматическими питателями. Этикетки на катушке и пакете содержат критически важную информацию: номер детали заказчика (CPN), номер продукта (P/N), количество (QTY), а также конкретные коды бинов для силы света (CAT), доминирующей длины волны (HUE) и прямого напряжения (REF), вместе с номером партии.

8. Рекомендации по проектированию приложений

8.1 Ограничение тока обязательно

Светодиоды — это устройства с токовым управлением.Внешний токоограничивающий резистор или схема драйвера постоянного тока абсолютно необходимы.Прямое напряжение имеет отрицательный температурный коэффициент, и небольшое его изменение может вызвать большое изменение тока при питании непосредственно от источника напряжения, что потенциально может привести к тепловому разгону и отказу.

8.2 Тепловой менеджмент

Несмотря на малые размеры, светодиод выделяет тепло на p-n переходе. Для непрерывной работы на максимальном прямом токе (25мА) или близком к нему следует использовать достаточную площадь меди на печатной плате (тепловые контактные площадки) для отвода тепла от устройства и поддержания более низкой температуры перехода, что сохраняет световой поток и срок службы.

8.3 Ограничения применения

В документации четко указано, что данный продукт не предназначен и не сертифицирован для применений с высокими требованиями к надежности, таких как военная/аэрокосмическая техника, автомобильные системы безопасности или медицинское оборудование жизнеобеспечения, без предварительных консультаций и одобрения. Для таких применений требуются продукты с другими спецификациями и уровнями квалификации.

9. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Могу ли я питать этот светодиод током 30мА для большей яркости?

О: Нет. Предельный параметр для непрерывного прямого тока (I_F) составляет 25мА. Превышение этого параметра снижает надежность и может вызвать преждевременный отказ из-за чрезмерной температуры перехода.

В: Какое сопротивление резистора использовать с питанием 5В?

О: Используя закон Ома: R = (V_{питания}- V_F) / I_F. Используйте максимальное V_Fиз вашего бина (например, 2.3В) для консервативного проектирования, чтобы гарантировать, что ток не превысит 20мА. R = (5 - 2.3) / 0.02 = 135 Ом. Стандартный резистор 150 Ом обеспечит примерно 18мА, что безопасно и соответствует спецификации.

В: Почему диапазон силы света такой широкий (72-180 мкд)?

О: Технологические вариации вызывают естественный разброс характеристик. Система сортировки (Q1, Q2, R1, R2) позволяет производителям сортировать эти компоненты, а заказчикам — выбирать необходимый уровень яркости в соответствии с их требованиями по стоимости и производительности.

10. Пример проектирования и использования

Сценарий: Проектирование панели индикаторов состояния с несколькими однородными красными светодиодами.

Конструктор создает панель управления, для которой требуется 20 одинаковых ярких красных индикаторных светодиодов. Для обеспечения визуальной однородности:

1. Выбор бинов:Они указывают бины R2 (140-180 мкд) для высокой яркости и E6/E7 (625.5-633.5 нм) для однородного глубокого красного цвета. Они также могут указать узкий бин по напряжению (например, 21 или 22), если светодиоды питаются в общей схеме с постоянным напряжением.
2. Проектирование схемы:Имеется шина питания 5В. Используя целевой ток 20мА и типичное V_F2.0В, последовательно с каждым светодиодом устанавливается токоограничивающий резистор 150 Ом. Мощность резистора составляет (5-2)^2 / 150 = 0.06Вт, поэтому стандартного резистора 1/8Вт (0.125Вт) достаточно.
3. Разводка печатной платы:Посадочное место на печатной плате соответствует рекомендуемому рисунку из документации. Дополнительная медная разливка подключена к площадкам катода и анода для улучшения теплоотвода, особенно учитывая, что светодиоды будут установлены близко друг к другу.
4. Монтаж:Светодиоды заказываются на ленте и катушке. Монтажное производство использует предоставленные катушки с автоматическими установщиками компонентов, следуя бессвинцовому профилю оплавления, указанному в документации.

Такой системный подход, основанный на параметрах документации, обеспечивает надежный, однородный и технологичный конечный продукт.