Техническая спецификация SMD светодиода 17-215/G6C-FN2P2B/3T - Яркий желто-зеленый - 2.0x1.25x0.8мм - Макс. 2.35В - 60мВт

1. Обзор продукта

17-215/G6C-FN2P2B/3T — это светодиод для поверхностного монтажа (SMD), предназначенный для высокоплотных электронных сборок. Этот компонент использует полупроводниковый чип AIGaInP (фосфид алюминия-галлия-индия) для получения яркого желто-зеленого свечения. Его основное преимущество заключается в миниатюрных размерах, что позволяет значительно уменьшить размер печатной платы (ПП), увеличить плотность компонентов и, в конечном итоге, способствует созданию более компактного и легкого конечного оборудования. Устройство поставляется на стандартных 8-мм лентах, намотанных на катушки диаметром 7 дюймов, что обеспечивает полную совместимость с автоматическим оборудованием для установки компонентов, упрощая процессы крупносерийного производства.

Светодиод классифицируется как монохромный и изготовлен из бессвинцовых материалов. Он соответствует основным международным экологическим и нормам безопасности, включая директиву ЕС об ограничении использования опасных веществ (RoHS), регламент REACH (Регистрация, оценка, разрешение и ограничение химических веществ) и стандарты на безгалогенную продукцию (содержание брома <900 ppm, хлора <900 ppm, а их сумма <1500 ppm). Это соответствие гарантирует его пригодность для широкого спектра мировых рынков и применений со строгими требованиями к материалам.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Абсолютные максимальные параметры определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Эти значения не предназначены для нормальной работы. Для светодиода 17-215 максимальный постоянный прямой ток (I_F) составляет 25 мА. В импульсном режиме со скважностью 1/10 на частоте 1 кГц пиковый прямой ток (I_FP) может достигать 60 мА. Максимально допустимое обратное напряжение (V_R) равно 5 В; важно отметить, что устройство не предназначено для работы в обратном смещении, и этот параметр в основном относится к условиям тестирования обратного тока (I_R). Общая рассеиваемая мощность (P_d) не должна превышать 60 мВт, что рассчитывается как произведение прямого напряжения и прямого тока. Устройство может выдерживать электростатический разряд (ESD) 2000 В по модели человеческого тела (HBM). Рабочий диапазон температур (T_opr) составляет от -40°C до +85°C, в то время как диапазон температур хранения (T_stg) немного шире — до +90°C.

2.2 Электрооптические характеристики

Электрооптические параметры указаны для стандартных условий испытаний: температура окружающей среды (T_a) 25°C и прямой ток 20 мА. Сила света (I_v) имеет типичный диапазон от 36,00 мкд до 72,00 мкд с указанным допуском ±11%. Пространственное распределение света характеризуется широким углом обзора (2θ_1/2) 130 градусов, обеспечивающим широкое освещение. Спектральные характеристики определяются пиковой длиной волны (λ_p) 575 нм и диапазоном доминирующей длины волны (λ_d) от 570,00 нм до 574,50 нм (допуск ±1 нм). Ширина спектральной полосы (Δλ) составляет приблизительно 20 нм. Прямое напряжение (V_F) при токе 20 мА обычно находится в диапазоне от 1,75 В до 2,35 В с допуском ±0,1 В. Обратный ток (I_R) гарантированно не превышает 10 мкА при приложении обратного напряжения 5 В.

3. Объяснение системы бинирования

Для обеспечения стабильности в массовом производстве светодиоды сортируются по бинам на основе ключевых параметров производительности. Это позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным требованиям приложения по яркости, цвету и электрическим характеристикам.

3.1 Бинирование по силе света

Сила света классифицируется на три основных бина, измеренные при I_F= 20 мА:

• Бин N2:36,00 мкд (Мин.) до 45,00 мкд (Макс.)
• Бин P1:45,00 мкд (Мин.) до 57,00 мкд (Макс.)
• Бин P2:57,00 мкд (Мин.) до 72,00 мкд (Макс.)

Допуск для силы света внутри бина составляет ±11%.

3.2 Бинирование по доминирующей длине волны

Доминирующая длина волны, которая тесно связана с воспринимаемым цветом, разделена на три бина:

• Бин CC2:570,00 нм (Мин.) до 571,50 нм (Макс.)
• Бин CC3:571,50 нм (Мин.) до 573,00 нм (Макс.)
• Бин CC4:573,00 нм (Мин.) до 574,50 нм (Макс.)

Допуск для доминирующей длины волны составляет ±1 нм.

3.3 Бинирование по прямому напряжению

Прямое напряжение сортируется на три бина для помощи в проектировании схем, особенно при расчете токоограничивающего резистора и проектировании источника питания:

• Бин 0:1,75 В (Мин.) до 1,95 В (Макс.)
• Бин 1:1,95 В (Мин.) до 2,15 В (Макс.)
• Бин 2:2,15 В (Мин.) до 2,35 В (Макс.)

Допуск для прямого напряжения составляет ±0,1 В.

4. Анализ кривых характеристик

Хотя в PDF указано наличие типичных электрооптических характеристических кривых на странице 5, конкретные графики в текстовом содержании не приведены. Как правило, такие спецификации включают кривые, иллюстрирующие зависимость силы света от прямого тока, прямого напряжения от прямого тока, а также относительной силы света от температуры окружающей среды. Эти кривые необходимы разработчикам для понимания поведения устройства в нестандартных условиях. Например, сила света обычно снижается с ростом температуры окружающей среды. Прямое напряжение также имеет отрицательный температурный коэффициент, то есть немного снижается с повышением температуры. Разработчикам следует обращаться к графическим данным для соответствующего снижения номинальных параметров в конкретных условиях эксплуатации и обеспечения стабильного токового управления в заданном температурном диапазоне.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

SMD светодиод 17-215 имеет компактный корпус. Ключевые размеры (в миллиметрах) следующие, с общим допуском ±0,1 мм, если не указано иное: общая длина корпуса — 2,0 мм, ширина — 1,25 мм, высота — 0,8 мм. Устройство включает два вывода (анод/катод) для электрического подключения. В спецификации приведены подробные чертежи с размерами, включая расстояние между контактными площадками, размер выводов и геометрию линзы, для руководства при проектировании посадочного места на печатной плате с целью оптимальной пайки и механической стабильности.

5.2 Идентификация полярности

Правильная полярность имеет решающее значение для работы светодиода. Чертеж корпуса в спецификации четко указывает выводы анода и катода. Как правило, один вывод может быть помечен или иметь другую форму (например, выемку или скошенный угол) для облегчения визуальной идентификации при ручной сборке или инспекции. Разработчики должны убедиться, что посадочное место на печатной плате отражает эту полярность, чтобы предотвратить неправильную установку.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Профиль пайки оплавлением

Светодиод совместим с процессами пайки оплавлением в инфракрасной и паровой фазе. Для бессвинцовой пайки необходимо соблюдать определенный температурный профиль:

• Предварительный нагрев:Плавный подъем от комнатной температуры до 150-200°C в течение 60-120 секунд.
• Выдержка/Оплавление:Поддержание температуры выше 217°C (температура ликвидуса) в течение 60-150 секунд. Пиковая температура не должна превышать 260°C, а время пребывания выше 255°C должно быть ограничено максимум 30 секундами.
• Охлаждение:Максимальная скорость охлаждения не должна превышать 6°C в секунду.

Настоятельно рекомендуется выполнять пайку оплавлением не более двух раз, чтобы предотвратить повреждение корпуса светодиода и внутренних проводящих соединений термическим напряжением.

6.2 Ручная пайка

Если ручная пайка неизбежна, необходимо соблюдать крайнюю осторожность. Температура жала паяльника должна быть ниже 350°C, а время контакта с каждым выводом не должно превышать 3 секунд. Мощность паяльника должна составлять 25 Вт или менее. Между пайкой каждого вывода следует выдерживать минимальный интервал в 2 секунды. Для ремонта рекомендуется использовать паяльник с двумя жалами, чтобы минимизировать термическое напряжение, но ремонт после первоначальной пайки, как правило, не рекомендуется.

6.3 Хранение и чувствительность к влажности

Светодиоды упакованы в влагозащитные барьерные пакеты с осушителем. Пакет не следует вскрывать до момента готовности к использованию компонентов. После вскрытия:

• Неиспользованные светодиоды следует хранить при температуре 30°C или ниже и относительной влажности (RH) 60% или ниже.
• "Время жизни на производстве" после вскрытия пакета составляет 168 часов (7 дней).
• Если в течение этого периода светодиоды не использованы, оставшиеся компоненты должны быть повторно упакованы с осушителем.
• Если индикатор осушителя изменил цвет или время воздействия превышено, перед использованием требуется термообработка (прокаливание) при 60°C ±5°C в течение 24 часов.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификации катушки и ленты

Продукт поставляется в стандартной несущей ленте типа "ammo pack" шириной 8 мм, намотанной на катушку диаметром 7 дюймов (178 мм). Каждая катушка содержит 3000 штук. Приведены подробные размеры катушки, карманов несущей ленты и покровной ленты для обеспечения совместимости с автоматическими питателями.

7.2 Расшифровка маркировки

Маркировка на упаковке содержит несколько ключевых кодов для прослеживаемости и спецификации:

• CPN:Номер продукта заказчика (присваивается покупателем).
• P/N:Номер продукта производителя (17-215/G6C-FN2P2B/3T).
• QTY:Количество в упаковке (например, 3000).
• CAT:Ранг силы света (например, N2, P1, P2).
• HUE:Цветовые координаты и ранг доминирующей длины волны (например, CC2, CC3, CC4).
• REF:Ранг прямого напряжения (например, 0, 1, 2).
• LOT No:Производственный номер партии для прослеживаемости.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Яркий желто-зеленый цвет и компактный размер делают этот светодиод подходящим для различных индикаторных функций и подсветки:

• Автомобильный интерьер:Подсветка приборной панели, переключателей и панелей управления.
• Телекоммуникации:Индикаторы состояния и подсветка клавиатуры в телефонах, факсимильных аппаратах и других устройствах связи.
• Потребительская электроника:Плоская подсветка для небольших ЖК-дисплеев, подсветка переключателей и символические индикаторы.
• Общее индикаторное применение:Индикаторы состояния питания, выбора режима и предупреждений в широком спектре электронного оборудования.

8.2 Критические аспекты проектирования

Токоограничение обязательно:Светодиоды являются устройствами с токовым управлением. Всегда должен использоваться внешний токоограничивающий резистор, включенный последовательно со светодиодом. Его значение рассчитывается на основе напряжения питания (V_supply), прямого напряжения светодиода (V_Fиз его бина) и желаемого прямого тока (I_F, обычно 20 мА или менее). Формула: R = (V_supply- V_F) / I_F. Без этого резистора даже небольшое увеличение напряжения питания может вызвать большое, разрушительное увеличение тока.

Тепловой менеджмент:Хотя рассеиваемая мощность мала, обеспечение достаточной площади медного покрытия на печатной плате вокруг контактных площадок светодиода может помочь рассеять тепло, особенно в условиях высокой температуры окружающей среды или при работе на максимальном постоянном токе. Это помогает поддерживать световой поток и долговечность.

Ограничения применения:Этот стандартный светодиод коммерческого класса не предназначен и не сертифицирован для применений с высокими требованиями к надежности, где отказ может привести к рискам для безопасности. Это включает, но не ограничивается, военные/аэрокосмические системы, критически важные для безопасности автомобильные системы (например, стоп-сигналы, индикаторы подушек безопасности) и медицинское оборудование для поддержания жизни. Для таких применений следует выбирать компоненты с соответствующей квалификацией и данными по надежности.

9. Техническое сравнение и дифференциация

Основными отличительными факторами светодиода 17-215 являются сочетание конкретного материала чипа AIGaInP, дающего яркий желто-зеленый цвет, его очень компактный размер 2012 (2.0x1.25мм) и соответствие современным экологическим стандартам (бессвинцовый, безгалогенный, RoHS, REACH). По сравнению со старыми выводными или более крупными SMD светодиодами он обеспечивает значительную миниатюризацию. По сравнению с другими желто-зелеными светодиодами технология AIGaInP обычно предлагает более высокую световую отдачу и лучшую стабильность цвета при изменении температуры и тока, чем некоторые альтернативные полупроводниковые материалы, используемые для аналогичных цветов. Широкий угол обзора 130 градусов также является ключевой особенностью для применений, требующих широкого, равномерного освещения, а не сфокусированного луча.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В1: В чем разница между пиковой длиной волны (λp) и доминирующей длиной волны (λd)?

О1: Пиковая длина волны — это длина волны, на которой спектральное распределение мощности максимально. Доминирующая длина волны — это длина волны монохроматического света, соответствующая воспринимаемому цвету светодиода. Для светодиодов с относительно узким спектром они часто близки, но λd более актуальна для спецификации цвета в приложениях.

В2: Могу ли я питать этот светодиод без токоограничивающего резистора, если использую источник постоянного напряжения, установленный на прямое напряжение светодиода?

О2: Нет, это не рекомендуется и, скорее всего, повредит светодиод. Прямое напряжение имеет допуск и отрицательный температурный коэффициент. Небольшое отклонение напряжения питания или повышение температуры светодиода может вызвать значительное и неконтролируемое увеличение тока, приводящее к перегреву и отказу. Всегда используйте последовательный резистор или специальный драйвер постоянного тока.

В3: Почему существует строгое "время жизни на производстве" после вскрытия влагозащитного пакета?

О3: Компоненты для поверхностного монтажа могут поглощать влагу из атмосферы. Во время высокотемпературного процесса пайки оплавлением эта захваченная влага может быстро испаряться, создавая внутреннее давление, которое может вызвать растрескивание корпуса (эффект "попкорна") или расслоение, приводящее к отказу. Время жизни на производстве и процедуры прокаливания управляют этим уровнем чувствительности к влаге (MSL).

В4: Как интерпретировать коды бинов (CAT, HUE, REF) при заказе?

О4: Вы можете указать точные коды бинов, которые требуются, исходя из потребностей вашего приложения в яркости (CAT), цвете (HUE) и прямом напряжении (REF). Заказ более узких бинов обеспечивает большую стабильность внешнего вида и электрических характеристик вашего конечного продукта. Если не указано, вы получите компоненты из стандартных производственных бинов.

11. Практические примеры проектирования и использования

Пример 1: Подсветка переключателей на приборной панели

В автомобильной приборной панели несколько светодиодов 17-215 могут быть размещены за полупрозрачными колпачками переключателей. Вывод GPIO микроконтроллера, через транзистор, может подавать питание от 12-вольтовой системы автомобиля. Последовательный резистор рассчитывается для каждого светодиода. Например, при использовании питания 12В, V_F2,1В (Бин 1) и целевого I_F20мА: R = (12В - 2,1В) / 0,02А = 495 Ом. Подошел бы стандартный резистор 510 Ом, что даст I_F≈ 19,4 мА. Широкий угол обзора обеспечивает равномерное освещение переключателя.

Пример 2: Индикатор состояния на сетевом устройстве

Для индикатора "Связь активна" на маршрутизаторе один светодиод может управляться непосредственно от логического сигнала 3,3В. Используя V_F= 1,9В (Бин 0) и I_F= 15 мА для снижения мощности и увеличения срока службы: R = (3,3В - 1,9В) / 0,015А ≈ 93,3 Ом. Был бы использован резистор 100 Ом. Яркий желто-зеленый цвет хорошо заметен и обычно ассоциируется с сетевой активностью.

12. Введение в принцип работы

Светоизлучающие диоды (LED) — это полупроводниковые устройства, излучающие свет в процессе, называемом электролюминесценцией. Светодиод 17-215 использует сложный полупроводник AIGaInP (фосфид алюминия-галлия-индия). Когда прямое напряжение прикладывается к p-n переходу, электроны из n-области и дырки из p-области инжектируются в активную область. Когда эти носители заряда (электроны и дырки) рекомбинируют, они высвобождают энергию. В материалах AIGaInP эта энергия высвобождается в основном в виде фотонов (частиц света) с длиной волны, соответствующей ширине запрещенной зоны полупроводникового материала. Конкретный состав атомов Al, Ga, In и P разработан для создания запрещенной зоны, которая приводит к желто-зеленому свету с пиковой длиной волны около 575 нм. Эпоксидная линза инкапсулирует чип, защищает его и формирует световой поток для достижения желаемого угла обзора 130 градусов.

13. Тенденции и развитие технологий

Общая тенденция в технологии SMD светодиодов продолжает развиваться в нескольких ключевых направлениях:Повышение эффективности:Постоянные улучшения в материаловедении и дизайне чипов направлены на получение большего количества люмен на ватт (лм/Вт), снижая энергопотребление при заданном световом потоке.Миниатюризация:Корпуса продолжают уменьшаться (например, с 2012 до 1608, 1005 метрических размеров) для поддержки все более компактной потребительской электроники.Улучшение цветопередачи и стабильности:Достижения в технологии люминофоров (для белых светодиодов) и процессах эпитаксиального роста (для цветных светодиодов, таких как AIGaInP) приводят к более узким бинам по цвету и более стабильным характеристикам в течение срока службы и при изменении температуры.Повышенная надежность:Улучшенные материалы корпусов и производственные процессы увеличивают срок службы светодиодов и повышают устойчивость к термическим и экологическим нагрузкам.Интегрированные решения:Растет рынок светодиодов со встроенными токоограничивающими резисторами, защитными диодами или даже драйверными ИС, упрощающими проектирование схем. 17-215 представляет собой зрелую, широко распространенную технологию и тип корпуса, которые выигрывают от этих постоянных общеотраслевых улучшений в производственном выходе и производительности.