Техническая спецификация SMD светодиода 17-21/G6C-AP1Q1B/3T - Размер 1.6x0.8x0.6мм - Напряжение 1.75-2.35В - Яркий желто-зеленый

1. Обзор продукта

17-21/G6C-AP1Q1B/3T — это светодиод для поверхностного монтажа (SMD), предназначенный для высокоплотных миниатюрных применений. Он использует чип на основе AlGaInP (фосфида алюминия-галлия-индия) для получения яркого желто-зеленого свечения. Этот светодиод выполнен в компактном корпусе размером 1.6мм x 0.8мм x 0.6мм, что позволяет значительно экономить место на печатных платах (ПП) по сравнению с традиционными выводными компонентами. Его малый размер и малый вес делают его идеальным для современной электроники, где миниатюризация является ключевым конструктивным ограничением.

Устройство соответствует основным экологическим и стандартам безопасности, включая RoHS (Ограничение использования опасных веществ), регламент ЕС REACH и классифицируется как не содержащее галогенов (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Поставляется на 8-миллиметровой ленте, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов, что обеспечивает полную совместимость с автоматическим оборудованием для установки компонентов. Светодиод подходит как для инфракрасной, так и для пайки оплавлением в паровой фазе.

2. Подробные технические характеристики

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Предельные эксплуатационные параметры определяют границы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Эти параметры указаны для температуры окружающей среды (Ta) 25°C. Максимальное обратное напряжение (VR) составляет 5В. Непрерывный прямой ток (IF) не должен превышать 25мА. Для импульсного режима допустим пиковый прямой ток (IFP) 60мА при скважности 1/10 и частоте 1кГц. Максимальная рассеиваемая мощность (Pd) составляет 60мВт. Устройство выдерживает электростатический разряд (ESD) 2000В по модели человеческого тела (HBM). Диапазон рабочих температур (Topr) составляет от -40°C до +85°C, в то время как диапазон температур хранения (Tstg) немного шире — от -40°C до +90°C. Профиль температуры пайки (Tsol) критически важен: для пайки оплавлением пиковая температура не должна превышать 260°C в течение максимум 10 секунд; для ручной пайки температура жала паяльника должна быть 350°C или ниже в течение максимум 3 секунд на каждый вывод.

2.2 Электрооптические характеристики

Электрооптические характеристики измеряются при Ta=25°C и рабочем токе (IF) 20мА, что является стандартным условием испытаний. Сила света (Iv) имеет типичный диапазон от 45.0 мкд до 90.0 мкд, с конкретными значениями, определяемыми кодом бина (см. Раздел 3). Угол обзора (2θ1/2) обычно составляет 140 градусов, обеспечивая широкую диаграмму направленности. Пиковая длина волны (λp) находится в районе 575 нм. Доминирующая длина волны (λd), определяющая воспринимаемый цвет, колеблется от 569.5 нм до 577.5 нм. Ширина спектра (Δλ) составляет примерно 20 нм. Прямое напряжение (VF) варьируется от 1.75В до 2.35В и также зависит от бина. Обратный ток (IR) составляет максимум 10 мкА при приложенном обратном напряжении (VR) 5В. Важно отметить, что устройство не предназначено для работы в режиме обратного смещения; параметр VR указан только для целей тестирования IR.

3. Объяснение системы бинов

Для обеспечения стабильности цвета и яркости в производстве светодиоды сортируются по бинам на основе ключевых параметров. Это позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным требованиям применения.

3.1 Биннинг по силе света

Сила света разделена на три основных кода при IF=20мА: P1 (45.0-57.0 мкд), P2 (57.0-72.0 мкд) и Q1 (72.0-90.0 мкд). Суффикс "Q1" в обозначении 17-21/G6C-AP1Q1B/3T указывает на принадлежность к бину с наивысшей яркостью Q1.

3.2 Биннинг по доминирующей длине волны

Доминирующая длина волны, определяющая точный оттенок желто-зеленого цвета, разделена на четыре кода: C16 (569.5-571.5 нм), C17 (571.5-573.5 нм), C18 (573.5-575.5 нм) и C19 (575.5-577.5 нм). Суффикс "C" в обозначении соответствует этой координате цветности и рангу длины волны.

3.3 Биннинг по прямому напряжению

Прямое напряжение разбито на бины для помощи в проектировании схем, в частности для расчета токоограничивающего резистора. Бины: 0 (1.75-1.95 В), 1 (1.95-2.15 В) и 2 (2.15-2.35 В). Суффикс "B" в обозначении указывает на ранг прямого напряжения.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя конкретные графические кривые не детализированы в предоставленном тексте, типичные характеристики для таких светодиодов включают зависимость прямого тока (IF) от прямого напряжения (VF), показывающую экспоненциальную природу диода. Зависимость силы света от прямого тока, как правило, линейна в рабочем диапазоне. Температурная зависимость силы света обычно показывает снижение светового потока с увеличением температуры перехода. Кривая спектрального распределения показывала бы один пик в районе 575 нм с указанной шириной 20 нм, подтверждая монохроматическое желто-зеленое излучение.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод размещен в стандартном корпусе для поверхностного монтажа 17-21. Ключевые размеры: длина 1.6 мм, ширина 0.8 мм, высота 0.6 мм. Корпус имеет маркировку катода для правильной идентификации полярности при монтаже. Все неуказанные допуски составляют ±0.1 мм. Компактный размер является основным преимуществом, позволяющим реализовывать высокоплотную компоновку на печатной плате.

5.2 Идентификация полярности

Правильная полярность необходима для работы. Корпус имеет четкую маркировку катода. Установка светодиода в обратном смещении может привести к немедленному выходу из строя из-за низкого максимального обратного напряжения (5В).

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Профиль пайки оплавлением

Светодиод совместим с бессвинцовой (Pb-free) пайкой оплавлением. Рекомендуемый температурный профиль критически важен: предварительный нагрев должен происходить в диапазоне от 150°C до 200°C в течение 60-120 секунд. Время выше температуры ликвидуса припоя (217°C) должно составлять 60-150 секунд. Пиковая температура не должна превышать 260°C, а время при температуре 255°C или выше должно быть ограничено максимум 30 секундами. Максимальная скорость нагрева должна быть 6°C/сек, а максимальная скорость охлаждения — 3°C/сек. Пайка оплавлением не должна выполняться более двух раз на одном и том же устройстве.

6.2 Ручная пайка

Если необходима ручная пайка, необходимо соблюдать особую осторожность. Температура жала паяльника должна быть ниже 350°C, а время контакта с каждым выводом не должно превышать 3 секунд. Мощность паяльника должна быть 25Вт или меньше. Между пайкой каждого вывода должен соблюдаться минимальный интервал в 2 секунды для рассеивания тепла и предотвращения термического повреждения.

6.3 Хранение и чувствительность к влаге

Светодиоды упакованы в влагозащитные барьерные пакеты с осушителем. Пакет не должен вскрываться до момента готовности компонентов к использованию. После вскрытия неиспользованные светодиоды должны храниться при температуре 30°C или ниже и относительной влажности (RH) 60% или ниже. "Время жизни на открытом воздухе" после вскрытия составляет 168 часов (7 дней). Если это время превышено или индикатор осушителя изменил цвет, светодиоды должны быть прогреты при 60 ±5°C в течение 24 часов перед использованием для удаления поглощенной влаги и предотвращения "вспучивания" ("popcorning") во время пайки оплавлением.

7. Упаковка и информация для заказа

Устройство поставляется во влагозащитной упаковке. Оно загружено в несущую ленту шириной 8мм, которая затем намотана на катушку диаметром 7 дюймов. Каждая катушка содержит 3000 штук. Маркировка на упаковке включает критически важную информацию: Номер продукта заказчика (CPN), Номер продукта (P/N), Количество в упаковке (QTY), Ранг силы света (CAT), Ранг цветности/длины волны (HUE), Ранг прямого напряжения (REF) и Номер партии (LOT No).

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Яркий желто-зеленый цвет и компактный размер делают этот светодиод подходящим для различных индикаторных применений и подсветки. Типичные области использования включают подсветку приборных панелей и мембранных переключателей, индикаторы состояния и подсветку клавиатуры в телекоммуникационных устройствах (телефоны, факсы), плоскую подсветку для небольших ЖК-дисплеев и символов, а также универсальные индикаторные применения в потребительской и промышленной электронике.

8.2 Соображения при проектировании

Ограничение тока:Внешний токоограничивающий резистор обязателен. Светодиод является устройством с токовым управлением, и даже небольшое увеличение прямого напряжения может вызвать большое, потенциально разрушительное увеличение тока. Значение резистора должно быть рассчитано на основе напряжения питания, бина прямого напряжения светодиода (Vf) и желаемого рабочего тока (например, 20мА).

Тепловой менеджмент:Хотя рассеиваемая мощность мала, обеспечение достаточной площади медного покрытия на печатной плате вокруг тепловых площадок (если они есть) или дорожек, подключенных к аноду и катоду, может помочь рассеять тепло и сохранить производительность и долговечность светодиода, особенно в условиях высокой температуры окружающей среды.

Защита от электростатического разряда (ESD):Хотя светодиод имеет рейтинг ESD 2000В по модели HBM, во время сборки и обращения с ним следует соблюдать стандартные меры предосторожности от электростатического разряда.

9. Техническое сравнение и отличия

Основным преимуществом этого светодиода 17-21 является его чрезвычайно малая занимаемая площадь (1.6x0.8мм), что значительно меньше, чем у традиционных 3мм или 5мм выводных светодиодов, и позволяет реализовать миниатюризацию. Использование технологии AlGaInP обеспечивает высокую эффективность и насыщенный желто-зеленый цвет по сравнению со старыми технологиями. Широкий угол обзора 140 градусов обеспечивает хорошую видимость вне оси. Его соответствие современным экологическим стандартам (RoHS, Halogen-Free) делает его подходящим для глобальных рынков со строгими нормами.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: Какова цель кодов бинов (P1, C17, B и т.д.)?

О: Биннинг обеспечивает стабильность. Разработчики могут указать код бина, чтобы гарантировать, что светодиоды в их производственной партии будут иметь практически одинаковую яркость (P1/Q1), цвет (C16-C19) и прямое напряжение (0-2), что приводит к единообразному внешнему виду и производительности в конечном продукте.

В: Могу ли я управлять этим светодиодом без токоограничивающего резистора?

О: Нет. Прямое подключение светодиода к источнику напряжения является частой причиной немедленного выхода из строя. Прямое напряжение имеет допуск, и небольшое превышение напряжения вызывает перегрузку по току, что приводит к перегоранию светодиода. Последовательный резистор всегда необходим.

В: В спецификации указан максимальный ток 25мА, но условие испытания — 20мА. Что мне использовать?

О: Для надежной долгосрочной работы стандартной практикой является использование компонентов с запасом. Работа при 20мА обеспечивает запас ниже абсолютного максимума в 25мА, улучшая срок службы и надежность. 20мА — это рекомендуемый рабочий ток.

В: Почему так важны условия хранения и процесс прогрева?

О: Корпуса SMD могут поглощать влагу из воздуха. Во время высокотемпературного процесса пайки оплавлением эта влага может быстро превратиться в пар, вызывая внутреннее расслоение или растрескивание ("вспучивание"). Процесс прогрева безопасно удаляет эту влагу.

11. Практические примеры проектирования и использования

Пример 1: Индикатор на приборной панели:В автомобильной приборной панели несколько светодиодов 17-21 могут быть размещены за полупрозрачными значками (например, "проверьте двигатель", "низкий уровень топлива"). Использование светодиодов из одного бина силы света (Q1) и доминирующей длины волны (например, C18) гарантирует, что все значки будут светиться с одинаковой яркостью и цветом, обеспечивая профессиональный и единообразный вид. Типичной будет простая схема с питанием 12В, токоограничивающим резистором, рассчитанным на ~18мА (с учетом колебаний напряжения в автомобиле), и управляющим транзистором, управляемым блоком управления двигателем (ECU) автомобиля.

Пример 2: Подсветка портативного устройства:Для подсветки клавиатуры портативного устройства низкий профиль (высота 0.6мм) светодиода 17-21 имеет решающее значение. Его можно разместить непосредственно под тонкой резиновой клавиатурой или световодом. Питание будет осуществляться от низковольтной батареи (например, 3.3В). Бин прямого напряжения (например, Бин 1: 1.95-2.15В) должен использоваться для точного расчета значения последовательного резистора, чтобы поддерживать стабильную яркость по мере разряда батареи.

12. Введение в принцип работы

Этот светодиод является полупроводниковым фотонным устройством. Его сердцевина — это чип, состоящий из слоев AlGaInP, выращенных на подложке. Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее пороговое значение диода (около 1.8-2.0В), электроны и дырки инжектируются в активную область чипа. Когда эти носители заряда рекомбинируют, они высвобождают энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава AlGaInP определяет ширину запрещенной зоны, которая напрямую определяет длину волны (цвет) излучаемого света — в данном случае яркий желто-зеленый цвет с длиной волны примерно 575 нм. Эпоксидная линза, окружающая чип, является "водно-прозрачной" для максимального извлечения света и формирования луча с углом обзора 140 градусов.

13. Технологические тренды и контекст

Корпус 17-21 представляет собой шаг в продолжающейся тенденции миниатюризации электронных компонентов. По мере того как конечные продукты, такие как смартфоны, носимые устройства и устройства Интернета вещей, становятся меньше, растет спрос на более мелкие и низкопрофильные светодиоды. Переход на AlGaInP от старых технологий, таких как GaAsP, обеспечивает более высокую эффективность, что означает более яркий световой поток при том же токе или ту же яркость при меньшем энергопотреблении — критически важный фактор для устройств с батарейным питанием. Кроме того, отраслевой переход к бессвинцовой пайке и материалам, не содержащим галогенов, как видно на примере этого компонента, обусловлен глобальными экологическими нормами и спросом потребителей на более "зеленую" электронику. Будущие тенденции могут привести к еще более мелким корпусам, более высокой эффективности и интегрированным решениям, сочетающим схему драйвера светодиода внутри корпуса.