Техническая документация на SMD светодиод 17-21/G6C-FP1Q1B/3T - Размер 1.6x0.8x0.6мм - Напряжение 1.75-2.35В - Мощность 60мВт - Яркий желто-зеленый

1. Обзор продукта

17-21/G6C-FP1Q1B/3T — это светодиод для поверхностного монтажа (SMD), использующий технологию чипа AlGaInP для излучения яркого желто-зеленого света. Этот компонент разработан для применений на печатных платах с высокой плотностью монтажа, где критически важны ограничения по пространству и весу. Его компактные размеры 1.6мм x 0.8мм x 0.6мм позволяют значительно уменьшить размер платы и габариты оборудования по сравнению с традиционными светодиодами в корпусах с выводами.

Светодиод поставляется на 8-миллиметровой ленте, намотанной на катушку диаметром 7 дюймов, что обеспечивает полную совместимость с автоматическим оборудованием для установки компонентов. Он сертифицирован для стандартных процессов пайки оплавлением в инфракрасной печи и пайки в парах. Устройство выполнено в виде монохромного типа с линзой из прозрачной смолы. Изготовлено как бессвинцовый продукт и соответствует ключевым экологическим нормам, включая RoHS, EU REACH и стандарты по отсутствию галогенов (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

Основное преимущество этого светодиода — его миниатюрный размер, что напрямую ведет к более высокой плотности размещения на печатных платах, снижению требований к складскому пространству и, в конечном счете, к разработке более компактного оборудования для конечного пользователя. Его легкая конструкция также делает его идеальным для портативных и миниатюрных электронных устройств.

Области применения разнообразны и сосредоточены на функциях индикации и подсветки. Ключевые рынки включают автомобильный интерьер (например, подсветка приборной панели и переключателей), телекоммуникационное оборудование (например, индикация и подсветка в телефонах и факсах), а также общую электронику, требующую плоской подсветки для ЖК-дисплеев, переключателей и символов.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Эти параметры определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа на этих пределах или за их пределами не гарантируется.

• Обратное напряжение (V_R):5В. Превышение этого напряжения при обратном смещении может вызвать пробой p-n перехода.
• Прямой ток (I_F):25 мА постоянного тока. Рабочий ток не должен превышать это значение.
• Пиковый прямой ток (I_FP):60 мА. Допустим только в импульсном режиме со скважностью 1/10 на частоте 1 кГц.
• Рассеиваемая мощность (P_d):60 мВт. Это максимальная мощность, которую корпус может рассеять при температуре окружающей среды (T_a) 25°C.
• Электростатический разряд (ESD):Уровень по модели человеческого тела (HBM) 2000В. Обязательны процедуры защиты от электростатического разряда.
• Рабочая температура (T_opr):от -40°C до +85°C. Гарантируется работа устройства в этом диапазоне температур окружающей среды.
• Температура хранения (T_stg):от -40°C до +90°C.
• Температура пайки (T_sol):Для пайки оплавлением указана пиковая температура 260°C в течение не более 10 секунд. Для ручной пайки температура жала паяльника должна быть ниже 350°C в течение не более 3 секунд на каждый вывод.

2.2 Электрооптические характеристики

Эти параметры измеряются при T_a=25°C и определяют типичные характеристики устройства.

• Сила света (I_v):Диапазон от 45.0 мкд (мин.) до 90.0 мкд (макс.) при прямом токе (I_F) 20 мА. Типичное значение находится в этом диапазоне бинов.
• Угол обзора (2θ_1/2):Типичный широкий угол обзора 140 градусов.
• Пиковая длина волны (λ_p):Обычно 575 нм.
• Доминирующая длина волны (λ_d):Диапазон от 570.0 нм (мин.) до 574.5 нм (макс.), что определяет воспринимаемый цвет как яркий желто-зеленый.
• Спектральная ширина (Δλ):Обычно 20 нм, измеренная на половине максимальной интенсивности (FWHM).
• Прямое напряжение (V_F):Диапазон от 1.75 В (мин.) до 2.35 В (макс.) при I_F=20 мА.
• Обратный ток (I_R):Максимум 10 мкА при приложении обратного напряжения (V_R) 5В.Важное примечание:Устройство не предназначено для работы в режиме обратного смещения; это условие тестирования предназначено только для характеристики тока утечки.

Допуски:В техническом описании указаны производственные допуски: Сила света (±11%), Доминирующая длина волны (±1 нм) и Прямое напряжение (±0.1 В).

3. Объяснение системы бининга

Для обеспечения постоянства цвета и яркости в производстве светодиоды сортируются по бинам на основе ключевых параметров.

3.1 Биннинг по силе света

Бины определяются кодами P1, P2 и Q1, измеренными при I_F=20 мА.

• P1:45.0 – 57.0 мкд
• P2:57.0 – 72.0 мкд
• Q1:72.0 – 90.0 мкд

3.2 Биннинг по доминирующей длине волны

Бины определяются кодами CC2, CC3 и CC4, измеренными при I_F=20 мА.

• CC2:570.00 – 571.50 нм
• CC3:571.50 – 573.00 нм
• CC4:573.00 – 574.50 нм

3.3 Биннинг по прямому напряжению

Бины определяются кодами 0, 1 и 2, измеренными при I_F=20 мА.

• 0:1.75 – 1.95 В
• 1:1.95 – 2.15 В
• 2:2.15 – 2.35 В

Конкретный номер детали 17-21/G6C-FP1Q1B/3T включает эти коды бинов, где "FP1Q1B", вероятно, указывает на конкретные бины интенсивности (Q1) и другие характеристики.

4. Анализ характеристических кривых

В техническом описании приведены типичные электрооптические характеристические кривые. Хотя они не отображены в предоставленном тексте, такие кривые обычно включают:

• Относительная сила света в зависимости от прямого тока (I_F):Показывает, как световой выход увеличивается с током, обычно по сублинейной зависимости, насыщающейся при более высоких токах.
• Прямое напряжение в зависимости от прямого тока (Вольт-амперная характеристика):Демонстрирует экспоненциальную зависимость, что крайне важно для проектирования схем ограничения тока.
• Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Показывает уменьшение светового выхода при повышении температуры перехода, что является ключевым фактором для теплового управления.
• Спектральное распределение:График относительной интенсивности в зависимости от длины волны, показывающий пик при ~575 нм и ширину полосы ~20 нм на полувысоте (FWHM).

Эти кривые необходимы разработчикам для прогнозирования работы в нестандартных условиях (разные токи, температуры) и для оптимизации схемы управления.

5. Механическая информация и информация о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

SMD светодиод 17-21 имеет компактный прямоугольный корпус. Ключевые размеры (в мм, допуски ±0.1 мм, если не указано иное) включают размер корпуса примерно 1.6 мм в длину, 0.8 мм в ширину и 0.6 мм в высоту. Техническое описание содержит подробный чертеж с размерами, показывающий расположение контактных площадок, контур компонента и место маркировки катода.

5.2 Определение полярности

На чертеже корпуса четко указана маркировка катода. Во время сборки необходимо соблюдать правильную полярность, чтобы предотвратить подключение в обратном смещении, которое может повредить светодиод.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль пайки оплавлением

Указан профиль бессвинцовой пайки оплавлением:

• Предварительный нагрев:от 150°C до 200°C в течение 60-120 секунд.
• Время выше температуры ликвидуса (217°C):60-150 секунд.
• Пиковая температура:Максимум 260°C.
• Время в пределах 5°C от пика:Максимум 10 секунд.
• Скорость нагрева:Максимум 6°C/секунду.
• Время выше 255°C:Максимум 30 секунд.
• Скорость охлаждения:Максимум 3°C/секунду.

Критические замечания:Пайку оплавлением не следует выполнять более двух раз. Во время нагрева не должно оказываться механическое воздействие на светодиод. Плата не должна деформироваться после пайки.

6.2 Ручная пайка

Если необходима ручная пайка, используйте паяльник с температурой жала ниже 350°C и мощностью менее 25Вт. Время контакта на каждый вывод не должно превышать 3 секунд. Между пайкой каждого выдерживайте интервал более 2 секунд. Ручная пайка несет более высокий риск теплового повреждения.

6.3 Хранение и чувствительность к влаге

Продукт упакован в влагозащитный барьерный пакет с осушителем.

• Не вскрывайте пакет до готовности к использованию.
• После вскрытия неиспользованные светодиоды должны храниться при температуре ≤ 30°C и относительной влажности ≤ 60%.
• "Срок жизни" после вскрытия пакета составляет 168 часов (7 дней).
• Если время воздействия превышено или индикатор осушителя изменил цвет, перед пайкой оплавлением требуется прогрев при 60 ± 5°C в течение 24 часов.

6.4 Ремонт

Ремонт после пайки крайне не рекомендуется. Если это абсолютно неизбежно, необходимо использовать двухголовый паяльник для одновременного нагрева обоих выводов и избежания теплового напряжения. Влияние на характеристики светодиода должно быть проверено заранее.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификации катушки и ленты

Светодиоды поставляются в выступающей несущей ленте на катушках диаметром 7 дюймов. Каждая катушка содержит 3000 штук. Предоставлены подробные чертежи с размерами для карманов несущей ленты и катушки, что обеспечивает совместимость с автоматическими питателями.

7.2 Объяснение маркировки

Этикетка на катушке содержит несколько ключевых полей: Номер продукта заказчика (CPN), Номер продукта производителя (P/N), Количество упаковки (QTY), Ранг силы света (CAT), Ранг цветности/доминирующей длины волны (HUE), Ранг прямого напряжения (REF) и Номер партии (LOT No).

8. Рекомендации по применению и соображения при проектировании

8.1 Ограничение тока обязательно

Светодиоды — это устройства с токовым управлением.Абсолютно необходим последовательный токоограничивающий резистор (или драйвер постоянного тока).Прямое напряжение имеет отрицательный температурный коэффициент и производственный допуск. Незначительное увеличение напряжения питания без регулирования тока может привести к большому, потенциально разрушительному увеличению прямого тока.

8.2 Тепловое управление

Хотя корпус мал, в приложениях с высокой температурой окружающей среды или высоким током необходимо учитывать рассеиваемую мощность (макс. 60 мВт) и снижение силы света с температурой. Достаточная площадь медных контактных площадок на печатной плате может служить радиатором.

8.3 Защита от электростатического разряда

Хотя устройство рассчитано на 2000В по модели HBM, хорошей практикой является установка защитных диодов от электростатического разряда на чувствительных сигнальных линиях, подключенных к аноду/катоду светодиода, особенно в портативном оборудовании или оборудовании с частым подключением.

9. Техническое сравнение и дифференциация

Корпус 17-21 предлагает значительно меньшую занимаемую площадь по сравнению с традиционными круглыми светодиодами 3мм или 5мм (например, 1.6x0.8мм против диаметра 5мм). По сравнению с другими SMD светодиодами, такими как размеры 0402 или 0603, 17-21 может обеспечивать более высокий световой выход благодаря потенциально большему размеру чипа внутри корпуса. Использование технологии AlGaInP обеспечивает высокую эффективность в желто-зеленой области спектра по сравнению со старыми технологиями. Его соответствие нормам по отсутствию галогенов и REACH делает его подходящим для экологически ориентированных проектов, требуемых в современной электронике.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Какое значение резистора мне использовать для питания 5В?

О: Используя закон Ома: R = (V_{питания}- V_F) / I_F. Для типичного V_F2.0В при 20мА: R = (5 - 2.0) / 0.02 = 150 Ом. Всегда используйте максимальное V_Fиз бина (2.35В) для расчета минимального значения резистора, чтобы гарантировать, что ток не превысит 20мА: R_мин= (5 - 2.35) / 0.02 = 132.5 Ом (используйте стандартное значение 150 Ом или 180 Ом).

В: Могу ли я питать его от источника 3.3В?

О: Да, так как типичное V_F(1.75-2.35В) ниже 3.3В. Расчет резистора будет: R = (3.3 - V_F) / I_F.

В: Почему угол обзора такой широкий (140°)?

О: Купол из прозрачной смолы действует как линза. Размещение чипа и форма купола разработаны для обеспечения широкой, ламбертовской диаграммы направленности, идеальной для индикаторных применений, где требуется видимость под широкими углами.

В: Что означает "Яркий желто-зеленый" с точки зрения цветности?

О: Это описательное название цвета, определяемого диапазоном доминирующей длины волны 570-574.5 нм. Он находится между чистым зеленым (~555 нм) и чистым желтым (~585 нм).

11. Пример проектирования и использования

Сценарий: Проектирование панели индикации состояния для сетевого устройства.

Панель требует 10 независимых светодиодов состояния (Питание, Связь, Активность и т.д.) в очень ограниченном пространстве на передней плате. Использование круглых светодиодов 5мм было бы невозможно. Выбран SMD светодиод 17-21. Разработчик создает посадочное место согласно чертежу корпуса в техническом описании. На плате доступна шина питания 5В. Выводы GPIO микроконтроллера могут выдавать 20мА. Разработчик рассчитывает токоограничивающий резистор 150 Ом для каждого светодиода (на основе наихудшего случая V_F). Светодиоды размещены с шагом 0.1 дюйма (2.54мм), что позволяет всем 10 уместиться в ряд длиной всего 25.4мм. Широкий угол обзора 140° обеспечивает видимость индикаторов даже при взгляде на панель сбоку. Совместимая с автоматической установкой упаковка в ленте на катушке позволяет полностью автоматизировать сборку, снижая стоимость и время производства.

12. Введение в принцип технологии

Этот светодиод основан на полупроводниковом материале AlGaInP (фосфид алюминия-галлия-индия), выращенном на подложке. При приложении прямого напряжения электроны и дырки инжектируются в активную область, где они рекомбинируют, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретное соотношение алюминия, галлия и индия в кристаллической решетке определяет ширину запрещенной зоны, которая напрямую определяет длину волны (цвет) излучаемого света. Для этого яркого желто-зеленого светодиода состав настроен на генерацию фотонов с длиной волны около 575 нм. Прозрачная эпоксидная смола защищает полупроводниковый чип, действует как линза для формирования светового пучка и обеспечивает механическую стабильность.

13. Технологические тренды

Общая тенденция для индикаторных светодиодов продолжает двигаться в сторону уменьшения размеров корпуса (например, 01005, микро-светодиоды) для применений со сверхвысокой плотностью. Также наблюдается сильная тенденция к повышению эффективности (больше люмен на ватт) для всех цветов. Для светодиодов на основе AlGaInP исследования сосредоточены на улучшении внутренней квантовой эффективности и эффективности извлечения света из чипа. Интеграция — еще один тренд, с многоцветными светодиодами (RGB) или светодиодными матрицами, доступными в единых, немного больших SMD корпусах. Кроме того, спрос на более широкое соответствие экологическим нормам (помимо RoHS, включая полные декларации материалов и меньший углеродный след) влияет на производственные процессы и выбор материалов.