Техническая документация на SMD светодиод 17-21/GHC-YR1S2/3T - 1.6x0.8x0.6мм - 3.5В - 25мА - Ярко-зеленый

1. Обзор продукта

17-21/GHC-YR1S2/3T — это SMD светодиод, предназначенный для современных компактных электронных устройств. Этот компонент представляет собой значительный прогресс по сравнению с традиционными светодиодами в выводном корпусе, предлагая существенные преимущества в использовании площади платы и эффективности сборки.

1.1 Позиционирование и ключевые преимущества

Этот светодиод является монохромным и излучает ярко-зеленый свет. Его основное преимущество заключается в миниатюрных размерах. Значительно меньший размер по сравнению с выводными компонентами позволяет разработчикам достичь более высокой плотности компоновки на печатных платах. Это напрямую ведет к уменьшению размеров платы, снижению требований к хранению компонентов и, в конечном итоге, к созданию более компактного и легкого конечного оборудования. Легкий корпус также делает его идеальным выбором для применений, где вес является критическим фактором.

1.2 Целевой рынок и области применения

Устройство ориентировано на широкий спектр потребительской и промышленной электроники. Типичные области применения включают подсветку приборных панелей, переключателей и символов. Оно также подходит для использования в телекоммуникационном оборудовании в качестве индикаторов состояния или подсветки для устройств, таких как телефоны и факсы. Кроме того, оно служит в качестве универсального индикатора в различных электронных продуктах.

2. Подробный анализ технических параметров

В этом разделе представлен детальный объективный анализ ключевых технических параметров светодиода, определенных в техническом описании.

2.1 Предельно допустимые режимы эксплуатации

Предельно допустимые режимы определяют границы, за пределами которых может произойти необратимое повреждение устройства. Это не рабочие условия.

• Обратное напряжение (VR):5В. Важно отметить, что этот параметр указан только для условий инфракрасного (ИК) тестирования. В техническом описании четко указано, что устройство не предназначено для работы в обратном включении в реальной схеме. Превышение этого напряжения в обратном смещении может вызвать мгновенный отказ.
• Прямой ток (IF):25 мА. Это максимальный постоянный ток, который можно подавать на светодиод.
• Пиковый прямой ток (IFP):100 мА. Это максимальный импульсный ток, допустимый только при скважности 1/10 и частоте 1 кГц. Этот параметр актуален для приложений с мультиплексированием или ШИМ-диммированием, но должен использоваться с осторожностью, чтобы избежать перегрева.
• Рассеиваемая мощность (Pd):95 мВт. Это максимальная мощность, которую может рассеивать корпус, рассчитанная на основе пределов прямого напряжения и тока, и она критически важна для теплового режима.
• Рабочая и температура хранения:Устройство может работать в диапазоне от -40°C до +85°C и храниться от -40°C до +90°C. Такой широкий диапазон делает его пригодным для суровых условий эксплуатации.
• Температура пайки:Для пайки оплавлением указана пиковая температура 260°C в течение не более 10 секунд. Для ручной пайки температура жала паяльника не должна превышать 350°C, а время контакта должно быть ограничено 3 секундами на вывод.

2.2 Электрооптические характеристики

Эти параметры измеряются при стандартных условиях испытаний: прямой ток (IF) 20 мА и температура окружающей среды (Ta) 25°C.

• Сила света (Iv):Диапазон от минимум 112.0 мкд до максимум 285.0 мкд. Типичное значение не указано, что говорит о системе сортировки (подробнее далее). Допуск составляет ±11%.
• Угол обзора (2θ1/2):Типичное значение 140 градусов. Такой широкий угол обзора делает светодиод подходящим для применений, требующих широкого освещения или видимости с нескольких углов.
• Пиковая длина волны (λp):Обычно 518 нм, что помещает его в область ярко-зеленого цвета видимого спектра.
• Доминирующая длина волны (λd):Диапазон от 520.0 нм до 535.0 нм с узким допуском ±1 нм. Этот параметр более тесно связан с воспринимаемым цветом света.
• Спектральная ширина (Δλ):Обычно 35 нм, описывает разброс длин волн излучаемого света вокруг пика.
• Прямое напряжение (VF):Обычно 3.5В, максимум 4.0В при 20 мА. Это критический параметр для проектирования схемы, так как он определяет падение напряжения на светодиоде и необходимое значение токоограничивающего резистора.
• Обратный ток (IR):Максимум 50 мкА при обратном напряжении 5В (условие испытания).

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения стабильных характеристик светодиоды сортируются по ключевым оптическим параметрам. Это позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным требованиям к яркости и цвету.

3.1 Сортировка по силе света

Светодиоды классифицируются на четыре группы (R1, R2, S1, S2) на основе измеренной силы света при 20 мА.

• Группа R1:112.0 – 140.0 мкд
• Группа R2:140.0 – 180.0 мкд
• Группа S1:180.0 – 225.0 мкд
• Группа S2:225.0 – 285.0 мкд

Выбор более высокой группы (например, S2) гарантирует более высокую минимальную яркость, что важно для применений, требующих высокой видимости или где несколько светодиодов должны быть согласованы по внешнему виду.

3.2 Сортировка по доминирующей длине волны

Светодиоды также сортируются по доминирующей длине волны на три группы (X, Y, Z) для контроля цветовой однородности.

• Группа X:520.0 – 525.0 нм
• Группа Y:525.0 – 530.0 нм
• Группа Z:530.0 – 535.0 нм

Для применений, где критически важна цветовая согласованность между несколькими светодиодами (например, индикаторные панели, массивы подсветки), необходимо указывать одну узкую группу, чтобы избежать видимых цветовых различий.

4. Механическая информация и данные о корпусе

4.1 Габаритные размеры корпуса

SMD светодиод 17-21 имеет компактный прямоугольный корпус. Ключевые размеры включают длину 1.6 мм, ширину 0.8 мм и высоту 0.6 мм (допуск ±0.1 мм, если не указано иное). Техническое описание содержит подробный чертеж с размерами, включая расположение контактных площадок, что необходимо для создания посадочного места на печатной плате. Правильная конструкция площадок обеспечивает качественную пайку, выравнивание и тепловые характеристики.

4.2 Определение полярности

Катод обычно обозначается маркировкой на корпусе или специфичной геометрией контактной площадки (например, скошенный угол). Правильная ориентация полярности при установке жизненно важна для работы схемы.

5. Руководство по пайке и сборке

Правильное обращение и пайка критически важны для надежности и производительности SMD светодиодов.

5.1 Профиль оплавления при пайке

В техническом описании указан профиль бессвинцовой пайки оплавлением. Ключевые этапы включают:

• Предварительный нагрев:Плавный подъем от температуры окружающей среды до 150-200°C за 60-120 секунд.
• Выдержка/Оплавление:Время выше температуры ликвидуса (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.
• Охлаждение:Максимальная скорость охлаждения не должна превышать 6°C в секунду.

Важное примечание:Пайку оплавлением не следует выполнять более двух раз на одной и той же сборке со светодиодом, чтобы предотвратить тепловое повреждение корпуса и кристалла.

5.2 Хранение и чувствительность к влаге

Этот компонент чувствителен к влаге. Меры предосторожности включают:

• Не вскрывайте влагозащитный барьерный пакет до момента готовности к использованию компонентов.
• После вскрытия неиспользованные светодиоды должны храниться при температуре ≤30°C и относительной влажности ≤60%.
• "Срок жизни вне упаковки" после вскрытия пакета составляет 168 часов (7 дней). Если светодиоды не используются в течение этого времени, перед использованием их необходимо прогреть при 60 ±5°C в течение 24 часов.
• Если индикатор осушителя изменил цвет, прогрев требуется независимо от времени.

5.3 Ручная пайка и переделка

Если ручная пайка неизбежна, необходимо соблюдать крайнюю осторожность:

• Температура жала паяльника должна быть ≤350°C.
• Время контакта на вывод должно быть ≤3 секунд, с интервалом не менее 2 секунд между пайкой каждого вывода для охлаждения.
• Ремонт после пайки крайне не рекомендуется. Если это абсолютно необходимо, следует использовать двухголовый паяльник для одновременного нагрева обоих выводов, минимизируя термические напряжения. Влияние на характеристики светодиода необходимо проверить заранее.

6. Упаковка и информация для заказа

6.1 Стандартная упаковка

Светодиоды поставляются во влагозащитной упаковке, которая включает:

• Компоненты, размещенные в 8-миллиметровой несущей ленте.
• Лента намотана на катушку диаметром 7 дюймов.
• Стандартная катушка содержит 3000 штук.
• Катушка помещена внутрь алюминиевого влагозащитного пакета с пакетиком осушителя и индикаторной картой влажности.

6.2 Расшифровка маркировки

Маркировка на катушке содержит коды, определяющие точные характеристики светодиодов на этой катушке:

• P/N:Номер изделия (например, 17-21/GHC-YR1S2/3T).
• CAT:Ранг силы света (соответствует коду группы: R1, R2, S1, S2).
• HUE:Цветовые координаты и ранг доминирующей длины волны (соответствует коду группы: X, Y, Z).
• REF:Ранг прямого напряжения.
• LOT No:Прослеживаемый номер производственной партии.

7. Рекомендации по применению и особенности проектирования

7.1 Требование ограничения тока

Внешний токоограничивающий резистор абсолютно необходим. Светодиоды — это устройства с токовым управлением. Небольшое увеличение прямого напряжения может вызвать большое, потенциально разрушительное увеличение прямого тока. Значение резистора (R) можно рассчитать по закону Ома: R = (V_питания - VF_светодиода) / I_желаемый. Всегда проектируйте на основе *типичного* значения VF, чтобы гарантировать, что ток останется в пределах, даже если фактическое VF окажется минимальным из указанных.

7.2 Тепловой режим

Несмотря на малые размеры, светодиод выделяет тепло. Необходимо соблюдать предел рассеиваемой мощности в 95 мВт. Убедитесь, что конструкция контактных площадок на печатной плате обеспечивает достаточный теплоотвод, особенно при работе на максимальном непрерывном токе (25 мА) или близком к нему. Избегайте размещения светодиода рядом с другими теплообразующими компонентами.

7.3 Меры предосторожности от статического электричества

Устройство имеет рейтинг электростатической защиты 1000В (модель человеческого тела). Во время сборки и обращения следует соблюдать стандартные процедуры защиты от статического электричества, чтобы предотвратить скрытые повреждения, которые могут не вызвать немедленного отказа, но способны ухудшить долгосрочную надежность.

8. Техническое сравнение и отличия

Основное отличие светодиода 17-21 заключается в его форм-факторе и балансе характеристик.

• По сравнению с более крупными SMD светодиодами (например, 3528, 5050):Он предлагает значительно меньшую занимаемую площадь, позволяя создавать более плотные конструкции, но обычно с более низким общим световым потоком на одно устройство.
• По сравнению с корпусами типа Chip-Scale (CSP):Он больше, чем передовые CSP светодиоды, но проще в обращении со стандартным SMT оборудованием и предлагает более надежный корпус для многих применений.
• По сравнению с выводными светодиодами:Он устраняет необходимость в сквозных отверстиях, позволяет автоматизировать сборку, снижает паразитную индуктивность и позволяет создавать гораздо более компактные и легкие конечные продукты.

9. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

9.1 Можно ли использовать этот светодиод без токоограничивающего резистора?

No.Об этом явно предупреждается в разделе "Меры предосторожности при использовании". Прямое напряжение имеет разброс (тип. 3.5В, макс. 4.0В). Подключение его напрямую к источнику напряжения даже чуть выше его VF вызовет чрезмерный ток, что приведет к быстрому перегреву и отказу. Последовательный резистор обязателен для безопасной работы.

9.2 Почему обратное напряжение всего 5В, и что означает примечание?

Рейтинг 5В предназначен только для целей тестирования для измерения обратного тока утечки (IR). В техническом описании четко указано: "Устройство не предназначено для работы в обратном включении." В схеме вы должны гарантировать, что на светодиод никогда не подается обратное смещение, так как это не стабилитрон, и он, вероятно, будет поврежден при напряжениях значительно ниже 5В в обратном смещении. Используйте защитные диоды в схемах, где возможно обратное напряжение (например, при емкостной связи, индуктивных нагрузках).

9.3 Как выбрать правильный код сортировки?

Выбирайте группу в зависимости от потребностей вашего приложения: - Для максимальной яркости указывайте группу S2. - Для строгой цветовой согласованности между несколькими светодиодами в массиве указывайте одну узкую группу по доминирующей длине волны (например, только группу Y). - Для экономически чувствительных применений, где допустимы вариации яркости, может подойти более широкий микс или группа с более низкой яркостью (R1, R2).

10. Пример проектирования и использования

10.1 Проектирование компактной панели индикаторов состояния

Сценарий:Проектирование плотной панели из 20 индикаторов состояния для сетевого устройства. Равномерная яркость и цвет важны для пользовательского опыта.Шаги проектирования: 1. Установка тока:Выберите ток накачки 15 мА (ниже максимума 25 мА) для хорошей яркости и долговечности. Рассчитайте значение резистора для питания 5В: R = (5В - 3.5В) / 0.015А = 100 Ом. Используйте резистор с допуском 1%. 2.Выбор сортировки:Для обеспечения однородности укажите все светодиоды из одной группы по силе света (например, S1) и одной группы по доминирующей длине волны (например, Y). Эта информация должна быть предоставлена при заказе. 3.Разводка печатной платы:Используйте точные размеры контактных площадок из технического описания. Обеспечьте небольшое тепловое соединение для каждой площадки, чтобы облегчить пайку и предотвратить "эффект надгробия", но убедитесь, что площадь меди достаточна для рассеивания тепла. 4.Сборка:Следуйте указанному профилю оплавления. Храните панели в запечатанных пакетах до момента загрузки в монтажный автомат, чтобы соблюсти 7-дневный "срок жизни вне упаковки".

11. Введение в принцип работы

Светодиод 17-21/GHC-YR1S2/3T основан на полупроводниковом кристалле из нитрида индия-галлия (InGaN), как указано в руководстве по выбору устройств. Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее встроенный потенциал диода, электроны и дырки инжектируются в активную область полупроводника. Их рекомбинация высвобождает энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав материала InGaN определяет ширину запрещенной зоны, которая напрямую коррелирует с длиной волны (цветом) излучаемого света — в данном случае ярко-зеленого (~518 нм пик). Прозрачная смола-герметик защищает кристалл и действует как линза, формируя угол обзора излучаемого света в 140 градусов.

12. Технологические тренды и контекст

Корпус 17-21 представляет собой зрелый и широко распространенный форм-фактор на рынке SMD светодиодов. Общая тенденция в технологии светодиодов продолжает развиваться в нескольких ключевых направлениях, актуальных для таких компонентов:

• Повышение эффективности:Постоянные улучшения в материаловедении направлены на получение большего количества люменов на ватт (более высокая световая отдача), что означает более яркий свет или меньшее энергопотребление для корпуса того же размера.
• Миниатюризация:Хотя 17-21 (1.6x0.8мм) мал, отрасль движется к еще более мелким корпусам типа Chip-Scale (CSP), которые почти соответствуют размеру голого полупроводникового кристалла, что позволяет создавать сверхплотные световые массивы.
• Улучшение цветовой однородности:Достижения в эпитаксиальном росте и процессах сортировки позволяют более жестко контролировать доминирующую длину волны и силу света, снижая необходимость в строгом выборе групп для некоторых применений.
• Повышение надежности:Улучшения в материалах корпусирования, таких как более прочные силиконы и люминофоры (для белых светодиодов), и лучшие конструкции теплового режима увеличивают срок службы и позволяют использовать в условиях более высоких температур.

Данное техническое описание отражает надежный, хорошо охарактеризованный компонент, который балансирует производительность, размер и технологичность для широкого спектра основных электронных применений.