Техническая спецификация SMD Reflector LED 67-22/R6BHC-B07/2T - Корпус P-LCC-4 - Красный/Синий - 20мА

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны технические характеристики светодиода 67-22/R6BHC-B07/2T для поверхностного монтажа (SMD), оснащенного интегрированным рефлектором в корпусе P-LCC-4. Этот компонент разработан для обеспечения высокой яркости при широком угле обзора, что делает его оптимальным выбором для применений, требующих четких визуальных индикаторов или равномерной подсветки. Продукт доступен в двух вариантах кристаллов: R6 (Ярко-красный) и BH (Синий), оба инкапсулированы в бесцветное прозрачное смоляное окно. Конструкция включает внутренний рефлектор для повышения эффективности и направленности светового потока.

Ключевые преимущества данного светодиода включают совместимость с автоматическим оборудованием для установки, пригодность для пайки оплавлением в паровой фазе и поставку на ленте в катушках для крупносерийного производства. Это бессвинцовый компонент, соответствующий актуальным экологическим нормам. Основные целевые рынки — телекоммуникационное оборудование, потребительская электроника и промышленные панели управления, где он служит надежным индикатором, подсветкой для ЖК-дисплеев и переключателей или источником света для световодов.

2. Анализ технических параметров

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Предельные рабочие условия устройства определены для конкретных условий окружающей среды (Ta=25°C). Превышение этих параметров может привести к необратимому повреждению.

• Обратное напряжение (VR):Максимум 5В. Это критический параметр для защиты схемы; подача обратного смещения сверх этого значения может повредить p-n переход светодиода.
• Прямой ток (IF):Номинальный постоянный прямой ток различается для кристаллов: 50 мА для R6 (Красный) и 25 мА для BH (Синий). Типовое рабочее условие, указанное в спецификации, составляет 20мА.
• Пиковый прямой ток (IFP):100 мА для обоих кристаллов, применимо для импульсного режима работы с заданным коэффициентом заполнения.
• Рассеиваемая мощность (Pd):120 мВт для R6 и 95 мВт для BH. Этот параметр вместе с тепловым сопротивлением (подразумеваемым) определяет максимально допустимую мощность в заданных тепловых условиях.
• Температурные диапазоны:Рабочая температура (Topr) от -40°C до +85°C; Температура хранения (Tstg) от -40°C до +90°C.
• Температура пайки:Компонент выдерживает пайку оплавлением с пиковой температурой 260°C до 10 секунд или ручную пайку при 350°C до 3 секунд.

2.2 Электрооптические характеристики

Ключевые параметры измерены при Ta=25°C и IF=20мА, если не указано иное.

• Сила света (Iv):Диапазон от минимум 90 мкд до максимум 225 мкд для обоих кристаллов R6 и BH. Типичное значение находится в пределах этого диапазона бинирования.
• Угол обзора (2θ1/2):Полная ширина на половине максимума интенсивности составляет типично 120 градусов, обеспечивая очень широкую диаграмму направленности, идеальную для освещения больших площадей.
• Длина волны:
  • R6 (Красный):Пиковая длина волны (λp) типично 632 нм. Доминирующая длина волны (λd) находится в диапазоне от 621 нм до 631 нм.
  • BH (Синий):Пиковая длина волны (λp) типично 468 нм. Доминирующая длина волны (λd) находится в диапазоне от 466.5 нм до 471.5 нм.
• Ширина спектра излучения (Δλ):Приблизительно 20 нм для R6 и 25 нм для BH, что определяет спектральную чистоту излучаемого света.
• Прямое напряжение (VF):
  • R6 (Красный):Диапазон от 1.75В до 2.35В при 20мА.
  • BH (Синий):Диапазон от 2.9В до 3.7В при 20мА. Это более высокое прямое напряжение характерно для синих светодиодов на основе InGaN.
• Обратный ток (IR):Максимум 10 мкА при подаче обратного смещения 5В.

Примечание о допусках:В спецификации указаны производственные допуски: Сила света (±11%), Доминирующая длина волны (±1нм) и Прямое напряжение (±0.1В). Это важно для обеспечения стабильности конструкции.

3. Объяснение системы бинирования

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

3.1 Бинирование по силе света

Оба кристалла, R6 и BH, группируются в четыре бина интенсивности (Q2, R1, R2, S1) при измерении при IF=20мА. Бины определяют минимальные и максимальные значения, позволяя разработчикам выбрать подходящий класс яркости для своего применения: от стандартного (Q2: 90-112 мкд) до высокой яркости (S1: 180-225 мкд).

3.2 Бинирование по доминирующей длине волны

Для кристалла R6 (Красный) доминирующая длина волны разделена на два кода: FF1 (621-626 нм) и FF2 (626-631 нм). Это позволяет выбрать конкретный оттенок красного. Кристалл BH (Синий) имеет один, более узкий заданный диапазон (466.5-471.5 нм), что указывает на более высокую стабильность выходной длины волны синего цвета.

3.3 Бинирование по прямому напряжению

Прямое напряжение также бинируется для помощи в проектировании схем, особенно для расчета токоограничивающего резистора и проектирования источника питания.

• R6 (Красный):Бины 0 (1.75-1.95В), 1 (1.95-2.15В) и 2 (2.15-2.35В).
• BH (Синий):Бины 11 (2.90-3.10В), 12 (3.10-3.30В), 13 (3.30-3.50В) и 14 (3.50-3.70В).

4. Анализ характеристических кривых

В спецификации представлены характеристические кривые для обоих вариантов, R6 и BH, дающие более глубокое понимание работы в различных условиях.

4.1 Относительная сила света в зависимости от прямого тока

Эта кривая показывает почти линейную зависимость между прямым током и световым потоком вплоть до номинального тока. Она подтверждает, что 20мА является стандартной рабочей точкой, хорошо находящейся в линейной области для обоих цветов. Питание светодиода более высоким током увеличивает выходную мощность, но также повышает температуру перехода и может ускорить деградацию светового потока.

4.2 Кривая снижения прямого тока

Этот график критически важен для управления тепловым режимом. Он иллюстрирует максимально допустимый постоянный прямой ток как функцию температуры окружающей среды (Ta). С ростом Ta максимально допустимый ток линейно уменьшается. Для надежной работы при высоких температурах окружающей среды (например, +85°C) прямой ток должен быть значительно снижен по сравнению с номиналом при 25°C.

4.3 Спектральное распределение

Спектральные графики показывают нормированную излучаемую мощность в зависимости от длины волны. Кривая R6 центрирована около 632 нм с типичной шириной, а кривая BH — около 468 нм. Эти графики полезны для применений, чувствительных к конкретному спектральному составу.

4.4 Прямое напряжение в зависимости от прямого тока

Эта ВАХ демонстрирует экспоненциальную зависимость, типичную для диодов. Напряжение увеличивается логарифмически с ростом тока. Кривая помогает понять динамическое сопротивление светодиода и необходима для проектирования эффективных драйверных схем.

4.5 Диаграмма направленности

Полярная диаграмма визуально представляет типичный угол обзора 120°. Интенсивность нормирована на пиковое (осевое) значение. Диаграмма показывает распределение, близкое к ламбертовскому, что характерно для светодиодов с рассеивающей линзой или рефлектором, обеспечивающим широкое и равномерное освещение.

5. Механическая и корпусная информация

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод размещен в корпусе P-LCC-4 (пластиковый корпус для кристалла с выводами, 4 вывода). Подробный чертеж с размерами определяет общие габариты, расстояние между выводами и детали полости. Ключевые размеры включают посадочное место, что критически важно для проектирования контактных площадок на печатной плате. Корпус включает встроенный отражатель, окружающий кристалл светодиода, который служит для коллимации света и увеличения осевой силы света. Анод и катод четко обозначены на схеме корпуса.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Профиль оплавления при пайке

Предоставлен подробный температурный профиль для бессвинцовой пайки оплавлением. Ключевые фазы включают:

• Предварительный нагрев:150-200°C в течение 60-120 секунд, с максимальной скоростью нагрева 3°C/сек.
• Оплавление (Выше температуры ликвидуса):Время выше 217°C должно составлять 60-150 секунд. Пиковая температура не должна превышать 260°C, а время в пределах 5°C от пика должно быть не более 10 секунд.
• Охлаждение:Максимальная скорость охлаждения 6°C/сек.

Важное примечание:Пайку оплавлением не следует выполнять более двух раз, чтобы предотвратить повреждение корпуса и проводных соединений от термического напряжения.

6.2 Меры предосторожности при хранении и обращении

• Чувствительность к влаге:Компонент упакован в влагозащитный пакет с осушителем. Пакет не следует вскрывать до момента готовности к использованию. Срок хранения после вскрытия составляет 168 часов в условиях ≤30°C и ≤60% относительной влажности.
• Прогрев (сушка):Если срок хранения превышен или индикатор осушителя изменился, перед пайкой оплавлением требуется прогрев при 60 ±5°C в течение 24 часов для предотвращения "вспучивания" (растрескивания корпуса из-за давления пара).
• Защита по току:Внешний токоограничивающий резистор обязателен. Светодиоды — это устройства с токовым управлением; небольшое изменение прямого напряжения может вызвать большое изменение тока, потенциально приводящее к мгновенному отказу.
• Механическое напряжение:Избегайте приложения механического напряжения к корпусу светодиода во время процесса пайки.

7. Информация об упаковке и заказе

7.1 Спецификации на ленте и катушке

Продукт поставляется на 8-мм несущей ленте, намотанной на стандартные катушки. Каждая катушка содержит 2000 штук. Предоставлены подробные чертежи размеров ячеек несущей ленты и размеров катушки для обеспечения совместимости с питателями автоматического сборочного оборудования.

7.2 Расшифровка маркировки

Маркировка на катушке содержит несколько кодов:

• P/N:Артикул производителя (67-22/R6BHC-B07/2T).
• QTY:Количество компонентов на катушке.
• CAT, HUE, REF:Коды, соответствующие бину силы света, бину доминирующей длины волны и бину прямого напряжения соответственно.
• LOT No:Идентификационный номер партии для прослеживаемости.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типовые сценарии применения

• Телекоммуникационное оборудование:Индикаторы состояния на маршрутизаторах, модемах, телефонах и факсимильных аппаратах.
• Подсветка ЖК-дисплеев:Краевая или прямая подсветка для небольших монохромных или цветных ЖК-дисплеев в бытовой технике, приборах и портативных устройствах.
• Подсветка переключателей и символов:Подсветка мембранных переключателей, клавиатур и обозначений на панелях.
• Применения со световодами:Использование в качестве источника света для акриловых или поликарбонатных световодов, передающих свет с печатной платы на переднюю панель или дисплей.
• Общие индикаторы состояния:Индикаторы питания, активности, тревоги или режима в широком спектре электронных продуктов.

8.2 Особенности проектирования

• Ограничение тока:Всегда используйте последовательный резистор. Рассчитайте его значение по формуле R = (Vпитания - Vf) / If, где Vf следует выбирать из максимального значения бина (например, 2.35В для R6, 3.7В для BH) для консервативного проектирования, гарантирующего, что ток никогда не превысит 20мА даже с учетом допусков напряжения питания и вариаций Vf.
• Тепловой менеджмент:Для непрерывной работы при высоких температурах окружающей среды или близко к максимальному току учитывайте разводку печатной платы. Используйте достаточные полигоны меди, соединенные с тепловой площадкой светодиода (если есть) или выводами катода, для выполнения функции радиатора.
• Оптическое проектирование:Широкий угол обзора 120° может потребовать использования световодов, рассеивателей или линз для формирования луча под конкретные задачи. Интегрированный рефлектор обеспечивает хорошую осевую интенсивность, но может не подходить для задач с требованиями к чрезвычайно узкому лучу.
• Защита от ЭСР:Хотя компонент не имеет явного рейтинга по ЭСР, во время сборки следует соблюдать стандартные меры предосторожности при обращении с ЭСР, чтобы предотвратить скрытое повреждение полупроводникового перехода.

9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со стандартными SMD светодиодами без интегрированного рефлектора, данный компонент обеспечивает значительно более высокую осевую силу света при том же токе питания благодаря светособирающему эффекту отражателя. Корпус P-LCC-4 обеспечивает более надежную механическую структуру по сравнению с корпусами типа чип-скейл, часто предлагая лучшие тепловые характеристики через свои выводы. Наличие подробной информации о бинировании по интенсивности, длине волны и напряжению позволяет проводить более точное проектирование систем и обеспечивать лучшую стабильность конечного продукта по сравнению с небинированными или грубо бинированными светодиодами. Сочетание широкого угла обзора и хорошей интенсивности делает его универсальным выбором, когда необходимы как видимость под углом, так и яркое осевое свечение.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

10.1 В чем разница между пиковой и доминирующей длиной волны?

Пиковая длина волны (λp) — это длина волны, на которой спектральная плотность мощности максимальна. Доминирующая длина волны (λd) — это длина волны монохроматического света, наиболее точно соответствующая воспринимаемому цвету света светодиода. Для целей проектирования, особенно в приложениях, чувствительных к цвету, более релевантны доминирующая длина волны и ее бинирование.

10.2 Можно ли питать этот светодиод током 30мА вместо 20мА?

Хотя абсолютный максимальный параметр для постоянного прямого тока составляет 50мА (R6) или 25мА (BH), электрооптические характеристики указаны для 20мА. Питание током 30мА даст больше света, но также увеличит рассеиваемую мощность, температуру перехода и может ускорить деградацию светового потока. Необходимо свериться с кривой снижения тока и убедиться, что температура перехода остается в безопасных пределах. Для надежной долгосрочной работы рекомендуется придерживаться типового условия 20мА.

10.3 Почему прямое напряжение синего светодиода выше, чем у красного?

Это связано с фундаментальными полупроводниковыми материалами. Красный светодиод R6 использует AlGaInP (фосфид алюминия-галлия-индия), который имеет меньшую ширину запрещенной зоны. Синий светодиод BH использует InGaN (нитрид индия-галлия), который имеет более широкую запрещенную зону. Более широкая запрещенная зона требует больше энергии для перехода электронов, что выражается в более высоком прямом напряжении при том же токе.

10.4 Как интерпретировать коды бинов при заказе?

При размещении заказа вы можете указать желаемые коды бинов для CAT (Интенсивность), HUE (Длина волны) и REF (Напряжение), чтобы гарантировать получение светодиодов с параметрами в рамках вашего конкретного проектного окна. Например, для стабильного ярко-красного свечения можно указать CAT=S1 и HUE=FF2. Если не указано, вы получите компоненты из стандартных производственных бинов.

11. Пример проектирования и использования

Сценарий: Проектирование многофункциональной индикаторной панели для сетевого коммутатора.Панель требует красные светодиоды для "Критической тревоги", синие для "Активности системы" и должна быть видна под разными углами в стойке. Выбран светодиод 67-22/R6BHC-B07/2T.

Реализация:Используются варианты R6 (Красный) и BH (Синий). Разработчик выбирает бин интенсивности S1 для максимальной яркости и указывает узкие бины длины волны (например, FF2 для красного) для цветовой стабильности всех устройств. Простая драйверная схема спроектирована с использованием источника питания 5В. Для синего светодиода (макс. Vf=3.7В @20мА) токоограничивающий резистор рассчитан: R = (5В - 3.7В) / 0.02А = 65 Ом. Выбран стандартный резистор 68 Ом. Для красного светодиода (макс. Vf=2.35В) R = (5В - 2.35В) / 0.02А = 132.5 Ом; используется резистор 130 Ом. Широкий угол обзора 120° гарантирует четкую видимость индикаторов даже когда техник находится не прямо перед панелью. Компоненты устанавливаются с помощью автоматического оборудования с предоставленных лент в катушках.

12. Принцип работы

Светоизлучающие диоды (LED) — это полупроводниковые устройства, излучающие свет посредством электролюминесценции. Когда прямое напряжение приложено к p-n переходу, электроны из n-области рекомбинируют с дырками из p-области в активной зоне. Этот процесс рекомбинации высвобождает энергию в виде фотонов (света). Конкретная длина волны (цвет) излучаемого света определяется шириной запрещенной зоны полупроводникового материала, используемого в активной области. Материальная система AlGaInP производит красный, оранжевый и желтый свет, а система InGaN — синий, зеленый и белый (в комбинации с люминофором). Интегрированный рефлектор в этом корпусе представляет собой формообразованную полость, обычно из высокоотражающего материала, окружающую кристалл. Он перенаправляет свет, который в противном случае излучался бы вбок или назад, в переднюю часть корпуса, тем самым увеличивая полезную осевую силу света и контролируя диаграмму направленности луча.

13. Технологические тренды

Развитие SMD светодиодов, подобных данному, следует общим отраслевым трендам в сторону миниатюризации, повышения эффективности (люмен на ватт) и увеличения надежности. Использование технологии рефлектора в стандартном форм-факторе корпуса является экономически эффективным методом повышения производительности без перехода на более дорогие технологии типа "кристалл на плате" (COB) или продвинутые типы корпусов. Существует постоянное стремление улучшить эффективность как материалов AlGaInP (красный), так и InGaN (синий/зеленый), что приводит к большей яркости при том же токе или той же яркости при меньшей мощности. Инновации в области корпусов сосредоточены на улучшении теплового менеджмента для работы с возросшими плотностями мощности и на повышении цветовой стабильности и равномерности цвета по углам (ACU) в диаграмме направленности. Акцент на бессвинцовости и соответствии RoHS, как видно в данной спецификации, отражает общеотраслевой переход к экологически устойчивому производству.