Техническая спецификация светодиода Top View серии 67-21 - Корпус 3.2x2.8x1.9мм - Прямое напряжение 1.75-2.35В - Ярко-желтый - Мощность 100мВт

Серия 67-21 представляет собой семейство поверхностно-монтируемых светодиодов Top View, предназначенных для индикации и подсветки. Данная модификация, идентифицируемая по суффиксу ярко-желтого свечения, разработана для обеспечения надежной работы в компактном, стандартном для отрасли корпусе P-LCC-2. Устройство имеет белый корпус с бесцветным прозрачным окном, что способствует широкому углу обзора и делает его особенно подходящим для использования со световодами для направления освещения в определенные области панели или дисплея.

Ключевое преимущество этого светодиода заключается в его оптимизированной оптической конструкции. Внутренний отражатель в корпусе повышает эффективность вывода света, обеспечивая яркий и равномерный световой поток. Кроме того, его низкое требование к прямому току делает его идеальным выбором для портативных устройств с батарейным питанием или чувствительных к энергопотреблению, где минимизация расхода энергии критически важна. Устройство полностью соответствует требованиям бессвинцового (Pb-free) производства и директивам RoHS, что делает его пригодным для мировых рынков со строгими экологическими нормами.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельные эксплуатационные характеристики

Эти характеристики определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Они не предназначены для нормальной работы.

Обратное напряжение (V

• ):_R5 В. Превышение этого напряжения при обратном смещении может вызвать пробой p-n перехода.Постоянный прямой ток (I
• ):_F50 мА. Максимальный постоянный ток, который можно непрерывно подавать на устройство.Пиковый прямой ток (I
• ):_FP120 мА. Это максимально допустимый импульсный ток, указанный для скважности 1/10 на частоте 1 кГц. Он имеет решающее значение для применений, связанных с короткими вспышками высокой интенсивности.Рассеиваемая мощность (P
• ):_d100 мВт. Это максимальная мощность, которую корпус может рассеивать в виде тепла, рассчитываемая как прямое напряжение (V), умноженное на прямой ток (I_F)._FЭлектростатический разряд (ESD) по модели человеческого тела (HBM):
• 2000 В. Этот параметр указывает на чувствительность светодиода к статическому электричеству. Во время сборки необходимы соответствующие процедуры защиты от ЭСР.Рабочая температура (T
• opr_):от -40°C до +85°C. Диапазон температуры окружающей среды, в котором гарантируется соответствие устройства его электрооптическим характеристикам.Температура хранения (T
• stg_):от -40°C до +90°C.Температура пайки:
• Устройство выдерживает пайку оплавлением с пиковой температурой 260°C в течение до 10 секунд или ручную пайку при 350°C в течение до 3 секунд.2.2 Электрооптические характеристики

Эти параметры измеряются при стандартных условиях испытаний: температура окружающей среды 25°C и прямой ток (I

) 20 мА, что является типичной рабочей точкой._FСила света (I

• ):_VДиапазон от минимум 140 мкд до максимум 360 мкд. Типичное значение находится в этом диапазоне, а конкретная яркость определяется процессом сортировки.Угол обзора (2θ
• 1/2_):120 градусов (типичное значение). Это полный угол, при котором сила света падает до половины своего максимального значения (на оси). Широкий угол является ключевой особенностью для применений, требующих видимости с неосевых позиций.Пиковая длина волны (λ
• ):_p591 нм (типичное значение). Длина волны, на которой спектральная плотность мощности максимальна.Доминирующая длина волны (λ
• ):_dот 588.5 нм до 594.5 нм. Это воспринимаемая человеческим глазом длина волны монохроматического света, соответствующая цвету светодиода, и является основным параметром для цветовой сортировки.Спектральная ширина (Δλ):
• 15 нм (типичное значение). Ширина излучаемого спектра на половине его максимальной мощности (полная ширина на половине максимума - FWHM).Прямое напряжение (V
• ):_Fот 1.75 В до 2.35 В при I=20мА. Падение напряжения на светодиоде, когда он проводит ток. Этот диапазон важен для проектирования схемы ограничения тока._FОбратный ток (I
• ):_RМаксимум 10 мкА при V=5В. Очень низкий ток утечки при обратном смещении светодиода._R3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения постоянства цвета и яркости в производстве светодиоды сортируются по группам (бинам) на основе ключевых параметров. Серия 67-21 использует трехмерную систему сортировки.

3.1 Сортировка по доминирующей длине волны (HUE)

Это определяет точный оттенок желтого. Группы обозначаются буквой "B" и кодами D4 и D5.

Бин D4:

• Доминирующая длина волны от 588.5 нм до 591.5 нм.Бин D5:
• Доминирующая длина волны от 591.5 нм до 594.5 нм.К пределам этих бинов применяется допуск ±1 нм.

3.2 Сортировка по силе света (CAT)

Это определяет уровень яркости. Группы определяются кодами R2, S1, S2 и T1.

Бин R2:

• от 140 мкд до 180 мкд.Бин S1:
• от 180 мкд до 225 мкд.Бин S2:
• от 225 мкд до 285 мкд.Бин T1:
• от 285 мкд до 360 мкд.К силе света применяется допуск ±11%.

3.3 Сортировка по прямому напряжению (REF)

Это группирует светодиоды со схожими электрическими характеристиками, что может упростить проектирование источника питания. Группы обозначаются буквой "B" и кодами 0, 1 и 2.

Бин 0:

• от 1.75 В до 1.95 В. V_FБин 1:
• от 1.95 В до 2.15 В. V_FБин 2:
• от 2.15 В до 2.35 В. V_FК прямому напряжению применяется допуск ±0.1В.

4. Анализ характеристических кривых

В спецификации приведены несколько характеристических кривых, необходимых для понимания поведения светодиода в различных условиях.

4.1 Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды

Эта кривая показывает, что световой поток светодиода уменьшается с ростом температуры окружающей среды. При максимальной рабочей температуре +85°C относительная сила света значительно ниже, чем при 25°C. Это тепловое снижение характеристик необходимо учитывать в конструкциях, где ожидаются высокие температуры окружающей среды, например, в автомобильных приложениях или рядом с теплообразующими компонентами.

4.2 Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика)

Вольт-амперная характеристика нелинейна, что типично для диода. Она показывает зависимость между током, протекающим через светодиод, и напряжением на нем. Эта кривая необходима для выбора подходящего токоограничивающего резистора или проектирования драйвера постоянного тока. "Колено" кривой, где начинается проводимость, для данного устройства находится в районе от 1.6В до 1.8В.

4.3 Относительная сила света в зависимости от прямого тока

Эта кривая демонстрирует, что световой поток увеличивается с ростом прямого тока, но не абсолютно линейно, особенно при более высоких токах. Она также подчеркивает важность работы в пределах предельных эксплуатационных характеристик; подача на светодиод тока выше указанного не даст пропорционального увеличения яркости и приведет к чрезмерному нагреву, сокращая срок службы.

4.4 Спектральное распределение

Спектральный график показывает единственный доминирующий пик с центром около 591 нм, подтверждая ярко-желтый цвет. Узкая ширина полосы указывает на хорошую чистоту цвета. Излучение в области глубокого красного или зеленого цвета минимально, что желательно для чистого желтого индикатора.

4.5 Диаграмма направленности

Полярная диаграмма наглядно подтверждает широкий угол обзора 120°. Распределение интенсивности примерно ламбертово (косинусоидальное), что означает, что оно наиболее яркое при прямом взгляде и постепенно уменьшается к краям конуса обзора.

5. Механическая информация и информация об упаковке

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод размещен в корпусе P-LCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier). Ключевые размеры включают размер корпуса приблизительно 3.2мм x 2.8мм при высоте 1.9мм. Корпус имеет два вывода типа "крыло чайки" для поверхностного монтажа. Катод обычно идентифицируется выемкой или зеленой меткой на корпусе. Подробные чертежи с допусками ±0.1мм приведены в спецификации для проектирования посадочного места на печатной плате.

5.2 Определение полярности

Правильная полярность критически важна для работы. Корпус содержит визуальные маркеры. Вывод катода (-) часто обозначается зеленой точкой или небольшой выемкой на корпусе. Конструкторы должны сверять чертеж корпуса с рекомендуемым посадочным местом на печатной плате, чтобы обеспечить правильную ориентацию контактных площадок анода и катода.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Параметры пайки оплавлением

Устройство совместимо с процессами пайки оплавлением в парах флюса и инфракрасной пайки. Рекомендуемый профиль имеет пиковую температуру 260°C, которая не должна превышаться более чем на 10 секунд. Это стандартный профиль для бессвинцовых (SnAgCu) паяльных паст. Скорости предварительного нагрева и охлаждения должны контролироваться для минимизации термического напряжения на корпусе.

6.2 Ручная пайка

Если необходима ручная пайка, температура жала паяльника не должна превышать 350°C, а время контакта с каждым выводом должно быть ограничено максимум 3 секундами. Для защиты кристалла светодиода от чрезмерного нагрева можно использовать теплоотвод на выводе между местом пайки и корпусом.

6.3 Условия хранения

Светодиоды упакованы в влагозащитные барьерные пакеты с осушителем для предотвращения поглощения влаги, которое может вызвать "взрыв" (растрескивание корпуса) во время пайки оплавлением. После вскрытия герметичного пакета компоненты должны быть использованы в течение указанного периода времени (обычно 168 часов в заводских условиях) или повторно просушены в соответствии со спецификацией уровня чувствительности к влаге (MSL), которую следует получить у производителя.

7. Информация об упаковке и заказе

7.1 Спецификации на ленту и катушку

Компоненты поставляются на эмбоссированной несущей ленте шириной 8 мм. Каждая катушка содержит 2000 штук. Приведены подробные размеры карманов несущей ленты и катушки для обеспечения совместимости с автоматическим оборудованием для установки компонентов.

7.2 Расшифровка маркировки и нумерация компонентов

Этикетка на катушке содержит критически важную информацию для прослеживаемости и правильной сборки:

CAT:

• Код группы сортировки по силе света (например, S1, T1).HUE:
• Код группы сортировки по доминирующей длине волны (например, D4, D5).REF:
• Код группы сортировки по прямому напряжению (например, 0, 1, 2).Номер компонента (PN), номер компонента заказчика (CPN), количество (QTY) и номер партии для отслеживания.
• Полный номер компонента (например, 67-21/Y2C-BR2T1B/2T) кодирует серию, цвет, группу яркости и другие атрибуты в соответствии с системой производителя.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типовые сценарии применения

Автомобильная электроника:

• Подсветка приборной панели, переключателей и панелей управления. Широкий угол обзора и надежность в широком диапазоне температур делают его подходящим для этих требовательных условий.Телекоммуникационное оборудование:
• Индикаторы состояния и подсветка клавиатуры в телефонах, факсимильных аппаратах и сетевом оборудовании.Потребительская электроника:
• Индикаторы питания, подсветка кнопок и сигнальные лампы в портативных устройствах, бытовой технике и аудио/видео оборудовании.Общие панельные индикаторы:
• Любое применение, требующее яркого, надежного и компактного индикатора состояния.8.2 Особенности проектирования

Ограничение тока:

• Всегда используйте последовательный резистор или драйвер постоянного тока для установки прямого тока. Рассчитайте значение резистора по формуле R = (Vпитания_{- V}) / I_F. Используйте максимальное значение V_Fиз спецификации, чтобы гарантировать, что ток не превысит предел даже при разбросе параметров между экземплярами._FТепловой менеджмент:
• Хотя рассеиваемая мощность мала, обеспечьте достаточную площадь медной фольги на печатной плате или тепловые переходные отверстия под теплоотводящей площадкой (если она есть) для отвода тепла, особенно в приложениях с высокой температурой окружающей среды или при работе на более высоких токах.Сопряжение со световодом:
• Для применений со световодами располагайте светодиод как можно ближе к входу световода. Широкий угол обзора помогает захватить больше света, но точное выравнивание по-прежнему является ключом к максимизации эффективности и достижению равномерного освещения на выходе.Защита от ЭСР:
• Реализуйте защиту от ЭСР на входных линиях, если светодиод напрямую доступен пользователям (например, на передней панели). Во время обращения и сборки соблюдайте стандартные меры предосторожности от ЭСР.9. Техническое сравнение и отличительные особенности

Серия 67-21 выделяется на рынке SMD индикаторных светодиодов благодаря нескольким ключевым особенностям. По сравнению со старыми, меньшими корпусами (такими как 0402 или 0603), она предлагает значительно более высокий световой поток и гораздо более широкий угол обзора благодаря более крупному кристаллу и оптимизированному внутреннему отражателю. По сравнению с другими корпусами P-LCC-2, ее конкретное сочетание ярко-желтого цвета (на основе материала AlGaInP для высокой эффективности), четко определенной структуры сортировки для постоянства и надежных характеристик для пайки оплавлением делают ее надежным выбором для серийного производства. Ее низкое требование к прямому напряжению также является явным преимуществом в конструкциях с батарейным питанием, так как снижает необходимый запас по напряжению от источника питания, потенциально продлевая срок службы батареи.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

10.1 В чем разница между пиковой и доминирующей длиной волны?

Пиковая длина волны (λ

) - это физическая длина волны, на которой светодиод излучает наибольшую оптическую мощность. Доминирующая длина волны (λ_p) - это расчетное значение, представляющее длину волны монохроматического света, который выглядел бы для человеческого глаза таким же по цвету. Доминирующая длина волны более актуальна для восприятия цвета и используется для сортировки._d10.2 Можно ли питать этот светодиод от источника 3.3В без резистора?

Нет, это не рекомендуется и, скорее всего, приведет к разрушению светодиода.

Светодиод - это устройство, управляемое током. Без механизма ограничения тока (резистора или активного драйвера) прямое подключение к источнику напряжения, такому как 3.3В, вызовет протекание чрезмерного тока, значительно превышающего максимальный номинал в 50мА, что приведет к немедленному перегреву и выходу из строя.10.3 Почему сила света уменьшается при высокой температуре?

Это фундаментальная характеристика полупроводниковых источников света. При повышении температуры безызлучательные процессы рекомбинации в полупроводниковом материале становятся более доминирующими, снижая внутреннюю квантовую эффективность (количество генерируемых фотонов на электрон). Это приводит к снижению светового потока при том же токе накачки.

10.4 Как выбрать правильную группу сортировки для моего применения?

Выбор зависит от ваших требований:

Для постоянства цвета

• между несколькими светодиодами в продукте укажите узкую группу HUE (например, только D4).Для постоянства яркости
• , укажите узкую группу CAT (например, только T1 для максимальной яркости).Для упрощения проектирования источника питания
• в системах с постоянным напряжением указание узкой группы REF (например, только Бин 1) обеспечивает более предсказуемое потребление тока.Проконсультируйтесь с поставщиком компонентов относительно наличия и влияния на стоимость конкретных комбинаций групп.

11. Практический пример проектирования

Сценарий:

Проектирование индикатора состояния для портативного медицинского устройства. Индикатор должен быть четко виден в различных условиях освещения, потреблять минимальную мощность для максимизации срока службы батареи и выдерживать периодическую очистку дезинфицирующими средствами.Реализация:

Выбран ярко-желтый светодиод серии 67-21. Спроектирован световод для направления света от светодиода, установленного на основной печатной плате, к небольшому окну на герметичной передней панели устройства. Это защищает светодиод от физического контакта и жидкостей. Схема управления использует вывод GPIO микроконтроллера, токоограничивающий резистор 100 Ом, подключенный к шине 3.3В, что дает прямой ток примерно (3.3В - 2.0В)/100Ом = 13мА, что хорошо в пределах безопасной рабочей области. Это обеспечивает достаточную яркость при минимизации энергопотребления. Широкий угол обзора светодиода обеспечивает эффективное заполнение световода, давая равномерное свечение на панели.12. Введение в принцип работы

Этот светодиод основан на полупроводниковом кристалле из фосфида алюминия-галлия-индия (AlGaInP). Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее пороговое напряжение включения диода, электроны инжектируются из n-области, а дырки из p-области в активную область. Эти носители заряда рекомбинируют, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава AlGaInP определяет ширину запрещенной зоны полупроводника, которая напрямую диктует длину волны (цвет) излучаемого света. Для ярко-желтого цвета ширина запрещенной зоны соответствует фотонам с энергией около 2.1 эВ (длина волны ~590 нм). Генерируемый свет затем выводится через верхнюю часть кристалла, формируется и направляется внутренним отражателем и прозрачной эпоксидной линзой корпуса P-LCC-2.

13. Технологические тренды и разработки

Общая тенденция для SMD индикаторных светодиодов, таких как серия 67-21, направлена на повышение эффективности (больше светового потока на миллиампер тока), что позволяет либо получить более яркие индикаторы, либо снизить энергопотребление. Также наблюдается стремление к улучшению постоянства цвета и более жесткой сортировке от пластины к пластине. Технология корпусов продолжает развиваться, и потенциальные будущие разработки включают еще более тонкие профили для применений с ограниченным пространством и материалы с более высокой теплопроводностью для лучшего управления теплом при более высоких токах накачки. Кроме того, интеграция со встроенным управлением, например, наличие крошечной ИС для ШИМ-диммирования или последовательности цветов в том же корпусе, является растущим трендом на более широком рынке светодиодов, хотя это может быть более актуально для многоцветных или адресуемых светодиодов, чем для стандартных одноцветных индикаторов.

The general trend in SMD indicator LEDs like the 67-21 series is towards higher efficiency (more light output per milliampere of current), which allows for either brighter indicators or lower power consumption. There is also a drive for improved color consistency and tighter binning from wafer to wafer. Packaging technology continues to evolve, with potential future developments including even thinner profiles for space-constrained applications and materials with higher thermal conductivity to better manage heat at higher drive currents. Furthermore, integration with onboard control, such as having a tiny IC for PWM dimming or color sequencing within the same package, is a growing trend in the broader LED market, though it may be more relevant for multi-color or addressable LEDs than for standard single-color indicators.