Технический паспорт SMD светодиода 45-21 серии с верхним излучением, ярко-желтый - 3.0x2.0x1.1мм - 2.25В тип. - 40мВт

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны характеристики поверхностного светодиода с верхним излучением. Устройство характеризуется ярко-желтым свечением, достигаемым за счет чипа из материала AlGaInP, инкапсулированного в прозрачную эпоксидную смолу. Ключевыми конструктивными преимуществами являются широкий угол обзора и оптимизированная световая связь благодаря внутреннему отражателю, что делает его особенно подходящим для применения со световодами. Низкое потребление тока также позиционирует его как идеальный выбор для энергочувствительных приложений, таких как портативное оборудование.

Продукт разработан с учетом надежности и соответствия стандартам. Он имеет белый SMD корпус с индивидуальной 2-выводной рамкой. Соответствует стандартам RoHS, EU REACH и является бесгалогенным (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Кроме того, он квалифицирован в соответствии со стандартом AEC-Q101, что делает его пригодным для требовательных сред, таких как внутреннее автомобильное освещение (например, подсветка приборной панели).

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Устройство не должно эксплуатироваться за пределами этих значений во избежание необратимых повреждений.

• Обратное напряжение (V_R):5 В
• Прямой ток (I_F):50 мА (постоянный)
• Пиковый прямой ток (I_FP):100 мА (скважность 1/10 @1кГц)
• Рассеиваемая мощность (P_d):120 мВт
• Электростатический разряд (ESD) HBM:2000 В
• Рабочая температура (T_opr):-40°C до +85°C
• Температура хранения (T_stg):-40°C до +90°C
• Температура пайки (T_sol):Оплавление: 260°C в течение 10 сек; Ручная пайка: 350°C в течение 3 сек.

2.2 Электрооптические характеристики (T_a=25°C)

Типичные параметры производительности, измеренные в стандартных условиях.

• Сила света (I_v):от 450 до 900 мкд (при I_F=20мА)
• Угол обзора (2θ_1/2):120 градусов (типичное значение)
• Пиковая длина волны (λ_p):591 нм (типичное значение)
• Доминирующая длина волны (λ_d):от 585.5 до 594.5 нм
• Ширина спектра излучения (Δλ):15 нм (типичное значение)
• Прямое напряжение (V_F):от 1.95 до 2.55 В (при I_F=20мА)
• Обратный ток (I_R):макс. 10 мкА (при V_R=5В)

Примечание: Допуски составляют ±11% для силы света, ±1нм для доминирующей длины волны и ±0.1В для прямого напряжения.

3. Объяснение системы сортировки

Устройство сортируется по группам (бинаризация) на основе ключевых параметров производительности для обеспечения единообразия в проектировании приложений.

3.1 Сортировка по силе света

• U1:450 - 565 мкд
• U2:565 - 715 мкд
• V1:715 - 900 мкд

3.2 Сортировка по доминирующей длине волны (Группа A)

• D3:585.5 - 588.5 нм
• D4:588.5 - 591.5 нм
• D5:591.5 - 594.5 нм

3.3 Сортировка по прямому напряжению (Группа C)

• 1:1.95 - 2.15 В
• 2:2.15 - 2.35 В
• 3:2.35 - 2.55 В

4. Анализ характеристических кривых

Типичные электрооптические характеристические кривые (приведенные в техническом описании) иллюстрируют зависимость между прямым током и силой света, прямым напряжением, а также влияние температуры окружающей среды на производительность. Эти кривые необходимы разработчикам для прогнозирования поведения в нестандартных условиях, таких как повышенные рабочие температуры или различные токи управления. Анализ этих графиков помогает в выборе соответствующих токоограничивающих резисторов и понимании потенциальных вариаций яркости в рабочем диапазоне устройства.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Устройство имеет компактный SMD форм-фактор. Ключевые размеры (в мм, допуск ±0.1мм, если не указано иное): длина ~3.0мм, ширина ~2.0мм, высота ~1.1мм. Предоставлена рекомендуемая конфигурация контактных площадок для обеспечения надлежащего механического и теплового соединения во время сборки.

5.2 Идентификация полярности

Анод (+) четко обозначен на верхней части корпуса. Правильная ориентация полярности имеет решающее значение при установке для обеспечения корректной работы схемы.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Методы пайки

Основным рекомендуемым методом сборки является пайка оплавлением (инфракрасная, ИК). Предлагается конкретный температурный профиль для бессвинцовой пайки оплавлением с пиковой температурой 260°C не более 10 секунд. Пайка оплавлением не должна выполняться более двух раз. Ручная пайка допустима, но должна выполняться осторожно при температуре жала ниже 350°C не более 3 секунд на вывод, с использованием паяльника мощностью 25Вт или менее.

6.2 Меры предосторожности при хранении и обращении

• Чувствительность к ЭСР:Устройство чувствительно к электростатическому разряду. Необходимо соблюдать соответствующие процедуры обращения с ЭСР.
• Чувствительность к влаге:Светодиоды упакованы в влагозащитный пакет с осушителем.
  • Не вскрывайте пакет до момента готовности к использованию.
  • До вскрытия: Хранить при ≤30°C / ≤70% относительной влажности до одного года.
  • После вскрытия: Использовать в течение 3 дней в условиях ≤30°C / ≤60% относительной влажности. Неиспользованные компоненты должны быть повторно запечатаны в сухую упаковку.
  • Если индикатор осушителя изменил цвет или срок хранения превышен, требуется однократный прогрев при 60±5°C в течение 24 часов перед использованием.

6.3 Критические примечания по использованию

• Защита по току:Внешний токоограничивающий резистор обязателен. Экспоненциальная ВАХ светодиода означает, что небольшое увеличение напряжения может вызвать большой, разрушительный всплеск тока.
• Избегание механических нагрузок:Избегайте приложения механических нагрузок к корпусу светодиода во время нагрева (пайки) и не деформируйте печатную плату после сборки.
• Ремонт:Ремонт после пайки не рекомендуется. Если это неизбежно, необходимо использовать двухголовый паяльник для одновременного нагрева обоих выводов, чтобы предотвратить повреждение.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификации упаковки

Компоненты поставляются на перфорированной несущей ленте, которая затем наматывается на катушки. Стандартная катушка содержит 2000 штук. Предоставлены подробные размеры карманов несущей ленты и катушки для облегчения настройки автоматических установщиков компонентов.

7.2 Расшифровка маркировки

Маркировка на катушке содержит несколько кодов для отслеживаемости и спецификации:

• P/N:Номер изделия (например, 45-21/YSC-AU1V1C/2T-AFM)
• LOT No:Номер производственной партии
• QTY:Количество в упаковке
• CAT:Код группы силы света (например, V1)
• HUE:Код группы доминирующей длины волны (например, D4)
• REF:Код группы прямого напряжения (например, 2)

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

• Телекоммуникационное оборудование:Индикаторы состояния и подсветка для телефонов и факсов.
• Потребительская электроника:Плоская подсветка для ЖК-дисплеев, переключателей и символов.
• Общее освещение:Применение со световодами для равномерного распределения света, идеально для панельных индикаторов.
• Салон автомобиля:Подсветка приборной панели и другие функции внутреннего освещения (квалифицировано по AEC-Q101).

8.2 Соображения по проектированию

• Схема управления:Всегда используйте последовательный резистор для установки прямого тока. Рассчитайте значение резистора на основе напряжения питания (V_CC), прямого напряжения светодиода (V_Fиз соответствующей группы) и желаемого тока (I_F, не превышающего 50мА постоянного тока).
• Тепловой режим:Хотя рассеиваемая мощность мала, обеспечьте достаточную площадь меди на печатной плате или тепловые переходы, если работа ведется при высоких температурах окружающей среды или близко к максимальному току.
• Оптическое проектирование:Угол обзора 120 градусов и прозрачная линза делают этот светодиод отличным выбором для приложений, требующих широкоугольной видимости или связи со световодами. Учитывайте угловое распределение интенсивности при проектировании световодов или рассеивателей.

9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со стандартными светодиодами, данное устройство предлагает несколько ключевых преимуществ для конкретных приложений. Широкий угол обзора 120 градусов превосходит многие узкоугольные светодиоды, обеспечивая более равномерное освещение в панельных приложениях без вторичной оптики. Квалификация AEC-Q101 является критически важным отличием для автомобильного и других рынков с высокими требованиями к надежности, указывая на строгие испытания на термоудар, устойчивость к влажности и долгосрочную стабильность. Комбинация материала AlGaInP для желтого/оранжевого/красного цветов обычно обеспечивает более высокую световую эффективность и лучшую температурную стабильность по сравнению со старыми технологиями, такими как GaAsP. Соответствие требованиям по отсутствию галогенов и свинца гарантирует соблюдение современных экологических норм.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

10.1 Какое значение резистора использовать с питанием 5В?

Используя типичное прямое напряжение 2.25В и целевой ток 20мА, расчет следующий: R = (V_CC- V_F) / I_F= (5В - 2.25В) / 0.02А = 137.5 Ом. Стандартный резистор 150 Ом приведет к несколько меньшему току, около 18.3мА, что безопасно и соответствует спецификациям. Всегда используйте максимальное V_Fиз технического описания (2.55В) для проектирования в наихудшем случае, чтобы гарантировать, что ток никогда не превысит желаемый предел.

10.2 Можно ли управлять этим светодиодом с помощью ШИМ-сигнала для диммирования?

Да, широтно-импульсная модуляция (ШИМ) является эффективным методом диммирования светодиодов. Убедитесь, что пиковый ток в каждом импульсе не превышает абсолютный максимальный рейтинг 50мА (постоянный) или 100мА (импульсный). Частота должна быть достаточно высокой (обычно >100Гц), чтобы избежать видимого мерцания.

10.3 Почему так важна процедура хранения и прогрева?

SMD корпуса могут поглощать влагу из атмосферы. Во время высокотемпературного процесса пайки оплавлением эта захваченная влага может быстро расширяться, вызывая внутреннее расслоение или \"эффект попкорна\", что приводит к растрескиванию корпуса и разрушению устройства. Процесс прогрева мягко удаляет эту поглощенную влагу до того, как компонент подвергнется оплавлению.

11. Практический пример проектирования

Сценарий:Проектирование группы индикаторов состояния для панели промышленного управления. Индикаторы должны быть видны под широким углом, надежны и управляться напрямую с выводов GPIO микроконтроллера 3.3В.
Решение:Данный светодиод отлично подходит. Угол обзора 120 градусов обеспечивает видимость с различных позиций оператора. Надежность уровня AEC-Q101 полезна для промышленных сред. Для схемы, используя питание 3.3В и предполагая V_F=2.25В при 20мА, требуется последовательный резистор (3.3В - 2.25В)/0.02А = 52.5 Ом (используйте 56 Ом). Вывод GPIO микроконтроллера может потреблять/отдавать 20мА. Низкое энергопотребление (40мВт на светодиод) минимизирует тепловыделение на панели.

12. Введение в принцип работы

Это полупроводниковый светоизлучающий диод. Когда прямое напряжение, превышающее его характерное прямое напряжение (V_F), прикладывается между анодом и катодом, электроны и дырки инжектируются в активную область полупроводникового чипа AlGaInP. Эти носители заряда рекомбинируют, высвобождая энергию в виде фотонов. Конкретный состав сплава AlGaInP определяет энергию запрещенной зоны, которая определяет длину волны (цвет) излучаемого света — в данном случае ярко-желтый (~591 нм). Прозрачная эпоксидная смола защищает чип и действует как линза, формируя световой поток для достижения заявленного угла обзора 120 градусов.

13. Технологические тренды

Общая тенденция в индикаторных светодиодах направлена в сторону повышения эффективности (больше светового потока на ватт), уменьшения размеров корпусов для плат с высокой плотностью монтажа и увеличения интеграции функций, таких как встроенная стабилизация тока или защитные диоды. Также наблюдается сильное стремление к более широкому соответствию экологическим нормам (помимо RoHS, включая такие вещества, как ПФАС) и усилению стандартов надежности для автомобильных и промышленных применений, что видно на примере квалификации AEC-Q101 данного компонента. Использование передовых полупроводниковых материалов, таких как AlGaInP, продолжает обеспечивать превосходные характеристики для красного, оранжевого и желтого цветов по сравнению с фильтрованными или люминофорными белыми светодиодами.