Технический даташит серии 67-21 - Светодиод верхнего свечения в корпусе PLCC-2 - 2.0x1.25x1.1мм - до 2.35В - 50мА - Мягкий оранжевый

1. Обзор продукта

Серия 67-21 представляет собой семейство светодиодов верхнего свечения в компактном корпусе PLCC-2 (пластиковый корпус с выводами для монтажа на кристалл). Устройство характеризуется белым корпусом и бесцветным прозрачным линзовым окном. Ключевой конструктивной особенностью является интегрированный внутренний рефлектор в корпусе, который служит для оптимизации светового потока и эффективности вывода. Такая конструкция обеспечивает очень широкий угол обзора, что делает светодиод исключительно хорошо подходящим для применений с использованием световодов или требующих широких схем освещения. Низкое требование к прямому току дополнительно повышает его привлекательность для энергочувствительных применений, таких как портативные электронные устройства.

Основная функция этого светодиода — служить оптическим индикатором или источником подсветки. Его корпус разработан для совместимости с современными высокопроизводительными процессами сборки, включая пайку оплавлением в паровой фазе, инфракрасным оплавлением и волновую пайку. Он также совместим с автоматическим оборудованием для захвата и установки и поставляется на 8-миллиметровой ленте в катушке для эффективной автоматизированной сборки.

Устройство изготовлено из бессвинцовых материалов и соответствует соответствующим директивам RoHS (об ограничении использования опасных веществ), что гарантирует соответствие современным экологическим и нормативным стандартам для электронных компонентов.

2. Технические характеристики и объективная интерпретация

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Эти параметры определяют пределы нагрузки, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа на этих пределах или за их пределами не гарантируется и должна быть исключена при проектировании схемы.

• Обратное напряжение (V_R):5В. Превышение этого напряжения в обратном смещении может вызвать пробой перехода.
• Прямой ток (I_F):50мА постоянного тока. Непрерывный постоянный ток не должен превышать это значение.
• Пиковый прямой ток (I_FP):100мА. Это допустимо только в импульсном режиме (скважность 1/10 при 1кГц).
• Рассеиваемая мощность (P_d):120мВт. Это максимально допустимая рассеиваемая мощность, рассчитываемая как V_F* I_F.
• Рабочая температура (T_opr):от -40°C до +85°C. Диапазон температуры окружающей среды для надежной работы.
• Температура хранения (T_stg):от -40°C до +100°C.
• Электростатический разряд (ESD):2000В (модель человеческого тела). Требуются соответствующие процедуры обращения для защиты от ЭСР.
• Температура пайки:Для оплавления указана пиковая температура 260°C в течение до 10 секунд. Для ручной пайки предел составляет 350°C в течение 3 секунд.

2.2 Электрооптические характеристики

Эти параметры измеряются при стандартных условиях испытаний: температура окружающей среды 25°C и прямой ток (I_F) 20мА, если не указано иное.

• Сила света (I_V):Диапазон от минимум 450 милликандел (мкд) до максимум 1120 мкд. Типичное значение находится в этом диапазоне. Допуск составляет ±10%.
• Угол обзора (2θ_1/2):120 градусов (типичное значение). Это полный угол, при котором сила света падает до половины своего пикового значения, что подтверждает заявление о \"широком угле обзора\".
• Пиковая длина волны (λ_p):591 нм (типичное значение). Это длина волны, на которой спектральное распределение мощности максимально.
• Доминирующая длина волны (λ_d):от 586 нм до 594 нм. Эта длина волны определяет воспринимаемый цвет (мягкий оранжевый). Указан жесткий допуск ±1 нм.
• Спектральная ширина полосы (Δλ):20 нм (типичное значение). Это указывает на спектральную чистоту излучаемого света.
• Прямое напряжение (V_F):от 1.75В до 2.35В при 20мА. Допуск составляет ±0.1В. Этот параметр имеет решающее значение для расчета значений последовательного резистора и рассеиваемой мощности.
• Обратный ток (I_R):Максимум 10 мкА при обратном напряжении 5В.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения постоянства цвета и яркости при производстве светодиоды сортируются по корзинам на основе ключевых параметров.

3.1 Сортировка по доминирующей длине волны (HUE)

Определяет постоянство цвета. Серия 67-21 для мягкого оранжевого цвета сгруппирована под кодом \"F\" с четырьмя подкорзинами:

• DD1: 586 - 588 нм
• DD2: 588 - 590 нм
• DD3: 590 - 592 нм
• DD4: 592 - 594 нм

3.2 Сортировка по силе света (CAT)

Определяет выходную яркость. Определены четыре корзины при I_F=20мА:

• U1: 450 - 565 мкд
• U2: 565 - 715 мкд
• V1: 715 - 900 мкд
• V2: 900 - 1120 мкд

3.3 Сортировка по прямому напряжению (REF)

Определяет электрическую характеристику для облегчения проектирования схемы. Группа \"B\" имеет три корзины при I_F=20мА:

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

Конкретная комбинация (например, CAT: V2, HUE: DD3, REF: 1) указывается на этикетке продукта и катушке.

4. Анализ характеристических кривых

В даташите представлены несколько характеристических кривых, которые необходимы для понимания поведения устройства в нестандартных условиях.

4.1 Относительная сила света в зависимости от прямого тока

Эта кривая показывает, что световой выход увеличивается с током, но не линейно. Она помогает разработчикам выбрать рабочую точку, которая балансирует яркость с эффективностью и нагрузкой на устройство.

4.2 Кривая снижения номинала прямого тока

Этот критически важный график показывает максимально допустимый непрерывный прямой ток как функцию температуры окружающей среды. С увеличением температуры максимальный ток должен быть уменьшен, чтобы оставаться в пределах лимита рассеиваемой мощности 120мВт и предотвратить перегрев. Например, при 85°C максимальный I_Fзначительно ниже 50мА.

4.3 Прямое напряжение в зависимости от прямого тока

Эта ВАХ-кривая иллюстрирует экспоненциальную зависимость диода. Напряжение увеличивается с током, и эта зависимость зависит от температуры (показана кривая при 25°C).

4.4 Спектральное распределение

График показывает один пик с центром около 591 нм, подтверждая монохроматическое оранжевое излучение с типичной шириной полосы 20 нм.

4.5 Диаграмма направленности

Полярная диаграмма наглядно подтверждает широкий угол обзора 120°, показывая почти ламбертовские характеристики излучения, подходящие для освещения больших площадей.

5. Механическая и упаковочная информация

5.1 Габаритные размеры корпуса

Корпус PLCC-2 имеет размеры примерно 2.0мм (длина) x 1.25мм (ширина) x 1.1мм (высота). Шаг выводов составляет 1.0мм. Предоставлены подробные чертежи размеров с допусками (обычно ±0.1мм) для проектирования посадочного места на печатной плате. Корпус включает четкое обозначение катода (обычно указывается выемкой или зеленой меткой на чертеже).

5.2 Упаковка в катушку и ленту

Компонент поставляется на 8-миллиметровой несущей ленте для автоматизированной сборки. Размеры катушки стандартизированы. Каждая катушка содержит 2000 штук. Размеры несущей ленты обеспечивают правильное удержание и подачу компонентов.

5.3 Чувствительность к влаге и хранение

Компоненты упакованы в влагозащитный алюминиевый пакет с осушителем для предотвращения поглощения влаги, что критически важно для предотвращения \"вспучивания\" во время пайки оплавлением. На пакете указана соответствующая информация о продукте.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Устройство рассчитано на стандартные процессы пайки SMD.

• Пайка оплавлением:Рекомендуется температурный профиль с пиковой температурой не выше 260°C в течение максимум 10 секунд.
• Ручная пайка:При необходимости можно использовать температуру жала паяльника до 350°C в течение максимум 3 секунд на вывод.
• Оно совместимо как с инфракрасными (IR), так и с парофазными методами оплавления.
• Следование рекомендуемому посадочному месту из чертежа размеров необходимо для формирования надежного паяного соединения и самоцентрирования во время оплавления.

7. Рекомендации по применению и соображения проектирования

7.1 Типичные сценарии применения

• Автомобильный салон:Подсветка приборной панели, органов управления и индикаторов состояния.
• Телекоммуникационное оборудование:Индикаторы состояния и подсветка клавиатуры в телефонах, факсах и сетевом оборудовании.
• Потребительская электроника:Индикаторы питания, подсветка кнопок и индикаторы состояния в портативных устройствах, бытовой технике и аудио/видео оборудовании.
• Общие панельные индикаторы:Любое применение, требующее яркого визуального индикатора с широким углом обзора.

7.2 Применения со световодами

Широкий угол обзора и оптимизированная световая связь от внутреннего рефлектора делают этот светодиод идеальным для использования со световодами. Конструкция эффективно захватывает свет от кристалла светодиода и направляет его в световод с минимальными потерями, обеспечивая яркое и равномерное освещение на расстоянии от фактического местоположения светодиода.

7.3 Соображения проектирования схемы

• Токоограничивающий резистор:Последовательный резистор обязателен. Рассчитайте его значение по формуле R = (V_{питания}- V_F) / I_F. Используйте максимальное V_Fиз корзины или даташита, чтобы обеспечить достаточный ток при любых условиях.
• Рассеиваемая мощность:Убедитесь, что произведение V_F* I_Fне превышает 120мВт, особенно при высоких температурах окружающей среды (см. кривую снижения номинала).
• Защита от ЭСР:Реализуйте базовую защиту от ЭСР на дорожках печатной платы, если светодиод подвержен контакту с пользователем, так как его рейтинг 2кВ по модели человеческого тела относительно невысок.

8. Испытания на надежность

Продукт проходит стандартные испытания на надежность для обеспечения качества и долговечности. План испытаний основан на уровне достоверности 90% с LTPD (процент дефектных изделий в партии) 10%. Одно из указанных испытаний — стойкость к пайке оплавлением, при котором образцы подвергаются воздействию температуры 260°C±5°C в течение минимум 5 секунд за 6 циклов.

9. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Какой резистор использовать для питания 5В?

A: Используя максимальное V_F2.35В и целевой I_F20мА: R = (5В - 2.35В) / 0.02А = 132.5Ом. Подошел бы стандартный резистор 130Ом или 150Ом. Всегда проверяйте фактический ток с измеренным V_F.

В: Можно ли управлять этим светодиодом с вывода микроконтроллера на 3.3В?

A: Возможно, но это зависит от фактического V_Fсветодиода. Если V_Fблизко к 2.35В, падение напряжения на токоограничивающем резисторе от источника 3.3В будет очень маленьким, что делает управление током неточным и чувствительным к вариациям V_F. Для систем на 3.3В рекомендуется использовать корзину с более низким V_Fили специальную схему драйвера.

В: Как температура влияет на яркость?

A: Как и у большинства светодиодов, сила света уменьшается с увеличением температуры перехода. Кривая снижения номинала косвенно отражает это, требуя снижения тока при высоких температурах окружающей среды для управления теплом. Для постоянной яркости может потребоваться тепловой менеджмент или обратная связь.

В: Подходит ли он для использования на улице?

A: Диапазон рабочих температур (-40°C до +85°C) покрывает большинство уличных условий. Однако корпус не имеет специального рейтинга для водонепроницаемости или устойчивости к УФ-излучению. Для прямого воздействия внешней среды потребуется дополнительная защита (защитное покрытие, герметичный корпус).

10. Техническое сравнение и позиционирование

Серия 67-21 в корпусе PLCC-2 позиционируется как универсальный, экономичный индикаторный светодиод с сильным акцентом на широкоугольные характеристики. По сравнению с меньшими чип-светодиодами (например, 0402, 0603) он предлагает значительно более высокий световой выход и более широкий угол обзора благодаря большему кристаллу и интегрированному рефлектору. По сравнению с традиционными \"круглыми купольными\" светодиодами он имеет гораздо меньшую высоту, что подходит для современных тонких электронных устройств. Его ключевое отличие — сочетание хорошей яркости, очень широкого угла обзора и совместимости с автоматизированной сборкой SMT, что делает его универсальным выбором как для индикаторных задач, так и для подсветки световодами, где требуется широкое и равномерное освещение.