Технический паспорт светодиода Top View серии 67-21 - Корпус 3.2x2.8x1.9мм - Прямое напряжение 1.75-2.35В - Ярко-красный цвет - Документация на русском языке

1. Обзор продукта

Серия 67-21 представляет собой семейство поверхностно-монтируемых светодиодов Top View, предназначенных для индикации и подсветки. Данная модель отличается ярко-красным цветом свечения, достигаемым благодаря технологии чипа AlGaInP. Прибор размещен в компактном корпусе P-LCC-2 белого цвета с прозрачным бесцветным окном, что обеспечивает широкий угол обзора. Ключевой конструктивной особенностью является интегрированный внутренний отражатель в корпусе, оптимизирующий эффективность светового сопряжения. Это делает светодиод особенно подходящим для использования со световодами, где критически важна эффективная передача света от источника к точке отображения. Низкое потребление тока дополнительно повышает его пригодность для энергочувствительных применений, таких как портативная электроника и приборные панели автомобилей.

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

Основные преимущества данной серии светодиодов включают широкий угол обзора 120 градусов, совместимость со стандартными процессами автоматического монтажа и пайки (включая пайку паром, инфракрасный оплавление и волновую пайку), а также бессвинцовую конструкцию, соответствующую директиве RoHS. Устройства поставляются на 8-миллиметровой ленте в катушках для массовой сборки. Основными целевыми рынками являются автомобильная электроника (для подсветки приборных панелей и переключателей), телекоммуникационное оборудование (для индикаторов в телефонах и факсах), общая подсветка переключателей и символов, а также в качестве плоского источника подсветки для ЖК-дисплеев. Сочетание надежности, простоты монтажа и оптических характеристик делает его универсальным компонентом для общего индикаторного применения.

2. Подробный анализ технических параметров

Характеристики светодиода определены при стандартных условиях испытаний: температура окружающей среды (Ta) 25°C. Полное понимание этих параметров необходимо для правильного проектирования схемы и прогнозирования производительности.

2.1 Абсолютные максимальные режимы

Эти режимы определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа на этих пределах или за их пределами не гарантируется. Ключевые абсолютные максимальные режимы: обратное напряжение (V_R) 5В, постоянный прямой ток (I_F) 25мА, и пиковый прямой ток (I_FP) 100мА для импульсного режима работы с коэффициентом заполнения 1/10 и частотой 1кГц. Максимальная рассеиваемая мощность (P_d) составляет 100мВт. Устройство может работать в диапазоне температур от -40°C до +85°C и храниться при температуре от -40°C до +90°C. Профиль температуры пайки критически важен: для пайки оплавлением задана пиковая температура 260°C максимум в течение 10 секунд, а для ручной пайки температура жала паяльника не должна превышать 350°C в течение 3 секунд.

2.2 Электрооптические характеристики

Типичная рабочая точка для фотометрических и электрических характеристик — при прямом токе 20мА. Сила света (I_v) имеет типичный диапазон от 140мкд до 360мкд, который дополнительно разделен на конкретные группы сортировки (R2, S1, S2, T1). Доминирующая длина волны (λ_d) для ярко-красного варианта составляет от 621нм до 631нм, с типичной пиковой длиной волны (λ_p) около 632нм. Спектральная ширина полосы (Δλ) составляет приблизительно 20нм. Электрически, прямое напряжение (V_F) при 20мА находится в диапазоне от 1.75В до 2.35В, а обратный ток (I_R) гарантированно менее 10мкА при максимальном обратном напряжении 5В. Допуски составляют ±11% для силы света, ±1нм для доминирующей длины волны и ±0.1В для прямого напряжения.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения единообразия яркости и цвета в производственных приложениях светодиоды сортируются по группам на основе ключевых параметров. Это позволяет разработчикам выбирать подходящий класс для своих нужд.

3.1 Сортировка по силе света

Световой поток классифицируется на четыре группы: R2 (140-180 мкд), S1 (180-225 мкд), S2 (225-285 мкд) и T1 (285-360 мкд). Все измерения проводятся при I_F=20мА. Выбор более высокой группы (например, T1) гарантирует более яркий светодиод, что может быть необходимо для применений, требующих высокой видимости, или при использовании за световодами с высоким затуханием.

3.2 Сортировка по доминирующей длине волны

Цвет (оттенок) контролируется путем сортировки по доминирующей длине волны. Для этой ярко-красной серии группы объединены под кодом 'F', с подгруппами FF1 (621-626 нм) и FF2 (626-631 нм). Более узкое распределение длин волн в рамках одного применения обеспечивает единообразный цветовой вид для нескольких индикаторов.

3.3 Сортировка по прямому напряжению

Прямое напряжение сортируется на три группы под кодом 'B': B0 (1.75-1.95В), B1 (1.95-2.15В) и B2 (2.15-2.35В). Знание группы V_Fкритически важно для проектирования схемы ограничения тока, особенно при последовательном включении нескольких светодиодов, чтобы обеспечить равномерное распределение тока и яркости.

4. Анализ характеристических кривых

Представленные характеристические кривые дают ценную информацию о поведении светодиода в нестандартных условиях.

4.1 Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды

Кривая показывает, что сила света обратно пропорциональна температуре перехода. По мере роста температуры окружающей среды от -40°C до +110°C относительная светоотдача снижается. При максимальной рабочей температуре +85°C выходная мощность значительно ниже, чем при 25°C. Это тепловое снижение характеристик необходимо учитывать в конструкциях, где ожидаются высокие температуры окружающей среды, возможно, требуя выбора группы с более высокой интенсивностью или активного охлаждения.

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

Вольт-амперная характеристика нелинейна, что типично для диода. В рекомендуемой рабочей точке 20мА напряжение попадает в диапазон сортировки. Кривая позволяет разработчикам оценить падение напряжения при различных токах питания, что важно для проектирования источника питания.

4.3 Относительная сила света в зависимости от прямого тока

Эта кривая демонстрирует, что световой выход приблизительно пропорционален прямому току в типичном рабочем диапазоне. Однако запрещено питать светодиод током выше абсолютного максимального режима 25мА, так как это сократит срок службы и надежность из-за чрезмерного тепловыделения.

4.4 Диаграмма направленности и спектральное распределение

Диаграмма направленности подтверждает широкий угол обзора 120 градусов, показывая ламперциевидную диаграмму излучения. График спектрального распределения показывает один пик с центром около 632нм, что характерно для красных светодиодов AlGaInP, с определенной шириной полосы, обеспечивающей чистоту цвета.

5. Механическая информация и данные о корпусе

Корпус P-LCC-2 имеет размеры приблизительно 3.2мм в длину, 2.8мм в ширину и 1.9мм в высоту (допуск ±0.1мм, если не указано иное). Технический чертеж предоставляет подробные размеры корпуса светодиода, линзы и критически важной контактной площадки для пайки. Правильная конструкция контактной площадки необходима для надежной пайки и правильного позиционирования во время оплавления. Полярность указывается маркировкой катода на корпусе. Рекомендуемый рисунок контактных площадок на печатной плате обеспечивает достаточное формирование паяльного мениска и механическую стабильность.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

Устройство полностью совместимо со стандартными процессами сборки SMT. Для пайки оплавлением обязателен профиль с пиковой температурой не выше 260°C в течение 10 секунд, чтобы предотвратить повреждение пластикового корпуса и внутреннего кристалла. Следует соблюдать стандартную скорость нагрева и охлаждения. При ручной пайке необходимо соблюдать особую осторожность: используйте заземленный паяльник с температурой жала ниже 350°C и ограничьте время контакта до 3 секунд на одну площадку. Избегайте механических нагрузок на линзу во время и после сборки. Влагозащита обеспечивается поставкой компонентов в герметичных алюминиевых влагозащитных пакетах с осушителем.

7. Упаковка и информация для заказа

Светодиоды поставляются на 8-миллиметровой несущей ленте, стандартное количество на катушке — 2000 штук. Размеры катушки указаны для совместимости с автоматическими питателями. Маркировка на катушке включает критически важную информацию: номер детали (PN), номер детали заказчика (CPN), количество (QTY), номер партии (LOT NO) и конкретные коды групп для силы света (CAT), доминирующей длины волны (HUE) и прямого напряжения (REF). Эта прослеживаемость жизненно важна для контроля качества и стабильного производства.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Этот светодиод идеально подходит для индикаторов состояния в потребительской электронике, подсветки мембранных переключателей и панельных обозначений, а также для освещения световодов в автомобильных приборных панелях или промышленных панелях управления. Его широкий угол обзора делает его подходящим для применений, где индикатор должен быть виден под разными углами.

8.2 Особенности проектирования

Всегда используйте токоограничивающий резистор, включенный последовательно со светодиодом. Значение резистора (R) можно рассчитать по формуле R = (V_{питания}- V_F) / I_F. Используйте максимальное значение V_Fиз группы или технического описания, чтобы гарантировать, что ток не превысит 20мА в наихудших условиях. Для равномерной яркости в массивах из нескольких светодиодов рассмотрите возможность использования драйверов постоянного тока или сортировки светодиодов по V_Fдля обеспечения единообразия. При использовании со световодами убедитесь, что материал световода имеет высокий коэффициент пропускания для красного света, и спроектируйте интерфейс для минимизации оптических потерь.

9. Надежность и гарантия качества

Продукт проходит комплекс испытаний на надежность с уровнем достоверности 90% и допустимым процентом дефектных изделий в партии (LTPD) 10%. Портфель испытаний включает устойчивость к пайке оплавлением, температурные циклы (-40°C до +100°C), тепловой удар, хранение при высоких и низких температурах, испытание на срок службы при постоянном токе 20мА в течение 1000 часов и испытание при высокой температуре/высокой влажности (85°C/85% относительной влажности). Эти испытания подтверждают надежность светодиода для требовательных автомобильных и промышленных сред, обеспечивая долгосрочную стабильность характеристик.

10. Техническое сравнение и отличия

По сравнению со старыми выводными светодиодами, этот SMD-корпус предлагает значительную экономию места, лучшую пригодность для автоматизированного производства и повышенную надежность за счет исключения ручной пайки. В рамках ландшафта SMD-светодиодов серия 67-21 выделяется своей специфической геометрией корпуса, оптимизированной для сопряжения со световодами, и широким углом обзора 120 градусов, который шире, чем у многих стандартных SMD-светодиодов. Наличие точной сортировки по интенсивности, цвету и напряжению дает преимущество для применений, требующих высокой степени единообразия.

11. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: Могу ли я питать этот светодиод без токоограничивающего резистора?

О: Нет. Светодиод — это прибор с токовым управлением. Подключение его напрямую к источнику напряжения вызовет протекание чрезмерного тока, что мгновенно его разрушит. Всегда используйте последовательный резистор или драйвер постоянного тока.

В: В чем разница между пиковой длиной волны и доминирующей длиной волны?

О: Пиковая длина волны (λ_p) — это длина волны, на которой спектральная плотность мощности максимальна. Доминирующая длина волны (λ_d) — это длина волны монохроматического света, соответствующая воспринимаемому цвету светодиода. Для спецификации цвета более релевантна доминирующая длина волны.

В: Как интерпретировать коды групп на этикетке?

О: Код CAT соответствует группе силы света (например, S1), код HUE — группе доминирующей длины волны (например, FF1), а код REF — группе прямого напряжения (например, B1). Это гарантирует, что вы получите светодиоды с конкретными характеристиками, которые вы заказали.

В: Требуется ли радиатор?

О: Для нормальной работы при 20мА или ниже для одного светодиода, как правило, не требуется специальный радиатор. Однако управление температурой с помощью правильной разводки печатной платы (тепловые площадки, полигоны меди) является хорошей практикой, особенно для массивов с высокой плотностью или применений с высокой температурой окружающей среды.

12. Практические примеры проектирования и использования

Пример 1: Кластер индикаторов приборной панели:В автомобильной приборной панели несколько светодиодов 67-21 (красных и других цветов из серии) могут быть установлены на одной печатной плате. Каждый светодиод соединен с отдельным световодом для направления его света к конкретной иконке (например, "проверьте двигатель", "давление масла"). Широкий угол обзора обеспечивает равномерное освещение иконки как для водителя, так и для пассажира. Светодиоды питаются от 12-вольтовой системы автомобиля с использованием соответствующих последовательных резисторов, рассчитанных с использованием максимального V_Fдля обеспечения единообразия яркости в диапазоне температур внутри автомобиля.

Пример 2: Промышленная панель управления:Панель управления станком использует эти светодиоды за гравированными акриловыми панелями для индикации состояний станка (Работа — зеленый, Неисправность — красный, Ожидание — желтый). Белый корпус светодиода минимизирует цветовое загрязнение от печатной платы. Разработчик выбирает светодиоды из одной группы по интенсивности и напряжению, чтобы гарантировать равномерную яркость всех индикаторов. SMD-корпус позволяет создать очень плоский и компактный дизайн панели.

13. Принцип работы

Этот светодиод работает по принципу электролюминесценции в полупроводниковом p-n переходе. Материал чипа — фосфид алюминия-галлия-индия (AlGaInP). Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее пороговое значение диода, электроны из n-области и дырки из p-области инжектируются в активную область, где они рекомбинируют. В AlGaInP эта рекомбинация высвобождает энергию в виде фотонов (света) в красной части видимого спектра (приблизительно 630нм). Конкретный состав слоев AlGaInP определяет точную длину волны излучаемого света. Бесцветная прозрачная эпоксидная линза инкапсулирует чип, защищает его от окружающей среды и формирует излучаемый свет в желаемую диаграмму направленности.

14. Тенденции и контекст отрасли

Тенденция в индикаторных светодиодах продолжается в направлении повышения эффективности (больше светового потока на единицу электрической мощности), уменьшения размеров корпусов и повышения надежности. Также растет спрос на более жесткое единообразие цвета и яркости (сортировку) по эстетическим и функциональным причинам в потребительской и автомобильной электронике. Хотя серия 67-21 является хорошо зарекомендовавшим себя продуктом, новые технологии светодиодов могут предлагать более высокую эффективность. Однако ее сочетание проверенного корпуса, широкой доступности, специфических оптических характеристик для световодов и комплексных данных по надежности обеспечивает ее постоянную актуальность во многих проектных приложениях, где требуется баланс производительности, стоимости и проверенной надежности. Стремление к миниатюризации и более высокой интеграции в электронике также поддерживает использование таких стандартизированных, автоматизируемых SMD-компонентов.