Техническая спецификация SMD светодиода 19-21/G6C-FP1Q1L/3T - Размер 2.0x1.25x0.8мм - Напряжение 1.7-2.3В - Мощность 60мВт - Яркий желто-зеленый

SMD светодиод 19-21 представляет собой компактное устройство для поверхностного монтажа, предназначенное для современных электронных приложений, требующих высокой плотности размещения компонентов. Этот светодиод использует кристалл на основе AlGaInP (фосфида алюминия-галлия-индия) для создания яркого желто-зеленого свечения, инкапсулированного в прозрачный эпоксидный корпус. Его основное преимущество заключается в значительно уменьшенной занимаемой площади по сравнению с традиционными светодиодами в выводном корпусе, что позволяет создавать более компактные конструкции печатных плат, обеспечивать более высокую плотность монтажа и, в конечном итоге, уменьшать размеры конечного оборудования. Легкая конструкция также делает его идеальным для миниатюрных и портативных применений.

1.1 Ключевые особенности и соответствие стандартам

Устройство поставляется на 8-мм ленте, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов, что обеспечивает совместимость со стандартным автоматическим оборудованием для установки компонентов. Оно предназначено для использования как с инфракрасной, так и с паровой пайкой оплавлением. Продукт является монохромным, не содержит свинца (Pb-free) и соответствует ключевым экологическим и нормам безопасности, включая RoHS, EU REACH, а также стандартам на бесгалогенные материалы (бром <900 ppm, хлор <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.2 Целевые области применения

Данный светодиод подходит для различных целей освещения и индикации. Типичные области применения включают подсветку приборных панелей, переключателей и символов; индикаторы состояния и подсветку клавиатур в телекоммуникационных устройствах, таких как телефоны и факсы; плоскую подсветку ЖК-дисплеев; а также общее индикаторное применение, где требуется яркий и надежный источник света.

2. Подробный анализ технических характеристик

В данном разделе представлен детальный объективный анализ электрических, оптических и тепловых параметров устройства, определенных в таблицах абсолютных максимальных параметров и электрооптических характеристик.

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Абсолютные максимальные параметры определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Это не рекомендуемые рабочие условия.

Обратное напряжение (V_R):

• 5В. Превышение этого напряжения при обратном смещении может вызвать пробой p-n перехода._RПрямой ток (I_F):25 мА (постоянный).
• Пиковый прямой ток (I_FP):_F60 мА, допустим только в импульсном режиме (скважность 1/10 при 1 кГц).Рассеиваемая мощность (P_D):
• 60 мВт. Это максимально допустимая мощность, которую корпус может рассеивать в виде тепла, рассчитываемая как V_F * I_F._FPЭлектростатический разряд (ЭСР) по модели человеческого тела (HBM):2000В. Данный рейтинг указывает на средний уровень чувствительности к ЭСР; необходимы соответствующие процедуры обращения.
• Рабочая температура (T_opr):_dот -40°C до +85°C. Устройство рассчитано на промышленный температурный диапазон.Температура хранения (T_stg):_Fот -40°C до +90°C._F.
• Температура пайки (T_sol):Пик профиля оплавления при 260°C не более 10 секунд; температура жала паяльника при ручной пайке <350°C не более 3 секунд на вывод.
• 2.2 Электрооптические характеристики_{Измерения проводятся при стандартных условиях испытаний: температура окружающей среды 25°C и прямой ток (I_F) 20 мА, если не указано иное.}Сила света (I_V):Диапазон от 45.0 мкд (мин.) до 90.0 мкд (макс.), с типичным допуском ±11%. Этот параметр определяет воспринимаемую яркость светодиода.
• Угол обзора (2θ_1/2):_{Приблизительно 100 градусов (тип.). Этот широкий угол обзора характерен для прозрачной линзы куполообразной формы, обеспечивающей широкую диаграмму направленности излучения.}Пиковая длина волны (λ_P):Типично 575 нм. Это длина волны, на которой спектральная плотность мощности максимальна.
• Доминирующая длина волны (λ_D):_{Диапазон от 570.0 нм до 574.5 нм, с допуском ±1 нм. Это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, определяющая цвет (желто-зеленый).}Спектральная ширина полосы (Δλ):Типично 20 нм. Это указывает на спектральную чистоту излучаемого света.

Прямое напряжение (V_F):

Диапазон от 1.70 В до 2.30 В при I_F=20мА, с допуском ±0.05В. Это падение напряжения на светодиоде при протекании тока._FОбратный ток (I_R):

• Максимум 10 мкА при V_R=5В. Устройство не предназначено для работы в режиме обратного смещения; этот параметр предназначен только для тестирования тока утечки._v3. Объяснение системы сортировкиПродукт классифицируется по трем ключевым параметрам: Сила света, Доминирующая длина волны и Прямое напряжение. Такая сортировка обеспечивает однородность в пределах производственной партии и позволяет разработчикам выбирать светодиоды, соответствующие конкретным критериям производительности.
• 3.1 Сортировка по силе света_{Сортировка при I_F = 20 мА. Коды групп (P1, P2, Q1) классифицируют минимальные и максимальные значения силы света.}P1:45.0 - 57.0 мкд
• P2:_p57.0 - 72.0 мкдQ1:
• 72.0 - 90.0 мкд_d3.2 Сортировка по доминирующей длине волныСортировка при I_F = 20 мА. Коды групп (CC2, CC3, CC4) определяют узкие диапазоны доминирующей длины волны для контроля цветовой однородности.
• CC2:570.0 - 571.5 нм
• CC3:_F571.5 - 573.0 нмCC4:_F573.0 - 574.5 нм
• 3.3 Сортировка по прямому напряжению_RСортировка при I_F = 20 мА. Коды групп (19, 20, 21, 22, 23, 24) классифицируют падение прямого напряжения с шагом 0.1В. Это критически важно для проектирования схем ограничения тока, особенно при последовательном соединении нескольких светодиодов, чтобы обеспечить равномерное распределение тока.19:_R1.70 - 1.80 В

20:

1.80 - 1.90 В

21:

1.90 - 2.00 В_F22:

• 2.00 - 2.10 В23:
• 2.10 - 2.20 В24:
• 2.20 - 2.30 ВАртикул "19-21/G6C-FP1Q1L/3T" включает конкретные коды групп, указывающие на производительность поставляемого продукта в пределах этих определенных диапазонов.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя в спецификации приведены ссылки на конкретные графические данные, типичные тенденции производительности для светодиодов на основе AlGaInP могут быть выведены и имеют решающее значение для проектирования._F4.1 Зависимость прямого тока от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика)

• Прямое напряжение (V_F) демонстрирует логарифмическую зависимость от прямого тока (I_F). Небольшое увеличение приложенного напряжения выше порога включения (~1.7В) приводит к большому, потенциально опасному увеличению тока. Это подчеркивает критическую необходимость использования драйвера постоянного тока или токоограничивающего резистора, включенного последовательно со светодиодом.4.2 Температурная зависимость
• Ключевые параметры зависят от температуры. Как правило, прямое напряжение (V_F) уменьшается с увеличением температуры перехода (отрицательный температурный коэффициент). Напротив, сила света обычно уменьшается при повышении температуры. Разработчики должны учитывать эти изменения, особенно в приложениях с широкими колебаниями температуры окружающей среды или высоким внутренним тепловыделением.4.3 Спектральные характеристики
• Излучаемый спектр сосредоточен вокруг 575 нм (желто-зеленый). Типичная спектральная ширина полосы 20 нм указывает на относительно чистый цвет излучения. Доминирующая длина волны может незначительно смещаться (обычно в сторону более длинных волн) с увеличением температуры перехода и тока накачки.5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

SMD светодиод 19-21 имеет компактный прямоугольный корпус. Ключевые размеры (в мм, допуск ±0.1 мм, если не указано иное) включают длину корпуса 2.0 мм, ширину 1.25 мм и высоту 0.8 мм. Детальный чертеж определяет рекомендации по расстоянию между контактными площадками и посадочному месту, необходимые для разводки печатной платы, чтобы обеспечить правильную пайку и механическую стабильность._F5.2 Определение полярности

• Катод четко обозначен на корпусе. Правильная ориентация полярности обязательна во время монтажа, так как приложение обратного напряжения, превышающего 5В, может мгновенно вывести устройство из строя.6. Рекомендации по пайке и монтажу
• Соблюдение этих рекомендаций критически важно для надежности и предотвращения повреждений в процессе производства.6.1 Профиль оплавления при пайке
• Указан профиль оплавления для бессвинцовой (Pb-free) пайки:Предварительный нагрев:
• 150-200°C в течение 60-120 секунд.Время выше температуры ликвидуса (217°C):
• 60-150 секунд.Пиковая температура:
• Максимум 260°C.Время при пиковой температуре:

Максимум 10 секунд.

Скорость нагрева:

Максимум 6°C/сек.

Время выше 255°C:

Максимум 30 секунд._FСкорость охлаждения:_FМаксимум 3°C/сек.

Пайка оплавлением не должна выполняться более двух раз на одном и том же устройстве.

6.2 Ручная пайка_FЕсли ручная пайка неизбежна, используйте паяльник с температурой жала менее 350°C. Время контакта на вывод не должно превышать 3 секунд. Используйте маломощный паяльник (<25Вт) и выдерживайте интервал охлаждения не менее 2 секунд между пайкой каждого вывода, чтобы предотвратить тепловой удар.

6.3 Хранение и чувствительность к влаге

Светодиоды упакованы в влагозащитный барьерный пакет с осушителем.

Не вскрывайте пакет до момента готовности к использованию.

После вскрытия неиспользованные светодиоды должны храниться при температуре ≤30°C и относительной влажности ≤60%.

"Срок жизни на производстве" после вскрытия пакета составляет 168 часов (7 дней).

Если время воздействия превышено или индикатор осушителя показывает насыщение, перед пайкой оплавлением требуется термообработка (прокаливание) при 60°C ±5°C в течение 24 часов.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификации катушки и ленты

Устройство поставляется в формованной несущей ленте на катушках диаметром 7 дюймов. Стандартное количество на катушке — 3000 штук. Приведены размеры катушки, ленты и покровной ленты для обеспечения совместимости с автоматическими питателями.

7.2 Расшифровка маркировки

Этикетка на катушке содержит критически важную информацию для прослеживаемости и проверки:

• CPN:Номер продукта заказчика.
• P/N:Номер продукта производителя (например, 19-21/G6C-FP1Q1L/3T).
• QTY:Количество в упаковке.
• CAT:Ранг силы света (код группы).
• HUE:Цветовые координаты и ранг доминирующей длины волны (код группы).
• REF:Ранг прямого напряжения (код группы).
• LOT No:Производственный номер партии для прослеживаемости.

8.1 Ограничение тока является обязательным

Внешний механизм ограничения тока абсолютно необходим. Самый простой метод — последовательный резистор. Значение резистора (R_S) можно рассчитать по закону Ома: R_S = (V_питания - V_F) / I_F. Используйте максимальное значение V_F из группы или спецификации, чтобы гарантировать, что I_F не превысит 25 мА в наихудших условиях. Для точности или стабильности рекомендуется схема драйвера постоянного тока.

8.2 Тепловой режим

Хотя корпус мал, эффективный отвод тепла через контактные площадки на печатной плате важен для поддержания производительности и долговечности, особенно при работе, близкой к максимальным параметрам. Убедитесь, что разводка печатной платы обеспечивает достаточную площадь меди вокруг контактных площадок светодиода для рассеивания тепла.

• 8.3 Защита от электростатического разряда (ЭСР)
• С рейтингом ЭСР HBM 2000В устройство имеет среднюю чувствительность. Применяйте стандартные меры предосторожности от ЭСР во время обращения, монтажа и в схемотехнике, если светодиод подключен к внешним интерфейсам.
• 9. Техническое сравнение и отличительные особенности
• Светодиод 19-21 отличается в первую очередь своей компактной занимаемой площадью 2.0x1.25 мм, что меньше, чем у многих традиционных SMD светодиодов, таких как размеры 0603 или 0805, что позволяет создавать более плотные компоновки. Использование технологии AlGaInP обеспечивает высокую эффективность и яркое свечение в желто-зеленом спектре. Широкий угол обзора 100 градусов от прозрачной линзы обеспечивает широкое и равномерное освещение по сравнению с устройствами с рассеивающими или узкоугольными линзами. Его соответствие бесгалогенным и другим экологическим стандартам делает его подходящим для современных экологически ориентированных проектов.

10. Часто задаваемые вопросы (ЧЗВ)

10.1 Какое значение резистора следует использовать при питании 5В?

Используя максимальное V_F 2.30В (Группа 24) и целевой I_F 20 мА: R = (5В - 2.30В) / 0.020А = 135 Ом. Ближайшее стандартное большее значение (например, 150 Ом) будет безопасным выбором, что даст I_F ≈ 18 мА. Всегда проверяйте с фактическим V_F вашей конкретной группы.

10.2 Можно ли управлять этим светодиодом без резистора, используя источник постоянного напряжения?

Отрицательный температурный коэффициент V_F может привести к тепловому разгону. Небольшое повышение температуры снижает V_F, что, в свою очередь, увеличивает ток при питании от постоянного напряжения, вызывая дальнейший нагрев и потенциально катастрофический отказ. Всегда используйте схему ограничения тока.

• 10.3 Как интерпретировать артикул 19-21/G6C-FP1Q1L/3T?"19-21" обозначает семейство и размер корпуса. Последующие коды (G6C, FP1Q1L, 3T) являются внутренними кодами сортировки и продукта, определяющими характеристики силы света, доминирующей длины волны и прямого напряжения в соответствии с таблицами групп, приведенными в спецификации.
• 10.4 Подходит ли этот светодиод для внутреннего освещения в автомобилях?Хотя он может использоваться в некоторых некритичных внутренних приложениях (например, подсветка переключателей), спецификация содержит примечание об ограничениях применения. Для высоконадежных автомобильных систем безопасности/сигнализации (например, сигнальные лампы на приборной панели), медицинского оборудования или военных/аэрокосмических применений следует выбирать продукт, специально сертифицированный для таких жестких условий. Всегда проверяйте пригодность для предполагаемого случая использования.
• 11. Практический пример проектированияСценарий:
• Проектирование панели индикаторов состояния с 10 равномерно яркими желто-зелеными светодиодами, питаемыми от шины 3.3В.Шаги проектирования:
• Выбор тока:Выберите I_F = 15 мА для баланса яркости и энергопотребления.
• Учет группы по напряжению:Для обеспечения равномерной яркости укажите светодиоды из одной или соседних групп V_F (например, Группа 20: 1.80-1.90В). Использование максимального V_F 1.90В для расчета гарантирует, что все светодиоды будут светиться даже при наихудшем разбросе параметров.
• Расчет резистора:R_S = (3.3В - 1.90В) / 0.015А ≈ 93.3 Ом. Используйте стандартный резистор 100 Ом. Фактический I_F будет варьироваться от ~14 мА (для светодиода с V_F=1.90В) до ~15.6 мА (для светодиода с V_F=1.75В, предполагая более низкую группу), обеспечивая приемлемую однородность.

Разводка печатной платы:

Разместите каждый светодиод с его последовательным резистором 100 Ом рядом с анодной контактной площадкой. Обеспечьте небольшую медную площадку, соединенную с катодными контактными площадками, для незначительного рассеивания тепла.

Монтаж:_sСледуйте указанному профилю оплавления. Держите пакет запечатанным до готовности производственной линии и завершите пайку в течение 7-дневного "срока жизни на производстве" после вскрытия._s12. Принцип работы_{Светодиод работает на принципе электролюминесценции в полупроводниковом p-n переходе. Активная область состоит из полупроводниковых материалов AlGaInP (фосфида алюминия-галлия-индия). Когда прикладывается прямое смещающее напряжение, превышающее контактную разность потенциалов перехода, электроны из n-области и дырки из p-области инжектируются в активную область. Там они рекомбинируют с излучением, высвобождая энергию в виде фотонов. Удельная ширина запрещенной зоны сплава AlGaInP определяет длину волны излучаемого света, которая в данном случае находится в желто-зеленой части видимого спектра (около 575 нм). Прозрачная эпоксидная смола-инкапсулянт действует как линза, формируя световой поток и обеспечивая механическую и экологическую защиту полупроводникового кристалла.}13. Тенденции в технологии_FОбщая тенденция для SMD светодиодов, таких как 19-21, заключается в продолжении миниатюризации, увеличении световой отдачи (больше светового потока на ватт) и повышении надежности. Также наблюдается сильная тенденция к более широкому внедрению экологически чистых материалов и производственных процессов, о чем свидетельствует соответствие данного продукта стандартам RoHS, REACH и бесгалогенным стандартам. В области корпусов разработки направлены на улучшение теплового режима от кристалла к печатной плате для поддержки более высоких токов накачки при меньших размерах. Цветовая однородность и более жесткие допуски при сортировке также являются областями постоянного развития для удовлетворения требований приложений, требующих точного соответствия цветов._F. Use the maximum V_Ffrom the bin or datasheet to ensure I_Fdoes not exceed 25 mA under worst-case conditions. For precision or stability, a constant current driver circuit is recommended.

.2 Thermal Management

While the package is small, effective heat sinking through the PCB pads is important for maintaining performance and longevity, especially when operating near maximum ratings. Ensure the PCB layout provides adequate copper area around the LED pads to act as a heat spreader.

.3 ESD Protection

With an ESD HBM rating of 2000V, the device has moderate sensitivity. Implement standard ESD precautions during handling, assembly, and in the circuit design if the LED is connected to external interfaces.

. Technical Comparison and Differentiation

The 19-21 LED differentiates itself primarily through its compact 2.0x1.25mm footprint, which is smaller than many traditional SMD LEDs like the 0603 or 0805 sizes, allowing for higher density layouts. The use of AlGaInP technology provides high efficiency and bright output in the yellow-green spectrum. The wide 100-degree viewing angle from the water-clear lens offers broad, even illumination compared to devices with diffused or narrow-angle lenses. Its compliance with halogen-free and other environmental standards makes it suitable for modern eco-conscious designs.

. Frequently Asked Questions (FAQ)

.1 What resistor value should I use with a 5V supply?

Using the maximum V_Fof 2.30V (Bin 24) and a target I_Fof 20 mA: R = (5V - 2.30V) / 0.020A = 135 Ohms. The nearest standard higher value (e.g., 150 Ohms) would be a safe choice, resulting in I_F≈ 18 mA. Always verify with actual V_Fof your specific bin.

.2 Can I drive this LED without a resistor using a constant voltage source?

No.The negative temperature coefficient of V_Fcan lead to thermal runaway. A slight increase in temperature lowers V_F, which in turn increases current if driven by a constant voltage, causing further heating and potentially catastrophic failure. Always use a current-limiting scheme.

.3 How do I interpret the part number 19-21/G6C-FP1Q1L/3T?

The "19-21" denotes the package family and size. The subsequent codes (G6C, FP1Q1L, 3T) are internal binning and product codes specifying the luminous intensity, dominant wavelength, and forward voltage characteristics as per the bin tables provided in the datasheet.

.4 Is this LED suitable for automotive interior lighting?

While it may be used in some non-critical interior applications (like switch backlighting), the datasheet includes an application restriction note. For high-reliability automotive safety/security systems (e.g., dashboard warning lights), medical equipment, or military/aerospace applications, a product specifically qualified for those harsh environments should be sourced. Always verify suitability for the intended use case.

. Practical Design Case Study

Scenario:Designing a status indicator panel with 10 uniformly bright yellow-green LEDs powered from a 3.3V rail.

Design Steps:

1. Current Selection:Choose I_F= 15 mA for a balance of brightness and power consumption.
2. Voltage Bin Consideration:To ensure uniform brightness, specify LEDs from the same or adjacent V_Fbins (e.g., Bin 20: 1.80-1.90V). Using the max V_Fof 1.90V for calculation ensures all LEDs will light even with worst-case variation.
3. Resistor Calculation: R_s= (3.3V - 1.90V) / 0.015A ≈ 93.3 Ohms. Use a standard 100 Ohm resistor. Actual I_Fwill range from ~14 mA (for a 1.90V LED) to ~15.6 mA (for a 1.75V LED, assuming a lower bin), providing acceptable uniformity.
4. PCB Layout:Place each LED with its 100Ω series resistor close to its anode pad. Provide a small copper pour connected to the cathode pads for minor heat dissipation.
5. Assembly:Follow the specified reflow profile. Keep the bag sealed until the production line is ready, and complete soldering within the 7-day floor life after opening.

. Operating Principle

The LED operates on the principle of electroluminescence in a semiconductor p-n junction. The active region is composed of AlGaInP (Aluminum Gallium Indium Phosphide) semiconductor materials. When a forward bias voltage exceeding the junction's built-in potential is applied, electrons from the n-type region and holes from the p-type region are injected into the active region. There, they recombine radiatively, releasing energy in the form of photons. The specific bandgap energy of the AlGaInP alloy determines the wavelength of the emitted light, which in this case is in the yellow-green portion of the visible spectrum (around 575 nm). The water-clear epoxy resin encapsulant acts as a lens, shaping the light output and providing mechanical and environmental protection for the semiconductor chip.

. Technology Trends

The general trend in SMD LEDs like the 19-21 is towards continued miniaturization, increased luminous efficacy (more light output per electrical watt), and higher reliability. There is also a strong drive for broader adoption of environmentally friendly materials and manufacturing processes, as evidenced by this product's compliance with RoHS, REACH, and halogen-free standards. In terms of packaging, advancements aim to improve thermal management from the chip to the PCB to support higher drive currents in smaller footprints. Color consistency and tighter binning tolerances are also areas of ongoing development to meet the demands of applications requiring precise color matching.