Техническая спецификация SMD светодиода 19-22/R6G6C-A01/2T - Многоцветный (Красный/Желто-Зеленый) - Корпус 2.0x1.25x0.8мм - Напряжение 2.0В - Мощность 60мВт

1. Обзор продукта

SMD светодиод 19-22 — это компактное устройство для поверхностного монтажа, предназначенное для применений на печатных платах с высокой плотностью компоновки. Эта многоцветная версия объединяет два различных светодиодных кристалла в одном корпусе: один излучает Ярко-Красный (R6), а другой — Ярко-Желто-Зеленый (G6). Его миниатюрные размеры обеспечивают значительную экономию места по сравнению с традиционными компонентами в выводном исполнении, что способствует уменьшению размеров конечных изделий, снижению требований к хранению и повышению плотности монтажа. Легкая конструкция также делает его идеальным для портативных и миниатюрных электронных устройств.

Продукт разработан для совместимости с современными автоматизированными сборочными линиями и стандартными процессами пайки оплавлением (инфракрасной или паровой фазой). Он соответствует строгим экологическим и нормам безопасности, полностью не содержит свинца, соответствует директиве ЕС RoHS, регламенту ЕС REACH и критериям безгалогенности (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельно допустимые параметры

Эти параметры определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа на этих пределах или за их пределами не гарантируется и должна быть исключена для обеспечения надежной долгосрочной работы.

• Обратное напряжение (V_R):5 В. Превышение этого напряжения при обратном смещении может вызвать пробой p-n перехода.
• Постоянный прямой ток (I_F):25 мА для кристаллов R6 и G6. Это максимальный постоянный ток для непрерывной работы при Ta=25°C.
• Пиковый прямой ток (I_FP):60 мА (Скважность 1/10 @1КГц). Подходит для импульсного режима, но не для постоянного тока.
• Рассеиваемая мощность (P_d):60 мВт. Максимальная мощность, которую может рассеивать корпус, рассчитывается как V_F* I_F.
• Электростатический разряд (ESD) HBM:2000 В. Указывает на чувствительность устройства; обязательны процедуры защиты от электростатического разряда.
• Рабочая температура (T_opr):-40°C до +85°C. Диапазон температуры окружающей среды для нормальной работы.
• Температура хранения (T_stg):-40°C до +90°C.
• Температура пайки:Оплавление: пиковая 260°C, макс. 10 секунд. Ручная пайка: 350°C, макс. 3 секунды на вывод.

2.2 Электрооптические характеристики (Ta=25°C)

Это типичные параметры, измеренные в стандартных условиях испытаний (I_F=20мА, Ta=25°C).

• Сила света (I_v):
  • R6 (Красный): 45.0 - 112.0 мкд (см. сортировку).
  • G6 (Желто-Зеленый): 45.0 - 72.0 мкд (см. сортировку).
  • Допуск: ±11%.
• Угол обзора (2θ_1/2):130° (тип.). Этот широкий угол обеспечивает хорошую видимость с различных точек зрения.
• Пиковая длина волны (λ_p):
  • R6: 632 нм (тип.).
  • G6: 575 нм (тип.).
• Доминирующая длина волны (λ_d):
  • R6: 617.5 - 633.5 нм.
  • G6: 567.5 - 575.5 нм.
  • Допуск: ±1 нм.
• Ширина спектра излучения (Δλ):20 нм (тип.) для обоих цветов, что указывает на относительно чистый цвет излучения.
• Прямое напряжение (V_F):
  • R6 & G6: 1.7В (Мин), 2.0В (Тип), 2.4В (Макс) @ I_F=20мА.
• Обратный ток (I_R):10 мкА (Макс) @ V_R=5В.

3. Объяснение системы сортировки

Светодиоды сортируются (биннируются) по ключевым оптическим параметрам для обеспечения однородности в пределах производственной партии. Это позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным требованиям к яркости и цвету.

3.1 Сортировка R6 (Ярко-Красный)

• Бины силы света:
  • P1: 45.0 - 57.0 мкд
  • P2: 57.0 - 72.0 мкд
  • Q1: 72.0 - 90.0 мкд
  • Q2: 90.0 - 112.0 мкд
• Бины доминирующей длины волны:
  • E4: 617.50 - 621.50 нм
  • E5: 621.50 - 625.50 нм
  • E6: 625.50 - 629.50 нм
  • E7: 629.50 - 633.50 нм

3.2 Сортировка G6 (Ярко-Желто-Зеленый)

• Бины силы света:
  • P1: 45.0 - 57.0 мкд
  • P2: 57.0 - 72.0 мкд
• Бины доминирующей длины волны:
  • C15: 567.50 - 569.50 нм
  • C16: 569.50 - 571.50 нм
  • C17: 571.50 - 573.50 нм
  • C18: 573.50 - 575.50 нм

Полный код продукта включает коды бинов как по силе света (CAT), так и по длине волны (HUE), что позволяет осуществлять точный выбор.

4. Анализ характеристических кривых

4.1 Характеристики кристалла R6

Представленные кривые для кристалла R6 (Красный) иллюстрируют ключевые зависимости:

• Относительная сила света vs. Температура окружающей среды:Световой выход уменьшается с ростом температуры окружающей среды, что является типичным поведением для светодиодов из-за снижения внутренней квантовой эффективности и увеличения безызлучательной рекомбинации при более высоких температурах.
• Прямое напряжение vs. Прямой ток (Вольт-амперная характеристика):Показывает экспоненциальную зависимость. Напряжение отсечки кривой составляет около 1.7-2.0В. Динамическое сопротивление можно определить по наклону выше напряжения отсечки.
• Относительная сила света vs. Прямой ток:Выход примерно линейно зависит от тока в нормальном рабочем диапазоне (до ~20-30мА), после чего эффективность может снижаться из-за нагрева и других эффектов.
• Спектральное распределение:График показывает доминирующий пик около 632 нм (красный) с типичной полушириной на полувысоте (FWHM) примерно 20 нм.

4.2 Характеристики кристалла G6

Аналогичные кривые представлены для кристалла G6 (Желто-Зеленый), описывающие:

• Относительная сила света vs. Температура окружающей среды.
• Прямое напряжение vs. Прямой ток.
• Относительная сила света vs. Прямой ток.
• Спектральное распределение:Ожидаемый пик около 575 нм.

Эти кривые необходимы для проектирования теплового режима и прогнозирования работы в нестандартных условиях.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

SMD светодиод 19-22 имеет очень компактные размеры. Ключевые размеры (допуск ±0.1мм, если не указано иное) включают:

• Длина корпуса: 2.0 мм
• Ширина корпуса: 1.25 мм
• Высота корпуса: 0.8 мм
• Размеры и расстояние между выводами определены для надежной пайки.

Детальный чертеж с размерами имеет решающее значение для проектирования посадочного места на печатной плате. Правильно спроектированное посадочное место обеспечивает правильное формирование паяного соединения, выравнивание и механическую стабильность.

5.2 Определение полярности

Корпус имеет индикатор полярности, обычно выемку или маркированный катод. Правильная ориентация при установке жизненно важна для функциональности схемы.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Профиль оплавления (бессвинцовый)

Критический процесс для надежной сборки. Рекомендуемый профиль включает:

• Предварительный нагрев:150-200°C в течение 60-120 секунд. Постепенный нагрев для минимизации термического удара.
• Время выше температуры ликвидуса (TAL):60-150 секунд выше 217°C.
• Пиковая температура:Максимум 260°C, удерживается не более 10 секунд.
• Скорость нагрева:Максимум 6°C/сек до 255°C.
• Скорость охлаждения:Максимум 3°C/сек.
• Ограничение по оплавлению:Сборка не должна подвергаться пайке оплавлением более двух раз, чтобы предотвратить чрезмерные термические нагрузки на корпус светодиода и проводные соединения.

6.2 Ручная пайка

Если необходима ручная пайка:

• Температура жала паяльника: < 350°C.
• Время контакта на вывод: ≤ 3 секунды.
• Мощность паяльника: ≤ 25Вт.
• Избегайте приложения механических нагрузок к компоненту во время или после пайки.

6.3 Хранение и чувствительность к влаге

Светодиоды упакованы в влагозащитный барьерный пакет с осушителем для предотвращения поглощения влаги, которое может вызвать "вспучивание" (растрескивание корпуса) во время оплавления.

• Перед использованием:Не вскрывайте влагозащитный пакет до готовности к сборке.
• После вскрытия:Используйте в течение 168 часов (7 дней) при хранении в условиях ≤ 30°C и ≤ 60% относительной влажности.
• Просушка:Если время воздействия превышено или осушитель насыщен, просушите при 60 ±5°C в течение 24 часов перед использованием.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификации на ленте и в катушке

Компоненты поставляются в стандартной для отрасли формованной несущей ленте для автоматической сборки.

• Ширина несущей ленты:8 мм.
• Диаметр катушки:7 дюймов.
• Шаг карманов:Определен в чертеже несущей ленты.
• Количество на катушке:2000 штук.

Подробные размеры катушки и ленты предоставлены для совместимости с питающими устройствами.

7.2 Расшифровка маркировки

Маркировка на катушке содержит несколько кодов, важных для прослеживаемости и проверки:

• P/N:Номер продукта (например, 19-22/R6G6C-A01/2T).
• QTY:Количество в упаковке.
• CAT:Ранг силы света (код бина).
• HUE:Координаты цветности и ранг доминирующей длины волны (код бина).
• REF:Ранг прямого напряжения.
• LOT No:Номер производственной партии для прослеживаемости.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

• Подсветка:Идеально подходит для индикаторов приборной панели, подсветки переключателей и плоской подсветки символов ЖК-дисплеев благодаря малому размеру и хорошей яркости.
• Индикаторы состояния:Идеально подходят для телекоммуникационного оборудования (телефоны, факсы), потребительской электроники и промышленных панелей управления в качестве многоцветных индикаторов состояния или функций.
• Общее назначение индикации:Любое применение, требующее компактных, надежных и ярких визуальных индикаторов.

8.2 Особенности проектирования

• Ограничение тока: Внешний токоограничивающий резистор абсолютно обязателен.Экспоненциальная ВАХ светодиода означает, что небольшое увеличение напряжения вызывает большое увеличение тока, приводящее к мгновенному выходу из строя. Значение резистора рассчитывается как R = (V_{питания}- V_F) / I_F.
• Тепловой режим:Хотя рассеиваемая мощность мала, поддержание температуры перехода в пределах нормы является ключевым для долговечности и стабильности светового потока. Обеспечьте достаточную площадь меди на печатной плате или тепловые переходные отверстия, если работа ведется при высоких температурах окружающей среды или токах.
• Защита от электростатического разряда:Реализуйте защиту от электростатического разряда на входных линиях, если светодиод подвержен воздействию пользовательских интерфейсов, и всегда соблюдайте процедуры безопасного обращения с электростатикой во время сборки.
• Разводка печатной платы:Следуйте рекомендуемой контактной площадке из чертежа с размерами. Обеспечьте наличие паяльной маски между контактными площадками для предотвращения замыканий.

9. Техническое сравнение и отличия

Серия 19-22 предлагает явные преимущества в определенных контекстах:

• По сравнению с более крупными SMD светодиодами (например, 3528, 5050):Основное преимущество — значительно меньшие размеры (2.0x1.25мм), что позволяет создавать ультраминиатюрные конструкции, где пространство на плате ограничено. Компромиссом, как правило, является более низкий общий световой поток на корпус.
• По сравнению с одноцветными светодиодами 19-22:Эта конкретная модификация A01/2T объединяет два кристалла разного цвета (Красный и Желто-Зеленый) в одном корпусе. Это экономит место и стоимость установки по сравнению с использованием двух отдельных одноцветных светодиодов, упрощая конструкции, требующие двухцветной индикации.
• По сравнению с выводными светодиодами:Предлагает все стандартные преимущества SMD: пригодность для автоматической сборки, отсутствие необходимости в гибке/обрезке выводов, меньшая высота и лучшая работа в условиях высокой вибрации.
• Соответствие нормам:Полный набор соответствий (без свинца, RoHS, REACH, безгалогенный) делает его подходящим для самых требовательных мировых рынков и экологически ориентированных проектов.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В1: Могу ли я питать этот светодиод напрямую от источника логического напряжения 3.3В или 5В без резистора?

О:Нет, никогда.Вы должны использовать последовательный токоограничивающий резистор. Без него прямое напряжение составляет всего ~2.0В, поэтому избыточное напряжение от источника 3.3В или 5В вызовет чрезмерный ток, мгновенно разрушающий светодиод.

В2: В чем разница между пиковой длиной волны и доминирующей длиной волны?

О: Пиковая длина волны (λ_p) — это длина волны, на которой спектр излучения имеет максимальную интенсивность. Доминирующая длина волны (λ_d) — это длина волны монохроматического света, соответствующая воспринимаемому цвету светодиода. λ_dболее актуальна для спецификации цвета. В спецификации приводятся оба значения.

В3: Как выбрать правильные коды бинов для моего применения?

О: Если ваш дизайн требует одинаковой яркости для нескольких устройств, укажите более узкий бин силы света (например, только P2). Если критична цветовая однородность (например, для подбора цвета), укажите узкий бин доминирующей длины волны (например, E5 для красного). Обратитесь к таблицам сортировки в разделах 3.1 и 3.2.

В4: Рабочая температура до 85°C. Могу ли я использовать его в уличном применении?

О: Рейтинг 85°C относится к температуре окружающего воздуха вокруг устройства. В уличном корпусе, подверженном воздействию прямых солнечных лучей, внутренние температуры могут легко превысить это значение. Вы должны спроектировать систему так, чтобы локальная температура окружающей среды светодиода оставалась в пределах от -40°C до +85°C, учитывая солнечный нагрев, внутреннее тепло от других компонентов и отсутствие вентиляции.

В5: Почему существует строгий срок в 7 дней после вскрытия влагозащитного пакета?

О: Пластиковый корпус светодиода может поглощать влагу из воздуха. Во время высокотемпературного процесса пайки оплавлением эта захваченная влага быстро превращается в пар, создавая давление, которое может расслоить корпус или растрескать эпоксидную смолу, — отказ, известный как "вспучивание". Лимит в 7 дней предполагает правильные условия хранения (30°C/60% относительной влажности).

11. Практический пример проектирования и использования

Сценарий: Проектирование двухцветного индикатора состояния для портативного медицинского устройства.

Требования:Устройству нужен один крошечный индикатор для отображения "Ожидание" (Зеленый) и "Неисправность" (Красный). Пространство на плате крайне ограничено. Устройство должно соответствовать RoHS и быть безгалогенным для соответствия требованиям мирового медицинского рынка.

Выбор компонента:19-22/R6G6C-A01/2T является идеальным кандидатом. Его размеры 2.0x1.25мм экономят критически важное пространство. Интегрированные кристаллы Красный (R6) и Желто-Зеленый (G6) устраняют необходимость в двух отдельных светодиодах и связанных с ними циклах установки. Его полное соответствие экологическим нормам удовлетворяет регуляторным требованиям.

Проектирование схемы:Разработаны две независимые схемы управления, каждая из которых состоит из вывода GPIO микроконтроллера, токоограничивающего резистора и соответствующего анода светодиодного корпуса. Общий катод подключен к земле. Значение резистора рассчитано для целевого тока 15мА (значительно ниже максимума 25мА) для долговечности: R = (3.3В - 2.0В) / 0.015А ≈ 87Ом (используйте стандартное значение 82Ом или 100Ом).

Разводка печатной платы:Используется рекомендуемая контактная площадка из спецификации. На контактных площадках используются небольшие тепловые перемычки для облегчения пайки при сохранении хорошего теплового соединения с небольшой областью заземления для отвода тепла.

Сборка и результат:Компоненты поставляются на 8-мм ленте для автоматической установки. Рекомендуемый профиль оплавления точно соблюдается. Конечный продукт имеет аккуратный, профессионально выглядящий двухцветный индикатор, соответствующий всем требованиям по размеру, надежности и соответствию нормам.

12. Введение в технологию

Светодиод 19-22 использует полупроводниковый материал AlGaInP (фосфид алюминия-галлия-индия) как для кристалла R6 (Красный), так и для G6 (Желто-Зеленый). AlGaInP — это прямозонный полупроводник III-V группы, хорошо подходящий для получения высокоэффективного излучения в цветовом спектре от янтарного до красного (примерно 560-650 нм). Путем тщательной регулировки соотношений алюминия, галлия и индия в кристаллической решетке можно точно настроить ширину запрещенной зоны и, следовательно, длину волны излучаемых фотонов.

Основной принцип работы — электролюминесценция. Когда прямое напряжение прикладывается к p-n переходу, электроны из n-области и дырки из p-области инжектируются в активную область. Там они рекомбинируют с излучением, высвобождая энергию в виде фотонов. Длина волны (цвет) этих фотонов определяется шириной запрещенной зоны полупроводникового материала в активной области. Кристалл инкапсулирован в прозрачную эпоксидную смолу, которая защищает полупроводниковый кристалл, действует как линза для формирования светового потока (достигая угла обзора 130°) и обеспечивает механическую стабильность.

13. Тенденции в технологии

Рынок миниатюрных SMD светодиодов, таких как 19-22, продолжает развиваться под влиянием нескольких ключевых тенденций:

• Усиление миниатюризации:Спрос на все более мелкую потребительскую электронику, носимые устройства и медицинские приборы стимулирует создание светодиодов с еще меньшими размерами и высотой, чем у 19-22, таких как светодиоды в корпусах типа CSP (Chip Scale Package) или даже более мелких типов корпусов.
• Повышение эффективности и светимости:Постоянные улучшения в эпитаксиальном росте, конструкции кристалла и эффективности вывода света из корпуса приводят к более высокой силе света при тех же или меньших размерах кристалла, позволяя разработчикам использовать меньший ток для той же яркости, улучшая время работы от батареи и тепловые характеристики.
• Расширенные цветовые варианты и интеграция нескольких кристаллов:Тенденция, проиллюстрированная этим продуктом — интеграция нескольких цветов — расширяется до включения RGB (Красный-Зеленый-Синий) или RGBW (Красный-Зеленый-Синий-Белый) в крошечных корпусах, обеспечивая полную программируемость цвета в одном точечном источнике.
• Повышенная надежность и пригодность для жестких условий:Развитие материалов инкапсуляции (например, силиконы вместо эпоксидной смолы для лучшей термо- и УФ-стойкости) и структур корпусов улучшают срок службы и производительность светодиодов в автомобильных, промышленных и уличных применениях.
• Интеллектуальная интеграция:Более широкая тенденция включает интеграцию схем управления (таких как драйверы постоянного тока или простую логику) непосредственно с кристаллом светодиода или внутри корпуса, двигаясь в сторону "умных светодиодных" компонентов, упрощающих системный дизайн.

Серия 19-22 представляет собой зрелое, надежное решение в этой области, особенно подходящее для экономически эффективных применений индикации с ограниченным пространством, требующих надежной работы и широкого соответствия нормам.