Техническая документация на SMD светодиод 19-213/R6C-AM2P1VY/3T - Ярко-красный - 5мА - 2.2В

1. Обзор продукта

19-213 — это светодиод для поверхностного монтажа (SMD), предназначенный для применения в качестве индикаторов общего назначения и для подсветки. Он использует чип на основе AlGaInP (фосфида алюминия-галлия-индия) для получения ярко-красного света. Компонент отличается компактными размерами, что способствует более высокой плотности компоновки на печатных платах (ПП) и позволяет проектировать оборудование меньших габаритов. Устройство поставляется на катушках с лентой шириной 8 мм, что обеспечивает полную совместимость с автоматизированными процессами сборки.

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

Основные преимущества данного светодиода включают миниатюрные размеры, малый вес и соответствие современным производственным и экологическим стандартам. Он не содержит свинца, соответствует директивам RoHS и REACH, а также классифицируется как бесгалогенный. Эти особенности делают его подходящим для широкого спектра применений: бытовая электроника, телекоммуникационное оборудование (телефоны, факсы), подсветка приборных панелей и переключателей в автомобилях, а также общая подсветка ЖК-дисплеев и символов.

2. Подробный анализ технических параметров

В данном разделе представлена детальная, объективная интерпретация ключевых электрических, оптических и тепловых параметров, указанных в документации.

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Эти параметры определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа за пределами этих значений не рекомендуется.

• Обратное напряжение (V_R):5В. Превышение этого напряжения при обратном смещении может вызвать пробой p-n перехода.
• Прямой ток (I_F):25мА постоянного тока. Непрерывный постоянный ток не должен превышать это значение.
• Пиковый прямой ток (I_FP):60мА. Допустим только в импульсном режиме (скважность 1/10, частота 1кГц) для обработки переходных всплесков.
• Рассеиваемая мощность (P_d):60мВт. Это максимальная мощность, которую корпус может рассеять при температуре окружающей среды (T_a) 25°C.
• Электростатический разряд (ESD):2000В (модель человеческого тела). Соблюдение процедур защиты от статического электричества обязательно при сборке.
• Рабочая температура и температура хранения:от -40°C до +85°C (рабочая), от -40°C до +90°C (хранение).
• Температура пайки:Пиковая температура при оплавлении — 260°C, не более 10 секунд; ручная пайка — 350°C, не более 3 секунд на вывод.

2.2 Электрооптические характеристики

Эти параметры измеряются при стандартных условиях испытаний: I_F= 5мА и T_a= 25°C. Они определяют типичные характеристики устройства.

• Сила света (I_v):Диапазон от 22.5 мкд (мин.) до 57.0 мкд (макс.), с типичным допуском ±11%. Фактическое значение определяется кодом сортировки (M2, N1, N2, P1).
• Угол обзора (2θ_1/2):Широкий угол, типично 120 градусов, обеспечивает широкую диаграмму направленности, подходящую для освещения площади.
• Пиковая длина волны (λ_p):Типично 632 нм, что соответствует красной области видимого спектра.
• Доминирующая длина волны (λ_d):Задана в диапазоне от 617.5 нм до 633.5 нм, с допуском ±1 нм. Это основная цветовая координата, сортируется как E4–E7.
• Спектральная ширина (Δλ):Типично 20 нм, что указывает на спектральную чистоту красного света.
• Прямое напряжение (V_F):Диапазон от 1.70В до 2.20В при 5мА, с допуском ±0.05В. Сортируется по кодам от 19 до 23. Последовательный токоограничивающий резистор обязателен для предотвращения теплового разгона из-за незначительных колебаний напряжения.
• Обратный ток (I_R):Максимум 10 мкА при V_R=5В. Устройство не предназначено для работы в режиме обратного смещения.

3. Объяснение системы сортировки

Продукт сортируется по ключевым параметрам производительности для обеспечения однородности в пределах производственной партии. Конструкторы могут указывать конкретные группы для соответствия строгим требованиям приложения.

3.1 Сортировка по силе света

Группы: M2 (22.5-28.5 мкд), N1 (28.5-36.0 мкд), N2 (36.0-45.0 мкд), P1 (45.0-57.0 мкд). Выбор группы с более высоким значением (например, P1) гарантирует более высокую минимальную яркость.

3.2 Сортировка по доминирующей длине волны

Группы: E4 (617.5-621.5 нм), E5 (621.5-625.5 нм), E6 (625.5-629.5 нм), E7 (629.5-633.5 нм). Это позволяет обеспечить цветовую однородность в приложениях, где несколько светодиодов используются рядом.

3.3 Сортировка по прямому напряжению

Группы: 19 (1.70-1.80В), 20 (1.80-1.90В), 21 (1.90-2.00В), 22 (2.00-2.10В), 23 (2.10-2.20В). Подбор светодиодов с одинаковым V_Fпомогает достичь равномерного распределения тока в параллельных конфигурациях.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя конкретные графики не детализированы в предоставленном тексте, типичные кривые для такого светодиода включают:

• Вольт-амперная характеристика (I-V):Показывает экспоненциальную зависимость между прямым напряжением и током. Напряжение отсечки составляет около 1.7-2.2В.
• Зависимость силы света от прямого тока:Сила света увеличивается с ростом тока, но может насыщаться при высоких токах из-за тепловых эффектов.
• Зависимость силы света от температуры окружающей среды:Сила света обычно снижается с ростом температуры окружающей среды, что является критическим фактором для теплового менеджмента.
• Спектральное распределение:График, показывающий относительную излучаемую мощность в зависимости от длины волны, с центром около 632 нм и шириной полосы ~20 нм.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод поставляется в стандартном SMD-корпусе. Чертеж размеров определяет длину, ширину, высоту, размеры и расположение контактных площадок с типичным допуском ±0.1мм. Правильная разводка контактных площадок критически важна для надежной пайки и механической стабильности.

5.2 Определение полярности

Катод обычно маркируется на корпусе устройства или указывается на схеме посадочного места. Правильная ориентация необходима для работы схемы.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Профиль оплавления припоя

Рекомендуется бессвинцовый профиль оплавления: предварительный нагрев при 150-200°C в течение 60-120с, время выше 217°C (точка ликвидуса) 60-150с, пиковая температура не более 260°C, не более 10 секунд. Максимальная скорость нагрева — 6°C/с, охлаждения — 3°C/с. Оплавление не должно выполняться более двух раз.

6.2 Ручная пайка

При необходимости ручной пайки используйте паяльник с температурой жала ниже 350°C, прикладывая тепло к каждому выводу не более 3 секунд. Используйте маломощный паяльник (<25Вт) и выдерживайте интервал охлаждения не менее 2 секунд между выводами, чтобы предотвратить тепловое повреждение.

6.3 Хранение и чувствительность к влаге

Компоненты упакованы в влагозащитные пакеты с осушителем. Не вскрывайте пакет до момента использования. После вскрытия неиспользованные светодиоды должны храниться при температуре ≤ 30°C и влажности ≤ 60% и использоваться в течение 168 часов (7 дней). В случае превышения этого срока перед оплавлением требуется прогрев при 60 ± 5°C в течение 24 часов.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификация упаковки

Светодиоды поставляются на катушках диаметром 7 дюймов в несущей ленте. Каждая катушка содержит 3000 штук. В документации указаны размеры катушки, ленты и покровной ленты.

7.2 Расшифровка маркировки

Маркировка на упаковке включает критически важную информацию: номер изделия (P/N), количество (QTY), а также конкретные коды сортировки для силы света (CAT), доминирующей длины волны (HUE) и прямого напряжения (REF), а также номер партии.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

• Индикаторы состояния:Индикаторы питания, связи или режимов работы в бытовой электронике и телекоммуникационных устройствах.
• Подсветка:Для мембранных переключателей, клавиатур, значков на приборной панели автомобиля и ЖК-панелей с умеренными требованиями к яркости.
• Общее декоративное освещение:Там, где требуются малые размеры и специфический красный цвет.

8.2 Вопросы проектирования

• Ограничение тока:ВСЕГДА используйте последовательный резистор. Рассчитайте его номинал на основе напряжения питания (V_{питания}), прямого напряжения светодиода (V_Fиз его группы) и желаемого прямого тока (I_F, не превышающего 25мА). R = (V_{питания}- V_F) / I_F.
• Тепловой менеджмент:Несмотря на низкую мощность, обеспечьте достаточную площадь медной разводки на ПП или тепловые переходы, если работа ведется при высокой температуре окружающей среды или близко к максимальному току, для поддержания светового потока и долговечности.
• Защита от ESD:Реализуйте защиту от электростатических разрядов на входных линиях, если светодиод находится в месте, доступном пользователю.

9. Техническое сравнение и отличия

По сравнению со старыми выводными светодиодами, данный SMD-светодиод обеспечивает значительную экономию места, лучшую пригодность для автоматизированной сборки и потенциально лучшие тепловые характеристики благодаря непосредственному креплению к ПП. В категории красных SMD-светодиодов его ключевыми отличиями являются конкретная технология чипа AlGaInP (обеспечивающая высокую эффективность и ярко-красный цвет), широкий угол обзора 120 градусов и полное соответствие экологическим нормам (RoHS, бесгалогенный).

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

10.1 Почему последовательный резистор обязателен?

Светодиоды — это приборы, управляемые током. Их ВАХ имеет экспоненциальный характер. Небольшое увеличение напряжения выше точки отсечки вызывает большое, потенциально разрушительное увеличение тока. Последовательный резистор делает ток в значительной степени зависящим от номинала резистора и напряжения питания, обеспечивая простое и эффективное приближение к источнику постоянного тока.

10.2 Можно ли питать этот светодиод от источника 3.3В или 5В?

Да, оба варианта распространены. Для питания 3.3В и целевого тока I_F= 5мА, при типичном V_F= 2.0В, последовательный резистор будет R = (3.3В - 2.0В) / 0.005А = 260 Ом. Для питания 5В, R = (5В - 2.0В) / 0.005А = 600 Ом. Для консервативного расчета всегда используйте максимальное V_Fиз группы сортировки.

10.3 Что означает информация о "сортировке" для моего проекта?

Сортировка обеспечивает однородность. Если ваш проект требует одинаковой яркости нескольких светодиодов (например, в массиве подсветки), вам следует указать узкую группу по силе света (например, только P1). Аналогично, для однородного цвета укажите узкую группу по доминирующей длине волны (например, только E6). Это может повлиять на стоимость и доступность.

11. Практический пример проектирования и использования

Пример: Проектирование панели с несколькими светодиодными индикаторами состояния.Конструктору необходимо 10 красных индикаторов на панели, питаемой от шины 5В. Для обеспечения одинаковой яркости и цвета он указывает группу P1 по силе света и E6 по длине волны. Используя максимальное V_Fиз группы 23 (2.20В) для консервативного расчета и выбирая I_F= 10мА для хорошей видимости, рассчитывается номинал резистора: R = (5В - 2.20В) / 0.01А = 280 Ом. Выбирается ближайшее стандартное значение 270 Ом, что приводит к небольшому увеличению тока до ~10.4мА, что все еще в пределах лимита 25мА. Светодиоды размещаются на ПП с рекомендуемым посадочным местом, а сборка выполняется по указанному профилю оплавления.

12. Введение в принцип работы

Данный светодиод основан на полупроводниковом p-n переходе из материалов AlGaInP. При приложении прямого напряжения, превышающего встроенный потенциал перехода, электроны и дырки инжектируются через переход. Их рекомбинация высвобождает энергию в виде фотонов (света) — процесс, называемый электролюминесценцией. Конкретный состав сплава AlGaInP определяет ширину запрещенной зоны, которая напрямую соответствует длине волны (цвету) излучаемого света, в данном случае ярко-красного (~632 нм). Прозрачная смоляная линза помогает извлекать и распределять свет.

13. Технологические тренды

Общая тенденция для индикаторных SMD-светодиодов — движение к еще меньшим размерам корпусов (например, 0402, 0201 метрические) для сверхкомпактных устройств, повышение эффективности, ведущее к большей силе света при меньших токах, и расширение цветового охвата. Также наблюдается постоянное стремление к повышению надежности в жестких условиях (высокая температура, влажность) и более строгому соответствию глобальным экологическим нормам. Базовые полупроводниковые материалы, такие как AlGaInP и InGaN (для синего/зеленого), постоянно совершенствуются для повышения производительности и экономической эффективности.