Техническая спецификация SMD светодиода 19-213 Ярко-желтый - Корпус 2.0x1.25x0.8мм - Напряжение 1.7-2.3В - Мощность 60мВт

1. Обзор продукта

19-213/Y2C-CP1Q2L/3T — это светодиод для поверхностного монтажа (SMD), предназначенный для высокоплотных электронных сборок. Это монохромный светодиод, излучающий ярко-желтый свет, использующий полупроводниковый материал AlGaInP, залитый прозрачной смолой. Основное преимущество этого компонента — его компактный размер, что позволяет значительно сократить занимаемую площадь на печатной плате, место для хранения и общие габариты оборудования по сравнению с традиционными светодиодами в выводном корпусе. Его легкая конструкция также делает его идеальным для миниатюрных и портативных устройств.

1.1 Ключевые особенности и соответствие стандартам

• Упакован в 8-мм ленту на катушке диаметром 7 дюймов для автоматического монтажа.
• Совместим с процессами пайки оплавлением в инфракрасной печи и паровой фазе.
• Изготовлен из бессвинцовых материалов.
• Соответствует стандартам RoHS, EU REACH и бесгалогенным требованиям (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.2 Целевые области применения

Данный светодиод подходит для различных индикаторных функций и подсветки, включая:

• Подсветку приборных панелей и переключателей в автомобильной и промышленной автоматике.
• Индикаторы состояния и подсветку клавиатур в телекоммуникационных устройствах, таких как телефоны и факсы.
• Равномерную подсветку ЖК-панелей, переключателей и символов.
• Универсальные индикаторные применения.

2. Подробный анализ технических характеристик

2.1 Предельно допустимые параметры

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Эксплуатация должна осуществляться в этих границах.

• Обратное напряжение (VR):5 В — Превышение этого напряжения при обратном смещении может вызвать пробой p-n перехода.
• Постоянный прямой ток (IF):25 мА — Максимальный постоянный ток для надежной работы.
• Пиковый прямой ток (IFP):60 мА (Скважность 1/10 @1 кГц) — Для импульсного режима допустимы кратковременные пики.
• Рассеиваемая мощность (Pd):60 мВт — Максимальная мощность, которую может рассеивать корпус, рассчитывается как VF * IF.
• Электростатический разряд (ESD) HBM:2000 В — Рейтинг по модели человеческого тела, указывающий на чувствительность к статическому электричеству.
• Рабочая температура (Topr):от -40°C до +85°C — Диапазон температуры окружающей среды для нормальной работы.
• Температура хранения (Tstg):от -40°C до +90°C.
• Температура пайки (Tsol):Оплавление: макс. 260°C в течение 10 сек; Ручная: макс. 350°C в течение 3 сек на вывод.

2.2 Электрооптические характеристики

Измерено при Ta=25°C и IF=20мА. Это типичные параметры производительности.

• Сила света (Iv):45.0 - 112.0 мкд (милликандела). Фактическая выходная мощность сортируется (см. раздел 3).
• Угол обзора (2θ1/2):120° (тип.). Этот широкий угол обеспечивает хорошую видимость вне оси.
• Пиковая длина волны (λp):591 нм (тип.). Длина волны, на которой спектральное излучение наиболее сильное.
• Доминирующая длина волны (λd):585.5 - 591.5 нм. Определяет воспринимаемый цвет (ярко-желтый) и также сортируется.
• Спектральная ширина (Δλ):15 нм (тип.). Ширина излучаемого спектра на половине пиковой интенсивности.
• Прямое напряжение (VF):1.70 - 2.30 В. Падение напряжения на светодиоде при 20мА, которое сортируется.
• Обратный ток (IR):макс. 10 мкА при VR=5В. Устройство не предназначено для работы в обратном направлении; этот параметр только для теста на утечку.

Важные примечания:Допуски указаны как ±11% для силы света, ±1нм для доминирующей длины волны и ±0.05В для прямого напряжения. Рейтинг обратного напряжения применяется только к условию теста IR.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения постоянства цвета и яркости в производстве светодиоды сортируются по группам (бинаризация). Номер детали 19-213/Y2C-CP1Q2L/3T включает эти коды сортировки.

3.1 Сортировка по силе света

Сортировка при IF=20мА. Код в номере детали (например, Q2) указывает диапазон выходной мощности.

• P1:45.0 - 57.0 мкд
• P2:57.0 - 72.0 мкд
• Q1:72.0 - 90.0 мкд
• Q2:90.0 - 112.0 мкд

3.2 Сортировка по доминирующей длине волны

Сортировка при IF=20мА. Определяет цветовую точку.

• D3:585.5 - 588.5 нм
• D4:588.5 - 591.5 нм

3.3 Сортировка по прямому напряжению

Сортировка при IF=20мА. Важно для расчета токоограничивающего резистора и проектирования источника питания.

• 19:1.7 - 1.8 В
• 20:1.8 - 1.9 В
• 21:1.9 - 2.0 В
• 22:2.0 - 2.1 В
• 23:2.1 - 2.2 В
• 24:2.2 - 2.3 В

4. Анализ характеристических кривых

В спецификации приведены несколько характеристических кривых, необходимых для проектирования.

4.1 Зависимость прямого тока от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика)

Эта нелинейная кривая показывает взаимосвязь между током и напряжением. Небольшое увеличение напряжения выше порогового приводит к значительному росту тока, что подчеркивает необходимость токоограничивающего резистора или драйвера постоянного тока.

4.2 Зависимость относительной силы света от прямого тока

Световой поток увеличивается с ростом тока, но может быть не идеально линейным, особенно при высоких токах. Работа вблизи максимального номинала может давать уменьшающуюся отдачу и увеличивать тепловую нагрузку.

4.3 Зависимость относительной силы света от температуры окружающей среды

Эффективность светодиода снижается с ростом температуры p-n перехода. Эта кривая обычно показывает падение выходной мощности при увеличении температуры окружающей среды от -40°C до +85°C. Правильный тепловой режим на печатной плате важен для поддержания постоянной яркости.

4.4 Кривая снижения прямого тока

Этот график определяет максимально допустимый прямой ток в зависимости от температуры окружающей среды. С ростом температуры максимальный безопасный ток уменьшается, чтобы предотвратить превышение предела рассеиваемой мощности и возникновение теплового разгона.

4.5 Диаграмма направленности излучения

Полярная диаграмма, показывающая угловое распределение интенсивности света, подтверждающая угол обзора 120° с типичной лампбертовской или боковой диаграммой излучения.

4.6 Спектральное распределение

График относительной интенсивности в зависимости от длины волны (прибл. 550-700 нм), показывающий пик около 591 нм (желтый) с типичной шириной полосы 15 нм, что характерно для материала AlGaInP.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод имеет компактный SMD корпус. Ключевые размеры (допуск ±0.1мм, если не указано иное):

• Длина: 2.0 мм
• Ширина: 1.25 мм
• Высота: 0.8 мм
• Размеры и расстояние между контактными площадками приведены для проектирования посадочного места на печатной плате.

5.2 Определение полярности

Катод обычно маркируется, часто выемкой, зеленой точкой или контактной площадкой другого размера на нижней стороне корпуса. Правильная ориентация критически важна для работы схемы.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль групповой пайки оплавлением (бессвинцовая)

Критический процесс для надежной сборки.

• Предварительный нагрев:150-200°C в течение 60-120 секунд.
• Время выше температуры ликвидуса (217°C):60-150 секунд.
• Пиковая температура:максимум 260°C, выдержка не более 10 секунд.
• Скорость нагрева:максимум 6°C/сек.
• Время выше 255°C:максимум 30 секунд.
• Скорость охлаждения:максимум 3°C/сек.

Важно:Пайку оплавлением не следует выполнять более двух раз. Избегайте механических нагрузок на светодиод во время нагрева и не деформируйте печатную плату после пайки.

6.2 Ручная пайка

Если необходим ручной ремонт:

• Используйте паяльник с температурой жала < 350°C.
• Нагревайте каждый вывод < 3 секунды.
• Используйте паяльник мощностью < 25 Вт.
• Делайте перерыв > 2 секунды между пайкой каждого вывода, чтобы предотвратить перегрев.
• Соблюдайте крайнюю осторожность, так как повреждение наиболее вероятно при ручной пайке.

6.3 Хранение и чувствительность к влаге

Компоненты упакованы в влагозащитный пакет.

• Не вскрывайте влагозащитный пакет до момента использования.
• После вскрытия неиспользованные светодиоды должны храниться при ≤30°C и ≤60% относительной влажности.
• "Время жизни на производстве" после вскрытия составляет 168 часов (7 дней).
• Если время жизни на производстве превышено или индикатор влагопоглотителя изменил цвет, требуется прокаливание: 60 ±5°C в течение 24 часов перед пайкой оплавлением.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификации катушки и ленты

• Ширина несущей ленты: 8 мм.
• Диаметр катушки: 7 дюймов.
• Количество на катушке: 3000 штук.
• Подробные размеры катушки, несущей ленты и ячеек приведены с допуском ±0.1мм.

7.2 Расшифровка маркировки

Маркировка на упаковке включает:

• CPN: Номер продукта заказчика
• P/N: Номер продукта (например, 19-213/Y2C-CP1Q2L/3T)
• QTY: Количество в упаковке
• CAT: Ранг силы света (например, Q2)
• HUE: Ранг цветности/доминирующей длины волны (например, C, связан с D3/D4)
• REF: Ранг прямого напряжения (например, 1Q2L, связан с группой напряжения)
• LOT No: Отслеживаемый номер партии

8. Примечания по применению и рекомендации по проектированию

8.1 Ограничение тока является обязательным

Светодиоды — это устройства с токовым управлением. В цепь последовательно ДОЛЖЕН быть включен внешний токоограничивающий резистор или драйвер постоянного тока. Крутая ВАХ означает, что небольшое изменение напряжения вызывает большое изменение тока, что может мгновенно разрушить светодиод ("перегореть"). Номинал резистора рассчитывается по закону Ома: R = (Vпитания - VF) / IF, где VF — прямое напряжение из соответствующей группы сортировки.

8.2 Тепловой режим

Несмотря на низкую мощность (макс. 60 мВт), производительность и срок службы светодиода зависят от температуры. Обеспечьте на печатной плате адекватный теплоотвод, особенно при использовании нескольких светодиодов или высокой температуре окружающей среды. См. кривую снижения тока.

8.3 Меры предосторожности от электростатического разряда

С рейтингом ESD HBM 2000В это устройство имеет умеренную чувствительность. Обращайтесь с ним, соблюдая антистатические процедуры (браслеты, заземленные рабочие места, проводящая пена) во время сборки и ремонта.

9. Техническое сравнение и отличия

Светодиод 19-213 на основе технологии AlGaInP предлагает явные преимущества для желтого свечения:

• По сравнению с традиционными желтыми светодиодами (например, GaAsP):AlGaInP обеспечивает более высокую световую отдачу и лучшую насыщенность цвета (более яркий, чистый желтый), что дает более яркий выход при том же токе.
• По сравнению с белыми/желтыми светодиодами с люминофорным преобразованием:Как прямой полупроводниковый излучатель, он не имеет деградации люминофора со временем, что потенциально обеспечивает лучшую долгосрочную стабильность цвета. Также у него более узкий спектр, что желательно для специфических применений с цветовыми фильтрами.
• По сравнению с более крупными выводными светодиодами:Корпус SMD позволяет автоматизировать сборку, повысить плотность монтажа на плате и снизить паразитную индуктивность, что полезно для высокоскоростных коммутационных применений.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

10.1 Как выбрать правильный токоограничивающий резистор?

Для консервативного проектирования используйте максимальное прямое напряжение (VF) из группы напряжения, указанной в вашем коде заказа (например, группа 24: макс. 2.3В). Для питания 5В и целевого тока 20мА: R = (5В - 2.3В) / 0.020А = 135 Ом. Используйте ближайший стандартный номинал (например, 150 Ом) и рассчитайте результирующий ток: I = (5В - 2.1В_тип.) / 150 = ~19.3мА, что безопасно.

10.2 Можно ли питать этот светодиод без резистора от источника постоянного напряжения?

No.Это почти наверняка разрушит светодиод. Прямое напряжение имеет допуск и меняется с температурой. Источник постоянного напряжения, установленный на типичное VF (например, 2.0В), может подать чрезмерный ток, если фактическое VF светодиода ниже.

10.3 Почему так важен процесс хранения и прокаливания?

Корпуса SMD могут поглощать влагу из воздуха. Во время высокотемпературного процесса пайки оплавлением эта захваченная влага может быстро испаряться, вызывая внутреннее расслоение или "эффект попкорна", который раскалывает корпус. Влагозащитный пакет и процедуры прокаливания предотвращают этот вид отказа.

10.4 Что означает "Y2C" в номере детали?

Это код конкретного производителя, который включает информацию о сортировке по силе света (CAT), доминирующей длине волны (HUE) и прямому напряжению (REF), позволяя точно выбирать характеристики производительности.

11. Пример проектирования и использования

11.1 Панель индикаторов с низким энергопотреблением

Сценарий:Проектирование компактной панели управления с 20 желтыми индикаторами состояния.

Выбор проектных решений:

1. Схема управления:Доступна одна шина питания 5В. Для простоты и экономии выбран последовательный резистор для каждого светодиода. Для группы Q2 (90-112 мкд) и группы напряжения 21 (1.9-2.0В) выбран резистор 150 Ом на каждый светодиод, обеспечивая ток ~20мА и яркую, равномерную индикацию.
2. Разводка печатной платы:Посадочное место 2.0x1.25мм позволяет плотное размещение. Небольшая теплоотводящая перемычка к земляной полигоне помогает рассеивать скромные 40 мВт на каждый светодиод (2В * 20мА).
3. Процесс:Компоненты заказаны в 8-мм ленте для автоматического монтажа. Полная катушка используется в течение одной смены после вскрытия, чтобы избежать проблем с чувствительностью к влаге.
4. Результат:Надежный, высокоплотный массив индикаторов с однородным цветом и яркостью, обеспеченный малым размером и постоянной сортировкой светодиода 19-213.

12. Принцип работы

Светодиод 19-213 — это полупроводниковое фотонное устройство. Он изготовлен с использованием эпитаксиальных слоев фосфида алюминия-галлия-индия (AlGaInP), выращенных на подложке. При приложении прямого напряжения, превышающего энергию запрещенной зоны материала (примерно 1.7-2.3В), электроны и дырки инжектируются в активную область, где они рекомбинируют. Этот процесс рекомбинации высвобождает энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава AlGaInP определяет энергию запрещенной зоны, которая напрямую соответствует длине волны излучаемого света — в данном случае ярко-желтого (~591 нм). Прозрачная смоляная заливка защищает полупроводниковый кристалл и действует как линза, формируя диаграмму направленности в 120 градусов.

13. Технологические тренды

Светодиоды для поверхностного монтажа, такие как 19-213, представляют собой стандарт для современной электронной сборки благодаря их совместимости с автоматизированным производством. Тренды в этом секторе включают:

• Повышение эффективности:Постоянные улучшения в материаловедении направлены на получение более высокой световой отдачи (больше света на ватт) от AlGaInP и других сложных полупроводников.
• Миниатюризация:Продолжающееся уменьшение размеров корпуса (например, с 2.0мм до 1.6мм или меньше) для обеспечения еще более высокой плотности на печатных платах.
• Повышенная надежность:Улучшение материалов корпусирования и технологий крепления кристалла для выдерживания более высоких температур пайки и суровых условий окружающей среды.
• Более узкая сортировка:Продвинутая сортировка и тестирование позволяют создавать более узкие группы производительности, давая разработчикам более точный контроль над однородностью цвета и яркости в их продуктах.
• Интеграция:Тренд в сторону светодиодов со встроенными токоограничивающими резисторами или ИС-драйверами в одном корпусе, упрощающий схемотехническое проектирование.