Техническая спецификация SMD светодиода 19-213 Ярко-желтый - Габариты корпуса - Прямое напряжение 1.75-2.35В - Сила света 45-112мкд

1. Обзор продукта

19-213/Y2C-AP1Q2B/3T — это светодиод для поверхностного монтажа (SMD), предназначенный для современных электронных устройств, требующих компактных, надежных и эффективных решений для индикации или подсветки. Этот компонент использует технологию полупроводника AlGaInP (фосфид алюминия-галлия-индия) для получения яркого желтого света. Его основное преимущество заключается в миниатюрных размерах, что позволяет значительно сократить занимаемую площадь на печатной плате (ПП), увеличить плотность компоновки компонентов и, в конечном итоге, способствует созданию более компактного и легкого конечного оборудования. Устройство выполнено с линзой из прозрачной смолы, оптимизирующей светоотдачу и угол обзора.

1.1 Ключевые особенности и соответствие стандартам

Светодиод поставляется на 8-миллиметровой ленте, намотанной на катушку диаметром 7 дюймов, что обеспечивает полную совместимость с высокоскоростным автоматическим оборудованием для установки компонентов. Он предназначен для использования со стандартными процессами пайки инфракрасным (ИК) нагревом и пайки оплавлением в паровой фазе, обеспечивая беспрепятственную интеграцию в современные производственные линии. Продукт классифицируется как одноцветный. Изготавливается как бессвинцовый компонент и соответствует директивам Европейского Союза RoHS (ограничение использования опасных веществ) и REACH (регистрация, оценка, разрешение и ограничение химических веществ). Кроме того, он соответствует требованиям по отсутствию галогенов: содержание брома (Br) и хлора (Cl) каждое ниже 900 ppm, а их общая сумма ниже 1500 ppm.

1.2 Целевые области применения

Данный светодиод хорошо подходит для различных применений, где критически важны экономия пространства и надежное освещение. Типичные варианты использования включают подсветку автомобильных приборных панелей и переключателей, индикаторы состояния и подсветку клавиатуры в телекоммуникационных устройствах (телефоны, факсы), плоские блоки подсветки для жидкокристаллических дисплеев (ЖКД), а также индикаторы общего назначения в потребительской и промышленной электронике.

2. Подробный разбор технических характеристик

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Эти параметры определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа на этих пределах или за их пределами не гарантируется. Все значения указаны при температуре окружающей среды (Ta) 25°C.

• Обратное напряжение (VR):5 В. Превышение этого напряжения при обратном смещении может вызвать пробой p-n перехода.
• Постоянный прямой ток (IF):25 мА.
• Пиковый прямой ток (IFP):60 мА, допустим только в импульсном режиме со скважностью 1/10 и частотой 1 кГц.
• Рассеиваемая мощность (Pd):60 мВт. Это максимально допустимая мощность, рассеиваемая в виде тепла.
• Электростатический разряд (ESD), модель человеческого тела (HBM):2000 В. Этот параметр указывает на чувствительность устройства к статическому электричеству; обязательны процедуры защиты от ЭСР.
• Диапазон рабочих температур (Topr):от -40°C до +85°C.
• Диапазон температур хранения (Tstg):от -40°C до +90°C.
• Температура пайки (Tsol):Для пайки оплавлением указана пиковая температура 260°C в течение не более 10 секунд. Для ручной пайки температура жала паяльника не должна превышать 350°C, а время контакта ограничено 3 секундами на вывод.

2.2 Электрооптические характеристики

Эти параметры определяют рабочие характеристики устройства в нормальных условиях, обычно измеряются при Ta=25°C и прямом токе (IF) 20 мА, если не указано иное.

• Сила света (Iv):Диапазон от минимум 45.0 мкд до максимум 112.0 мкд. Типичное значение находится в этом диапазоне в зависимости от конкретного кода сортировки.
• Угол обзора (2θ1/2):120 градусов (типичное значение). Это полный угол, при котором сила света составляет половину максимальной интенсивности, измеренной на оси (0 градусов).
• Пиковая длина волны (λp):Приблизительно 591 нм (типичное значение). Это длина волны, на которой спектральное излучение является наиболее сильным.
• Доминирующая длина волны (λd):Диапазон от 585.5 нм до 594.5 нм. Это длина волны монохроматического света, который воспринимается человеческим глазом как соответствующий цвету излучаемого света.
• Ширина спектра излучения (Δλ):15 нм (типичное значение). Это ширина излучаемого спектра на половине максимальной интенсивности (полная ширина на половине максимума - FWHM).
• Прямое напряжение (VF):Диапазон от 1.75 В до 2.35 В при IF=20мА. Это падение напряжения на светодиоде, когда он проводит ток.
• Обратный ток (IR):Максимум 10 мкА при приложении обратного напряжения (VR) 5В. В спецификации явно указано, что устройство не предназначено для работы в режиме обратного смещения; этот параметр указан только для целей тестирования.

Важные примечания:В спецификации указаны производственные допуски: Сила света ±11%, Доминирующая длина волны ±1 нм, Прямое напряжение ±0.1 В.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения стабильности в массовом производстве светодиоды сортируются по группам (бинаризация) на основе ключевых рабочих параметров. Это позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным требованиям приложения по яркости и цвету.

3.1 Сортировка по силе света

Сортировка производится при IF=20мА. Код группы (например, P1, Q2) определяет конкретный диапазон интенсивности.

• 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 производится при IF=20мА. Это определяет точный оттенок желтого цвета.

• D3:585.5 – 588.5 нм
• D4:588.5 – 591.5 нм
• D5:591.5 – 594.5 нм

3.3 Сортировка по прямому напряжению

Сортировка производится при IF=20мА. Это критически важно для проектирования схем, особенно при последовательном включении нескольких светодиодов.

• 0:1.75 – 1.95 В
• 1:1.95 – 2.15 В
• 2:2.15 – 2.35 В

4. Анализ характеристических кривых

В спецификации приведены несколько характеристических графиков, иллюстрирующих поведение устройства в различных условиях. Они необходимы для надежного проектирования схем.

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

Эта кривая показывает экспоненциальную зависимость между током, протекающим через светодиод, и напряжением на нем. Она является основой для выбора соответствующего токоограничивающего резистора. Кривая смещается с изменением температуры.

4.2 Относительная сила света в зависимости от прямого тока

Этот график демонстрирует, как световой поток увеличивается с ростом прямого тока. Зависимость обычно нелинейна, и работа вблизи максимального тока может давать незначительный прирост яркости при увеличении нагрева и сокращении срока службы.

4.3 Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды

Световой выход светодиода уменьшается с ростом температуры p-n перехода. Этот график количественно определяет это снижение, показывая процент сохранения силы света от -40°C до +110°C. Эффективный тепловой менеджмент является ключом к поддержанию стабильной яркости.

4.4 Кривая снижения прямого тока

Для предотвращения перегрева максимально допустимый постоянный прямой ток должен быть уменьшен с ростом температуры окружающей среды. Этот график предоставляет рекомендации по снижению тока выше 25°C вплоть до максимальной рабочей температуры.

4.5 Диаграмма направленности и спектральное распределение

Диаграмма направленности визуально представляет угол обзора 120 градусов. График спектрального распределения показывает узкий пик излучения с центром около 591 нм, что характерно для технологии AlGaInP, обеспечивающей насыщенный желтый цвет.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод имеет компактный корпус для поверхностного монтажа. Критически важные размеры включают размер корпуса, расстояние между выводами (контактными площадками) и общую высоту. Все неуказанные допуски составляют ±0.1 мм. Полярность указывается маркировкой на корпусе или специальной конструкцией контактной площадки (обычно катод). Разработчики должны обращаться к точному чертежу размеров для проектирования посадочного места на печатной плате.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Хранение и чувствительность к влаге

Светодиоды упакованы в влагозащитный барьерный пакет с осушителем. Пакет не должен вскрываться до момента готовности к использованию компонентов. После вскрытия неиспользованные светодиоды должны храниться при температуре ≤30°C и относительной влажности (RH) ≤60% и использоваться в течение 168 часов (7 дней). Если время хранения превышено или осушитель указывает на насыщение, перед пайкой требуется термообработка (прокаливание) при 60 ±5°C в течение 24 часов для предотвращения повреждения типа "попкорн" во время оплавления.

6.2 Профиль пайки оплавлением

Указан профиль бессвинцовой пайки оплавлением:

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

Пайку оплавлением не следует выполнять более двух раз. Плата не должна деформироваться или подвергаться механическим нагрузкам во время или после пайки.

6.3 Ручная пайка и ремонт

Если ручная пайка неизбежна, используйте паяльник с температурой жала ≤350°C и мощностью ≤25Вт. Время контакта на каждый вывод должно быть ≤3 секунд. Между пайкой каждого вывода соблюдайте интервал охлаждения не менее 2 секунд. Ремонт настоятельно не рекомендуется. Если он абсолютно необходим, необходимо использовать специализированный паяльник с двойным жалом для одновременного нагрева обоих выводов и избежания механических нагрузок на паяные соединения. После ремонта необходимо проверить влияние на характеристики светодиода.

6.4 Защита схемы

Токоограничивающий резисторобязателенвключенный последовательно со светодиодом. Прямое напряжение имеет отрицательный температурный коэффициент, то есть уменьшается при нагреве светодиода. Без резистора даже небольшое увеличение напряжения питания или снижение VF может вызвать большое, потенциально разрушительное, увеличение прямого тока.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификации катушки и ленты

Компоненты поставляются в формованной несущей ленте на катушках диаметром 7 дюймов. Стандартное количество на катушке — 3000 штук. Предоставлены подробные размеры катушки, карманов несущей ленты и покровной ленты для совместимости с питателями автоматического оборудования.

7.2 Расшифровка этикетки

Этикетка на упаковке содержит несколько кодов:

• CPN:Номер продукта заказчика.
• P/N:Номер продукта производителя (например, 19-213/Y2C-AP1Q2B/3T).
• QTY:Количество в упаковке.
• CAT:Ранг силы света (код сортировки).
• HUE:Цветовые координаты и ранг доминирующей длины волны (код сортировки).
• REF:Ранг прямого напряжения (код сортировки).
• LOT No:Номер производственной партии для прослеживаемости.

8. Рекомендации по проектированию приложений

8.1 Управление светодиодом

Всегда запитывайте светодиод от источника постоянного тока или через токоограничивающий резистор от источника напряжения. Рассчитайте номинал резистора по закону Ома: R = (V_питания - VF_светодиода) / I_желаемый. Используйте максимальное значение VF из группы или спецификации, чтобы обеспечить достаточный ток при всех условиях. Например, при питании 5В, желаемом токе 20мА и максимальном VF 2.35В: R = (5 - 2.35) / 0.02 = 132.5 Ом. Подойдет стандартный резистор 130 Ом или 150 Ом, с проверкой номинальной мощности (P = I²R).

8.2 Тепловой менеджмент

Несмотря на малый размер корпуса, рассеиваемая мощность (до 60мВт) все же может вызвать повышение температуры. Обеспечьте достаточную площадь медных проводников на плате (тепловые контактные площадки) для отвода тепла от выводов светодиода, особенно при работе при высоких температурах окружающей среды или вблизи максимального тока. Это помогает поддерживать силу света и долгосрочную надежность.

8.3 Оптическое проектирование

Угол обзора 120 градусов обеспечивает широкую, рассеянную диаграмму направленности, подходящую для освещения областей и индикаторов, видимых под разными углами. Для более сфокусированного света потребуются вторичная оптика (линзы). Прозрачная смола обеспечивает хорошую насыщенность цвета.

9. Техническое сравнение и позиционирование

По сравнению с традиционными светодиодами в выводном исполнении, данный SMD тип предлагает значительные преимущества в скорости монтажа, экономии места на плате и механической надежности за счет отсутствия выводов. В категории SMD желтых светодиодов используемая здесь технология AlGaInP обычно обеспечивает более высокую эффективность и лучшую чистоту цвета по сравнению со старыми технологиями, такими как GaAsP, для желтого диапазона длин волн. Конкретная структура сортировки позволяет осуществлять более жесткий контроль цвета и яркости в производственных партиях по сравнению с несортированными или грубо сортированными аналогами.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

10.1 В чем разница между пиковой и доминирующей длиной волны?

Пиковая длина волны (λp) — это физическая длина волны, на которой светодиод излучает наибольшую оптическую мощность. Доминирующая длина волны (λd) — это перцептивная метрика; это длина волны монохроматического света, который выглядит для человеческого глаза таким же по цвету, как и излучение светодиода. Для светодиода с узким спектром, такого как этот, они часто близки, но λd является более релевантным параметром для спецификации цвета.

10.2 Почему токоограничивающий резистор абсолютно необходим?

Светодиод — это диод с очень крутой ВАХ в области прямого смещения. Его прямое напряжение также уменьшается с ростом температуры. Без последовательного резистора любое небольшое изменение напряжения питания или температуры может привести к неконтролируемому увеличению тока, быстро превышающему предельные параметры и вызывающему катастрофический отказ (перегорание). Резистор обеспечивает отрицательную обратную связь, стабилизируя рабочую точку.

10.3 Могу ли я использовать этот светодиод для непрерывной работы на 25мА?

Да, 25мА — это номинальный постоянный прямой ток (IF) при 25°C. Однако, если ожидается более высокая температура окружающей среды, вы должны обратиться к кривой снижения прямого тока и соответственно уменьшить рабочий ток, чтобы оставаться в пределах рассеиваемой мощности и обеспечить долгосрочную надежность.

10.4 Как расшифровать номер детали 19-213/Y2C-AP1Q2B/3T?

Хотя точная расшифровка может быть собственностью производителя, она обычно кодирует ключевые атрибуты. "19-213" — это, вероятно, базовая серия продукта. Суффикс часто включает код цвета (Y для желтого), группу интенсивности (Q2), группу длины волны (вероятно, подразумевается) и группу напряжения (3T может относиться к группе '2' или упаковке). Конкретные коды на этикетке катушки (CAT, HUE, REF) предоставляют окончательную информацию о группе для вашего заказа.