Техническая спецификация SMD светодиода 19-213 темно-красного цвета - 2.0x1.25x0.8мм - 2.0В - 0.06Вт

1. Обзор продукта

19-213 — это компактный светодиод для поверхностного монтажа, предназначенный для современных электронных приложений, требующих высокой плотности компонентов. Он использует технологию полупроводников AlGaInP для получения темно-красного свечения. Основное преимущество этого компонента — его миниатюрные размеры, которые позволяют создавать более компактные печатные платы, уменьшать требования к хранению и в конечном итоге способствуют миниатюризации конечного оборудования. Его легкая конструкция также делает его идеальным для портативных и ограниченных по пространству применений.

Светодиод поставляется на 8-миллиметровой ленте, намотанной на катушку диаметром 7 дюймов, что обеспечивает полную совместимость с автоматическим сборочным оборудованием. Он спроектирован для надежности и соответствия экологическим нормам: не содержит свинца, соответствует директиве RoHS, регламенту ЕС REACH и стандартам по отсутствию галогенов (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.1 Ключевые преимущества

• Миниатюризация:Значительно меньше традиционных светодиодов в корпусах с выводами, что позволяет достичь более высокой плотности компоновки.
• Пригодность для автоматизации:Поставляется в упаковке "лента-катушка" для высокоскоростной автоматической сборки.
• Совместимость с процессами:Подходит для процессов пайки оплавлением как инфракрасным (ИК), так и паровым методом.
• Соответствие экологическим нормам:Соответствует основным мировым экологическим и стандартам безопасности (без свинца, RoHS, REACH, без галогенов).
• Надежные характеристики:Стабильные электрооптические характеристики в указанных рабочих условиях.

1.2 Целевые области применения

Этот светодиод универсален и находит применение в различных задачах подсветки и индикации, включая:

• Подсветка:Для приборных панелей, переключателей и символов.
• Телекоммуникационное оборудование:Индикаторы состояния и подсветка клавиатуры в телефонах и факсимильных аппаратах.
• ЖК-дисплеи:Плоские блоки подсветки.
• Общее назначение индикации:Любое применение, требующее компактного, яркого темно-красного индикатора.

2. Подробный анализ 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 рекомендуется.

Интерпретация:Низкое значение обратного напряжения (5В) указывает на то, что устройство не предназначено для работы в обратном смещении и требует защиты в цепях, где возможно обратное напряжение. Номинальный прямой ток 25 мА — это предел для постоянного тока. Пиковый ток 60 мА допускает кратковременные импульсы, что полезно в мультиплексированных дисплеях. Рейтинг ESD 2000В HBM является стандартным для светодиодов, что указывает на необходимость стандартных мер предосторожности при обращении со статическим электричеством во время сборки.

2.2 Электрооптические характеристики

Эти параметры измеряются при температуре перехода (Tj) 25°C и прямом токе (IF) 20 мА, если не указано иное. Они определяют типичные характеристики устройства.

Интерпретация:Сила света имеет широкий диапазон градации (45-112 мкд), что учитывается в системе сортировки. Угол обзора 120 градусов очень широкий, обеспечивает широкое, рассеянное световое пятно, подходящее для подсветки и общей индикации. Диапазон доминирующей длины волны 625.5-637.5 нм помещает излучение точно в темно-красную часть спектра. Типичная ширина спектра 20 нм указывает на относительно чистый цвет излучения. Прямое напряжение относительно низкое, что типично для светодиодов AlGaInP, и помогает минимизировать потребление энергии.

2.3 Тепловые аспекты

Хотя параметр теплового сопротивления явно не детализирован отдельно, управление температурой критически важно. Максимальная рассеиваемая мощность составляет 60 мВт. Превышение этого значения, особенно при высоких температурах окружающей среды, приведет к снижению светового потока и срока службы. Кривая снижения номинальных характеристик (показана в PDF) иллюстрирует, как максимально допустимый прямой ток уменьшается с ростом температуры окружающей среды выше 25°C. Для приложений, работающих на высоких токах или в условиях повышенных температур, рекомендуется правильная разводка печатной платы с адекватным теплоотводом.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения стабильности в массовом производстве светодиоды сортируются (биннируются) по ключевым параметрам производительности. Для модели 19-213 используется трехмерная система сортировки по силе света (Iv), доминирующей длине волны (λd) и прямому напряжению (VF).

3.1 Сортировка по силе света

Код продукта \"R7C-AP1Q2L/3T\" указывает на конкретную комбинацию бинов. Анализ показывает: \"Q2\" вероятно соответствует бину силы света (90-112 мкд).

3.2 Сортировка по доминирующей длине волны

В коде продукта \"R7C\" может указывать на бин длины волны. \"R\" часто обозначает красный цвет, а \"7C\" может указывать на конкретную координату цветности или под-бин длины волны в диапазоне E6-E8.

3.3 Сортировка по прямому напряжению

\"AP1\" в коде продукта может относиться к бину прямого напряжения. Эта сортировка критически важна для разработчиков, чтобы обеспечить одинаковую яркость при последовательном включении нескольких светодиодов, так как светодиод с более высоким Vf будет падать больше напряжения, потенциально снижая ток и яркость, если это не учтено в схеме ограничения тока.

4. Анализ характеристических кривых

В спецификации приведены несколько типичных характеристических кривых, которые необходимы для понимания поведения устройства в нестандартных условиях.

4.1 Относительная сила света в зависимости от прямого тока

Эта кривая показывает, что сила света увеличивается сверхлинейно с ростом прямого тока при низких токах, а затем стремится к насыщению при более высоких токах (обычно выше рекомендуемых 20 мА). Работа светодиода выше номинального тока приводит к уменьшению отдачи по свету при значительном увеличении нагрева и ускорении деградации.

4.2 Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды

Это критически важная кривая для теплового проектирования. Она демонстрирует, что световой выход уменьшается с ростом температуры окружающей (и, следовательно, перехода) среды. Для светодиодов AlGaInP выход может снизиться примерно на 20-30% в рабочем диапазоне температур от -40°C до +85°C. Конструкции, предназначенные для высокотемпературных сред, должны учитывать это снижение номинальных характеристик для поддержания достаточной яркости.

4.3 Прямое напряжение в зависимости от прямого тока

Вольт-амперная характеристика показывает экспоненциальную зависимость, типичную для диода. Прямое напряжение имеет отрицательный температурный коэффициент (оно уменьшается с ростом температуры). Это важно для схем с постоянным напряжением питания, так как более теплый светодиод будет потреблять больший ток, что потенциально может привести к тепловому разгону, если ток не ограничен должным образом.

4.4 Спектральное распределение и диаграмма направленности

Спектральный график подтверждает пиковую длину волны и ширину спектра ~20 нм (FWHM). График диаграммы направленности (полярная диаграмма) визуально подтверждает угол обзора 120 градусов, показывая плавный, широкий профиль излучения, идеальный для равномерной подсветки.

5. Механическая информация и информация о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод имеет очень компактный корпус для поверхностного монтажа. Ключевые размеры (в мм) приблизительно: Длина (L) = 2.0, Ширина (W) = 1.25, Высота (H) = 0.8. Катод обычно идентифицируется маркировкой или скошенным углом на корпусе. Точные размеры и расположение контактных площадок следует брать из подробного чертежа размеров в PDF-файле для проектирования посадочного места на печатной плате. Допуски обычно составляют ±0.1 мм.

5.2 Определение полярности

Правильная полярность имеет важное значение. Чертеж корпуса в спецификации указывает на анодную и катодную контактные площадки. Неправильное подключение не позволит светодиоду светиться, а приложение максимального обратного напряжения 5В может повредить устройство.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль пайки оплавлением

Светодиод совместим с процессами бессвинцовой пайки оплавлением. Рекомендуемый температурный профиль критически важен для надежности:

• 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, удерживается не более 10 секунд.
• Скорость нагрева:Максимум 6°C/секунду.
• Скорость охлаждения:Максимум 3°C/секунду.

Критическое правило:Пайка оплавлением не должна выполняться более двух раз на одном и том же устройстве, чтобы избежать повреждения эпоксидной смолы и внутренних соединений из-за термического напряжения.

6.2 Ручная пайка

Если необходим ручной ремонт, необходимо соблюдать крайнюю осторожность:

• Температура жала паяльника: < 350°C.
• Время контакта на вывод: < 3 секунды.
• Мощность паяльника: < 25 Вт.
• Соблюдайте минимальный интервал в 2 секунды между пайкой каждого вывода для рассеивания тепла.

В спецификации прямо указано, что повреждения часто происходят во время ручной пайки.

6.3 Хранение и чувствительность к влаге

Светодиоды упакованы в влагозащитный барьерный пакет с осушителем для предотвращения поглощения влаги, которое может вызвать \"эффект попкорна\" (растрескивание корпуса) во время пайки оплавлением.

1. Не открывайтепакет до момента готовности к использованию.
2. После вскрытия неиспользованные светодиоды должны храниться при температуре ≤ 30°C и относительной влажности ≤ 60%.
3. \"Срок хранения после вскрытия\" составляет 168 часов (7 дней).
4. Если срок хранения превышен или индикатор осушителя показывает насыщение, требуетсяпрокаливание: 60 ±5°C в течение 24 часов перед использованием.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификации катушки и ленты

Стандартная упаковка — 3000 штук на катушке. Ширина несущей ленты составляет 8 мм, намотана на стандартную катушку диаметром 7 дюймов (178 мм). Подробные размеры катушки, карманов несущей ленты и покровной ленты приведены в PDF-файле для обеспечения совместимости с питателями автоматического оборудования.

7.2 Расшифровка этикетки

Этикетка на катушке содержит ключевую информацию для прослеживаемости и проверки:

• CPN:Номер детали заказчика (если назначен).
• P/N:Номер детали производителя (например, 19-213/R7C-AP1Q2L/3T).
• QTY:Количество штук на катушке.
• CAT:Ранг силы света (например, Q2).
• HUE:Ранг цветности/доминирующей длины волны (например, связанный с R7C).
• REF:Ранг прямого напряжения (например, связанный с AP1).
• LOT No:Номер производственной партии для отслеживания качества.

8. Соображения по проектированию приложений

8.1 Ограничение тока обязательно

Первое \"Предупреждение по использованию\" в спецификации категорично:ДОЛЖЕН использоваться внешний токоограничивающий резистор (или драйвер постоянного тока).У светодиодов наблюдается резкий рост тока при небольшом увеличении напряжения выше их прямого напряжения (Vf). Работа непосредственно от источника напряжения без контроля тока приведет к чрезмерному току, немедленному перегреву и катастрофическому отказу.

8.2 Разводка печатной платы

Избегайте механических напряжений на светодиоде во время и после пайки. Не гните и не деформируйте печатную плату вблизи светодиода после сборки, так как это может привести к растрескиванию паяных соединений или самого корпуса светодиода. Убедитесь, что посадочное место на печатной плате соответствует рекомендуемому рисунку контактных площадок для получения надежного паяного соединения.

8.3 Теплоуправление в массивах

При проектировании массивов этих светодиодов для подсветки учитывайте общую рассеиваемую мощность. Соответствующее расстояние между светодиодами и наличие тепловых переходов (если на многослойной плате) могут помочь рассеять тепло и предотвратить локальные перегревы, которые снижают яркость и срок службы.

9. Техническое сравнение и дифференциация

Основными отличительными особенностями светодиода 19-213 в своем классе являются сочетание очень компактного размера корпуса, широкого угла обзора 120 градусов с прозрачной смолой (обеспечивающей высокую осевую силу света) и полное соответствие современным экологическим стандартам. По сравнению со старыми светодиодами с рассеивающей смолой, прозрачная линза обеспечивает более высокую силу света при том же размере кристалла, хотя и с более направленным лучом, который эффективно расширяется за счет угла 120 градусов. Его технология AlGaInP предлагает более высокую эффективность и лучшую насыщенность цвета в красно-оранжевом спектре по сравнению со старыми технологиями, такими как GaAsP.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

10.1 Могу ли я питать этот светодиод без резистора, если мой источник питания выдает ровно 2.0В?

No.Это опасно. Прямое напряжение (Vf) имеет допуск и отрицательный температурный коэффициент. Питание 2.0В может быть ниже Vf при 25°C, но по мере нагрева светодиода Vf падает. Это может вызвать неконтролируемый рост тока. Всегда используйте последовательный резистор или драйвер постоянного тока, настроенный на 20 мА или меньше.

10.2 Почему процедуры хранения и прокаливания так важны?

Корпуса SMD из пластика могут поглощать влагу из воздуха. Во время высокотемпературного процесса пайки оплавлением эта захваченная влага быстро превращается в пар, создавая внутреннее давление, которое может расслоить корпус или растрескать эпоксидную смолу, приводя к немедленному или скрытому отказу. Процесс прокаливания безопасно удаляет эту поглощенную влагу.

10.3 Как интерпретировать код продукта 19-213/R7C-AP1Q2L/3T?

Это полный номер детали, указывающий точные бины производительности:

• 19-213:Базовое семейство продуктов и тип корпуса.
• R7C:Вероятно, указывает на бин цветности/длины волны темно-красного цвета.
• AP1:Вероятно, указывает на бин прямого напряжения.
• Q2:Указывает на бин силы света (90-112 мкд).
• L/3T:Может указывать на другие атрибуты, такие как тип упаковки или специальная маркировка.

Для точных определений обратитесь к полной документации по кодам бинов производителя.

11. Пример проектирования и использования

11.1 Подсветка переключателей приборной панели

Сценарий:Проектирование подсветки для автомобильного переключателя на приборной панели, требующей равномерного красного свечения за символом.Реализация:Используйте 2-3 светодиода 19-213, размещенных за световодом или рассеивателем. Их широкий угол обзора 120 градусов помогает создать равномерное освещение без горячих точек. Включите их последовательно с одним токоограничивающим резистором от бортовой сети 12В (при необходимости используя подходящий стабилизатор напряжения). Рассчитайте значение резистора по формуле R = (V_питания - (N * Vf_светодиода)) / I_желаемый. Для 3 светодиодов последовательно с типичным Vf 2.0В каждый, питаемых от стабилизированной линии 5В при 15 мА: R = (5В - 6В) / 0.015А = -66.7 Ом. Этот расчет показывает проблему: общее Vf (6В) превышает напряжение питания (5В). Следовательно, нужно либо использовать меньше светодиодов последовательно (например, 2 светодиода: R = (5В - 4В)/0.015А ≈ 67 Ом), либо подключить их параллельно (каждый со своим резистором) от источника более высокого напряжения. Этот пример подчеркивает важность учета прямого напряжения при проектировании схемы.

12. Принцип работы

Светодиод 19-213 основан на полупроводниковом материале AlGaInP (фосфид алюминия-галлия-индия). Когда прямое напряжение прикладывается к P-N переходу, электроны из N-типа материала и дырки из P-типа материала инжектируются в активную область. При рекомбинации этих носителей заряда высвобождается энергия в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава AlGaInP определяет ширину запрещенной зоны, которая, в свою очередь, определяет длину волны (цвет) излучаемого света — в данном случае темно-красный (~639 нм пик). Прозрачная эпоксидная смола защищает полупроводниковый кристалл, обеспечивает механическую стабильность и действует как линза, формируя световой поток в указанный угол обзора 120 градусов.

13. Технологические тренды

Разработка светодиодов, подобных 19-213, следует нескольким ключевым отраслевым тенденциям:Миниатюризация:Постоянное уменьшение размеров корпуса для обеспечения более плотной компоновки электроники.Повышение эффективности:Постоянное улучшение внутренней квантовой эффективности и вывода света из корпуса для получения большего количества света (мкд) на единицу электрической мощности (мА).Соответствие экологическим нормам:Переход на бессвинцовую пайку и материалы без галогенов теперь является базовым требованием, обусловленным глобальными нормами, такими как RoHS и REACH.Автоматизация и стандартизация:Упаковка на ленте-катушке и соответствие стандартным посадочным местам SMD (как этот приблизительный размер 2.0x1.25 мм) необходимы для экономически эффективного крупносерийного производства. Будущие версии могут быть сосредоточены на еще большей яркости в том же форм-факторе, улучшенных тепловых характеристиках или расширенной цветовой гамме и индексе цветопередачи для дисплейных приложений.