Техническая документация SMD светодиода 19-21/R6C-AL2N1VY/3T - Размер 2.0x1.25x0.8мм - Напряжение 1.7-2.2В - Ярко-красный

1. Обзор продукта

19-21/R6C-AL2N1VY/3T — это поверхностно-монтируемый (SMD) светодиод, использующий технологию чипа AlGaInP для получения ярко-красного светового потока. Этот компонент разработан для применений на печатных платах с высокой плотностью монтажа, где критически важны ограничения по пространству и весу. Его компактные габариты 2.0мм x 1.25мм x 0.8мм обеспечивают значительную миниатюризацию конечных изделий, сокращая требуемую площадь на плате и общие размеры оборудования. Устройство поставляется на 8-миллиметровой ленте, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов, что обеспечивает полную совместимость со стандартным автоматизированным сборочным оборудованием для установки компонентов. Это одноцветный, бессвинцовый компонент, соответствующий директивам RoHS, EU REACH и требованиям по отсутствию галогенов (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm), что гарантирует его пригодность для современного, экологически ответственного производства электроники.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельно допустимые параметры

Работа устройства за пределами этих значений может привести к необратимому повреждению. Предельные параметры указаны для температуры окружающей среды (Ta) 25°C. Максимальное обратное напряжение (VR) составляет 5В, что подчеркивает, что данный светодиод не предназначен для работы в обратном смещении. Номинальный постоянный прямой ток (IF) — 25 мА, с допустимым пиковым прямым током (IFP) 60 мА в импульсном режиме (скважность 1/10 при 1 кГц). Максимальная рассеиваемая мощность (Pd) — 60 мВт. Устройство выдерживает электростатический разряд (ESD) 2000В по модели человеческого тела (HBM). Рабочий диапазон температур от -40°C до +85°C, диапазон температур хранения от -40°C до +90°C. Ограничения по температуре пайки определены для двух процессов: пайка оплавлением с пиковой температурой 260°C не более 10 секунд и ручная пайка с максимальной температурой 350°C в течение 3 секунд на вывод.

2.2 Электрооптические характеристики

Ключевые параметры производительности измеряются при стандартном испытательном токе 5мА и Ta=25°C. Световая сила (Iv) имеет типичный диапазон, минимальные и максимальные значения которого определяются системой сортировки. Угол обзора (2θ1/2) составляет типично 100 градусов, обеспечивая широкую диаграмму направленности. Пиковая длина волны (λp) приблизительно 632 нм, а доминирующая длина волны (λd) находится в диапазоне от 617.5 нм до 633.5 нм, что соответствует ярко-красному цвету. Типичная ширина спектра (Δλ) — 20 нм. Прямое напряжение (VF) при 5мА варьируется от 1.70В до 2.20В. Обратный ток (IR) гарантированно не превышает 10 мкА при максимальном обратном напряжении 5В. Важные примечания указывают допуски: ±11% для световой силы, ±1нм для доминирующей длины волны и ±0.05В для прямого напряжения.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения постоянства цвета и яркости в производстве светодиоды сортируются по группам (бина́м) на основе трех ключевых параметров.

3.1 Сортировка по световой силе

Светодиоды классифицируются на четыре группы (L2, M1, M2, N1) на основе измеренной световой силы при IF=5мА. Группы определяют минимальный и максимальный диапазоны интенсивности: L2 (14.5-18.0 мкд), M1 (18.0-22.5 мкд), M2 (22.5-28.5 мкд) и N1 (28.5-36.0 мкд). Это позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным требованиям к яркости для их применения.

3.2 Сортировка по доминирующей длине волны

Цвет (оттенок) контролируется через сортировку по доминирующей длине волны. Определены четыре группы (E4, E5, E6, E7): E4 (617.5-621.5 нм), E5 (621.5-625.5 нм), E6 (625.5-629.5 нм) и E7 (629.5-633.5 нм). Такой строгий контроль обеспечивает визуальную однородность цвета при использовании нескольких светодиодов в массиве или в подсветке.

3.3 Сортировка по прямому напряжению

Прямое напряжение сортируется для помощи в проектировании схем, особенно для расчета токоограничивающего резистора и проектирования источника питания. Предлагается пять групп (19, 20, 21, 22, 23), каждая из которых охватывает диапазон 0.1В от 1.70В до 2.20В при IF=5мА.

4. Анализ характеристических кривых

В спецификации приведены типичные электрооптические характеристические кривые. Хотя конкретные графики не детализированы в предоставленном тексте, такие кривые обычно иллюстрируют зависимость между прямым током и световой силой, прямого напряжения от температуры и относительного спектрального распределения мощности. Эти кривые необходимы разработчикам для понимания того, как меняются характеристики светодиода при различных рабочих условиях, таких как изменение тока накачки или температуры окружающей среды, что позволяет оптимизировать и обеспечить надежность схемотехнического решения.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

SMD светодиод 19-21 имеет компактный корпус размером 2.0мм в длину, 1.25мм в ширину и 0.8мм в высоту. Чертеж размеров указывает расположение маркировки катода, что критически важно для правильной ориентации при монтаже. Все неуказанные допуски составляют ±0.1мм.

5.2 Идентификация полярности

На корпусе четко указана маркировка катода. Правильную полярность необходимо соблюдать при установке и пайке для обеспечения корректной работы и предотвращения повреждений.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Хранение и обращение

Светодиоды упакованы в влагозащитные барьерные пакеты с осушителем. Пакет не следует вскрывать до момента готовности к использованию компонентов. Перед вскрытием условия хранения должны быть не более 30°C и относительной влажности не более 60%. После вскрытия светодиоды должны быть использованы в течение 168 часов (7 дней). Любые неиспользованные компоненты должны быть повторно запечатаны в влагозащитную упаковку. Если время хранения превышено или индикатор осушителя показывает поглощение влаги, перед использованием требуется термообработка (прокалка) при 60 ±5°C в течение 24 часов для предотвращения эффекта "попкорна" во время пайки оплавлением.

6.2 Профиль пайки оплавлением

Указан профиль бессвинцовой пайки оплавлением. Ключевые параметры включают: зону предварительного нагрева между 150-200°C в течение 60-120 секунд, время выше температуры ликвидуса (217°C) 60-150 секунд, пиковую температуру не выше 260°C, выдерживаемую не более 10 секунд, и контролируемые скорости нагрева и охлаждения (максимум 6°C/сек и 3°C/сек соответственно). Пайку оплавлением не следует выполнять более двух раз. Во время нагрева не следует прикладывать механическое напряжение к светодиоду, а плата не должна деформироваться после пайки.

6.3 Ручная пайка и ремонт

Для ручной пайки следует использовать паяльник с температурой жала ниже 350°C и мощностью ниже 25Вт. Время контакта на один вывод не должно превышать 3 секунд. Между пайкой каждого вывода следует выдерживать минимальный интервал в 2 секунды. Ремонт после пайки не рекомендуется. Если это неизбежно, следует использовать двухголовый паяльник для одновременного нагрева обоих выводов, и необходимо заранее оценить риск повреждения.

7. Информация об упаковке и заказе

7.1 Спецификации катушки и ленты

Компоненты поставляются в транспортной ленте на катушках диаметром 7 дюймов. Каждая катушка содержит 3000 штук. Приведены подробные размеры катушки и карманов транспортной ленты, со стандартными допусками ±0.1мм, если не указано иное.

7.2 Расшифровка этикетки

Этикетка на катушке содержит ключевую информацию: Номер продукта заказчика (CPN), Номер продукта (P/N), Количество в упаковке (QTY), Ранг световой силы (CAT), Координаты цветности и ранг доминирующей длины волны (HUE), Ранг прямого напряжения (REF) и Номер партии (LOT No). Эти данные критически важны для прослеживаемости и обеспечения использования правильной группы компонентов в производстве.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Данный светодиод хорошо подходит для различных индикаторных применений и подсветки благодаря своему малому размеру, надежности и яркому красному свечению. Типичные области применения включают подсветку приборных панелей и переключателей, индикаторы состояния и подсветку клавиатур в телекоммуникационных устройствах (телефоны, факсы), плоскую подсветку ЖК-дисплеев, подсветку переключателей и универсальные индикаторные применения.

8.2 Критически важные аспекты проектирования

Ограничение тока:Внешний токоограничивающий резистор обязателен. Светодиод является токоуправляемым устройством, и даже небольшое увеличение прямого напряжения может вызвать большое, потенциально разрушительное увеличение тока. Значение резистора должно быть рассчитано на основе напряжения питания, прямого напряжения светодиода (с учетом группы по напряжению) и желаемого рабочего тока (не превышающего 25 мА постоянного тока).
Тепловой режим:Хотя рассеиваемая мощность мала, обеспечение работы светодиода в пределах указанного температурного диапазона жизненно важно для долгосрочной надежности. В конструкциях с высокой плотностью монтажа или высокой температурой окружающей среды следует учитывать достаточную площадь медного покрытия на плате и вентиляцию.
Защита от ЭСР:Хотя устройство рассчитано на 2000В по модели HBM, во время сборки и обращения следует соблюдать стандартные меры предосторожности от электростатического разряда.

9. Техническое сравнение и отличительные особенности

Основное преимущество корпуса 19-21 по сравнению с более крупными светодиодами с выводными рамками — значительно уменьшенная занимаемая площадь и высота, что позволяет достичь более высокой плотности монтажа на печатных платах и, в конечном итоге, уменьшить размеры конечных изделий. Использование технологии AlGaInP обеспечивает высокую эффективность и насыщенный ярко-красный цвет. Соответствие современным экологическим стандартам (RoHS, REACH, Halogen-Free) является ключевым отличием, делающим его подходящим для глобальных рынков со строгими нормативными требованиями. Его совместимость со стандартными процессами пайки оплавлением (инфракрасной и паровой фазой) соответствует требованиям основных линий поверхностного монтажа.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: Можно ли питать этот светодиод без последовательного резистора?
О: Нет. Светодиод должен питаться от источника постоянного тока или, что более распространено, от источника напряжения с последовательно включенным токоограничивающим резистором. Прямое подключение к источнику напряжения приведет к неконтролируемому току и немедленному выходу из строя.

В: В чем разница между пиковой и доминирующей длиной волны?
О: Пиковая длина волны (λp) — это длина волны, на которой излучаемая оптическая мощность максимальна. Доминирующая длина волны (λd) — это длина волны монохроматического света, соответствующая воспринимаемому цвету светодиода. λd более актуальна для спецификации цвета в визуальных применениях.

В: Как интерпретировать коды групп (например, R6C-AL2N1VY)?
О: Полный номер детали 19-21/R6C-AL2N1VY/3T кодирует тип корпуса, технологию чипа и группы производительности. Хотя точная расшифровка может быть собственностью производителя, 'N1' обычно соответствует группе световой силы, а другие символы относятся к группам длины волны и напряжения, указанным в таблицах спецификации.

В: Почему срок хранения после вскрытия пакета ограничен 7 днями?
О: Пластиковый корпус SMD-компонентов может поглощать влагу из воздуха. Во время высокотемпературного процесса пайки оплавлением эта захваченная влага может быстро испаряться, вызывая внутреннее расслоение или растрескивание ("эффект попкорна"). Срок в 7 дней — это период, в течение которого поглощение влаги остается ниже критического уровня для однократного прохода пайки оплавлением.

11. Практический пример проектирования и использования

Рассмотрим проектирование компактной панели индикаторов состояния для промышленного оборудования. Панель требует несколько ярко-красных светодиодов, расположенных близко друг к другу. Малая занимаемая площадь светодиода 19-21 (2.0x1.25мм) позволяет реализовать компоновку с высокой плотностью на ограниченной площади платы. Указав светодиоды из одной группы световой силы (например, N1) и одной группы доминирующей длины волны (например, E6), разработчик может обеспечить равномерную яркость и цвет всех индикаторов, создавая последовательный и профессиональный пользовательский интерфейс. Широкий угол обзора в 100 градусов гарантирует видимость индикатора с различных углов. Совместимость компонента с автоматизированной сборкой снижает производственные затраты и повышает надежность по сравнению с альтернативами с ручной пайкой.

12. Введение в принцип работы

Данный светодиод основан на полупроводниковом чипе из фосфида алюминия-галлия-индия (AlGaInP). Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее пороговое значение устройства, электроны и дырки инжектируются в активную область полупроводника. Эти носители заряда рекомбинируют, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав слоев AlGaInP определяет ширину запрещенной зоны полупроводника, которая напрямую задает длину волны (цвет) излучаемого света — в данном случае ярко-красный. Свет излучается через верхнюю поверхность чипа, которая инкапсулирована в прозрачную эпоксидную смолу, обеспечивающую механическую защиту и помогающую формировать диаграмму направленности светового потока.

13. Тенденции и контекст технологии

SMD светодиод 19-21 представляет собой зрелую и надежную технологию корпусирования в рамках общей тенденции миниатюризации электроники. Постоянное развитие технологии светодиодов сосредоточено на увеличении световой отдачи (больше светового потока на ватт), улучшении цветопередачи и создании еще более компактных корпусов. В то время как новые типы корпусов, такие как корпуса размером с кристалл (CSP), предлагают дальнейшее уменьшение размеров, 19-21 остается экономически эффективным и широко поддерживаемым решением для стандартных индикаторных применений. Акцент на бесгалогенных и соответствующих REACH материалах отражает общеотраслевой переход к более устойчивым и экологически чистым производственным процессам. Указанная совместимость с бессвинцовыми высокотемпературными профилями оплавления соответствует глобальному переходу от свинцовых припоев.