Техническая документация SMD светодиода 19-223/S2BHC-A01/2T - Корпус 2.0x1.25x0.8мм - Напряжение 2.0В/3.0В - Многоцветный

1. Обзор продукта

19-223/S2BHC-A01/2T — это компактный многоцветный светодиод для поверхностного монтажа (SMD), предназначенный для высокоплотных электронных сборок. Его основное преимущество заключается в значительно уменьшенной занимаемой площади по сравнению с традиционными светодиодами в выводном корпусе, что позволяет проектировать более компактные печатные платы (ПП), повышать плотность компонентов и, в конечном итоге, создавать более миниатюрное конечное оборудование. Легкая конструкция также делает его подходящим для миниатюрных и портативных устройств, где вес и пространство являются критическими ограничениями.

Продукт предлагается в многоцветной конфигурации, поддерживающей яркое оранжевое (кристалл AlGaInP) и синее (кристалл InGaN) свечение. Он поставляется на 8-миллиметровой ленте, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов, что обеспечивает совместимость со стандартным автоматизированным оборудованием для установки компонентов. Устройство полностью соответствует директивам RoHS, EU REACH и требованиям по отсутствию галогенов (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm), что делает его пригодным для глобальных рынков со строгими экологическими нормами.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Эксплуатационные пределы устройства определены отдельно для двух вариантов кристаллов, S2 (AlGaInP, оранжевый) и BH (InGaN, синий), при температуре окружающей среды (Ta) 25°C.

• Прямой ток (IF): Максимальный постоянный прямой ток для кристалла S2 составляет 25 мА, а для кристалла BH — 20 мА. Превышение этих значений грозит необратимым повреждением.
• Пиковый прямой ток (IFP): При импульсном режиме работы с коэффициентом заполнения 1/10 и частотой 1 кГц кристалл S2 может выдерживать пики до 50 мА, а кристалл BH — до 40 мА.
• Рассеиваемая мощность (Pd): Максимально допустимая рассеиваемая мощность составляет 60 мВт для кристалла S2 и 75 мВт для кристалла BH. Этот параметр критически важен для управления тепловым режимом.
• Электростатический разряд (ESD): Кристалл S2 обеспечивает надежную защиту от электростатического разряда до 2000 В (модель человеческого тела), в то время как кристалл BH рассчитан на 150 В. Соблюдение процедур защиты от ЭСР обязательно, особенно для варианта BH.
• Температурные диапазоны: Рабочий температурный диапазон составляет от -40°C до +85°C, а диапазон температур хранения — от -40°C до +90°C.
• Температура пайки: Светодиод выдерживает пайку оплавлением при 260°C в течение 10 секунд или ручную пайку при 350°C в течение 3 секунд.

2.2 Электрооптические характеристики

Ключевые параметры производительности измеряются при Ta=25°C и прямом токе (IF) 20 мА, если не указано иное.

• Сила света (Iv): Для кристалла S2 (оранжевый) сила света варьируется от минимума 72.0 мкд до максимума 140.0 мкд. Кристалл BH (синий) имеет диапазон от 36.0 мкд до 72.0 мкд. Допуск составляет ±11%.
• Угол обзора (2θ1/2): Оба кристалла имеют широкий угол обзора, типичное значение — 120 градусов.
• Длина волны: Кристалл S2 имеет типичную пиковую длину волны (λp) 611 нм и доминирующую длину волны (λd) 605 нм. Кристалл BH имеет типичную пиковую длину волны 468 нм и доминирующую длину волны 470 нм.
• Ширина спектра (Δλ): Спектральная ширина составляет приблизительно 17 нм для кристалла S2 и 25 нм для кристалла BH.
• Прямое напряжение (VF): Кристалл S2 работает при типичном прямом напряжении 2.0В в диапазоне от 1.7В до 2.4В. Кристалл BH имеет типичное VF от 3.0В до 3.5В. Допуск составляет ±0.1В.
• Обратный ток (IR): При обратном напряжении (VR) 5В максимальный обратный ток составляет 10 мкА для S2 и 50 мкА для BH.Важное примечание:Устройство не предназначено для работы в режиме обратного смещения; данное испытательное условие используется только для характеристики.

3. Объяснение системы сортировки

Светодиоды сортируются (биннируются) по ключевым параметрам для обеспечения однородности в пределах производственной партии.

3.1 Сортировка по силе света

Кристалл S2 (оранжевый):

• Бин Q1: 72.0 - 90.0 мкд
• Бин Q2: 90.0 - 112.0 мкд
• Бин R1: 112.0 - 140.0 мкд

Кристалл BH (синий):

• Бин N2: 36.0 - 45.0 мкд
• Бин P1: 45.0 - 57.0 мкд
• Бин P2: 57.0 - 72.0 мкд

3.2 Сортировка по прямому напряжению (только кристалл BH)

Прямое напряжение для кристалла BH (синий) также сортируется:

• Бин 1: 3.00 - 3.15 В
• Бин 2: 3.15 - 3.30 В
• Бин 3: 3.30 - 3.50 В

Это позволяет разработчикам выбирать светодиоды с более точным соответствием VF для применений, требующих равномерного распределения тока в параллельных цепочках.

4. Анализ характеристических кривых

Техническая спецификация включает типичные электрооптические характеристические кривые для кристаллов S2 и BH. Хотя конкретные графические данные в тексте не приведены, эти кривые обычно иллюстрируют зависимость между прямым током (IF) и прямым напряжением (VF), влияние температуры окружающей среды на силу света и относительное спектральное распределение мощности. Анализ этих кривых необходим для понимания поведения устройства в нестандартных условиях (например, при различных токах питания или температурах), а также для точного проектирования схемы и теплового моделирования.

5. Механическая информация и данные о корпусе

Светодиод выполнен в компактном SMD-корпусе. Размеры корпуса приведены на подробном чертеже с примечанием, что допуски составляют ±0.1 мм, если не указано иное. Единица измерения — миллиметры (мм). Эта информация критически важна для проектирования посадочного места на печатной плате, обеспечения правильного размещения и предотвращения механических помех с другими компонентами.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Хранение и обращение

Светодиоды упакованы в влагозащищенные пакеты с осушителем.

1. Не вскрывайте влагозащитный пакет до момента готовности к использованию.
2. После вскрытия неиспользованные светодиоды должны храниться при температуре ≤ 30°C и относительной влажности ≤ 60%.
3. "Время жизни на производстве" после вскрытия составляет 168 часов (7 дней). Неиспользованные светодиоды должны быть повторно запечатаны во влагозащитную упаковку.
4. Если осушитель указывает на поглощение влаги или время жизни на производстве превышено, перед использованием требуется термообработка (прокаливание) при 60 ± 5°C в течение 24 часов.

6.2 Процесс пайки

Пайка оплавлением:Рекомендуется температурный профиль для бессвинцовой пайки оплавлением. Пайку оплавлением не следует выполнять более двух раз. Избегайте приложения механических напряжений к светодиоду во время нагрева и не деформируйте печатную плату после пайки.Ручная пайка:При необходимости используйте паяльник с температурой жала < 350°C и мощностью < 25 Вт. Время контакта на каждый вывод не должно превышать 3 секунд. Соблюдайте минимальный интервал в 2 секунды между пайкой каждого вывода. Ручная пайка сопряжена с более высоким риском повреждения.Ремонт:Ремонт после пайки не рекомендуется. Если это неизбежно, необходимо использовать двухголовый паяльник для одновременного нагрева обоих выводов, чтобы предотвратить тепловое напряжение. Влияние на характеристики светодиода должно быть оценено заранее.

7. Информация об упаковке и заказе

Продукт поставляется в несущей ленте на 7-дюймовых катушках, стандартное количество на катушке — 2000 штук. Приведены подробные размеры катушки и несущей ленты (допуски ±0.1 мм). На упаковочной этикетке указаны поля для номера продукта заказчика (CPN), номера продукта (P/N), количества упаковки (QTY), ранга силы света (CAT), ранга цветности/доминирующей длины волны (HUE), ранга прямого напряжения (REF) и номера партии (LOT No.).

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

• Подсветка:Идеально подходит для индикаторов приборной панели, подсветки переключателей и плоской подсветки ЖК-дисплеев и символов.
• Телекоммуникационное оборудование:Подходит в качестве индикаторов состояния и подсветки клавиатуры в телефонах и факсимильных аппаратах.
• Общее использование в качестве индикатора:Может использоваться в самых разнообразных потребительских и промышленных электронных устройствах, где требуется компактный и надежный индикатор.

8.2 Соображения при проектировании

Ограничение тока:Внешний токоограничивающий резисторобязателен. Прямое напряжение имеет отрицательный температурный коэффициент, что означает, что небольшое увеличение напряжения может вызвать значительное, потенциально разрушительное увеличение тока, если он не контролируется должным образом.Тепловое управление:Соблюдайте максимальные номиналы рассеиваемой мощности. Обеспечьте достаточную площадь медного покрытия на печатной плате или другие методы теплоотвода при работе вблизи максимальных номиналов или при высоких температурах окружающей среды.Защита от ЭСР:Реализуйте соответствующие меры защиты от электростатического разряда на печатной плате, особенно для варианта BH (синий) с его более низким номиналом 150 В по модели человеческого тела.

9. Техническое сравнение и дифференциация

Ключевое отличие данного семейства светодиодов заключается в предложении двух кристаллов (AlGaInP для оранжевого и InGaN для синего) в одном компактном корпусе. Это обеспечивает гибкость проектирования. По сравнению с более крупными светодиодами в выводных корпусах, его основными преимуществами являются значительное сокращение занимаемой площади на плате и веса, совместимость с полностью автоматизированной сборкой и соответствие современным экологическим стандартам. Широкий угол обзора 120 градусов подходит для применений, требующих широкой видимости.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Почему токоограничивающий резистор абсолютно необходим?О: Прямое напряжение светодиода уменьшается с ростом температуры p-n перехода. Без последовательного резистора для регулирования тока это может привести к тепловому разгону — небольшое увеличение напряжения вызывает больший ток, который нагревает светодиод, еще больше снижая его Vf, что приводит к еще большему току и, в конечном итоге, к отказу.

В: Что означает время жизни на производстве 168 часов?О: После вскрытия влагозащитного пакета компоненты подвергаются воздействию окружающей влажности. Поглощенная влага может испаряться в процессе высокотемпературной пайки оплавлением, вызывая внутреннее расслоение или растрескивание (эффект "попкорна"). Лимит в 168 часов — это максимальное безопасное время воздействия, после которого этот риск становится неприемлемым без повторного прокаливания.

В: Могу ли я питать светодиод от источника напряжения вместо источника тока?О: Это настоятельно не рекомендуется. Питание постоянным напряжением, даже с последовательным резистором, менее стабильно, чем правильный источник постоянного тока, поскольку оно не компенсирует вариации Vf из-за температуры или сортировки. Всегда проектируйте систему для управления током.

11. Практический пример проектирования и использования

Сценарий: Проектирование многоиндикаторной панели.Разработчику нужны компактные оранжевые и синие индикаторные светодиоды на плотно заселенной управляющей плате. Он выбирает 19-223/S2BHC-A01/2T из-за его малого размера и возможности двухцветной индикации с одним номером детали, что упрощает закупку. Он рассчитывает отдельные значения токоограничивающих резисторов для оранжевых (VF~2.0В) и синих (VF~3.2В) светодиодов для достижения одинаковой яркости от общего источника питания 5В. Он точно определяет посадочное место на печатной плате в соответствии с чертежом корпуса. Во время сборки он следит за тем, чтобы катушка с лентой использовалась в пределах времени жизни на производстве после вскрытия, и соблюдает рекомендуемый температурный профиль оплавления, чтобы предотвратить тепловое повреждение.

12. Введение в технический принцип

Излучение света в светодиодах основано на электролюминесценции в полупроводниковых материалах. Когда прямое напряжение прикладывается к p-n переходу, электроны и дырки инжектируются в активную область, где они рекомбинируют, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Цвет (длина волны) излучаемого света определяется шириной запрещенной зоны полупроводникового материала. Материальная системаAlGaInP(фосфид алюминия-галлия-индия) эффективна для получения света в спектре от янтарного до красно-оранжевого. Материальная системаInGaN(нитрид индия-галлия) используется для получения синего, зеленого и белого (с люминофором) света. SMD-корпус инкапсулирует полупроводниковый кристалл в прозочную или рассеивающую эпоксидную смолу, которая также действует как линза для формирования светового потока.

13. Технологические тренды

Тренд в индикаторных и подсветочных светодиодах продолжается в сторону повышения эффективности (больше светового потока на единицу электрической мощности), уменьшения размеров корпусов для увеличения плотности и повышения надежности. Также наблюдается сильная тенденция к более широкому внедрению экологически чистых материалов (без галогенов, без свинца) и процессов. Интеграция, например, включение токоограничивающих резисторов или управляющих микросхем в корпус светодиода, является еще одним направлением развития, упрощающим проектирование схем конечным пользователем и повышающим стабильность характеристик.

Уведомление об ограничениях применения:Данный продукт предназначен для применений общего назначения. Он может не подходить для высоконадежных применений без предварительной консультации и квалификации. К таким применениям относятся, но не ограничиваются: военные/аэрокосмические системы, автомобильные системы безопасности (например, подушки безопасности, торможение) и медицинское оборудование, критичное для жизни. Для таких целей необходимо использовать продукты, спроектированные и квалифицированные для конкретных жестких требований к окружающей среде и надежности.