Техническая документация на SMD светодиод 19-213/R6C-AP1Q2B/3T - Ярко-красный - 20мА - 2.35В

1. Обзор продукта

19-213 — это светодиод для поверхностного монтажа (SMD), предназначенный для широкого спектра индикаторных применений и подсветки. Используя технологию чипа AlGaInP, он излучает ярко-красный цвет. Его компактный SMD-корпус обеспечивает значительные преимущества в современном электронном дизайне, включая уменьшение занимаемой площади на плате, более высокую плотность компоновки и пригодность для автоматизированных процессов сборки, что делает его идеальным для миниатюризации и массового производства.

1.1 Ключевые преимущества и позиционирование

Основное преимущество этого компонента — его миниатюрные размеры, что напрямую способствует уменьшению габаритов конечных изделий и снижению требований к хранению. Он полностью совместим со стандартными процессами пайки оплавлением в инфракрасном диапазоне и паров фаз, что соответствует современным, эффективным линиям сборки печатных плат. Продукт соответствует ключевым экологическим нормам: не содержит свинца, соответствует директивам RoHS и REACH, а также стандартам на отсутствие галогенов (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Это делает его подходящим для глобальных рынков со строгим экологическим контролем. Его легкая конструкция дополнительно расширяет возможности использования в портативных и миниатюрных устройствах.

1.2 Целевой рынок и области применения

Данный светодиод ориентирован на рынок потребительской электроники, промышленных систем управления и автомобильных интерьеров. Конкретные варианты использования включают:

• Подсветку приборных панелей, переключателей и панелей управления.
• Индикаторы состояния и подсветку клавиатуры в телекоммуникационных устройствах, таких как телефоны и факсимильные аппараты.
• Равномерную подсветку ЖК-дисплеев, символов и вывесок.
• Универсальные индикаторные применения в различных электронных устройствах.

2. Подробный анализ технических параметров

Понимание электрических и оптических пределов критически важно для надежного проектирования схем и обеспечения долгосрочной производительности.

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Эти параметры определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Эксплуатация всегда должна осуществляться в пределах этих значений.

• Обратное напряжение (V_R):5 В. Превышение этого напряжения при обратном смещении может вызвать пробой p-n перехода.
• Постоянный прямой ток (I_F):25 мА. Рекомендуемый рабочий ток составляет 20 мА; 25 мА — абсолютный максимум.
• Пиковый прямой ток (I_FP):60 мА. Это допустимо только в импульсном режиме (скважность 1/10 @ 1 кГц) и не должно использоваться для постоянного тока.
• Рассеиваемая мощность (P_d):60 мВт. Это максимальная мощность, которую корпус может рассеять при температуре окружающей среды 25°C.
• Электростатический разряд (ESD) по модели человеческого тела (HBM):2000 В. Необходимо соблюдать соответствующие процедуры защиты от статического электричества при сборке и обращении.
• Рабочая температура (T_opr):-40 до +85 °C. Устройство рассчитано на промышленный температурный диапазон.
• Температура хранения (T_stg):-40 до +90 °C.
• Температура пайки:Пиковая температура при пайке оплавлением не должна превышать 260°C в течение 10 секунд. При ручной пайке температура жала паяльника должна быть <350°C в течение <3 секунд на каждый вывод.

2.2 Электрооптические характеристики (T_a=25°C)

Это типичные параметры производительности, измеренные при стандартном тестовом условии прямого тока 20 мА.

• Сила света (I_v):45 - 112 мкд (милликандела). Широкий диапазон управляется через систему сортировки (см. раздел 3).
• Угол обзора (2θ_1/2):120 градусов (типично). Такой широкий угол обзора делает его подходящим для применений, где важна видимость с различных углов.
• Пиковая длина волны (λ_p):632 нм (типично). Это длина волны, на которой спектральное распределение мощности максимально.
• Доминирующая длина волны (λ_d):617.5 - 633.5 нм. Это определяет воспринимаемый цвет света и также подлежит сортировке.
• Спектральная ширина полосы (Δλ):20 нм (типично). Это указывает на спектральную чистоту красного излучения.
• Прямое напряжение (V_F):1.75 - 2.35 В при I_F=20мА. В цепь со светодиодом последовательно должен быть включен токоограничивающий резистор для установки рабочего тока на основе напряжения питания и конкретного значения V_Fсветодиода (которое варьируется в зависимости от группы сортировки).
• Обратный ток (I_R):< 10 мкА при V_R=5В.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения стабильного цвета и яркости в производстве светодиоды сортируются по группам на основе ключевых параметров. Для 19-213 используется трехмерная система сортировки.

3.1 Сортировка по силе света

Светодиоды классифицируются на четыре группы (P1, P2, Q1, Q2) на основе измеренной силы света при 20 мА. Это позволяет разработчикам выбирать подходящий уровень яркости для своего применения, обеспечивая визуальную согласованность между несколькими устройствами.

• P1:45 - 57 мкд
• P2:57 - 72 мкд
• Q1:72 - 90 мкд
• Q2:90 - 112 мкд

3.2 Сортировка по доминирующей длине волны

Цвет (оттенок) контролируется путем сортировки светодиодов на четыре группы по длине волны (E4, E5, E6, E7). Это крайне важно для применений, где важна цветовая согласованность между несколькими светодиодами.

• E4:617.5 - 621.5 нм
• E5:621.5 - 625.5 нм
• E6:625.5 - 629.5 нм
• E7:629.5 - 633.5 нм

3.3 Сортировка по прямому напряжению

Прямое напряжение сортируется на три группы (0, 1, 2). Знание группы V_Fнеобходимо для точного расчета токоограничивающего резистора, особенно в устройствах с батарейным питанием, где важна эффективность.

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

Полный номер детали 19-213/R6C-AP1Q2B/3T включает коды, указывающие эти группы сортировки, что позволяет точно специфицировать компонент.

4. Механическая информация и данные о корпусе

4.1 Габаритные размеры и полярность

Светодиод размещен в стандартном SMD-корпусе. Катод обозначен на корпусе устройства. Подробные чертежи с размерами приведены в техническом описании, с критическими допусками ±0.1мм. Разработчики должны придерживаться рекомендуемого посадочного места на печатной плате для обеспечения качественной пайки и выравнивания.

4.2 Спецификации упаковки

The components are supplied on 8mm wide carrier tape wound onto 7-inch diameter reels. Each reel contains 3000 pieces. The packaging includes moisture-resistant measures: the reel is placed inside an aluminum moisture-proof bag along with a desiccant and an indicator label. This is essential for components sensitive to moisture absorption before soldering.

5. Рекомендации по пайке и монтажу

Правильное обращение и пайка жизненно важны для предотвращения повреждений и обеспечения надежности.

5.1 Профиль групповой пайки оплавлением

Указан профиль бессвинцовой пайки оплавлением. Ключевые параметры включают:

• Предварительный нагрев между 150-200°C в течение 60-120 секунд.
• Время выше температуры ликвидуса (217°C): 60-150 секунд.
• Пиковая температура: максимум 260°C, удерживается не более 10 секунд.
• Максимальная скорость нагрева: 6°C/сек; максимальная скорость охлаждения: 3°C/сек.

Пайку оплавлением на одном и том же светодиоде не следует выполнять более двух раз.

5.2 Меры предосторожности при ручной пайке

Если необходима ручная пайка, необходимо соблюдать крайнюю осторожность:

• Используйте паяльник с температурой жала менее 350°C.
• Ограничьте время пайки на каждом выводе до 3 секунд или менее.
• Используйте паяльник мощностью 25 Вт или менее.
• Обеспечьте интервал охлаждения не менее 2 секунд между пайкой каждого вывода.

5.3 Чувствительность к влаге и условия хранения

Этот компонент чувствителен к влаге. Соблюдайте следующие условия хранения:

• До вскрытия:Хранить при температуре ≤ 30°C и относительной влажности (RH) ≤ 90%.
• После вскрытия:"Срок хранения на открытом воздухе" составляет 1 год при ≤ 30°C и ≤ 60% RH. Неиспользованные светодиоды должны быть повторно запечатаны в влагозащитный пакет со свежим осушителем.
• Прогрев (сушка):Если индикатор осушителя показывает насыщение или превышено время хранения, прогрейте светодиоды при 60 ± 5°C в течение 24 часов перед использованием.

6. Рекомендации по проектированию

6.1 Проектирование схемы

Токоограничение обязательно:Абсолютно необходим внешний последовательный резистор для установки прямого тока. Вольт-амперная характеристика светодиода экспоненциальна; небольшое увеличение напряжения может вызвать большое, разрушительное увеличение тока. Значение резистора (R) рассчитывается как R = (V_{питания}- V_F) / I_F. Всегда используйте максимальное значение V_Fиз группы сортировки или технического описания для консервативного проектирования, которое гарантирует, что I_Fникогда не превысит 20 мА в наихудших условиях.

6.2 Тепловой режим

Хотя рассеиваемая мощность мала (макс. 60 мВт), правильная разводка печатной платы может повысить долговечность. Обеспечьте достаточную площадь меди вокруг контактных площадок светодиода для использования в качестве радиатора, особенно при работе при высоких температурах окружающей среды или близко к максимальному току.

6.3 Оптическое проектирование

Угол обзора 120 градусов обеспечивает широкое излучение. Для применений, требующих направленного света, могут использоваться вторичная оптика (линзы, световоды). Прозрачная эпоксидная линза подходит для использования с внешними светофильтрами, если требуется определенный оттенок красного.

7. Техническое сравнение и отличия

19-213 выделяется сочетанием стандартного, широко совместимого SMD-корпуса, четко определенной структуры сортировки для согласованности цвета и яркости, а также соответствия современным экологическим стандартам. По сравнению с более крупными выводными светодиодами, он предлагает значительную экономию места и совместимость с автоматизированной сборкой. В сегменте SMD красных светодиодов его конкретная технология AlGaInP обеспечивает эффективное красное излучение, а подробное техническое описание с четкой сортировкой и примечаниями по применению поддерживает надежное внедрение в проекты.

8. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: Могу ли я питать этот светодиод напрямую от источника логического напряжения 3.3В или 5В?

О: Нет. Вы всегда должны использовать последовательный токоограничивающий резистор. Например, при питании 5В и типичном V_F2.0В при 20мА, значение резистора будет (5В - 2В) / 0.02А = 150 Ом. Резистор на 150 Ом будет хорошей отправной точкой.

В: Что означает "прозрачный" цвет смолы?

О: Это означает, что инкапсулирующая линза светодиода прозрачная, не рассеивающая и не окрашенная. Красный цвет полностью исходит от света, излучаемого самим полупроводниковым чипом. Это часто приводит к более насыщенному цветовому восприятию.

В: Как интерпретировать номер детали для заказа?

О: Суффикс (например, /R6C-AP1Q2B/3T) содержит коды для групп производительности. "Q2", вероятно, относится к группе силы света (Q2: 90-112 мкд), а другие символы указывают группы длины волны и напряжения. Обратитесь к подробному руководству по кодам сортировки производителя для точной интерпретации, когда важна согласованность.

В: Подходит ли этот светодиод для автомобильного внешнего освещения?

О: В техническом описании содержится примечание об ограничении применения, в котором говорится, что для высоконадежных применений, таких как автомобильные системы безопасности, может потребоваться другой продукт. Для таких применений крайне важно уточнить у поставщика компонентов, квалифицирован ли данный конкретный компонент по необходимым автомобильным стандартам (например, AEC-Q102).

9. Практические примеры проектирования и использования

Пример 1: Подсветка переключателя на приборной панели.Группа из пяти светодиодов 19-213 используется для подсветки тумблера. Они подключены параллельно, каждый со своим резистором 180 Ом к шине питания 12В автомобиля (с учетом снижения номинала из-за переходных процессов напряжения в автомобиле). Широкий угол обзора обеспечивает равномерное освещение графики переключателя. Выбрана группа яркости Q2 для хорошей видимости при дневном свете.

Пример 2: Индикатор состояния на печатной плате.Один светодиод с резистором 1 кОм подключен к выводу GPIO микроконтроллера на 3.3В. Микроконтроллер устанавливает высокий уровень на выводе, чтобы включить светодиод. Низкое потребление тока (приблизительно 1.3 мА) минимизирует энергопотребление в устройстве с батарейным питанием. Группа длины волны E6 обеспечивает стабильный, стандартный красный цвет индикатора.

10. Принцип работы и технология

Светодиод 19-213 основан на полупроводниковом материале AlGaInP (фосфид алюминия-галлия-индия). Когда прямое напряжение прикладывается к p-n переходу, электроны и дырки рекомбинируют в активной области, высвобождая энергию в виде фотонов. Конкретный состав сплава AlGaInP разработан для генерации фотонов в красной части видимого спектра (примерно 632 нм). Генерируемый свет излучается через прозрачную эпоксидную линзу, которая также обеспечивает механическую и экологическую защиту полупроводникового кристалла.

11. Тенденции и контекст отрасли

SMD светодиоды, такие как 19-213, представляют собой мейнстрим в индикации и маломощном освещении благодаря своей технологичности и экономической эффективности. Тенденция в отрасли продолжается в сторону повышения эффективности (больше люмен на ватт), улучшения цветовой согласованности за счет более жесткой сортировки и увеличения степени интеграции (например, светодиоды со встроенными стабилизаторами тока или драйверами). Соответствие экологическим нормам (RoHS, REACH, отсутствие галогенов) стало стандартным требованием. Для красных индикаторов AlGaInP остается доминирующей технологией благодаря своей эффективности и качеству цвета, хотя для других цветов используются другие материалы (например, InGaN для синего и зеленого).