Техническая спецификация SMD светодиода 19-213/R6C-AQ1R2B/3T - Размер 2.0x1.25x0.8мм - Напряжение 1.75-2.35В - Ярко-красный

1. Обзор продукта

19-213 — это SMD (Surface-Mount Device) светодиод, предназначенный для высокоплотных электронных сборок. Используя технологию чипа AlGaInP, он излучает ярко-красный свет. Его компактные размеры позволяют значительно уменьшить размер печатной платы (ПП) и общие габариты оборудования, что делает его идеальным для применений с ограниченным пространством. Компонент не содержит свинца, соответствует директиве RoHS, а также стандартам EU REACH и бесгалогенным стандартам, обеспечивая экологическую безопасность и соответствие нормативным требованиям.

1.1 Ключевые преимущества

Основные преимущества этого светодиода обусловлены его миниатюрным SMD-корпусом. Он обеспечивает превосходную совместимость с автоматизированными сборочными линиями для установки компонентов, что упрощает крупносерийное производство. Корпус подходит для стандартных процессов пайки оплавлением (инфракрасной и паровой фаз). Его легкая конструкция минимизирует механические нагрузки на печатные платы и идеально подходит для портативных и миниатюрных электронных устройств.

1.2 Целевой рынок и области применения

Данный светодиод ориентирован на рынки потребительской электроники, промышленных систем управления и телекоммуникаций. Типичные области применения включают подсветку приборных панелей, переключателей и клавиатур. Он часто используется в качестве индикаторов состояния в телефонах, факсимильных аппаратах и различных электронных приборах. Кроме того, он служит в качестве плоского источника подсветки для жидкокристаллических дисплеев (ЖКД) и для общего индикаторного освещения.

2. Анализ технических параметров

В этом разделе представлена детальная, объективная интерпретация ключевых электрических, оптических и тепловых параметров, указанных в спецификации.

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Абсолютные максимальные параметры определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Это не условия для нормальной работы.

• Обратное напряжение (VR):5В. Превышение этого напряжения при обратном смещении может вызвать пробой p-n перехода.
• Постоянный прямой ток (IF):25мА. Максимальный постоянный ток для надежной долгосрочной работы.
• Пиковый прямой ток (IFP):60мА при скважности 1/10 и частоте 1кГц. Данный параметр предназначен для импульсного режима работы, а не для постоянного использования.
• Рассеиваемая мощность (Pd):60мВт. Максимальная мощность, которую корпус может рассеивать при температуре окружающей среды (Ta) 25°C. При более высоких температурах необходимо снижение номинала.
• Электростатический разряд (ESD):2000В (модель человеческого тела). Во время сборки обязательны процедуры защиты от электростатического разряда.
• Температура эксплуатации и хранения:-40°C до +85°C (эксплуатация), -40°C до +90°C (хранение).
• Температура пайки:Выдерживает пайку оплавлением с пиковой температурой 260°C до 10 секунд или ручную пайку при 350°C в течение 3 секунд на каждый вывод.

2.2 Электрооптические характеристики

Эти параметры измеряются при прямом токе (IF) 20мА и температуре окружающей среды 25°C, что представляет типичные условия эксплуатации.

• Сила света (Iv):Диапазон от минимум 72.0 мкд до максимум 180.0 мкд. Типичное значение не указано, что говорит о системе управления производительностью через сортировку.
• Угол обзора (2θ1/2):Приблизительно 120 градусов. Такой широкий угол обзора обеспечивает хорошую видимость с различных точек.
• Пиковая длина волны (λp):Обычно 632 нм, что помещает излучение в ярко-красную часть спектра.
• Доминирующая длина волны (λd):Указана в диапазоне от 617.5 нм до 633.5 нм, с жестким допуском ±1нм согласно примечанию. Это определяет воспринимаемый цвет.
• Спектральная ширина (Δλ):Обычно 20 нм, что указывает на спектральную чистоту излучаемого красного света.
• Прямое напряжение (VF):Диапазон от 1.75В до 2.35В при 20мА, с допуском ±0.1В. Этот параметр критически важен для расчета токоограничивающего резистора.
• Обратный ток (IR):Максимум 10 мкА при VR=5В. В спецификации явно указано, что устройство не предназначено для работы в обратном направлении.

3. Объяснение системы сортировки

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

3.1 Сортировка по силе света

Светодиоды классифицируются на четыре группы (Q1, Q2, R1, R2) на основе измеренной силы света при 20мА. Это позволяет разработчикам выбрать подходящий для их приложения класс яркости — от стандартной (Q1: 72-90 мкд) до высокой (R2: 140-180 мкд).

3.2 Сортировка по доминирующей длине волны

Доминирующая длина волны, определяющая точный оттенок красного, сортируется по четырем кодам (E4, E5, E6, E7). Эта сортировка, с диапазоном от 617.5 нм до 633.5 нм, позволяет точно подбирать цвет для нескольких светодиодов в массиве или дисплее.

3.3 Сортировка по прямому напряжению

Прямое напряжение сортируется на три группы (0, 1, 2), охватывающие диапазон от 1.75В до 2.35В. Знание группы VF может помочь оптимизировать схему токоограничения для повышения эффективности и управления тепловым режимом.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя в PDF упоминаются типичные электрооптические характеристические кривые, конкретные графики ВАХ (вольт-амперной характеристики), зависимости силы света от температуры и спектрального распределения в извлеченном тексте не приведены. В полном анализе эти кривые были бы необходимы. Кривая ВАХ показала бы экспоненциальную зависимость между напряжением и током. Кривая температурной характеристики обычно показывает снижение силы света с ростом температуры перехода. График спектрального распределения визуализировал бы полосу шириной 20нм вокруг пика 632нм, подтверждая чистоту цвета.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод имеет очень компактные размеры. Габариты корпуса: длина 2.0мм, ширина 1.25мм, высота 0.8мм (типоразмер, эквивалентный SMD 0805). Катод обычно идентифицируется маркировкой или скошенным углом на корпусе. Чертеж размеров предоставляет точные измерения для проектирования посадочного места, со стандартными допусками ±0.1мм, если не указано иное.

5.2 Идентификация полярности и проектирование контактных площадок

Правильная полярность критически важна для работы. На схеме корпуса в спецификации указаны выводы анода и катода. Рекомендуемая разводка контактных площадок обеспечивает правильное формирование паяного соединения во время оплавления и достаточную механическую прочность. Разработчики должны строго следовать этим рекомендациям, чтобы предотвратить "эффект надгробия" или плохой электрический контакт.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Профиль оплавления при пайке

Компонент совместим с бессвинцовой пайкой оплавлением. Рекомендуемый температурный профиль включает: этап предварительного нагрева между 150-200°C в течение 60-120 секунд; время выше температуры ликвидуса (217°C) 60-150 секунд; пиковая температура не выше 260°C, выдерживаемая максимум 10 секунд; контролируемые скорости нагрева и охлаждения (макс. 6°C/сек и 3°C/сек соответственно). Пайку оплавлением не следует выполнять более двух раз.

6.2 Меры предосторожности при ручной пайке

Если необходима ручная пайка, необходимо соблюдать крайнюю осторожность. Температура жала паяльника должна быть ниже 350°C, а время контакта с каждым выводом не должно превышать 3 секунд. Рекомендуется маломощный паяльник (до 25Вт). Между пайкой каждого вывода следует соблюдать интервал охлаждения не менее 2 секунд, чтобы предотвратить тепловой удар.

6.3 Хранение и чувствительность к влаге

Светодиоды упакованы в влагозащитный барьерный пакет с осушителем. Пакет не следует вскрывать до момента готовности к использованию компонентов. После вскрытия неиспользованные светодиоды должны храниться при температуре ≤ 30°C и относительной влажности ≤ 60%. "Время жизни на производстве" после вскрытия пакета составляет 168 часов (7 дней). Если это время превышено или осушитель указывает на проникновение влаги, перед использованием требуется обработка сушкой при 60 ± 5°C в течение 24 часов.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификация упаковки

Светодиоды поставляются на 8-миллиметровой тисненой несущей ленте, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов. Каждая катушка содержит 3000 штук. Размеры катушки и ленты предоставлены для настройки автоматического питателя.

7.2 Расшифровка маркировки и номера модели

Маркировка на катушке содержит критически важную информацию для прослеживаемости и правильного применения: номер продукта заказчика (CPN), номер продукта (P/N), количество в упаковке (QTY), а также конкретные коды групп для ранга силы света (CAT), ранга доминирующей длины волны (HUE) и ранга прямого напряжения (REF). Полный номер детали 19-213/R6C-AQ1R2B/3T кодирует базовый продукт и его конкретные выбранные группы.

8. Рекомендации по проектированию приложений

8.1 Ограничение тока и защита

Фундаментальное правило проектирования — обязательное использование последовательного токоограничивающего резистора. Прямое напряжение имеет диапазон (1.75-2.35В), а ВАХ носит экспоненциальный характер. Небольшое увеличение напряжения питания может вызвать большое, потенциально разрушительное увеличение прямого тока. Номинал резистора должен быть рассчитан на основе максимального напряжения питания и минимального прямого напряжения из группы, чтобы гарантировать, что ток ни при каких условиях не превысит абсолютный максимальный предел в 25мА.

8.2 Тепловой режим

Хотя устройство небольшое, необходимо учитывать рассеиваемую мощность (до 60мВт), особенно при высоких температурах окружающей среды или в закрытых пространствах. Разводка печатной платы должна обеспечивать достаточную площадь меди вокруг контактных площадок для работы в качестве радиатора, помогая отводить тепло от перехода светодиода и поддерживать производительность и долговечность.

8.3 Ограничения по применению

В спецификацию включено важное примечание об ограничениях по применению. Данный продукт, как указано, может не подходить для высоконадежных применений с нулевой терпимостью к отказам, таких как военные/аэрокосмические системы, критически важные для безопасности автомобильные системы (например, подушки безопасности, торможение) или медицинское оборудование для поддержания жизни. Для таких применений требуются продукты с другими квалификациями и испытаниями.

9. Техническое сравнение и отличия

По сравнению с традиционными выводными светодиодами, данный SMD-тип предлагает радикальное уменьшение размеров и веса, что позволяет создавать современную миниатюрную электронику. В категории SMD красных светодиодов его ключевыми отличиями являются специфический ярко-красный цвет (чип AlGaInP), широкий угол обзора 120 градусов и четко определенная структура сортировки для постоянства яркости и цвета. Комплексные инструкции по обращению и пайке также предоставляют разработчикам четкие инструкции по реализации, снижая риски в процессе сборки.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

10.1 Как рассчитать последовательный резистор?

Используйте закон Ома: R = (V_питания - VF_светодиода) / I_желаемый. Используйте минимальное VF из спецификации или вашей конкретной группы (например, 1.75В из группы 0) и желаемый рабочий ток (например, 20мА). Для питания 5В: R = (5В - 1.75В) / 0.020А = 162.5Ом. Выберите ближайшее большее стандартное значение (например, 180Ом) и рассчитайте фактический ток, чтобы убедиться, что он ниже 25мА.

10.2 Можно ли использовать этот светодиод для внутреннего освещения в автомобилях?

Для некритичного внутреннего освещения, такого как подсветка приборной панели или подсветка переключателей, он может подойти. Однако для внешнего освещения или критически важных для безопасности сигналов примечание об ограничениях по применению рекомендует проконсультироваться с производителем для получения продукта, квалифицированного для автомобильного применения.

10.3 Почему так важны условия хранения после вскрытия упаковки?

SMD-корпуса могут поглощать влагу из атмосферы. Во время высокотемпературного процесса пайки оплавлением эта захваченная влага может быстро расширяться, вызывая внутреннее расслоение или "эффект попкорна", что приводит к растрескиванию корпуса и разрушению устройства. Срок жизни на производстве в 7 дней и инструкции по сушке критически важны для предотвращения этого вида отказа.

11. Практический пример проектирования и использования

Пример: Проектирование панели индикаторов состояния:Разработчик создает панель управления с несколькими красными индикаторами состояния. Чтобы обеспечить однородный внешний вид, он указывает светодиоды из одной группы доминирующей длины волны (например, все E6: 625.5-629.5нм). Чтобы гарантировать достаточную яркость при сильном окружающем освещении, он выбирает группу силы света R1 (112-140 мкд). Он проектирует печатную плату с шиной питания 5В, рассчитывает токоограничивающий резистор, используя максимальное VF для своей группы, чтобы обеспечить достижение минимальной яркости, и предусматривает обильные полигоны меди для отвода тепла. Он дает указания производству строго следовать профилю оплавления и сушить компоненты, если влагозащитный пакет был вскрыт более чем за 7 дней до сборки.

12. Принцип работы

Данный светодиод основан на полупроводниковом чите из фосфида алюминия-галлия-индия (AlGaInP). Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее пороговое значение перехода, электроны и дырки инжектируются в активную область, где они рекомбинируют. Этот процесс рекомбинации высвобождает энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав слоев AlGaInP определяет ширину запрещенной зоны, которая напрямую соответствует длине волны излучаемого света — в данном случае ярко-красному цвету с длиной волны приблизительно 632 нм. Эпоксидная линза является прозрачной для максимального извлечения света и формирования угла обзора 120 градусов.

13. Технологические тренды

Тренд в индикаторных светодиодах продолжает двигаться в сторону повышения эффективности (больше светового потока на единицу электрической мощности), уменьшения размеров корпусов для увеличения плотности и улучшения постоянства цвета за счет более жесткой сортировки. Также растет акцент на надежности и квалификации для работы в жестких условиях, включая более высокую термостойкость и устойчивость к термоциклированию. Кроме того, интеграция с интеллектуальными драйверами для регулировки яркости и управления цветом становится все более распространенной в продвинутых приложениях, выходящих за рамки простых индикаторов.