Техническая спецификация SMD светодиода 19-217/G7C-AN1P2/3T - Яркий желто-зеленый - 2.0x1.25x0.8мм - 2.0В - 60мВт

1. Обзор продукта

19-217/G7C-AN1P2/3T — это светодиод для поверхностного монтажа (SMD), предназначенный для современных компактных электронных устройств. Он использует технологию чипа AlGaInP для создания яркого желто-зеленого свечения. Его основное преимущество заключается в миниатюрных габаритах, что позволяет значительно уменьшить размер печатной платы (ПП) и общие габариты оборудования. Это способствует более высокой плотности компоновки и снижению требований к хранению. Компонент имеет малый вес, что делает его особенно подходящим для применений, где пространство и вес являются критическими ограничениями.

Светодиод поставляется на стандартных для отрасли 8-мм лентах, намотанных на катушки диаметром 7 дюймов, что обеспечивает совместимость с автоматическим оборудованием для установки компонентов. Он изготовлен по бессвинцовой технологии и соответствует основным экологическим нормам, включая RoHS, EU REACH и стандарты по отсутствию галогенов (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Устройство совместимо как с инфракрасным, так и с парофазным процессами пайки оплавлением.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа в таких условиях не гарантируется.

• Прямой ток (IF):25 мА (постоянный)
• Пиковый прямой ток (IFP):60 мА (скважность 1/10 @ 1кГц)
• Рассеиваемая мощность (Pd):60 мВт
• Электростатический разряд (ESD) по модели человеческого тела (HBM):2000 В
• Рабочая температура (Topr):от -40°C до +85°C
• Температура хранения (Tstg):от -40°C до +90°C
• Температура пайки (Tsol):Оплавление: макс. 260°C в течение 10 секунд. Ручная пайка: макс. 350°C в течение 3 секунд.

2.2 Электрооптические характеристики

Эти параметры измерены при стандартных условиях испытаний Ta=25°C и IF=20мА, если не указано иное. Они определяют оптические и электрические характеристики светодиода.

• Сила света (Iv):Диапазон от 28.5 мкд (мин.) до 72.0 мкд (макс.). Типичное значение не указано, что говорит о системе сортировки по группам (бининг).
• Угол обзора (2θ1/2):120 градусов (тип.). Такой широкий угол обзора делает светодиод подходящим для применений, требующих широкого освещения или видимости.
• Пиковая длина волны (λp):575 нм (тип.). Это длина волны, на которой интенсивность излучаемого света максимальна.
• Доминирующая длина волны (λd):Диапазон от 569.5 нм до 577.5 нм. Это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, определяющая цвет.
• Спектральная ширина полосы (Δλ):20 нм (тип.). Определяет разброс излучаемого спектра вокруг пиковой длины волны.
• Прямое напряжение (VF):Диапазон от 1.7В (мин.) до 2.4В (макс.), типичное значение — 2.0В при 20мА.
• Обратный ток (IR):10 мкА (макс.) при обратном напряжении (VR) 5В.Важное примечание:Устройство не предназначено для работы в режиме обратного смещения; этот параметр предназначен только для тестирования тока утечки.

Допуски:Сила света имеет допуск ±11%, а доминирующая длина волны — допуск ±1нм от центральных значений группы.

3. Объяснение системы сортировки (бининг)

Для обеспечения стабильности цвета и яркости в производстве светодиоды сортируются на группы (бины) на основе измеренных характеристик.

3.1 Сортировка по силе света

Светодиоды классифицируются на четыре группы (N1, N2, P1, P2) на основе измеренной силы света при IF=20мА.

• Группа N1:от 28.5 мкд до 36.0 мкд
• Группа N2:от 36.0 мкд до 45.0 мкд
• Группа P1:от 45.0 мкд до 57.0 мкд
• Группа P2:от 57.0 мкд до 72.0 мкд

3.2 Сортировка по доминирующей длине волны

Светодиоды классифицируются на четыре группы (C16, C17, C18, C19) на основе их доминирующей длины волны.

• Группа C16:от 569.5 нм до 571.5 нм
• Группа C17:от 571.5 нм до 573.5 нм
• Группа C18:от 573.5 нм до 575.5 нм
• Группа C19:от 575.5 нм до 577.5 нм

Такая двухмерная сортировка (яркость + длина волны) позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным требованиям к яркости и цветовой точке для их применения, обеспечивая визуальную однородность при использовании нескольких светодиодов.

4. Анализ характеристических кривых

В спецификации приведены типичные электрооптические характеристические кривые. Хотя конкретные графики не детализированы в предоставленном тексте, стандартные кривые для такого светодиода обычно включают:

• Относительная сила света в зависимости от прямого тока (I-V кривая):Показывает, как световой выход увеличивается с током, обычно почти линейно в рабочем диапазоне.
• Прямое напряжение в зависимости от прямого тока:Демонстрирует экспоненциальную ВАХ диода.
• Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Иллюстрирует снижение светового выхода при повышении температуры перехода, что является критическим фактором для теплового управления.
• Спектральное распределение:График, показывающий относительную интенсивность излучаемого света на разных длинах волн, с центром вокруг пика 575нм.
• Диаграмма направленности (угол обзора):Полярная диаграмма, показывающая угловое распределение интенсивности света.

Эти кривые необходимы для прогнозирования реальных характеристик в нестандартных условиях (разные токи, температуры) и для правильного проектирования схемы.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габариты корпуса

Светодиод имеет компактный корпус для поверхностного монтажа. Ключевые размеры (в мм, допуск ±0.1мм, если не указано иное):

• Длина корпуса: 2.0 мм
• Ширина корпуса: 1.25 мм
• Высота корпуса: 0.8 мм
• Посадочное место (Land Pattern): Спецификация включает подробный чертеж с указанием размеров контактных площадок, расстояний и ориентации компонента для разводки ПП. Правильное проектирование посадочного места критически важно для надежной пайки и механической стабильности.

5.2 Определение полярности

Катод обычно маркируется на устройстве, часто выемкой, точкой или зеленоватым оттенком на стороне катода линзы. Посадочное место на ПП должно быть спроектировано в соответствии с этой полярностью. Неправильное подключение полярности не позволит светодиоду светиться и может вызвать перегрузку устройства.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Профиль пайки оплавлением

Рекомендуется бессвинцовый профиль оплавления:

• Предварительный нагрев:150–200°C в течение 60–120 секунд.
• Время выше температуры ликвидуса (217°C):60–150 секунд.
• Пиковая температура:максимум 260°C.
• Время при пиковой температуре:максимум 10 секунд.
• Скорость нагрева:максимум 6°C/секунду.
• Время выше 255°C:максимум 30 секунд.
• Скорость охлаждения:максимум 3°C/секунду.

Критически важно:Пайку оплавлением на одной и той же сборке со светодиодом не следует выполнять более двух раз.

6.2 Ручная пайка

Если необходима ручная пайка, необходимо соблюдать крайнюю осторожность:

• Температура жала паяльника: < 350°C.
• Время контакта на вывод: ≤ 3 секунды.
• Мощность паяльника: ≤ 25Вт.
• Между пайкой каждого вывода должно пройти не менее 2 секунд для предотвращения накопления тепла.

6.3 Хранение и чувствительность к влаге

Светодиоды упакованы в влагозащитные барьерные пакеты с осушителем.

• Не вскрывайте пакет до момента готовности к использованию.
• После вскрытия неиспользованные светодиоды должны храниться при температуре ≤ 30°C и относительной влажности ≤ 60%.
• "Срок жизни на производстве" после вскрытия пакета составляет 168 часов (7 дней).
• Если светодиоды не использованы по истечении этого срока или индикатор осушителя изменил цвет, светодиоды необходимо повторно прогреть перед использованием: 60 ±5°C в течение 24 часов.

6.4 Ремонт и переделка

Ремонт после пайки крайне не рекомендуется. Если это абсолютно необходимо, необходимо использовать специализированный паяльник с двойным жалом для одновременного нагрева обоих выводов, чтобы минимизировать термические напряжения. Влияние на характеристики светодиода должно быть проверено заранее.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификации упаковки

Продукт поставляется для автоматизированной сборки:

• Несущая лента:ширина 8мм.
• Катушка:диаметр 7 дюймов (178мм).
• Количество на катушке:3000 штук.
• В спецификации приведены подробные размеры карманов несущей ленты и катушки для обеспечения совместимости с питающими устройствами.

7.2 Информация на этикетке

Этикетка на катушке содержит критически важную информацию для прослеживаемости и правильного применения:

• Номер продукта заказчика (CPN)
• Номер продукта (P/N): напр., 19-217/G7C-AN1P2/3T
• Количество в упаковке (QTY)
• Ранг силы света (CAT) – соответствует группе яркости (N1, N2, P1, P2)
• Ранг цветности/доминирующей длины волны (HUE) – соответствует группе длины волны (C16-C19)
• Ранг прямого напряжения (REF)
• Номер партии (LOT No.) для прослеживаемости

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

• Подсветка:Индикаторы приборной панели, подсветка переключателей, подсветка клавиатур.
• Телекоммуникационное оборудование:Индикаторы состояния и подсветка для телефонов и факсов.
• Подсветка плоских панелей:Боковая подсветка для небольших ЖК-дисплеев, подсветка символов и значков.
• Общее индикаторное применение:Индикация питания, режима работы, сигналы тревоги в потребительской и промышленной электронике.

8.2 Соображения при проектировании

• Ограничение тока:Внешний токоограничивающий резисторОБЯЗАТЕЛЕН. Прямое напряжение светодиода имеет диапазон (1.7В-2.4В), а его ВАХ носит экспоненциальный характер. Небольшое изменение напряжения питания может вызвать большое, потенциально разрушительное изменение тока без последовательного резистора. Номинал резистора (R) рассчитывается по закону Ома: R = (V_питания - VF_светодиода) / I_желаемый. Для консервативного дизайна используйте максимальное VF из спецификации.
• Тепловое управление:Хотя рассеиваемая мощность мала (макс. 60мВт), обеспечение работы светодиода в пределах его температурного рейтинга жизненно важно для долгосрочной надежности и стабильности светового потока. Избегайте его размещения рядом с другими источниками тепла на ПП.
• Защита от ЭСР:Хотя устройство рассчитано на 2000В по модели HBM, во время сборки и обращения следует соблюдать стандартные меры предосторожности от ЭСР.

9. Техническое сравнение и отличия

Светодиод 19-217 отличается в первую очередь сочетанием специфического яркого желто-зеленого цвета (с использованием технологии AlGaInP) и очень компактными габаритами 2.0x1.25мм. По сравнению с более крупными светодиодами в корпусах с выводами он обеспечивает значительную экономию места. По сравнению с другими SMD-светодиодами разных цветов, технология AlGaInP обычно обеспечивает более высокую световую отдачу в желто-зеленом спектре по сравнению со старыми технологиями. Его широкий угол обзора 120 градусов является ключевой особенностью для применений, требующих широкой видимости, в отличие от светодиодов с узким лучом, используемых для направленного освещения.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: Почему токоограничивающий резистор абсолютно необходим?

О: Светодиоды — это устройства, управляемые током. Их прямое напряжение не является фиксированным значением, а имеет производственный допуск и зависит от температуры. Подключение светодиода непосредственно к источнику напряжения, даже близкому к его типичному VF, может привести к чрезмерному току, быстрому перегреву и разрушению светодиода ("тепловой разгон"). Последовательный резистор обеспечивает линейный, предсказуемый способ установки рабочего тока.

В: Могу ли я управлять этим светодиодом импульсным током выше 25мА?

О: Да, но только при определенных условиях. В спецификации указан пиковый прямой ток (IFP) 60мА, но это допустимо только при низкой скважности (1/10 или 10%) и частоте 1кГц. Непрерывная работа выше 25мА не допускается и превысит рейтинг рассеиваемой мощности, что приведет к отказу.

В: Что означают коды групп (например, P1, C18) для моего проекта?

О: Коды групп обеспечивают постоянство цвета и яркости. Если ваш продукт использует несколько светодиодов и требует однородного внешнего вида, вы должны указать и использовать светодиоды из одних и тех же групп яркости и длины волны. Смешивание групп может привести к видимой разнице в яркости или оттенках цвета между соседними светодиодами.

В: Насколько критичен 7-дневный срок жизни на производстве после вскрытия влагозащитного пакета?

О: Это очень важно для надежности пайки. Компоненты для поверхностного монтажа могут поглощать влагу из воздуха. Во время пайки оплавлением эта захваченная влага может быстро испаряться, вызывая внутреннее расслоение или эффект "попкорна", что может привести к растрескиванию корпуса и отказу. Соблюдение рекомендаций по хранению и прогреву необходимо для производства с высоким выходом годных изделий.

11. Практический пример проектирования и использования

Сценарий: Проектирование панели индикации состояния с 10 однородными желто-зелеными светодиодами.

1. Выбор компонентов:Укажите вашему поставщику, что вам требуются все светодиоды из одной группы, например, группы яркости P1 (45-57 мкд) и группы длины волны C18 (573.5-575.5 нм). Это критически важно для визуальной однородности.
2. Проектирование схемы:Используя источник питания 5В и целевой ток 20мА. Принимая консервативное VF 2.4В (макс.), рассчитаем последовательный резистор: R = (5В - 2.4В) / 0.020А = 130 Ом. Ближайшее стандартное значение — 130Ω или 120Ω. Мощность резистора: P = I^2 * R = (0.02^2) * 130 = 0.052Вт, поэтому стандартного резистора 1/8Вт (0.125Вт) достаточно.
3. Разводка ПП:Используйте точное посадочное место из чертежа габаритов корпуса в спецификации. Обеспечьте достаточное расстояние между светодиодами для равномерного распределения света и избегания тепловой связи.
4. Сборка:Держите катушку запечатанной до готовности производственной линии. Точно следуйте профилю оплавления. После сборки избегайте изгиба или деформации ПП вблизи светодиодов, чтобы предотвратить нагрузку на паяные соединения.

12. Введение в принцип работы

Этот светодиод основан на полупроводниковом материале AlGaInP (фосфид алюминия-галлия-индия). Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее потенциал перехода диода (примерно 1.7-2.4В), электроны и дырки инжектируются в активную область полупроводника. Эти носители заряда рекомбинируют, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава AlGaInP определяет ширину запрещенной зоны полупроводника, что напрямую диктует длину волны (цвет) излучаемого света. В данном случае состав настроен на генерацию фотонов в желто-зеленой области видимого спектра с центром около 575 нанометров. Эпоксидная линза служит для защиты полупроводникового чипа, формирования выходного светового пучка (что дает угол обзора 120 градусов) и улучшения вывода света из чипа.

13. Технологические тренды

Развитие SMD-светодиодов, подобных 19-217, следует нескольким ключевым отраслевым тенденциям:Миниатюризацияпродолжает оставаться основным драйвером, позволяя создавать все более компактные электронные устройства.Повышение эффективноститаких материалов, как AlGaInP, приводит к большей силе света при тех же или меньших размерах чипа.Соответствие экологическим нормам(RoHS, REACH, отсутствие галогенов) стало стандартным требованием, а не опцией.Совместимость с автоматизациейчерез стандартизированную упаковку в лентах и на катушках необходима для крупносерийного, экономически эффективного производства. Наконец, наблюдается тенденция к более точному и жесткомуСортировке и контролю цветадля удовлетворения требований применений, требующих высокой цветовой однородности, таких как полноцветные дисплеи и автомобильное освещение, даже несмотря на то, что данный компонент является монохромным.

13.1 Примечание об ограничениях применения

В спецификации содержится важное предупреждение относительно применений с высокой надежностью. Данный продукт, как указано, может не подходить для критически важных для безопасности систем, таких как автомобильные системы безопасности (например, стоп-сигналы), аэрокосмическая, военная техника или медицинское оборудование жизнеобеспечения без дополнительной квалификации и, возможно, другого класса продукта. Для таких применений требуется консультация с производителем для определения компонентов, спроектированных и протестированных в соответствии со строгими стандартами надежности этих областей.