Техническая спецификация SMD светодиода 19-217/Y5C-AP1Q2/3T - Ярко-желтый - 2.0x1.25x0.8мм - 2.0В - 25мА

1. Обзор продукта

19-217/Y5C-AP1Q2/3T — это светодиод для поверхностного монтажа (SMD), предназначенный для высокоплотных электронных сборок. Этот компонент использует технологию полупроводника AlGaInP (фосфид алюминия-галлия-индия) для получения ярко-желтого светового потока. Его компактный форм-фактор позволяет значительно уменьшить размер печатной платы (ПП) и общие габариты оборудования, что делает его идеальным для применений с ограниченным пространством.

1.1 Ключевые преимущества

• Миниатюризация:Корпус SMD значительно меньше, чем у традиционных светодиодов с выводами, что позволяет достичь более высокой плотности компонентов на ПП.
• Малый вес:Уменьшенная масса выгодна для портативных и миниатюрных электронных устройств.
• Совместимость:Разработан для совместимости со стандартным автоматизированным оборудованием для установки компонентов, что упрощает производственный процесс.
• Соответствие экологическим нормам:Продукт не содержит свинца, соответствует директивам RoHS, EU REACH и стандартам по отсутствию галогенов (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).
• Пайка:Подходит как для инфракрасной, так и для пайки оплавлением в паровой фазе.

1.2 Целевые области применения

Данный светодиод подходит для различных функций индикации и подсветки, включая:

• Подсветку приборных панелей и переключателей в автомобильной и промышленной технике.
• Индикаторы состояния и подсветку клавиатур в телекоммуникационном оборудовании (телефоны, факсы).
• Равномерную подсветку жидкокристаллических дисплеев (ЖКД), переключателей и символов.
• Универсальные индикаторные применения в потребительской и промышленной электронике.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельно допустимые параметры

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

• 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. Максимальный постоянный ток для надежной долговременной работы.
• Пиковый прямой ток (I_FP):60 мА (скважность 1/10 @ 1 кГц). Только для импульсного режима работы.
• Рассеиваемая мощность (P_d):60 мВт. Максимальная мощность, которую может рассеять корпус при Ta=25°C.
• Электростатический разряд (ESD):Модель человеческого тела (HBM) 2000 В. Указывает на умеренную чувствительность к ЭСР; требуются соответствующие процедуры обращения.
• Рабочая температура (T_opr):-40 до +85 °C. Диапазон температуры окружающей среды для нормальной работы.
• Температура хранения (T_stg):-40 до +90 °C.
• Температура пайки:Оплавление: пиковая температура 260°C, не более 10 секунд. Ручная пайка: 350°C, не более 3 секунд на вывод.

2.2 Электрооптические характеристики

Измерено при прямом токе (I_F) 20 мА и температуре окружающей среды (T_a) 25°C, если не указано иное. Это ключевые параметры производительности.

• Сила света (I_v):45.0 до 112.0 мкд (милликандела). Воспринимаемая яркость светодиода. Широкий диапазон регулируется через систему бинов (см. раздел 3).
• Угол обзора (2θ_1/2):120 градусов (типичное значение). Такой широкий угол обзора делает светодиод подходящим для применений, требующих широкой видимости.
• Пиковая длина волны (λ_p):591 нм (типичное значение). Длина волны, на которой спектральная плотность мощности максимальна.
• Доминирующая длина волны (λ_d):585.5 до 594.5 нм. Эта длина волны наиболее точно соответствует воспринимаемому цвету (ярко-желтый).
• Спектральная ширина (Δλ):15 нм (типичное значение). Ширина излучаемого спектра на половине максимальной интенсивности (FWHM).
• Прямое напряжение (V_F):1.70 до 2.40 В (при I_F=20мА). Падение напряжения на светодиоде при работе. Токоограничивающий резистор обязателен.
• Обратный ток (I_R):10 мкА макс. (при V_R=5В). Небольшой ток утечки при обратном смещении. Устройство не предназначено для работы в обратном направлении.

3. Объяснение системы бинов

Для обеспечения стабильности яркости и цвета в производственных партиях светодиоды сортируются по бинам. Артикул 19-217/Y5C-AP1Q2/3T указывает на конкретные выбранные бины.

3.1 Биннинг по силе света

Бины определяются минимальным и максимальным значениями силы света, измеренными при I_F=20мА. Допуск составляет ±11%.

• P1:45.0 – 57.0 мкд
• P2:57.0 – 72.0 мкд
• Q1:72.0 – 90.0 мкд
• Q2:90.0 – 112.0 мкд (Этот бин указан в артикуле)

3.2 Биннинг по доминирующей длине волны

Бины обеспечивают постоянство цвета. Допуск составляет ±1 нм.

• D3:585.5 – 588.5 нм
• D4:588.5 – 591.5 нм
• D5:591.5 – 594.5 нм

4. Анализ характеристических кривых

Хотя конкретные графики не детализированы в предоставленном тексте, типичные электрооптические кривые для такого светодиода включают:

• Вольт-амперная характеристика (ВАХ):Показывает экспоненциальную зависимость между прямым напряжением и током. Напряжение отсечки составляет около 1.8-2.0В для желтых светодиодов AlGaInP.
• Зависимость силы света от прямого тока:Сила света обычно линейно возрастает с увеличением тока до определенного предела, после чего эффективность может снижаться из-за нагрева.
• Зависимость силы света от температуры окружающей среды:Световой поток, как правило, уменьшается с ростом температуры. Коэффициент снижения мощности критически важен для применений при высоких температурах.
• Спектральное распределение:Колоколообразная кривая с центром на пиковой длине волны (591 нм) и типичной шириной на полувысоте (FWHM) 15 нм.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габариты корпуса

Светодиод размещен в стандартном SMD корпусе. Ключевые размеры (допуск ±0.1 мм, если не указано иное) включают:

• Посадочное место корпуса подходит для высокоплотного размещения.
• Прозрачный корпус из смолы для оптимального вывода света.
• Анодный и катодный выводы четко обозначены для правильной разводки ПП.

5.2 Определение полярности

Правильная полярность крайне важна. На корпусе имеется маркировка (например, выемка, точка или срезанный угол) для идентификации катодного вывода. Конструкция посадочного места на ПП должна зеркально отражать эту ориентацию.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль пайки оплавлением (бессвинцовая)

Критически важный процесс для надежной сборки:

• Предварительный нагрев:150–200°C в течение 60–120 секунд для минимизации термического удара.
• Время выше температуры ликвидуса (TAL):>217°C в течение 60–150 секунд.
• Пиковая температура:Максимум 260°C, выдержка не более 10 секунд.
• Скорость нагрева:Максимум 6°C/сек до 255°C.
• Скорость охлаждения:Максимум 3°C/сек.
• Лимит оплавления:Сборка не должна подвергаться пайке оплавлением более двух раз.

6.2 Ручная пайка

При необходимости используйте паяльник с температурой жала <350°C, прикладывая его на <3 секунд к каждому выводу. Используйте маломощный паяльник (<25Вт) и выдерживайте интервал охлаждения >2 секунд между выводами. Избегайте механических нагрузок на корпус во время пайки.

6.3 Хранение и чувствительность к влаге

Продукт упакован в влагозащитный пакет с осушителем.

• Перед использованием:Не вскрывайте влагозащитный пакет до готовности к сборке.
• После вскрытия:Используйте в течение 168 часов (7 дней). Храните неиспользованные компоненты при ≤30°C и ≤60% относительной влажности.
• Просушка:Если время нахождения на воздухе превышено или осушитель насыщен, просушите компоненты при 60 ± 5°C в течение 24 часов перед использованием.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Стандартная упаковка

Светодиоды поставляются на 8-мм ленте, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов, совместимые с автоматизированным оборудованием. Каждая катушка содержит 3000 штук.

7.2 Расшифровка этикетки

Этикетки на катушках содержат критически важную информацию для прослеживаемости и правильного применения:

• P/N:Артикул (например, 19-217/Y5C-AP1Q2/3T).
• CAT:Ранг силы света (например, Q2).
• HUE:Цветовые координаты и ранг доминирующей длины волны.
• REF:Ранг прямого напряжения.
• LOT No:Номер производственной партии для отслеживания качества.

8. Рекомендации по проектированию

8.1 Ограничение тока обязательно

Светодиоды — это приборы, управляемые током. Последовательный резистор должен всегда использоваться для ограничения прямого тока до желаемого значения (например, 20 мА). Номинал резистора рассчитывается по закону Ома: R = (V_supply- V_F) / I_F. Без этого резистора даже небольшое увеличение напряжения питания может вызвать большое, разрушительное увеличение тока.

8.2 Тепловой режим

Хотя рассеиваемая мощность мала, поддержание температуры p-n перехода в допустимых пределах жизненно важно для долговечности и стабильности светового потока. Обеспечьте достаточную площадь медной полигона на ПП или тепловые переходные отверстия, если работа ведется при высокой температуре окружающей среды или близко к максимальному току.

8.3 Оптическое проектирование

Угол обзора 120 градусов обеспечивает широкое излучение. Для применений, требующих сфокусированного света, могут потребоваться вторичная оптика (линзы, световоды). Прозрачная эпоксидная смола минимизирует поглощение света внутри корпуса.

9. Техническое сравнение и отличия

По сравнению со старыми выводными светодиодами или другими SMD корпусами:

• Преимущество по размеру:Корпус 19-217 имеет очень малую занимаемую площадь, что позволяет создавать более компактные конструкции по сравнению с более крупными SMD светодиодами (например, 3528, 5050) или выводными компонентами.
• Технология материала:Использование полупроводникового материала AlGaInP обеспечивает высокую эффективность и отличную чистоту цвета в желто-оранжево-красном спектре по сравнению со старыми технологиями.
• Совместимость с процессами:Полная совместимость со стандартными линиями поверхностного монтажа (SMT) дает значительное преимущество в стоимости производства и надежности по сравнению с ручной установкой выводных компонентов.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

10.1 Какой резистор использовать для питания 5В?

Используя типичное V_F2.0В и целевой I_F20 мА: R = (5В - 2.0В) / 0.020А = 150 Ом. Подойдет стандартный резистор 150 Ом. Всегда рассчитывайте, исходя из максимального V_Fиз спецификации, чтобы гарантировать, что ток не превысит пределы в наихудших условиях.

10.2 Можно ли управлять этим светодиодом без токоограничивающего резистора, если использовать источник постоянного тока?

Да, драйвер постоянного тока, установленный на 20 мА, является отличной альтернативой резистору и обеспечивает более стабильную работу при колебаниях напряжения и температуры. Резистор — просто наиболее распространенный и экономически эффективный метод.

10.3 Почему время хранения после вскрытия пакета ограничено 7 днями?

Корпуса SMD могут поглощать влагу из атмосферы. Во время пайки оплавлением эта захваченная влага может быстро испаряться, вызывая внутреннее расслоение или эффект "попкорна", что повреждает устройство. Срок годности 7 дней — стандартная мера предосторожности для устройств, чувствительных к влаге, данного уровня чувствительности.

10.4 Что означает "Q2/3T" в артикуле?

Это код бина. "Q2" указывает на бин силы света (90-112 мкд). "3T", вероятно, относится к конкретному бину прямого напряжения или другой внутренней классификации. Конструкторы должны указывать полный артикул, чтобы гарантировать получение компонентов с желаемыми характеристиками яркости и цвета.

11. Практические примеры проектирования и использования

11.1 Кластер подсветки приборной панели

В автомобильной приборной панели несколько светодиодов 19-217 могут использоваться для подсветки шкал и предупреждающих символов. Их малый размер позволяет размещать их непосредственно за масками значков на тонкой ПП. Широкий угол обзора обеспечивает равномерное освещение символов с различных позиций водителя. Для затемнения светодиодов при ночном вождении можно использовать ШИМ (широтно-импульсную модуляцию) сигнал от модуля управления кузовом автомобиля.

11.2 Индикатор состояния бытового прибора

Для кофеварки или маршрутизатора один светодиод 19-217 может служить индикатором "питание включено" или "сетевая активность". Конструкция включает простую схему: шина 3.3В основной платы, токоограничивающий резистор 68 Ом (для ~20мА при типичном V_F), и светодиод, размещенный рядом со световодом, который направляет свет на переднюю панель. Его низкое энергопотребление и надежность делают его идеальным для таких постоянно работающих применений.

12. Принцип работы

Светодиод 19-217 работает на принципе электролюминесценции в полупроводниковом p-n переходе. Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее встроенный потенциал перехода, электроны из n-слоя AlGaInP инжектируются через переход в p-слой, а дырки инжектируются в противоположном направлении. Эти носители заряда рекомбинируют в активной области вблизи перехода. В материалах AlGaInP эта рекомбинация высвобождает энергию в основном в виде фотонов (света) с длиной волны, соответствующей ширине запрещенной зоны материала, которая настроена для получения ярко-желтого света (~591 нм). Прозрачная эпоксидная смола защищает полупроводниковый кристалл и действует как линза, формируя световой поток.

13. Технологические тренды

Развитие SMD светодиодов, таких как 19-217, следует общим отраслевым тенденциям:

• Повышение эффективности:Постоянные исследования в области эпитаксиального роста и дизайна кристаллов продолжают улучшать световую отдачу (люмен/ватт) светодиодов AlGaInP, снижая энергопотребление при том же световом потоке.
• Миниатюризация:Стремление к уменьшению устройств ведет к еще меньшим размерам корпусов (например, метрические корпуса 0402, 0201), хотя это может происходить в ущерб некоторым оптическим характеристикам и мощности.
• Улучшение постоянства цвета:Достижения в производстве пластин и алгоритмах бининга позволяют более жестко контролировать доминирующую длину волны и силу света, давая конструкторам более стабильные результаты от партии к партии.
• Интеграция:Тенденция к интеграции нескольких светодиодных кристаллов (RGB или несколько белых) в один корпус или объединению светодиода с драйверными ИС для создания более функциональных и простых в использовании источников света.