Техническая спецификация SMD светодиода 19-22/G6R6C-A31/2T - Корпус 2.0x1.25x0.8мм - Напряжение 2.0В - Многоцветный

1. Обзор продукта

SMD светодиод 19-22 представляет собой компактное устройство для поверхностного монтажа, предназначенное для высокоплотных печатных плат. Он использует технологию чипа AlGaInP для получения яркого желтого (G6) и красного (R6) цветов. Основное преимущество этого компонента — значительно уменьшенная занимаемая площадь по сравнению с традиционными светодиодами в корпусе с выводами, что позволяет миниатюризировать конечное оборудование, повысить плотность компоновки на платах и снизить требования к хранению. Его легкая конструкция делает его особенно подходящим для портативных и миниатюрных электронных устройств.

1.1 Ключевые особенности и соответствие стандартам

Устройство поставляется на 8-мм ленте, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов, что обеспечивает совместимость со стандартным автоматическим оборудованием для сборки. Оно предназначено для использования как с инфракрасной, так и с паровой фазой процессов пайки оплавлением. Продукт соответствует ключевым экологическим и нормам безопасности: не содержит свинца (Pb-free), соответствует директиве ЕС RoHS, соответствует регламенту ЕС REACH и соответствует стандартам, не содержащим галогенов (Бром <900 ppm, Хлор <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Многоцветный вариант типа предлагает гибкость дизайна в рамках одного корпуса.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Эксплуатация устройства за пределами этих пределов может привести к необратимому повреждению. Максимальное обратное напряжение (VR) для обоих цветов составляет 5В. Номинальный постоянный прямой ток (IF) — 25 мА. Для импульсного режима работы пиковый прямой ток (IFP) составляет 60 мА при скважности 1/10 и частоте 1 кГц. Максимальная рассеиваемая мощность (Pd) — 60 мВт. Устройство рассчитано на рабочий диапазон температур (Topr) от -40°C до +85°C и диапазон температур хранения (Tstg) от -40°C до +90°C. Напряжение стойкости к электростатическому разряду (ESD) по модели человеческого тела (HBM) составляет 2000В.

2.2 Электрооптические характеристики

Все параметры указаны при температуре окружающей среды (Ta) 25°C и стандартном испытательном токе (IF) 20 мА. Типичное значение силы света (Iv) составляет 22.5 мкд для G6 (Желтый) и 45.0 мкд для R6 (Красный), с указанием конкретных диапазонов сортировки. Угол обзора (2θ1/2) составляет 130 градусов, обеспечивая широкую диаграмму направленности излучения. Чип G6 имеет типичную пиковую длину волны (λp) 575 нм и доминирующую длину волны (λd) 573 нм. Чип R6 имеет типичную пиковую длину волны 632 нм и доминирующую длину волны 624 нм. Спектральная ширина полосы (Δλ) для обоих составляет приблизительно 20 нм. Прямое напряжение (VF) обычно составляет 2.0В, в диапазоне от 1.7В до 2.4В. Максимальный обратный ток (IR) при VR=5В составляет 10 мкА.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения постоянства цвета и яркости светодиоды сортируются по силе света. Допуск по силе света составляет ±11%. Для светодиода G6 (Желтый) диапазоны сортировки варьируются от M2 (22.5-28.5 мкд) до P1 (45.0-57.0 мкд). Для светодиода R6 (Красный) диапазоны сортировки варьируются от P1 (45.0-57.0 мкд) до Q2 (90.0-112.0 мкд). Эта сортировка позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным требованиям к яркости для их приложения, обеспечивая визуальную однородность в многосветодиодных массивах или индикаторах.

4. Анализ кривых характеристик

Техническая спецификация включает типичные электрооптические характеристические кривые для вариантов G6 и R6. Эти графики наглядно представляют взаимосвязь между ключевыми параметрами, такими как прямой ток в зависимости от прямого напряжения, прямой ток в зависимости от силы света, и влияние температуры окружающей среды на силу света. Анализ этих кривых имеет решающее значение для понимания поведения устройства в нестандартных рабочих условиях, что позволяет создавать более надежные схемы, особенно в отношении ограничения тока и управления температурным режимом.

5. Механическая информация и информация о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

SMD светодиод 19-22 имеет компактный корпус размерами: длина 2.0 мм, ширина 1.25 мм и высота 0.8 мм (допуск ±0.1 мм, если не указано иное). Подробный механический чертеж определяет расстояние между выводами, размещение чипа и геометрию линзы. Правильная интерпретация этого чертежа необходима для проектирования посадочного места на печатной плате, обеспечивая правильное формирование паяного соединения и механическую стабильность.

5.2 Идентификация полярности и монтаж

Корпус имеет маркированный катод (обычно обозначается зеленой точкой или выемкой на ленте). В спецификации представлена четкая диаграмма, показывающая расположение контактных площадок анода и катода. Соблюдение рекомендуемого посадочного места на печатной плате критически важно для предотвращения проблем с пайкой и обеспечения правильной электрической ориентации.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль пайки оплавлением

Для бессвинцовой пайки необходимо соблюдать определенный температурный профиль: предварительный нагрев между 150-200°C в течение 60-120 секунд; время выше температуры ликвидуса (217°C) — 60-150 секунд; пиковая температура не должна превышать 260°C максимум в течение 10 секунд; максимальная скорость нагрева 6°C/сек до 255°C, выдержка не более 30 секунд; и максимальная скорость охлаждения 3°C/сек. Пайку оплавлением не следует выполнять более двух раз. Во время нагрева не следует прикладывать механическое напряжение к корпусу светодиода, а печатная плата не должна деформироваться после пайки.

6.2 Ручная пайка и хранение

Если необходима ручная пайка, температура жала паяльника должна быть ниже 350°C, время воздействия на каждый вывод — не более 3 секунд. Мощность паяльника должна быть 25 Вт или меньше, с интервалом не менее 2 секунд между пайкой каждого вывода. Для хранения невскрытые влагозащищенные пакеты можно использовать как есть. После вскрытия светодиоды должны быть использованы в течение 168 часов (7 дней), если они хранятся в среде с температурой 30°C/влажностью 60%RH или ниже. Неиспользованные светодиоды следует повторно герметизировать с осушителем. Если время хранения превышено или индикатор осушителя изменил цвет, перед использованием требуется термообработка (прокалка) при 60±5°C в течение 24 часов.

7. Упаковка и информация для заказа

Светодиоды упакованы во влагозащитные материалы. Они поставляются на несущей ленте, намотанной на катушки, содержащие по 2000 штук каждая. Катушка имеет стандартные размеры для совместимости с автоматическими питателями. Упаковка включает этикетку с критической информацией: Номер продукта заказчика (CPN), Номер продукта (P/N), Количество в упаковке (QTY), Ранг силы света (CAT), Координаты цветности и ранг доминирующей длины волны (HUE), Ранг прямого напряжения (REF) и Номер партии (LOT No).

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Этот светодиод хорошо подходит для подсветки в автомобильных приборных панелях и панелях переключателей. В телекоммуникациях он служит в качестве индикаторов состояния и подсветки клавиатуры в телефонах и факсимильных аппаратах. Он также используется для плоской подсветки ЖК-дисплеев, переключателей и символов, а также для универсальных индикаторных применений, где ключевыми являются малый размер и надежность.

8.2 Критические соображения при проектировании

Токоограничивающий резистор абсолютно обязателен. Экспоненциальная ВАХ светодиода означает, что небольшое изменение прямого напряжения вызывает большое изменение тока, что может привести к мгновенному перегоранию. Значение резистора должно быть рассчитано на основе напряжения питания, типичного прямого напряжения светодиода (Vf) и желаемого рабочего тока (например, 20 мА). Разработчики также должны учитывать рассеиваемую мощность самого светодиода и обеспечить, чтобы разводка печатной платы обеспечивала адекватный теплоотвод при работе вблизи максимальных параметров.

9. Техническое сравнение и дифференциация

Корпус 19-22 предлагает значительное уменьшение размера по сравнению со старыми 3-мм и 5-мм светодиодами в сквозном исполнении, позволяя создавать современные тонкие конструкции продуктов. По сравнению с другими SMD светодиодами, использование технологии AlGaInP обеспечивает высокую световую отдачу для желтого и красного цветов. Широкий угол обзора 130 градусов является ключевым отличием для применений, требующих широкой видимости. Его соответствие стандартам, не содержащим галогенов, и другим экологическим стандартам делает его подходящим для продуктов со строгими нормативными требованиями.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Почему необходим последовательный резистор?

О: Светодиод — это диод с нелинейной ВАХ. Без токоограничивающего резистора ток ограничен только внутренним сопротивлением источника питания и динамическим сопротивлением диода, которое очень мало. Это почти всегда приводит к превышению тока сверх Абсолютного Максимального Рейтинга, вызывая мгновенный отказ.

В: Могу ли я питать этот светодиод от источника логики 3.3В или 5В?

О: Да, но необходим последовательный резистор. Например, при питании 5В и типичном Vf 2.0В при 20 мА, значение резистора будет R = (5В - 2.0В) / 0.020А = 150 Ом. Номинальная мощность резистора должна быть не менее P = I^2 * R = (0.02^2)*150 = 0.06 Вт, поэтому стандартный резистор 1/8 Вт (0.125 Вт) достаточен.

В: Что означает код сортировки (например, P1, Q2) для моего проекта?

О: Код сортировки определяет гарантированные минимальную и максимальную силу света. Если ваш проект требует равномерной яркости нескольких светодиодов, вы должны указывать светодиоды из одного кода сортировки или узкого диапазона сортировок. Использование светодиодов из сильно различающихся сортировок (например, P1 и Q2 вместе) приведет к визуально разной яркости.

11. Практический пример проектирования и использования

Рассмотрим проектирование многостатусной индикаторной панели для потребительского устройства. Используя светодиод 19-22, разработчик может создать плотный массив красных и желтых индикаторов на очень маленькой площади. Выбирая светодиоды из одной сортировки по интенсивности (например, все R6 из сортировки Q1), достигается визуальная однородность. Широкий угол обзора обеспечивает видимость индикаторов под разными углами. Корпус SMD позволяет осуществлять автоматическую сборку, снижая стоимость производства и повышая надежность по сравнению с ручной пайкой компонентов в сквозном исполнении. Проект должен включать схему управления с соответствующими токоограничивающими резисторами для каждого светодиода или группы светодиодов.

12. Введение в принцип работы

Светоизлучающие диоды (LED) — это полупроводниковые устройства, излучающие свет посредством электролюминесценции. Когда прямое напряжение прикладывается к p-n переходу, электроны из n-типа материала рекомбинируют с дырками из p-типа материала в активной области (в данном случае слой AlGaInP). Эта рекомбинация высвобождает энергию в виде фотонов (света). Конкретная длина волны (цвет) излучаемого света определяется шириной запрещенной зоны полупроводникового материала. Эпоксидная линза, окружающая чип, служит для защиты полупроводникового кристалла, формирования выходного светового пучка (достижение угла обзора 130 градусов) и повышения эффективности извлечения света.

13. Технологические тренды и разработки

Тренд в индикаторных и подсветочных светодиодах продолжается в сторону повышения эффективности (больше светового потока на единицу электрической мощности), уменьшения размеров корпусов и повышения надежности. Также наблюдается сильная тенденция к более широкому внедрению экологически чистых материалов и производственных процессов, о чем свидетельствует соответствие данного продукта стандартам, не содержащим галогенов и свинца. Интеграция — еще один тренд, многокристальные корпуса (RGB, многоцветные) и светодиоды со встроенными микросхемами управления становятся все более распространенными для сложных осветительных применений. Однако дискретные одноцветные светодиоды, такие как 19-22, остаются основными компонентами благодаря своей простоте, надежности и экономической эффективности для базовых индикаторных функций.