Техническая документация SMD LED 19-22/R6GHC-C02/2T - 2.0x1.6x0.8мм - Красный/Зеленый - 5мА

1. Обзор продукта

19-22/R6GHC-C02/2T — это компактный светодиод для поверхностного монтажа (SMD), предназначенный для высокоплотных электронных сборок. Этот компонент объединяет две различные технологии светодиодных кристаллов в одном корпусе: кристалл AlGaInP для яркого красного свечения (обозначение R6) и кристалл InGaN для яркого зеленого свечения (обозначение GH). Такая двухцветная конфигурация обеспечивает гибкость проектирования при минимальных габаритах.

Основное преимущество этого светодиода — значительно уменьшенный размер по сравнению с традиционными компонентами в корпусах с выводами. Эта миниатюризация позволяет создавать более компактные печатные платы (ПП), повышать плотность монтажа компонентов, сокращать требования к хранению и, в конечном итоге, способствует разработке более компактного оборудования для конечного пользователя. Его легкая конструкция также делает его идеальным выбором для миниатюрных и портативных приложений, где пространство и вес являются критическими ограничениями.

Устройство поставляется на стандартных в отрасли 7-дюймовых катушках с 8-миллиметровой лентой, что обеспечивает совместимость с высокоскоростным автоматическим оборудованием для установки компонентов. Оно выполнено в бессвинцовом исполнении и соответствует ключевым экологическим нормам, включая RoHS, EU REACH и стандарты на отсутствие галогенов (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Абсолютные максимальные значения

Работа устройства за пределами этих значений может привести к необратимому повреждению. Все значения указаны при температуре окружающей среды (Ta) 25°C.

• Обратное напряжение (VR):5 В (максимум). Устройство не предназначено для работы в обратном смещении; это значение в основном используется для тестирования обратного тока утечки (IR).
• Постоянный прямой ток (IF):25 мА для обоих кристаллов: R6 (красный) и GH (зеленый).
• Пиковый прямой ток (IFP):Применяется при скважности 1/10 и частоте 1 кГц. Кристалл R6 может выдерживать 60 мА, в то время как кристалл GH рассчитан на 100 мА. Этот параметр критически важен для приложений с импульсным управлением.
• Рассеиваемая мощность (Pd):Максимально допустимая рассеиваемая мощность составляет 60 мВт для кристалла R6 и 95 мВт для кристалла GH. Это критический параметр для теплового режима.
• Электростатический разряд (ЭСР) по модели человеческого тела (HBM):Кристалл R6 обеспечивает надежную защиту от ЭСР до 2000В, тогда как кристалл GH более чувствителен с номиналом 150В. Соблюдение правильных процедур обращения с ЭСР обязательно, особенно для зеленого кристалла.
• Рабочая и температура хранения:Устройство рассчитано на работу в диапазоне от -40°C до +85°C и может храниться от -40°C до +90°C.
• Температура пайки:Для пайки оплавлением указана пиковая температура 260°C в течение максимум 10 секунд. Для ручной пайки температура жала паяльника не должна превышать 350°C в течение максимум 3 секунд на каждый вывод.

2.2 Электрооптические характеристики

Эти параметры определяют световой выход и электрическое поведение в нормальных рабочих условиях (Ta=25°C, IF=5мА, если не указано иное).

• Сила света (Iv):Кристалл R6 (красный) имеет типичную интенсивность 20.0 мкд (мин. 14.5 мкд). Кристалл GH (зеленый) имеет типичную интенсивность 65.0 мкд (мин. 45.0 мкд). Допуск составляет ±11%.
• Угол обзора (2θ1/2):Для данного корпуса типичен широкий угол обзора 130 градусов, обеспечивающий широкое освещение.
• Длина волны:
  • R6 (Красный):Пиковая длина волны (λp) составляет 632 нм. Основная длина волны (λd) находится в диапазоне от 617.5 нм до 629.5 нм с допуском ±1 нм. Ширина спектра (Δλ) составляет 20 нм.
  • GH (Зеленый):Пиковая длина волны (λp) составляет 518 нм. Основная длина волны (λd) находится в диапазоне от 517.5 нм до 533.5 нм с допуском ±1 нм. Ширина спектра (Δλ) составляет 35 нм.
• Прямое напряжение (VF):
  • R6 (Красный):Типичное 1.9 В, максимальное 2.3 В при 5мА.
  • GH (Зеленый):Типичное 2.9 В, максимальное 3.4 В при 5мА.
• Обратный ток (IR):Измеряется при VR=5В. Максимум составляет 10 мкА для R6 и 50 мкА для GH.

3. Объяснение системы сортировки (бининга)

Светодиоды сортируются (биннируются) по их основной длине волны, чтобы обеспечить цветовую однородность в рамках одного приложения.

3.1 Сортировка по длине волны R6 (красный)

• Код бина 1:617.5 нм ≤ λd < 621.5 нм
• Код бина 2:621.5 нм ≤ λd < 625.5 нм
• Код бина 3:625.5 нм ≤ λd ≤ 629.5 нм

3.2 Сортировка по длине волны GH (зеленый)

• Код бина 1:517.5 нм ≤ λd < 525.5 нм
• Код бина 2:525.5 нм ≤ λd ≤ 533.5 нм

Эта информация о сортировке критически важна для разработчиков, которым требуется точное совпадение цветов между несколькими светодиодами в дисплее или панели индикации.

4. Анализ характеристических кривых

4.1 Характеристики R6 (красный кристалл)

Представленные кривые иллюстрируют ключевые зависимости:

• Относительная сила света в зависимости от прямого тока:Показывает нелинейное увеличение светового выхода с ростом тока. Работа выше рекомендуемых 5мА может дать более высокую интенсивность, но влияет на эффективность и срок службы.
• Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Демонстрирует отрицательный температурный коэффициент светового выхода. Сила света уменьшается с ростом температуры перехода, что является фундаментальным свойством светодиодных полупроводников.
• Прямое напряжение в зависимости от прямого тока:Изображает вольт-амперную характеристику диода.
• Пиковая длина волны в зависимости от температуры окружающей среды:Показывает небольшое смещение излучаемой длины волны с температурой.

4.2 Характеристики GH (зеленый кристалл)

Кривые для зеленого кристалла включают:

• Спектральное распределение:График относительной интенсивности в зависимости от длины волны, с центром около 518 нм и определенной шириной полосы.
• Прямое напряжение в зависимости от прямого тока:Аналогично красному кристаллу, но с более высоким напряжением отсечки, что типично для зеленых светодиодов на основе InGaN.
• Кривая снижения номинала прямого тока:Важный график, показывающий максимально допустимый прямой ток в зависимости от температуры окружающей среды. С ростом температуры максимальный ток должен быть уменьшен для предотвращения перегрева и обеспечения надежности.
• Диаграмма направленности:Иллюстрирует пространственное распределение силы света, подтверждая угол обзора 130 градусов.
• Относительная сила света в зависимости от прямого тока и температуры окружающей среды:Эти кривые в совокупности показывают, как световой выход зависит как от тока управления, так и от рабочей температуры.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Корпус SMD 19-22 имеет следующие ключевые размеры (допуск ±0.1мм):

• Длина: 2.0 мм
• Ширина: 1.6 мм
• Высота: 0.8 мм
• Расстояние между выводами (шаг): 1.5 мм
• Размер и форма контактных площадок определены для надежной пайки.

В технической документации представлен подробный чертеж с размерами для проектирования посадочного места на печатной плате.

5.2 Идентификация полярности

Корпус имеет маркировку полярности, обычно выемку или точку на стороне катода, для обеспечения правильной ориентации при сборке. Катод также связан с определенной формой контактной площадки в рекомендуемом посадочном месте.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль оплавления припоя

Указан профиль бессвинцового 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 в пределах 5°C от пика:Максимум 10 секунд.
• Скорость нагрева:Максимум 6°C/сек.
• Время выше 255°C:Максимум 30 секунд.
• Скорость охлаждения:Максимум 3°C/сек.

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

6.2 Меры предосторожности при хранении и обращении

• Чувствительность к влаге:Устройства упакованы в влагозащитный барьерный пакет с осушителем. Пакет не следует вскрывать до момента готовности к использованию компонентов.
• Время жизни на производстве:После вскрытия светодиоды должны быть использованы в течение 168 часов (7 дней) при хранении при ≤30°C и ≤60% относительной влажности. Неиспользованные детали должны быть запечатаны повторно.
• Прогрев (сушка):Если время воздействия превышено или осушитель указывает на проникновение влаги, перед оплавлением требуется прогрев при 60 ±5°C в течение 24 часов.
• Ограничение тока:Внешний токоограничивающий резистор обязателен. Светодиоды имеют экспоненциальную зависимость тока от напряжения, поэтому небольшое увеличение напряжения может вызвать большой, разрушительный всплеск тока.
• Механические нагрузки:Избегайте приложения нагрузок к корпусу светодиода во время пайки или в конечном применении. Не деформируйте печатную плату после сборки.

7. Информация об упаковке и заказе

7.1 Спецификации катушки и ленты

Продукт поставляется в системе влагозащитной упаковки:

• Несущая лента:Ширина 8 мм, с карманами, предназначенными для корпуса 19-22.
• Катушка:Стандартная катушка диаметром 7 дюймов.
• Количество на катушке:2000 штук.
• Размеры катушки:Внешний диаметр, диаметр ступицы и ширина указаны для совместимости с автоматическим оборудованием.

7.2 Информация на этикетке

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

• Номер продукта заказчика (CPN)
• Номер продукта (P/N)
• Количество в упаковке (QTY)
• Ранг силы света (CAT)
• Ранг цветности и длины волны (HUE)
• Ранг прямого напряжения (REF)
• Номер партии (LOT No)

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

• Подсветка:Идеально подходит для индикаторов приборной панели, подсветки переключателей и символов благодаря малому размеру и широкому углу обзора.
• Телекоммуникационное оборудование:Индикаторы состояния и подсветка клавиатуры в телефонах, факсимильных аппаратах и других устройствах связи.
• Плоская подсветка ЖК-дисплеев:Может использоваться в массивах для обеспечения краевой или прямой подсветки небольших ЖК-панелей.
• Общее индикаторное применение:Индикаторы состояния питания, выбора режима и предупреждений в широком спектре потребительской, промышленной и автомобильной электроники.

8.2 Вопросы проектирования

• Схема управления:Всегда используйте последовательный резистор для установки прямого тока. Рассчитайте значение резистора на основе напряжения питания (Vs), прямого напряжения светодиода (VF) и желаемого тока (IF): R = (Vs - VF) / IF. Для надежного проектирования используйте максимальное значение VF из технической документации.
• Тепловой режим:Несмотря на малые размеры, необходимо учитывать рассеиваемую мощность (Pd), особенно при высоких температурах окружающей среды или в закрытых пространствах. Соблюдайте кривую снижения номинала для кристалла GH. Обеспечьте достаточную площадь меди на печатной плате для отвода тепла.
• Защита от ЭСР:Реализуйте защиту от ЭСР на входных линиях, если процесс сборки или условия конечного использования создают риск ЭСР, особенно для зеленого кристалла.
• Оптическое проектирование:Широкий угол обзора 130 градусов обеспечивает широкое, рассеянное освещение. Для более сфокусированного света могут потребоваться внешние линзы или световоды.

9. Техническое сравнение и отличительные особенности

19-22/R6GHC-C02/2T предлагает несколько ключевых преимуществ в своем классе:

• Возможность двух кристаллов/двух цветов:Интеграция красного и зеленого в одном корпусе экономит место на плате по сравнению с использованием двух отдельных одноцветных светодиодов, упрощая проектирование и сборку.
• Компактное посадочное место:Посадочное место 2.0 x 1.6 мм является одним из самых маленьких среди SMD светодиодов, что позволяет создавать высокоплотные компоновки.
• Надежный красный кристалл:Кристалл R6 на основе AlGaInP обладает высокой стойкостью к ЭСР (2000В HBM), повышая надежность при обращении и эксплуатации.
• Соответствие экологическим нормам:Полное соответствие стандартам RoHS, REACH и отсутствия галогенов удовлетворяет строгим глобальным нормативным требованиям для современной электроники.
• Удобство для автоматизации:Упаковка на ленте и катушке, а также совместимость с оплавлением ИК/паровой фазой поддерживают экономичное крупносерийное производство.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

10.1 Можно ли подключать этот светодиод напрямую к источнику 5В без резистора?

Нет, это приведет к разрушению светодиода.Светодиоды — это устройства с токовым управлением. Подключение источника 5В напрямую к светодиоду (особенно к красному кристаллу с типичным VF 1.9В) вызовет ток, значительно превышающий максимальный номинал 25мА, что приведет к немедленному отказу. Внешний токоограничивающий резистор абсолютно обязателен.

10.2 Почему стойкость к ЭСР разная для красного и зеленого кристаллов?

Разница обусловлена базовыми полупроводниковыми материалами. Структуры AlGaInP (красный), как правило, более устойчивы к электростатическому разряду, чем структуры InGaN (зеленый/синий). Это фундаментальное свойство материала. Это требует осторожного обращения с ЭСР, особенно при работе с зеленым кристаллом.

10.3 Что означает информация о "сортировке" для моего проекта?

Сортировка обеспечивает цветовую однородность. Если в вашем приложении требуется, чтобы несколько светодиодов выглядели одинаково по цвету (например, индикаторная шкала), вы должны указывать светодиоды из одного кода бина длины волны (HUE). Смешивание бинов может привести к визуально различным оттенкам красного или зеленого.

10.4 Сколько раз можно выполнять пайку оплавлением для этого компонента?

В технической документации указано максимум два цикла пайки оплавлением. Каждый термический цикл создает нагрузку на внутреннее крепление кристалла и проводные соединения. Превышение двух циклов увеличивает риск скрытых отказов надежности.

11. Практический пример проектирования

Сценарий:Проектирование двухцветного (красный/зеленый) индикатора состояния для портативного устройства, питаемого от шины 3.3В.

Этапы проектирования:

1. Выбор:Выбран 19-22/R6GHC-C02/2T благодаря его двухцветности и малому размеру.
2. Проектирование схемы:Требуются две независимые схемы управления (одна для анода красного, одна для анода зеленого, общий катод).
3. Расчет резистора:
   • Для красного (R6, целевой IF=5мА, для надежности используем макс. VF=2.3В): R_красный = (3.3В - 2.3В) / 0.005А = 200 Ом. Используйте стандартный резистор 200 Ом или 220 Ом. Для зеленого (GH, целевой IF=5мА, используем макс. VF=3.4В): R_зеленый = (3.3В - 3.4В) / 0.005А = -20 Ом. Этот расчет показывает, что 3.3В недостаточно для питания зеленого кристалла при 5мА (VF типичное 2.9В, но макс. 3.4В). Напряжение питания должно быть больше прямого напряжения светодиода. Для зеленого светодиода потребуется более высокое напряжение питания (например, 5В) или меньший ток управления.
   • Размещение на печатной плате:
4. Если светодиод является индикатором, разместите его ближе к краю платы. Используйте рекомендуемую компоновку контактных площадок из чертежа с размерами в технической документации. Добавьте небольшие тепловые перемычки на площадке катода для облегчения пайки и обеспечения теплового пути.Программное управление:
5. Микроконтроллер может независимо управлять анодами красного и зеленого для отображения красного, зеленого или (при быстром переключении) янтарного/желтого цвета.Этот пример подчеркивает важность проверки соответствия напряжения питания требованиям к прямому напряжению, особенно для зеленых и синих светодиодов, у которых VF выше.

12. Введение в принцип работы

Светодиоды (LED) — это полупроводниковые p-n переходные устройства, излучающие свет в процессе, называемом электролюминесценцией. Когда прямое напряжение прикладывается к p-n переходу, электроны из n-области и дырки из p-области инжектируются в активную область. При рекомбинации этих носителей заряда (электронов и дырок) высвобождается энергия. В традиционных полупроводниках, таких как кремний, эта энергия высвобождается в основном в виде тепла. В полупроводниковых материалах с прямой запрещенной зоной, используемых в светодиодах (AlGaInP для красного/оранжевого/желтого, InGaN для зеленого/синего/белого), значительная часть этой энергии высвобождается в виде фотонов (света). Конкретная длина волны (цвет) излучаемого света определяется энергией запрещенной зоны полупроводникового материала, которая контролируется его точным химическим составом. Устройство 19-22 содержит два таких p-n перехода из разных материалов в одном корпусе, что позволяет излучать два различных цвета.

13. Технологические тренды

Индустрия светодиодов продолжает развиваться по нескольким ключевым направлениям, актуальным для таких компонентов, как SMD светодиод 19-22:

Повышение эффективности:

• Постоянное улучшение внутренней квантовой эффективности (IQE) и методов вывода света приводит к более высокой силе света (мкд) при том же входном токе или к тому же выходу при меньшем энергопотреблении.Миниатюризация:
• Стремление к уменьшению конечных продуктов подталкивает к созданию светодиодных корпусов с еще меньшими посадочными местами и высотой, следуя трендам, таким как корпуса 1.6x0.8мм и 1.0x0.5мм.Улучшение цветовой однородности и сортировки:
• Достижения в эпитаксиальном росте и контроле производства уменьшают естественный разброс по длине волны и интенсивности, что приводит к более узким бинам и меньшей необходимости в сортировке или позволяет более точное смешение цветов в RGB-приложениях.Повышение надежности и устойчивости:
• Исследования сосредоточены на увеличении срока службы при высокотемпературной работе и повышении устойчивости к ЭСР, особенно для чувствительных зеленых и синих кристаллов на основе InGaN.Интегрированные решения:
• Тренд в сторону светодиодов со встроенными токоограничивающими резисторами, защитными диодами или даже драйверными микросхемами ("умные светодиоды") для упрощения схемотехники и экономии места на плате.Светодиод 19-22 представляет собой зрелый, широко распространенный формат корпуса, который обеспечивает баланс производительности, размера и стоимости для огромного множества индикаторных и подсветочных применений.

The 19-22 LED represents a mature, widely adopted package format that balances performance, size, and cost for a vast array of indicator and backlight applications.