Техническая документация на SMD светодиод 19-226/R6BHC-B01/2T - Корпус 2.0x1.25x0.8мм - Напряжение 2.0В/3.3В - Многоцветный

1. Обзор продукта

19-226 — это компактный светодиод для поверхностного монтажа (SMD), предназначенный для высокоплотных электронных сборок. Его основное преимущество заключается в значительно уменьшенной площади по сравнению с традиционными светодиодами в выводных корпусах, что позволяет создавать более компактные печатные платы (ПП), повышать плотность компонентов и, в конечном итоге, уменьшать габариты конечного оборудования. Легкая конструкция также делает его идеальным для миниатюрных и портативных устройств.

Данный светодиод предлагается в многоцветной конфигурации, а именно, сочетает в одном корпусе из прозрачной смолы яркий красный (на основе чипа R6 из AlGaInP) и синий (на основе чипа BH из InGaN) излучатели. Он полностью соответствует современным экологическим и нормам безопасности: не содержит свинца (Pb-free), соответствует директиве RoHS, регламенту ЕС REACH и не содержит галогенов (содержание брома <900 ppm, хлора <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Устройство поставляется на 8-мм ленте, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов, что обеспечивает полную совместимость с автоматическим оборудованием для установки компонентов и стандартными процессами пайки оплавлением (инфракрасной или паровой фазой).

2. Технические параметры: Подробный объективный анализ

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Эти параметры определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа на этих пределах или за их пределами не гарантируется.

• Обратное напряжение (V_R):Максимум 5В для обоих типов чипов. Превышение этого напряжения в обратном смещении может вызвать пробой p-n перехода.
• Прямой ток (I_F):Предельный постоянный ток составляет 25 мА для красного чипа R6 и 20 мА для синего чипа BH. Это критически важный параметр для расчета номинала токоограничивающего резистора в схеме управления.
• Пиковый прямой ток (I_FP):При импульсном режиме работы (скважность 1/10, частота 1 кГц) красный чип R6 может выдерживать до 60 мА, а синий чип BH — до 40 мА. Это позволяет кратковременно увеличивать ток для повышения яркости в мультиплексированных приложениях.
• Рассеиваемая мощность (P_d):Максимально допустимая рассеиваемая мощность составляет 60 мВт для R6 и 75 мВт для BH. Она рассчитывается как I_F* V_F и имеет решающее значение для теплового режима.
• Электростатический разряд (ESD):Стойкость по модели человеческого тела (HBM) составляет 2000В для чипа R6, но всего 150В для более чувствительного синего чипа BH (InGaN). Это подчеркивает необходимость строгих мер защиты от статического электричества при обращении и монтаже синего светодиода.
• Температурные диапазоны:Рабочая температура (T_opr) составляет от -40°C до +85°C. Температура хранения (T_stg) — от -40°C до +90°C.
• Температура пайки:Для пайки оплавлением указана пиковая температура 260°C в течение 10 секунд. При ручной пайке температура жала паяльника не должна превышать 350°C, а время контакта с каждым выводом должно быть ограничено 3 секундами.

2.2 Электрооптические характеристики

Эти параметры измерены при температуре перехода (T_j) 25°C и определяют типичные характеристики устройства.

• Сила света (I_v):При I_F= 20мА, типичная сила света красного светодиода R6 составляет 100 мкд (мин. 72 мкд). Типичная сила света синего светодиода BH составляет 80 мкд (мин. 45 мкд). Допуск составляет ±11%.
• Угол обзора (2θ_1/2):Угол половинной яркости обычно составляет 120 градусов, что обеспечивает широкую, рассеянную диаграмму направленности, подходящую для подсветки и индикации.
• Длина волны:Чип R6 имеет типичную пиковую длину волны (λ_p) 632 нм и доминирующую длину волны (λ_d) 624 нм, что соответствует ярко-красному цвету. Чип BH имеет λ_p 468 нм и λ_d 470 нм, что характерно для королевского синего цвета.
• Ширина спектра (Δλ):Полная ширина спектра на полувысоте (FWHM) составляет 20 нм для R6 и 35 нм для BH.
• Прямое напряжение (V_F):При I_F= 20мА, типичное V_F для R6 составляет 2.0В (диапазон от 1.7В до 2.4В). Для BH типичное V_F составляет 3.3В (диапазон от 2.7В до 3.7В). Эта разница напряжений критически важна при проектировании схемы управления для двух цветов, часто требуя отдельных токоограничивающих резисторов или драйверов.
• Обратный ток (I_R):Максимальный I_R составляет 10 мкА при 5В для R6 и 50 мкА при 5В для BH. В спецификации явно указано, что устройство не предназначено для работы в обратном смещении; этот параметр приведен только для условий тестирования.

3. Анализ характеристических кривых

3.1 Относительная сила света в зависимости от прямого тока

Кривые показывают, что сила света увеличивается с ростом прямого тока, но эта зависимость нелинейна. Как для чипа R6, так и для BH, яркость резко возрастает при малых токах и стремится к насыщению при больших токах. Работа значительно выше типичной точки 20мА дает незначительный прирост светового потока, одновременно увеличивая тепловыделение и потенциально ускоряя деградацию светового потока.

3.2 Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды

Это критически важная зависимость для надежности. Сила света уменьшается с ростом температуры окружающей среды. Кривая снижения номинальных параметров показывает, что при максимальной рабочей температуре +85°C выходная яркость значительно снижается по сравнению с характеристикой при 25°C. Конструкторы должны учитывать это тепловое снижение в приложениях с высокими температурами, чтобы обеспечить достаточную яркость при любых условиях.

3.3 Кривая снижения номинального прямого тока

Эта кривая определяет максимально допустимый постоянный прямой ток как функцию температуры окружающей среды. Чтобы не превысить максимальную температуру перехода и пределы рассеиваемой мощности, прямой ток должен быть уменьшен при работе в условиях высокой температуры. Например, при температуре окружающей среды 85°C допустимый постоянный ток существенно ниже максимального номинала при 25°C.

3.4 Прямое напряжение в зависимости от прямого тока

Вольт-амперная характеристика демонстрирует диодную природу устройства. Прямое напряжение увеличивается логарифмически с ростом тока. Типичные значения, приведенные в таблице (2.0В для R6, 3.3В для BH при 20мА), наиболее актуальны для расчетов при проектировании схем.

3.5 Спектральное распределение

Спектральные графики показывают профили излучения. Красный светодиод R6 имеет более узкий, четко выраженный пик около 632 нм. Синий светодиод BH имеет более широкий пик в районе 468-470 нм. Эти спектры важны для приложений, чувствительных к цвету.

3.6 Диаграмма направленности

Полярная диаграмма подтверждает близкую к ламбертовской (косинусной) диаграмму направленности с углом обзора 120 градусов, что указывает на равномерное, широкоугольное распределение света.

4. Механическая информация и данные о корпусе

4.1 Габаритные размеры корпуса

Корпус SMD имеет номинальные размеры 2.0мм (Д) x 1.25мм (Ш) x 0.8мм (В). Допуск для неуказанных размеров составляет ±0.1мм. На чертеже детально показана маркировка катода, рекомендуемая контактная площадка для пайки (1.4мм x 1.15мм с зазором 0.7мм) и контур компонента. Соблюдение рекомендуемого рисунка контактных площадок крайне важно для надежной пайки и механической стабильности.

4.2 Определение полярности

На корпусе имеется визуальный индикатор (обычно выемка или зеленая метка на ленте) для идентификации катода. Правильная ориентация полярности при монтаже обязательна для работы устройства.

5. Рекомендации по пайке и монтажу

5.1 Профиль пайки оплавлением

В спецификации указан профиль бессвинцовой пайки оплавлением с пиковой температурой 260°C в течение 10 секунд. Профиль должен включать зоны предварительного нагрева, выдержки, оплавления и охлаждения для минимизации термического удара. Пайку оплавлением не следует выполнять более двух раз, чтобы предотвратить чрезмерные термические нагрузки на корпус светодиода и проводные соединения.

5.2 Ручная пайка

Если ручная пайка неизбежна, 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 (<25Вт). Между пайкой каждого вывода следует делать интервал в две секунды. В спецификации предупреждается, что повреждения часто происходят именно при ручной пайке.

5.3 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 следует хранить 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 индикатор осушителя изменил цвет, перед пайкой оплавлением требуется процедура "просушки" (прокаливания) при 60°C ±5°C в течение 24 часов для предотвращения "эффекта попкорна" (растрескивания корпуса из-за давления пара).

5.4 Меры предосторожности при использовании

• Защита от перегрузки по току:Внешний токоограничивающий резистор обязателен. Светодиоды — это устройства с токовым управлением; небольшое изменение прямого напряжения может вызвать большое изменение тока, приводящее к мгновенному выходу из строя.
• Избегание механических напряжений:Не прикладывайте механические нагрузки к корпусу светодиода во время нагрева (пайки) или изгибая печатную плату после сборки.
• Ремонт:Ремонт после пайки крайне не рекомендуется. Если это абсолютно необходимо, необходимо использовать двухголовый паяльник для одновременного нагрева обоих выводов и снятия компонента без скручивания. Влияние на характеристики светодиода должно быть оценено заранее.

6. Упаковка и информация для заказа

6.1 Спецификация ленты и катушки

Компоненты поставляются в формованной несущей ленте с размерами: шаг кармана 8мм, ширина ленты 12мм. Каждая катушка содержит 2000 штук. Размеры катушки: диаметр 7 дюймов, диаметр ступицы 13мм, ширина катушки 50мм.

6.2 Расшифровка маркировки

Маркировка на упаковке включает несколько кодов: Номер продукта заказчика (CPN), Номер продукта (P/N), Количество в упаковке (QTY), Ранг силы света (CAT), Ранг цветности/доминирующей длины волны (HUE), Ранг прямого напряжения (REF) и Номер партии (LOT No). Эта информация о сортировке позволяет при необходимости выбирать светодиоды с более узкими диапазонами параметров.

7. Рекомендации по применению

7.1 Типичные сценарии применения

• Подсветка:Идеален для подсветки приборных панелей, переключателей, клавиатур и символов благодаря широкому углу обзора и компактным размерам.
• Телекоммуникационное оборудование:Индикаторы состояния и подсветка для телефонов, факсов и сетевого оборудования.
• Подсветка ЖК-дисплеев:Может использоваться в массивах для боковой подсветки небольших ЖК-панелей.
• Общее индикаторное применение:Индикаторы состояния, световые индикаторы питания и декоративная подсветка в потребительской электронике, бытовой технике и промышленных системах управления.

7.2 Соображения при проектировании

• Схема управления:Всегда используйте последовательный резистор. Рассчитайте его номинал по формуле R = (V_{питания}- V_F) / I_F. Для красного и синего светодиодов используйте отдельные расчеты из-за разного V_F.
• Тепловой режим:Убедитесь, что печатная плата имеет достаточный теплоотвод, особенно если светодиоды работают близко к максимальному току или в условиях высокой температуры окружающей среды. Избегайте размещения рядом теплообразующих компонентов.
• Защита от ESD:Реализуйте защиту от электростатических разрядов на входных линиях и обеспечьте заземленную рабочую среду при обращении, особенно для чувствительного синего чипа (BH).
• Оптическая конструкция:Прозрачная линза обеспечивает широкий угол обзора. Для получения более направленного света могут потребоваться внешние линзы или световоды.

8. Техническое сравнение и отличительные особенности

Ключевыми отличительными особенностями модели 19-226 в своем классе являются еемногоцветность в одном корпусеиполное соответствие экологическим нормам(без свинца, без галогенов, RoHS, REACH). Сочетание высокоэффективного красного чипа AlGaInP и стандартного синего чипа InGaN в одном миниатюрном SMD-корпусе предлагает гибкость проектирования для двухцветных индикаторов без увеличения занимаемой площади на плате. Его совместимость с автоматическим монтажом и стандартными процессами пайки оплавлением соответствует требованиям современного массового производства, предоставляя экономически эффективное решение для серийной электроники.

9. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В1: Могу ли я питать красный и синий светодиоды от одного источника питания и одного резистора?

О: Не оптимально. Из-за значительной разницы в типичных прямых напряжениях (2.0В против 3.3В) использование общего резистора приведет к сильно различающимся токам через каждый светодиод, в результате чего один будет тусклым, а другой может быть перегружен. Рекомендуются отдельные токоограничивающие цепи.

В2: Почему стойкость к ESD у синего светодиода намного ниже, чем у красного?

О: Синий светодиод BH использует полупроводниковый материал InGaN, который, как правило, имеет более чувствительный p-n переход и более тонкие активные слои по сравнению с материалом AlGaInP красного светодиода R6, что делает его более уязвимым к повреждениям от электростатического разряда.

В3: Что произойдет, если превысить "время жизни на производстве" в 7 дней после вскрытия влагозащитного пакета?

О: Корпус светодиода может поглощать влагу из воздуха. При последующей пайке оплавлением эта влага может быстро превратиться в пар, вызывая внутреннее расслоение или растрескивание ("эффект попкорна"). Чтобы предотвратить это, требуется "просушка" в течение 24 часов при 60°C для удаления влаги перед пайкой.

В4: Как интерпретировать "ранг" (CAT) силы света на маркировке?

О: Ранг указывает, в какой предопределенный диапазон яркости попадает данный светодиод. Это позволяет производителям выбирать светодиоды с гарантированной минимальной яркостью для обеспечения единообразия в своих продуктах, хотя конкретные границы диапазонов в данной публичной спецификации не приводятся.

10. Практический пример использования

Сценарий: Проектирование двухцветного индикатора состояния для потребительского маршрутизатора.

Устройству нужен один светодиод для отображения питания (постоянный синий) и сетевой активности (мигающий красный). 19-226 — идеальный выбор. Конструкция будет включать две отдельные цепи управления (например, выводы GPIO микроконтроллера), каждая со своим последовательным резистором, рассчитанным на ток 20мА. Для источника питания 5В: R_синий= (5В - 3.3В) / 0.020А = 85 Ом (используйте стандартное значение 82Ω или 100Ω). R_{красный}= (5В - 2.0В) / 0.020А = 150 Ом (используйте 150Ω). Компактный размер позволяет разместить его рядом с портом RJ45. Широкий угол обзора 120 градусов гарантирует видимость статуса с разных углов. Из-за чувствительного синего чипа при сборке должны соблюдаться строгие процедуры защиты от ESD.

11. Введение в принцип работы

Светодиоды (LED) — это полупроводниковые устройства, излучающие свет посредством электролюминесценции. Когда прямое напряжение прикладывается к p-n переходу, электроны из n-области рекомбинируют с дырками из p-области в активном слое. Этот процесс рекомбинации высвобождает энергию в виде фотонов (света). Конкретная длина волны (цвет) излучаемого света определяется шириной запрещенной зоны используемого полупроводникового материала. Чип R6 использует структуру из фосфида алюминия-галлия-индия (AlGaInP), которая эффективна для получения красного и янтарного света. Чип BH использует нитрид индия-галлия (InGaN), который обычно применяется для синих, зеленых и белых светодиодов. Корпус из прозрачной эпоксидной смолы служит для защиты полупроводникового чипа, обеспечивает механическую поддержку проводных соединений и действует как первичная линза для формирования светового потока.

12. Технологические тренды и контекст

Модель 19-226 представляет собой зрелый продукт на рынке SMD светодиодов. Современные отраслевые тенденции сосредоточены на нескольких ключевых областях, выходящих за рамки характеристик данного устройства:Повышение эффективности (лм/Вт):Новые конструкции чипов и материалы продолжают повышать световую отдачу.Улучшение индекса цветопередачи (CRI):Особенно для белых светодиодов и осветительных приборов.Миниатюризация:Еще меньшие размеры корпусов (например, 01005, микро-светодиоды) для сверхвысокоплотных дисплеев.Интегрированные драйверы:Светодиоды со встроенными драйверами постоянного тока или управляющими схемами ("умные" светодиоды).Улучшенные тепловые характеристики:Корпуса, спроектированные для лучшего отвода тепла, что позволяет использовать более высокие токи и увеличивает срок службы.Расширение диапазона длин волн:Разработка более эффективных глубоко-УФ и инфракрасных светодиодов для применений в сенсорике и стерилизации. Хотя 19-226 может не включать в себя последние достижения в пиковой эффективности, сочетание надежной работы, двухцветного выхода, прочного корпуса и полного соответствия глобальным экологическим стандартам обеспечивает его актуальность в широком спектре экономически эффективных, массовых приложений для индикации и подсветки.