Техническая спецификация SMD светодиода 19-22/R6 BHC-B01/2T - Корпус 2.0x1.25x0.8мм - Напряжение 1.7-3.25В - Мощность 40-60мВт - Красный/Синий

1. Обзор продукта

Серия 19-22 представляет собой компактное решение на основе SMD светодиодов, разработанное для применений на печатных платах с высокой плотностью монтажа. Это устройство с несколькими цветами предлагается в двух основных вариантах материала чипа: код R6, использующий AlGaInP для яркого красного свечения, и код BH, использующий InGaN для синего свечения. Корпус из смолы является прозрачным для обоих типов. Его значительно уменьшенная площадь по сравнению с компонентами с выводами позволяет создавать более компактные конструкции плат, обеспечивает более высокую плотность упаковки и, в конечном итоге, способствует миниатюризации конечного оборудования. Легкая конструкция также делает его идеальным для портативных и миниатюрных применений.

Ключевые преимущества включают совместимость с автоматическим оборудованием для установки и стандартными процессами пайки оплавлением (инфракрасной или паровой фазой). Продукт соответствует основным отраслевым стандартам: не содержит свинца (Pb-free), соответствует RoHS, соответствует EU REACH и не содержит галогенов (содержание брома <900 ppm, хлора <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Абсолютные максимальные значения

Все значения указаны при температуре окружающей среды (Ta) 25°C. Превышение этих пределов может привести к необратимому повреждению.

• Обратное напряжение (VR):5 В (для всех кодов).
• Прямой ток (IF):R6: 25 мА; BH: 10 мА.
• Пиковый прямой ток (IFP):Скважность 1/10 @ 1кГц. R6: 50 мА; BH: 40 мА.
• Рассеиваемая мощность (Pd):R6: 60 мВт; BH: 40 мВт. Этот параметр критически важен для управления тепловым режимом.
• Электростатический разряд (ESD) по модели человеческого тела (HBM):R6: 2000 В; BH: 150 В. Вариант BH (InGaN) значительно более чувствителен к ESD и требует строгих мер предосторожности при обращении.
• Рабочая температура (Topr):от -40°C до +85°C.
• Температура хранения (Tstg):от -40°C до +90°C.
• Температура пайки (Tsol):Оплавление: максимум 260°C в течение 10 секунд. Ручная пайка: максимум 350°C в течение 3 секунд на каждый вывод.

2.2 Электрооптические характеристики

Типичные значения измерены при Ta=25°C и IF=5мА, если не указано иное. Применяются допуски: Сила света ±11%, Доминирующая длина волны ±1нм, Прямое напряжение ±0.1В.

• Сила света (Iv):Минимум 14.5 мкд, Типично 20.0 мкд для кодов R6 и BH.
• Угол обзора (2θ1/2):Типично 130 градусов, что указывает на широкую диаграмму направленности.
• Пиковая длина волны (λp):R6: 632 нм (тип.); BH: 468 нм (тип.).
• Доминирующая длина волны (λd):R6: от 617.5 до 629.5 нм; BH: от 467.5 до 472.5 нм. Этот параметр используется для сортировки по цвету.
• Спектральная ширина полосы (Δλ):R6: 20 нм (тип.); BH: 25 нм (тип.).
• Прямое напряжение (VF):R6: от 1.70 до 2.25 В; BH: от 2.65 до 3.25 В. Более высокое напряжение для синего светодиода характерно для технологии InGaN.
• Обратный ток (IR):Измерено при VR=5В. R6: Макс. 10 мкА; BH: Макс. 50 мкА.

3. Объяснение системы сортировки

Светодиоды сортируются по корзинам на основе доминирующей длины волны для обеспечения цветовой однородности в пределах производственной партии.

3.1 Сортировка R6 (Красный)

• Корзина E4:617.5 нм ≤ λd < 621.5 нм
• Корзина E5:621.5 нм ≤ λd < 625.5 нм
• Корзина E6:625.5 нм ≤ λd < 629.5 нм

3.2 Сортировка BH (Синий)

• Корзина A10:467.5 нм ≤ λd < 470.0 нм
• Корзина A11:470.0 нм ≤ λd < 472.5 нм

Сила света также ранжируется (код CAT), а прямое напряжение ранжируется (код REF), что обеспечивает многопараметрическую систему выбора для точного соответствия требованиям проекта.

4. Анализ характеристических кривых

В спецификации приведены типичные характеристические кривые для варианта R6, дающие представление о производительности в различных условиях.

4.1 Относительная сила света в зависимости от прямого тока

Кривая показывает сублинейную зависимость. Интенсивность увеличивается с ростом тока, но начинает насыщаться при более высоких токах, что подчеркивает важность работы в пределах указанного диапазона IF для поддержания эффективности и долговечности.

4.2 Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды

Световой поток уменьшается с увеличением температуры окружающей среды. Это тепловое снижение номинальных характеристик является критическим фактором для конструкций, работающих в условиях повышенных температур или с ограниченным теплоотводом.

4.3 Прямое напряжение в зависимости от прямого тока

Эта ВАХ демонстрирует экспоненциальную зависимость, типичную для диодов. Прямое напряжение имеет отрицательный температурный коэффициент.

4.4 Спектральное распределение

Спектральный график для светодиода R6 показывает доминирующий пик около 632 нм (тип.) с определенной шириной полосы, подтверждая чистоту его монохроматического красного цвета.

5. Механическая информация и информация о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Корпус SMD 19-22 имеет номинальные размеры 2.0мм (длина) x 1.25мм (ширина) x 0.8мм (высота). На чертеже указаны допуски ±0.1мм, если не оговорено иное. Он включает детали линзы, индикатора катода и рекомендации по посадочному месту паяльной площадки для обеспечения правильной пайки и выравнивания.

5.2 Идентификация полярности

Корпус имеет визуальный маркер (обычно выемку или зеленую метку) на стороне катода. Правильную полярность необходимо соблюдать во время установки для обеспечения корректной работы схемы.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль пайки оплавлением

Указан профиль бессвинцовой пайки оплавлением:

• Предварительный нагрев: 150-200°C в течение 60-120 секунд.
• Время выше температуры ликвидуса (217°C): 60-150 секунд.
• Пиковая температура: максимум 260°C, выдержка не более 10 секунд.
• Скорость нагрева: Максимум 6°C/сек до 255°C; максимум 3°C/сек выше 255°C.

Пайку оплавлением не следует выполнять более двух раз.

6.2 Ручная пайка

Если необходима ручная пайка, температура жала паяльника должна быть ниже 350°C, воздействие не более 3 секунд на каждый вывод. Используйте паяльник мощностью 25Вт или менее. Соблюдайте минимальный интервал в 2 секунды между пайкой каждого вывода, чтобы предотвратить тепловой удар.

6.3 Хранение и чувствительность к влаге

Компоненты 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 влажности ≤60%.
• "Время жизни на производстве" после вскрытия пакета составляет 168 часов (7 дней).
• Если время жизни на производстве превышено или осушитель указывает на проникновение влаги, требуется прогрев при 60±5°C в течение 24 часов перед пайкой оплавлением.

6.4 Критические меры предосторожности

• Ограничение тока:Внешний последовательный резистор обязателен. Светодиоды являются устройствами с токовым управлением; небольшое изменение напряжения может вызвать большой всплеск тока, приводящий к немедленному выходу из строя.
• Избегание механических напряжений:Избегайте механических напряжений на корпус во время нагрева (пайки) и не деформируйте печатную плату после сборки.
• Ремонт:Ремонт после пайки не рекомендуется. Если это неизбежно, необходимо использовать специализированный двусторонний паяльник для одновременного нагрева обоих выводов, и заранее проверить влияние на характеристики светодиода.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификации на ленте и катушке

Светодиоды поставляются на несущей ленте шириной 8мм на катушках диаметром 7 дюймов. Каждая катушка содержит 2000 штук. Приведены детальные размеры карманов несущей ленты и катушки для обеспечения совместимости с автоматическим оборудованием для установки компонентов.

7.2 Расшифровка этикетки

Этикетка на катушке содержит несколько ключевых кодов:

• CPN: Номер детали заказчика.
• P/N: Номер детали производителя (например, 19-22/R6 BHC-B01/2T).
• QTY: Количество в упаковке.
• CAT: Ранг силы света.
• HUE: Цветовые координаты и ранг доминирующей длины волны (Код корзины).
• REF: Ранг прямого напряжения.
• LOT No: Прослеживаемый номер партии.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

• Подсветка:Индикаторы приборной панели, подсветка переключателей, подсветка клавиатур.
• Телекоммуникационное оборудование:Индикаторы состояния и подсветка в телефонах, факсимильных аппаратах.
• ЖК-дисплеи:Боковая или прямая подсветка для небольших монохромных или цветных ЖК-дисплеев.
• Общая индикация:Индикация питания, режимов, декоративная подсветка в компактной потребительской электронике.

8.2 Соображения при проектировании

• Схемотехника:Всегда включайте токоограничивающий резистор последовательно со светодиодом. Рассчитайте номинал резистора на основе напряжения питания (Vs), прямого напряжения светодиода (VF) при требуемом токе (IF) и требуемого тока: R = (Vs - VF) / IF. Для консервативного проектирования используйте максимальное значение VF из спецификации.
• Тепловой менеджмент:Убедитесь, что разводка печатной платы позволяет рассеивать тепло, особенно при работе, близкой к максимальному току, или в условиях высокой температуры окружающей среды. Избегайте размещения светодиодов рядом с другими теплообразующими компонентами.
• Защита от ESD:Внедрите меры защиты от электростатического разряда на сборочных линиях, особенно для чувствительного варианта BH (синий). Используйте заземленные рабочие места и браслеты.
• Оптическое проектирование:Широкий угол обзора 130 градусов обеспечивает хорошую видимость вне оси. Для сфокусированного света могут потребоваться внешние линзы или световоды.

9. Техническое сравнение и дифференциация

Серия 19-22 предлагает явные преимущества в определенных контекстах. По сравнению с более крупными выводными светодиодами, ее основное преимущество - экономия места и пригодность для автоматизированной сборки. В рамках сегмента SMD светодиодов ее размер 2.0x1.25мм является распространенным, предлагая баланс между световым потоком и миниатюризацией. Ключевым отличием этой конкретной детали является доступность двух различных полупроводниковых технологий (AlGaInP для красного, InGaN для синего) в одном механическом корпусе, что упрощает закупку и проектирование для многоцветных применений. Детальная система сортировки по длине волны и интенсивности позволяет добиться высокой цветовой однородности в производственных партиях, что критически важно для применений, таких как многосегментные индикаторы или массивы подсветки, где важна цветовая согласованность.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

10.1 Почему максимальный прямой ток различен для красного (R6) и синего (BH) светодиодов?

Разница обусловлена лежащими в основе полупроводниковыми материалами (AlGaInP против InGaN) и их соответствующими внутренними квантовыми эффективностями и тепловыми характеристиками. Чип AlGaInP в светодиоде R6 обычно может выдерживать более высокие плотности тока в рамках тех же тепловых ограничений корпуса, отсюда и более высокий номинальный ток (25мА против 10мА).

10.2 Почему стойкость к ESD у синего (BH) светодиода намного ниже, чем у красного (R6)?

Синие светодиоды на основе InGaN по своей природе более подвержены повреждению от электростатического разряда из-за свойств материала и более тонких активных слоев в структуре чипа. Рейтинг 150В по модели HBM классифицирует его как очень чувствительный, требующий процедур обращения с ESD класса 0.

10.3 Могу ли я питать этот светодиод без токоограничивающего резистора, если мой источник питания точно стабилизирован на прямом напряжении светодиода?

Нет, это категорически не рекомендуется и, скорее всего, приведет к выходу из строя.Прямое напряжение (VF) имеет допуск (±0.1В) и отрицательный температурный коэффициент (оно уменьшается при нагреве перехода). Даже небольшое избыточное напряжение или падение VF из-за нагрева может вызвать неконтролируемое увеличение тока, превышающее Абсолютное Максимальное Значение и разрушающее светодиод. Последовательный резистор обязателен для стабильной работы.

10.4 В чем разница между Пиковой длиной волны и Доминирующей длиной волны?

Пиковая длина волны (λp)— это длина волны, на которой спектральное распределение мощности максимально.Доминирующая длина волны (λd)— это длина волны монохроматического света, соответствующая воспринимаемому цвету светодиода. Для светодиодов с симметричным спектром они часто близки. Для спецификации цвета и сортировки стандартной метрикой является Доминирующая длина волны.

11. Практический пример проектирования и использования

Сценарий: Проектирование компактной панели индикации состояния с красными и синими светодиодами.

1. Выбор:Выберите 19-22/R6 для красного и 19-22/BH для синего, чтобы сохранить одинаковые габариты и профиль пайки.
2. Расчет схемы:Для источника питания 5В (Vs).
   • Красный (R6, используем макс. VF=2.25В, целевой IF=15мА): R = (5 - 2.25) / 0.015 ≈ 183 Ом. Используйте стандартный резистор 180 Ом или 200 Ом.
   • Синий (BH, используем макс. VF=3.25В, целевой IF=8мА): R = (5 - 3.25) / 0.008 ≈ 219 Ом. Используйте стандартный резистор 220 Ом.
   Проверьте, что рассеиваемая мощность на резисторах находится в пределах их номиналов.
3. Разводка печатной платы:Разместите светодиоды с правильной полярностью. Обеспечьте достаточное расстояние для теплоотвода, если несколько светодиодов сгруппированы. Следуйте рекомендуемой конфигурации посадочного места из чертежа корпуса.
4. Сборка:Храните компоненты в запечатанных пакетах до готовности производственной линии. Точно следуйте указанному профилю оплавления. После сборки избегайте изгиба печатной платы вблизи светодиодов.
5. Сортировка:Для однородного внешнего вида укажите узкие коды корзин (например, E5 для красного, A10 для синего) при заказе, особенно если несколько устройств будут просматриваться рядом.

12. Введение в принцип технологии

Светоизлучающие диоды (LED) — это полупроводниковые устройства, излучающие свет посредством электролюминесценции. Когда прямое напряжение прикладывается к p-n переходу, электроны и дырки рекомбинируют в активной области, высвобождая энергию в виде фотонов. Цвет (длина волны) излучаемого света определяется шириной запрещенной зоны используемого полупроводникового материала.

• R6 (AlGaInP):Фосфид алюминия-галлия-индия — это система материалов с прямой запрещенной зоной, подходящая для производства высокоэффективного света в красном, оранжевом и желтом спектре. Известна своей высокой яркостью и стабильностью.
• BH (InGaN):Нитрид индия-галлия — это система материалов, позволяющая создавать высокояркие синие, зеленые и белые светодиоды. Изменяя содержание индия, можно настраивать ширину запрещенной зоны. Синие светодиоды являются фундаментальным компонентом для создания белого света посредством преобразования люминофором.

Корпус SMD инкапсулирует крошечный полупроводниковый чип, обеспечивает электрические соединения через металлические выводы и использует прозрачную эпоксидную линзу для защиты чипа и формирования светового потока.

13. Тенденции развития технологии

Общая траектория для SMD светодиодов, таких как серия 19-22, сосредоточена на нескольких ключевых областях:

• Повышение эффективности (Люмен на Ватт):Постоянные улучшения внутренней квантовой эффективности и методов извлечения света приводят к более высокой силе света от тех же или меньших размеров чипа, снижая энергопотребление при заданном световом потоке.
• Улучшение цветовой однородности и передачи цвета:Достижения в эпитаксиальном росте и процессах сортировки позволяют добиться более жестких допусков на доминирующую длину волны и силу света, что критически важно для применений, требующих точного соответствия цветов.
• Повышенная надежность и срок службы:Исследования в области более прочных материалов корпуса, лучших тепловых интерфейсов и более стабильных полупроводниковых структур продолжают увеличивать среднее время наработки на отказ (MTBF), даже в сложных рабочих условиях.
• Миниатюризация:Стремление к уменьшению конечных продуктов подталкивает корпуса светодиодов к еще меньшим размерам при сохранении или улучшении оптических характеристик.
• Интеграция:Тенденции включают интеграцию нескольких светодиодных чипов (RGB) в один корпус или объединение светодиода с управляющими ИС (например, драйверами постоянного тока) для создания более интеллектуальных и простых в использовании компонентов.

Эти тенденции гарантируют, что такие фундаментальные компоненты, как SMD светодиод 19-22, будут продолжать развиваться, предлагая разработчикам лучшую производительность, надежность и гибкость.