Техническая спецификация SMD светодиода 19-217/GHC-YR1S2/3T - Ярко-зеленый - Угол обзора 120° - Тип. напряжение 3.3В - 20мА

1. Обзор продукта

19-217/GHC-YR1S2/3T — это светодиод для поверхностного монтажа (SMD), предназначенный для современных электронных приложений, требующих компактных размеров, высокой надежности и эффективной сборки. Этот компонент представляет собой значительный прогресс по сравнению с традиционными светодиодами в корпусах с выводами, позволяя существенно сократить занимаемую площадь на плате, увеличить плотность компоновки и, в конечном итоге, способствуя миниатюризации конечного оборудования. Его легкая конструкция делает его особенно подходящим для применений, где пространство и вес являются критическими ограничениями.

Светодиод излучает ярко-зеленый свет, достигаемый за счет полупроводникового чипа InGaN (нитрид индия-галлия), инкапсулированного в прозрачную смолу. Такое сочетание обеспечивает высокую силу света и отличную чистоту цвета. Устройство поставляется на стандартной 8-миллиметровой ленте, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов, что гарантирует полную совместимость с высокоскоростным автоматическим оборудованием для установки компонентов, используемым в современном электронном производстве.

1.1 Ключевые преимущества и соответствие стандартам

Продукт предлагает несколько ключевых преимуществ, соответствующих современным производственным и экологическим стандартам:

• Миниатюризация:Корпус SMD значительно меньше, чем альтернативы с выводами, что напрямую позволяет создавать более компактные конструкции печатных плат и достигать более высокой плотности компонентов.
• Пригодность для автоматизации:Поставляемый на ленте и катушке, он полностью совместим с автоматизированными процессами сборки, снижая трудозатраты и повышая точность установки.
• Экологическое соответствие:Устройство изготовлено как бессвинцовый компонент. Оно спроектировано так, чтобы оставаться соответствующим директиве ЕС об ограничении использования опасных веществ (RoHS).
• REACH и отсутствие галогенов:Продукт соответствует регламенту ЕС REACH в отношении химических веществ. Он также классифицируется как не содержащий галогенов, с содержанием брома (Br) и хлора (Cl) менее 900 ppm каждый, а их общее количество — менее 1500 ppm.
• Совместимость с процессами пайки:Он подходит как для инфракрасной, так и для паровой фазовой пайки оплавлением, что обеспечивает гибкость в настройке производственной линии.

2. Подробный анализ технических параметров

В этом разделе представлен детальный объективный анализ электрических, оптических и тепловых характеристик светодиода, определенных в таблицах предельно допустимых параметров и электрооптических характеристик.

2.1 Предельно допустимые параметры

Эти параметры определяют пределы нагрузки, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа на этих пределах или за их пределами не рекомендуется.

• Постоянный прямой ток (I_F):25 мА. Это максимальный постоянный ток, который можно непрерывно подавать на анод светодиода.
• Пиковый прямой ток (I_FP):50 мА. Этот более высокий ток допустим только в импульсном режиме, а именно при скважности 1/10 и частоте 1 кГц. Превышение постоянного номинала, даже кратковременное в режиме постоянного тока, чревато катастрофическим отказом.
• Рассеиваемая мощность (P_d):95 мВт. Это максимальная мощность, которую корпус может рассеивать в виде тепла, рассчитываемая как прямое напряжение (V_F), умноженное на прямой ток (I_F). Конструкторы должны обеспечивать соблюдение рабочих условий в пределах этого лимита, учитывая температуру окружающей среды.
• Электростатический разряд (ESD):Модель человеческого тела (HBM) 150В. Это относительно низкая устойчивость к ЭСР. Строгие процедуры обращения с ЭСР (использование заземленных рабочих мест, браслетов и т.д.)необходимыво время сборки и обращения для предотвращения скрытых или немедленных повреждений.
• Температурные диапазоны:
  • Рабочая температура (T_opr): от -40°C до +85°C. Гарантируется работа устройства в этом диапазоне температуры окружающей среды.
  • Температура хранения (T_stg): от -40°C до +90°C.
• Температура пайки (T_sol):
  • Пайка оплавлением: Пиковая температура 260°C максимум в течение 10 секунд.
  • Ручная пайка: Температура жала паяльника не более 350°C максимум в течение 3 секунд на каждый вывод.

2.2 Электрооптические характеристики

Эти параметры, измеренные при стандартных условиях испытаний (температура окружающей среды 25°C и прямой ток 20мА), определяют производительность устройства.

• Сила света (I_v):Диапазон от минимум 112 мкд до максимум 285 мкд. Конкретное значение определяется кодом сортировки продукта (см. раздел 3). Типичное значение не указано, что подразумевает значительный разброс в производстве.
• Угол обзора (2θ_1/2):120 градусов (типичное). Это полный угол, при котором сила света падает до половины своего пикового значения. Угол 120° указывает на очень широкую диаграмму направленности, подходящую для применений, требующих широкого освещения или видимости под большими углами.
• Пиковая длина волны (λ_p):518 нм (типичное). Это длина волны, на которой спектральное распределение мощности достигает максимума.
• Доминирующая длина волны (λ_d):Диапазон от 520 нм до 535 нм. Это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом как цвет света. Она тесно связана с координатами цветности и также подвергается сортировке.
• Спектральная ширина (Δλ):35 нм (типичное). Это ширина излучаемого спектра на половине максимальной интенсивности (полная ширина на половине максимума - FWHM). Значение 35 нм характерно для относительно чистого зеленого цвета от чипа InGaN.
• Прямое напряжение (V_F):Диапазон от 2.7В (мин.) до 3.7В (макс.), с типичным значением 3.3В при I_F=20мА. Этот параметр имеет решающее значение для проектирования схемы, особенно для расчета значения токоограничивающего резистора: R = (V_{питания}- V_F) / I_F.
• Обратный ток (I_R):Максимум 50 мкА при приложении обратного напряжения (V_R) 5В. Светодиоды не предназначены для работы в обратном смещении, и этот параметр указывает на уровень утечки в таком состоянии.

Критическое примечание о допусках:В спецификации указан допуск по силе света ±11% и допуск по доминирующей длине волны ±1нм. Это неотъемлемые производственные вариации, которыми управляют с помощью системы сортировки, описанной далее.

3. Объяснение системы сортировки (бининг)

Для управления естественными вариациями в производстве полупроводников светодиоды сортируются (биннируются) по ключевым параметрам производительности. Это позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным требованиям приложения по яркости и цвету.

3.1 Сортировка по силе света

Светодиод классифицируется на четыре различных бина на основе измеренной силы света при 20мА. Код бина является частью кода заказа продукта (например, S2 в GHC-YR1S2/3T).

• Бин R1:112 мкд (Мин.) до 140 мкд (Макс.)
• Бин R2:140 мкд до 180 мкд
• Бин S1:180 мкд до 225 мкд
• Бин S2:225 мкд до 285 мкд

Выбор бина с более высоким кодом (например, S2) гарантирует более яркий светодиод, что может быть необходимо для применений в условиях высокой внешней освещенности или где критически важна максимальная видимость.

3.2 Сортировка по доминирующей длине волны

Цвет (оттенок) зеленого света контролируется путем сортировки по доминирующей длине волны. Это обеспечивает цветовую согласованность в партии светодиодов.

• Бин X:520 нм (Мин.) до 525 нм (Макс.) – Более зеленый, слегка более короткая длина волны.
• Бин Y:525 нм до 530 нм
• Бин Z:530 нм до 535 нм – Слегка более желтовато-зеленый, более длинная длина волны.

Конкретный бин (например, Y в GHC-YR1S2/3T) должен быть указан, когда цветовое соответствие между несколькими светодиодами важно для эстетики или функциональных требований приложения.

4. Анализ характеристических кривых

В спецификации приведены несколько типичных характеристических кривых, иллюстрирующих, как производительность светодиода изменяется в зависимости от рабочих условий. Понимание этих кривых является ключом к надежному проектированию.

• Относительная сила света в зависимости от прямого тока:Эта кривая показывает, что световой выход примерно пропорционален прямому току в типичном рабочем диапазоне. Однако работа светодиода выше его номинального тока приводит к сверхлинейному выделению тепла и падению эффективности, сокращая срок службы.
• Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Световой выход светодиода уменьшается с увеличением температуры перехода. Эта кривая количественно определяет это снижение. Для высоконадежных приложений или тех, которые работают в горячих средах, необходим тепловой менеджмент (достаточная площадь меди на печатной плате, возможное теплоотведение) для поддержания яркости.
• Прямое напряжение в зависимости от прямого тока:Это ВАХ диода. Она нелинейна, показывая типичную экспоненциальную зависимость. Напряжение резко возрастает после преодоления порога включения. Указанное V_Fпри 20мА — это рабочая точка на этой кривой.
• Спектральное распределение:Хотя это не подробный график, пиковая длина волны (518нм) и ширина полосы (35нм) определяют кривую примерно гауссовой формы, центрированную на зеленый свет.
• Диаграмма направленности:Полярная диаграмма подтверждает угол обзора 120°, показывая распределение, близкое к ламбертовскому, где интенсивность максимальна при 0° (перпендикулярно лицевой стороне светодиода) и симметрично спадает по бокам.

5. Механическая и упаковочная информация

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод имеет стандартный корпус SMD. Чертеж размеров предоставляет критические измерения для проектирования посадочного места на печатной плате, включая длину, ширину, высоту корпуса, а также расположение и размер контактных площадок. Соблюдение этих размеров необходимо для надежной пайки и правильного выравнивания во время автоматической сборки. Все неуказанные допуски составляют ±0,1 мм.

5.2 Определение полярности

Катод обычно маркируется на устройстве, часто зеленой точкой, выемкой на корпусе или контактной площадкой другой формы. Посадочное место на печатной плате должно включать соответствующий маркер полярности (например, контур шелкографии или точку), чтобы предотвратить неправильную установку. Подключение светодиода в обратном смещении, хотя и ограничено 5В согласно спецификации I_R, следует избегать при проектировании схемы.

6. Руководство по пайке и монтажу

Правильное обращение и пайка имеют решающее значение для достижения надежности, обещанной спецификациями компонента.

6.1 Хранение и чувствительность к влаге

Светодиоды упакованы в влагозащитный пакет с осушителем для предотвращения поглощения атмосферной влаги.

• Не открывайтевлагостойкий пакет до тех пор, пока компоненты не будут готовы к использованию на производственной линии.
• После вскрытия неиспользованные светодиоды должны храниться в среде с температурой 30°C или ниже и относительной влажностью 60% или ниже.
• "Время жизни"после вскрытия пакета составляет 168 часов (7 дней). Если они не используются в течение этого времени, их необходимо повторно прогреть в соответствии с указанным профилем (обычно 125°C в течение 24 часов) и повторно упаковать со свежим осушителем.Если индикатор осушителя изменил цвет (например, с синего на розовый), перед использованием требуется прогрев.
• 6.2 Профиль оплавления при пайке

Рекомендуемый профиль бессвинцовой пайки оплавлением имеет решающее значение для формирования надежных паяных соединений без повреждения светодиода.

Предварительный нагрев:

• Плавный подъем от окружающей температуры до 150-200°C за 60-120 секунд. Этот постепенный нагрев минимизирует тепловой удар.Выдержка/Предварительный оплав:
• Поддержание температуры между 150-200°C. Это позволяет печатной плате и компонентам термически выровняться и активирует флюс.Оплавление:
• Быстрый подъем (макс. 6°C/сек) в зону оплавления. Пиковая температура должна достигать выше 217°C (температура плавления типичного бессвинцового припоя) в течение 60-150 секунд.Абсолютный максимальный пиксоставляет 260°C, и время выше 255°C не должно превышать 30 секунд. Время на фактическом пике (например, 260°C) не должно превышать 10 секунд.Охлаждение:
• Контролируемое охлаждение с максимальной скоростью 3°C/сек для минимизации напряжения на паяных соединениях.Критические ограничения:

Оплавление не должно выполняться более двух раз.

1. Третий цикл оплавления может повредить внутренние проводные соединения светодиода или эпоксидную заливку.Избегайте механических нагрузок на светодиод во время фаз нагрева и охлаждения пайки.
2. Не деформируйте и не изгибайте печатную плату после пайки, так как это может привести к растрескиванию паяных соединений или самого светодиода.
3. 6.3 Ручная пайка и переделка

Ручная пайка допустима, но сопряжена с более высоким риском.

Используйте паяльник с регулировкой температуры, установленной на максимум 350°C.

• Нагревайте каждый вывод максимум в течение 3 секунд.
• Используйте паяльник мощностью 25 Вт или менее, чтобы избежать чрезмерной теплопередачи.
• Выдерживайте интервал охлаждения не менее 2 секунд между пайкой каждого вывода.
• Ремонт/переделка настоятельно не рекомендуется.
• Если это абсолютно неизбежно, используйте специализированный двусторонний паяльник, предназначенный для SMD-компонентов, чтобы одновременно нагревать оба вывода и снимать деталь без скручивания. Всегда проверяйте, не ухудшились ли характеристики светодиода после переделки.7. Информация об упаковке и заказе

7.1 Спецификации катушки и ленты

Продукт поставляется для автоматической сборки:

Несущая лента:

• Лента шириной 8 мм.Катушка:
• Катушка диаметром 7 дюймов (178 мм).Количество на катушке:
• 3000 штук.Предоставлены подробные чертежи размеров карманов несущей ленты и катушки для обеспечения совместимости с механизмами податчиков на установочных машинах.

7.2 Расшифровка этикетки

Этикетка на катушке содержит несколько ключевых идентификаторов:

P/N:

• Номер продукта производителя (например, 19-217/GHC-YR1S2/3T).CAT:
• Ранг силы света (код бина, например, S2).HUE:
• Координаты цветности и ранг доминирующей длины волны (цветовой бин, например, Y).REF:
• Ранг прямого напряжения.LOT No:
• Отслеживаемый номер партии.8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Благодаря широкому углу обзора, зеленому цвету и формату SMD этот светодиод хорошо подходит для:

Подсветка:

• Подсветка символов, значков или панелей на приборных панелях, панелях управления, переключателях и клавиатурах.Индикаторы состояния:
• Индикаторы питания, активности или режима в телекоммуникационном оборудовании (телефоны, факсы), потребительской электронике и компьютерной периферии.Подсветка ЖК-дисплеев:
• В качестве дискретного источника света для небольших плоских ЖК-панелей, где используется боковая подсветка.Индикация общего назначения:
• Любое применение, требующее компактного, надежного, яркого зеленого индикаторного света.8.2 Критические аспекты проектирования

Ограничение тока обязательно:

1. Светодиод — это устройство, управляемое током.Вы должны использовать последовательный токоограничивающий резистор.Прямое напряжение имеет диапазон (2.7В-3.7В). Небольшое увеличение напряжения питания выше Vможет вызвать большое, потенциально разрушительное увеличение тока, если он не ограничен резистором. Рассчитайте значение резистора, используя максимальное V_Fиз спецификации, чтобы обеспечить безопасную работу при любых условиях: R_Fmin_{= (V}питания_{- V}F_max_{) / I}F_desired_{Тепловой менеджмент:}.
2. Хотя рассеиваемая мощность мала (макс. 95мВт), работа при высоких температурах окружающей среды или высоких токах снизит световой выход и срок службы. Обеспечьте достаточную площадь меди на печатной плате, соединенную с тепловыми площадками светодиода (если есть) или дорожками катода/анода, чтобы они действовали как радиатор.Защита от ЭСР:
3. Реализуйте защиту от ЭСР на входных линиях, если светодиод подключен к портам, доступным пользователю (например, кнопки или разъемы). Всегда соблюдайте процедуры безопасного обращения с ЭСР во время сборки.9. Ограничения применения и примечание по надежности

В спецификацию включено важное предупреждение относительно высоконадежных приложений. Этот светодиод спроектирован и специфицирован для общего коммерческого и промышленного использования. Он может не подходить для применений, где отказ может привести к серьезным травмам, гибели людей или значительному материальному ущербу без дополнительной квалификации и, возможно, другого варианта продукта, предназначенного для таких сред.

Примеры таких ограниченных применений включают:

Военные и аэрокосмические системы (особенно критичные для полета).

• Автомобильные системы безопасности и защиты (например, индикаторы подушек безопасности, стоп-сигналы).
• Медицинское оборудование жизнеобеспечения или критической диагностики.
• Для этих приложений крайне важно проконсультироваться с производителем компонентов, чтобы обсудить конкретные требования, возможные снижения номинальных характеристик и наличие продуктов, квалифицированных по более высоким стандартам надежности (таким как AEC-Q100 для автомобильной промышленности). Настоящая спецификация гарантирует производительность только в пределах указанных характеристик, а не за их пределами или в не указанных условиях.

10. Часто задаваемые вопросы на основе технических параметров

В: Какое значение резистора мне использовать с питанием 5В?

О: Используя наихудший случай максимального V

3.7В и желаемый I_F20мА: R = (5В - 3.7В) / 0.020А = 65 Ом. Ближайшее стандартное значение — 68 Ом. Номинальная мощность резистора составляет (5В-3.3В)^2 / 68Ω ≈ 0.042Вт, поэтому стандартного резистора 1/8Вт (0.125Вт) достаточно._FВ: Могу ли я питать этот светодиод током 30мА для большей яркости?

О: Нет. Предельно допустимый параметр для постоянного прямого тока составляет 25мА. Работа при 30мА превышает этот номинал, что значительно сократит срок службы светодиода и может вызвать немедленный отказ из-за перегрева. Всегда работайте в пределах указанных ограничений.

В: Светодиод в моем конечном продукте тусклее, чем образец. Почему?

О> Распространенные причины: 1) Работа при более высокой температуре окружающей среды, чем 25°C, вызывающая падение интенсивности. 2) Использование значения резистора, которое приводит к более низкому фактическому прямому току. 3) Падение напряжения в линиях питания. 4) Выбор светодиода из бина с более низкой силой света (например, R1 вместо S2).

В: Как обеспечить одинаковый зеленый цвет на нескольких устройствах в моем продукте?

О> Вы должны указать и заказать светодиоды из одного бина доминирующей длины волны (например, все из бина Y). Смешивание бинов (X, Y, Z) приведет к видимым цветовым различиям между светодиодами.

11. Пример практического кейса внедрения

Сценарий:

Проектирование панели индикаторов состояния для сетевого маршрутизатора. На панели 10 одинаковых зеленых индикаторов "Связь активна".Выбор проектирования:

Согласованность яркости:

1. Чтобы все 10 индикаторов выглядели одинаково яркими, разработчик указывает в заказе на покупку самый высокий доступный бин силы света (S2: 225-285 мкд).Согласованность цвета:
2. Чтобы предотвратить ситуацию, когда один индикатор выглядит слегка более желтым или сине-зеленым, чем другой, разработчик также указывает один бин доминирующей длины волны (например, Бин Y).Проектирование схемы:
3. Внутреннее логическое питание маршрутизатора составляет 3.3В. Используя типичное V3.3В, падение напряжения на токоограничивающем резисторе было бы почти нулевым. Поэтому вместо простого резистора выбирается ИС драйвера светодиода с постоянным током, чтобы обеспечить стабильную яркость независимо от вариаций V_Fи повысить эффективность. Драйвер настроен на обеспечение тока 20мА._FРазводка печатной платы:
4. Посадочное место на печатной плате спроектировано точно в соответствии с чертежом размеров корпуса. Дополнительная медная заливка подключена к контактным площадкам светодиода на внутренних слоях, чтобы помочь в рассеивании тепла, так как корпус маршрутизатора может нагреваться.Сборка:
5. Светодиоды заказаны на 8-миллиметровой ленте и катушке. Производственная команда точно следует указанному профилю оплавления, обеспечивая, чтобы пиковая температура не превышала 260°C. Чувствительные к влаге устройства прогреваются перед использованием, поскольку процесс сборки печатной платы включает несколько проходов.Такой системный подход, основанный на глубоком понимании спецификации, приводит к созданию надежного, профессионально выглядящего продукта с равномерной работой индикаторов.

This systematic approach, based on a thorough understanding of the datasheet, results in a reliable, professional-looking product with uniform indicator performance.