Техническая спецификация SMD светодиода 19-21/T1D-CPQTY/3T - 1.9x2.1мм - 3.0В макс. - 40мВт - Чистый белый

1. Обзор продукта

SMD светодиод 19-21 представляет собой компактное устройство для поверхностного монтажа, предназначенное для современных электронных приложений, требующих надежной индикации или подсветки. Его основное преимущество заключается в значительно уменьшенной занимаемой площади по сравнению с традиционными светодиодами в корпусах с выводами, что позволяет достичь более высокой плотности компоновки на печатных платах, сократить занимаемое пространство при хранении и, в конечном итоге, способствует миниатюризации конечного оборудования. Легкая конструкция также делает его идеальным для портативных и ограниченных по пространству применений.

Этот светодиод является монохромным, излучает чистый белый свет и изготовлен из желтой рассеивающей смолы. Он полностью соответствует современным экологическим и производственным стандартам: не содержит свинца (Pb-free), соответствует директиве RoHS, регламенту ЕС REACH и не содержит галогенов (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Продукт поставляется на 8-миллиметровой ленте, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов, что обеспечивает полную совместимость с автоматическим оборудованием для установки компонентов (pick-and-place) и стандартными процессами пайки оплавлением (инфракрасной или паровой фазой).

2. Технические параметры: Подробное объективное описание

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 рекомендуется.

• Обратное напряжение (VR):5В. Превышение этого напряжения при обратном смещении может вызвать пробой p-n перехода.
• Прямой ток (IF):10мА. Максимальный рекомендуемый постоянный ток для надежной работы.
• Пиковый прямой ток (IFP):40мА при скважности 1/10 и частоте 1кГц. Этот параметр допускает кратковременные импульсы более высокого тока, что полезно в схемах мультиплексирования, но средняя рассеиваемая мощность должна контролироваться.
• Рассеиваемая мощность (Pd):40мВт. Максимальная мощность, которую корпус может рассеять при Ta=25°C, рассчитывается как VF * IF.
• Электростатический разряд (ESD) по модели HBM:150В. Этот рейтинг по модели человеческого тела указывает на умеренный уровень чувствительности к ЭСР; необходимы соответствующие процедуры обращения.
• Рабочая и температура хранения:-40°C до +85°C (рабочая) и -40°C до +90°C (хранение). Этот широкий диапазон обеспечивает функциональность в суровых условиях.
• Температура пайки:Профиль оплавления с пиком при 260°C не более 10 секунд; ручная пайка при 350°C не более 3 секунд на вывод.

2.2 Электрооптические характеристики

Эти параметры измерены при стандартных условиях испытаний Ta=25°C и IF=5мА, что обеспечивает базовые показатели производительности.

• Сила света (Iv):Диапазон от минимум 45.0 мкд до максимум 112.0 мкд, с указанием типичного значения. Допуск составляет ±11%.
• Угол обзора (2θ1/2):Типичный широкий угол обзора 110 градусов, характерный для светодиодов в рассеивающем корпусе.
• Прямое напряжение (VF):Диапазон от 2.60В до 3.00В при IF=5мА, с допуском ±0.05В. Этот параметр критически важен для расчета токоограничивающего резистора.
• Обратный ток (IR):Максимум 50 мкА при VR=5В. Устройство не предназначено для работы в режиме обратного смещения; этот тест предназначен только для характеристики тока утечки.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения постоянства цвета и яркости в производстве светодиоды сортируются по группам (бинам).

3.1 Сортировка по силе света

Определены две группы на основе минимальной силы света при IF=5мА:

• Код группы P:45 мкд (Мин.) до 72 мкд (Макс.).
• Код группы Q:72 мкд (Мин.) до 112 мкд (Макс.).

3.2 Сортировка по прямому напряжению

Определены четыре группы для прямого напряжения при IF=5мА:

• Код группы 28:2.6В до 2.7В
• Код группы 29:2.7В до 2.8В
• Код группы 30:2.8В до 2.9В
• Код группы 31:2.9В до 3.0В

3.3 Сортировка по координатам цветности

Точка белого цвета контролируется в пределах определенных областей на диаграмме цветности CIE 1931, определяемых четырьмя четырехугольными группами (Коды 1-4) с допуском ±0.01. Приведенные координаты определяют углы каждой группы, гарантируя, что излучаемый белый свет находится в предсказуемом цветовом пространстве.

4. Анализ характеристических кривых

Типичные характеристические кривые дают представление о поведении устройства в различных условиях.

• Относительная сила света в зависимости от прямого тока:Показывает нелинейную зависимость между током накачки и световым потоком. Интенсивность увеличивается с током, но может насыщаться на более высоких уровнях.
• Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Демонстрирует отрицательный температурный коэффициент светового потока. Сила света обычно уменьшается с ростом температуры перехода.
• Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика):Иллюстрирует экспоненциальную зависимость, что крайне важно для понимания динамического сопротивления и необходимости стабилизации тока.
• Кривая снижения прямого тока:Определяет максимально допустимый прямой ток как функцию температуры окружающей среды, чтобы гарантировать, что номинальная рассеиваемая мощность (Pd) не превышена.
• Спектральное распределение:Изображает спектральное распределение мощности белого света, обычно показывая пик синего светодиода в сочетании с более широким излучением желтого люминофора.
• Диаграмма направленности:Полярная диаграмма, визуализирующая пространственное распределение силы света, подтверждающая угол обзора 110 градусов.

5. Механическая информация и информация о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод имеет компактный SMD корпус с номинальными размерами. Катод идентифицируется специальной меткой на корпусе. Все неуказанные допуски составляют ±0.1мм. Точная длина, ширина и высота определены на размерном чертеже.

5.2 Идентификация полярности

На корпусе предусмотрена четкая маркировка катода для обеспечения правильной ориентации во время сборки печатной платы. Неправильная полярность предотвратит свечение светодиода и может подвергнуть его воздействию обратного напряжения.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Условия пайки

Рекомендуется профиль бессвинцовой пайки оплавлением: предварительный нагрев между 150-200°C в течение 60-120с, время выше 217°C (ликвидус) 60-150с, с пиковой температурой не выше 260°C максимум 10 секунд. Максимальная скорость нагрева составляет 6°C/сек, а скорость охлаждения - 3°C/сек. Пайку оплавлением не следует выполнять более двух раз. Избегайте механических нагрузок на светодиод во время нагрева и не деформируйте печатную плату после пайки.

6.2 Меры предосторожности при хранении и обращении

Светодиоды чувствительны к влаге (MSL). Ключевые меры предосторожности включают:

• Хранение:Не вскрывайте влагозащитный пакет до момента готовности к использованию. Храните невскрытые пакеты в прохладном, сухом месте.
• Время нахождения на производстве (Floor Life):После вскрытия используйте в течение 168 часов (7 дней), если хранение осуществляется при ≤30°C и ≤60% относительной влажности. В противном случае требуется повторная сушка при 60±5°C в течение 24 часов и повторная упаковка.
• Защита от ЭСР:Устройство имеет рейтинг ESD HBM 150В, что требует использования антистатических рабочих мест и процедур обращения.
• Ограничение тока:Внешний токоограничивающий резистор обязателен. Экспоненциальная ВАХ светодиода означает, что небольшое изменение напряжения вызывает большое изменение тока, что без надлежащего регулирования тока может привести к мгновенному перегоранию.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификации упаковки

Продукт поставляется во влагозащитной упаковке, состоящей из:

• Несущая лента:Ширина 8мм, намотанная на...
• Катушка:Диаметр 7 дюймов. Стандартное количество на катушке - 3000 штук.
• Влагозащитный пакет:Алюминиевый пакет, содержащий катушку, вместе с осушителем и индикаторной картой влажности.

Подробные размеры катушки и несущей ленты приведены со стандартным допуском ±0.1мм, если не указано иное.

7.2 Объяснение маркировки

Маркировка на упаковке включает коды для прослеживаемости и спецификации:

• CPN (Номер продукта заказчика)
• P/N (Номер продукта)
• QTY (Количество в упаковке)
• CAT (Ранг силы света, напр., P или Q)
• HUE (Ранг координат цветности и доминирующей длины волны, напр., 1-4)
• REF (Ранг прямого напряжения, напр., 28-31)
• LOT No (Номер партии для прослеживаемости)

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

• Подсветка:Идеально подходит для индикаторов приборной панели, подсветки переключателей и плоской подсветки ЖК-дисплеев и символов.
• Телекоммуникационное оборудование:Индикаторы состояния и подсветка клавиатуры в телефонах и факсимильных аппаратах.
• Общая индикация:Любое применение, требующее компактного, надежного источника белого света.

8.2 Соображения при проектировании

• Управление током:Всегда используйте последовательный резистор или драйвер постоянного тока. Рассчитайте значение резистора по формуле R = (Vпитания - VF) / IF, где VF следует выбирать из максимального значения группы (например, 3.0В) для безопасной конструкции.
• Тепловой менеджмент:Хотя мощность мала, при работе при высоких температурах окружающей среды или близко к максимальному току, согласно кривой снижения, обеспечьте достаточную площадь медной фольги на печатной плате или тепловые переходные отверстия.
• Оптическое проектирование:Угол обзора 110 градусов и рассеивающая смола обеспечивают широкий, мягкий рисунок излучения, подходящий для прямого наблюдения или световодов.

9. Техническое сравнение и дифференциация

Основное отличие светодиода 19-21 заключается в его балансе размера, производительности и надежности. По сравнению с более крупными SMD светодиодами (например, 3528) он обеспечивает значительную экономию пространства. По сравнению с более мелкими корпусами типа chip-scale, он проще в обращении и пайке с использованием стандартных процессов SMT. Его специфическая структура сортировки по интенсивности, напряжению и цветности позволяет проводить более точное системное проектирование и обеспечивать лучшую согласованность в массовом производстве по сравнению с несортированными или слабо сортированными аналогами.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

10.1 Почему токоограничивающий резистор обязателен?

Прямое напряжение светодиода имеет отрицательный температурный коэффициент и производственный разброс (группы 28-31). Прямое подключение к источнику фиксированного напряжения вызовет неконтролируемый ток, быстро превышающий абсолютный максимальный рейтинг 10мА и разрушающий устройство. Последовательный резистор обеспечивает простой, линейный метод регулирования тока.

10.2 Могу ли я питать этот светодиод от источника 5В?

Да, но последовательный резистор обязателен. Например, для целевого тока IF=5мА при наихудшем случае VF=3.0В: R = (5В - 3.0В) / 0.005А = 400 Ом. Подойдет стандартный резистор на 390 или 430 Ом. Всегда проверяйте фактический ток в рабочих условиях.

10.3 Что означает время нахождения на производстве 168 часов?

Это максимальное время, в течение которого светодиод может находиться в условиях производственной среды (≤30°C/60% относительной влажности) после вскрытия влагозащитного пакета, прежде чем поглощение влаги может вызвать повреждение (\"эффект попкорна\") во время пайки оплавлением. Если это время превышено, требуется сушка в течение 24 часов при 60°C для удаления влаги.

11. Практический пример проектирования и использования

Пример: Проектирование панели индикаторов состояния с равномерной яркостью.Для обеспечения визуальной согласованности между несколькими светодиодами на панели укажите более строгие требования к сортировке при заказе. Например, запросите все светодиоды из группы Q (более высокая интенсивность) и группы 29 (VF 2.7-2.8В). Использование драйвера постоянного тока, установленного на 5мА, вместо источника напряжения с резисторами, дополнительно минимизирует вариации яркости, вызванные небольшими различиями в прямом напряжении в партии, что приведет к идеально однородному внешнему виду.

12. Введение в принцип работы

Это белый светодиод с люминофорным преобразованием. Основой является полупроводниковый чип, обычно из нитрида индия-галлия (InGaN), который излучает синий свет при прямом смещении (электроны и дырки рекомбинируют в p-n переходе). Этот синий свет возбуждает желтое люминофорное покрытие (алюмоиттриевый гранат, YAG:Ce) внутри корпуса. Комбинация оставшегося синего света и широкополосного желтого излучения от люминофора приводит к восприятию белого света человеческим глазом. Желтая рассеивающая смола помогает рассеивать свет, создавая широкий угол обзора.

13. Технологические тренды

Тренд в SMD индикаторных светодиодах продолжается в сторону повышения эффективности (больше люмен на ватт), улучшения индекса цветопередачи (CRI) для белых светодиодов и еще меньших размеров корпусов при сохранении или улучшении тепловых характеристик. Также уделяется внимание повышению надежности и долговечности при более высоких токах накачки и рабочих температурах. Стандартизация сортировки и предоставление подробных технических данных, как видно в этой спецификации, отражают движение отрасли к более предсказуемым и удобным для проектирования компонентам для автоматизированного, крупносерийного производства.