Техническая документация на SMD светодиод 19-219/T7D-AV1W1E/3T - Размер 1.6x0.8x0.77мм - Напряжение 2.75-3.65В - Мощность 110мВт - Чистый белый

1. Обзор продукта

19-219/T7D-AV1W1E/3T — это компактный светодиод для поверхностного монтажа, предназначенный для современных электронных приложений, требующих надежной индикации или подсветки при минимальных габаритах.

1.1 Ключевые преимущества и позиционирование

Данный светодиодный компонент обладает значительными преимуществами по сравнению с традиционными светодиодами в корпусах с выводами. Его основное преимущество — чрезвычайно малый размер, что позволяет проектировать печатные платы меньшего размера, повышать плотность компоновки компонентов, сокращать требования к складским площадям и, в конечном итоге, создавать более компактное оборудование для конечного пользователя. Малый вес корпуса для поверхностного монтажа делает его особенно подходящим для миниатюрных и портативных применений, где вес и пространство являются критическими ограничениями.

1.2 Целевые рынки и области применения

SMD светодиод 19-219 универсален и находит применение в нескольких ключевых областях:

• Телекоммуникационное оборудование:Используется в качестве индикаторов состояния и для подсветки клавиш или дисплеев в телефонах и факсимильных аппаратах.
• Технологии отображения:Идеально подходит для плоской подсветки жидкокристаллических дисплеев (ЖКД), а также для подсветки переключателей и символов на панелях управления.
• Общее назначение для индикации:Подходит для широкого спектра потребительской и промышленной электроники, где требуется небольшой, яркий и надежный индикаторный свет.

2. Подробный анализ технических характеристик

В этом разделе представлен подробный объективный анализ ключевых технических параметров светодиода, которые необходимы для правильного проектирования схемы и обеспечения надежности.

2.1 Предельно допустимые параметры

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа в этих условиях или при их превышении не гарантируется и должна быть исключена для обеспечения надежной работы.

• Обратное напряжение (V_R):5 В. Превышение этого напряжения при обратном смещении может вызвать пробой p-n перехода.
• Постоянный прямой ток (I_F):25 мА. Максимальный постоянный ток, который можно непрерывно подавать.
• Пиковый прямой ток (I_FP):100 мА. Допустим только в импульсном режиме со скважностью 1/10 на частоте 1 кГц.
• Рассеиваемая мощность (P_d):110 мВт. Максимальная мощность, которую корпус может рассеивать при температуре окружающей среды (T_a) 25°C.
• Электростатический разряд (ЭСР) по модели человеческого тела (HBM):1000 В. Указывает на средний уровень чувствительности к ЭСР; требуются соответствующие процедуры обращения.
• Рабочая температура (T_opr):от -40 до +85 °C. Диапазон температуры окружающей среды, в котором гарантируется работа устройства.
• Температура хранения (T_stg):от -40 до +90 °C.
• Температура пайки:Устройство выдерживает групповую пайку оплавлением с пиковой температурой 260°C до 10 секунд или ручную пайку при 350°C до 3 секунд на вывод.

2.2 Электрооптические характеристики

Это типичные параметры, измеренные при стандартной температуре окружающей среды 25°C. Они имеют решающее значение для прогнозирования поведения светодиода в приложении.

• Сила света (I_v):Диапазон от минимальных 715 мкд до максимальных 1420 мкд при стандартном испытательном токе 20 мА. Конкретное значение определяется кодом бина (V1, V2, W1).
• Угол обзора (2θ_1/2):Широкий типичный угол обзора 130 градусов, обеспечивающий широкую диаграмму направленности, подходящую для освещения областей и индикаторов.
• Прямое напряжение (V_F):Диапазон от 2.75 В до 3.65 В при 20 мА. Точный диапазон задается кодом бина прямого напряжения (5, 6, 7). Этот параметр критически важен для проектирования токоограничивающей цепи.
• Обратный ток (I_R):Максимум 50 мкА при обратном смещении 5 В.

Важные примечания:В техническом описании указан допуск ±11% для силы света и ±0.05В для прямого напряжения для биновых значений.

3. Объяснение системы бинов

Для обеспечения стабильности производства светодиоды сортируются на "бины" по ключевым параметрам производительности. Это позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным требованиям к яркости и электрическим характеристикам.

3.1 Биннинг по силе света

Светодиоды классифицируются на три бина в зависимости от измеренной силы света при 20 мА:

• Бин V1:от 715 мкд (Мин.) до 900 мкд (Макс.)
• Бин V2:от 900 мкд (Мин.) до 1120 мкд (Макс.)
• Бин W1:от 1120 мкд (Мин.) до 1420 мкд (Макс.)

3.2 Биннинг по прямому напряжению

Светодиоды также сортируются по падению прямого напряжения при 20 мА:

• Бин 5:от 2.75 В (Мин.) до 3.05 В (Макс.)
• Бин 6:от 3.05 В (Мин.) до 3.35 В (Макс.)
• Бин 7:от 3.35 В (Мин.) до 3.65 В (Макс.)

3.3 Биннинг по цветовым координатам

Для обеспечения цветовой однородности белый свет определяется координатами цветности на диаграмме CIE 1931. В техническом описании определено шесть бинов (от 1 до 6), каждый из которых задает четырехугольную область на цветовом графике, определяемую четырьмя парами координат (x, y). Это гарантирует, что излучаемый белый свет попадает в контролируемое цветовое пространство. Допуск для этих координат составляет ±0.01.

4. Анализ характеристических кривых

Техническое описание включает несколько типичных характеристических кривых, иллюстрирующих, как производительность светодиода изменяется в зависимости от условий эксплуатации.

4.1 Спектральное распределение

На графике показана относительная сила света в зависимости от длины волны (λ). Для белого светодиода на основе InGaN с желтым люминофором (как указано в руководстве по выбору устройства) эта кривая обычно показывает синий пик от светодиодного кристалла и более широкий желтый пик от люминофора, которые в совокупности дают белый свет.

4.2 Зависимость прямого тока от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика)

Эта фундаментальная кривая показывает экспоненциальную зависимость между током, протекающим через светодиод, и напряжением на нем. Она подчеркивает, почему токоограничивающее устройство (например, резистор или драйвер постоянного тока) является обязательным, поскольку небольшое увеличение напряжения за точкой излома вызывает большое, потенциально разрушительное увеличение тока.

4.3 Зависимость силы света от прямого тока

Эта кривая демонстрирует, что световой выход, как правило, пропорционален прямому току, но зависимость может стать нелинейной при очень высоких токах из-за снижения эффективности и тепловых эффектов.

4.4 Зависимость силы света от температуры окружающей среды

Этот график имеет решающее значение для понимания тепловых характеристик. Он показывает, как сила света уменьшается с увеличением температуры окружающей среды (T_a). Разработчики должны учитывать это снижение в приложениях с высокой температурой окружающей среды.

4.5 Кривая снижения прямого тока

Эта кривая определяет максимально допустимый постоянный прямой ток в зависимости от температуры окружающей среды. При повышении температуры максимально безопасный ток должен быть уменьшен, чтобы предотвратить превышение пределов рассеиваемой мощности устройства и обеспечить долгосрочную надежность.

4.6 Диаграмма направленности излучения

Полярная диаграмма, иллюстрирующая пространственное распределение силы света, подтверждающая типичный угол обзора 130 градусов.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод 19-219 имеет компактные размеры для поверхностного монтажа. Ключевые размеры (в мм) включают:

• Длина: 1.6 ± 0.1
• Ширина: 0.8 ± 0.1
• Высота: 0.77 ± 0.1

Чертеж содержит виды сверху, сбоку и снизу с подробными размерами линзы, выводов и внутренней структуры.

5.2 Конструкция контактных площадок и идентификация полярности

Предоставлена рекомендуемая конфигурация контактных площадок для обеспечения надежной пайки и правильного теплового режима. Катодная площадка четко обозначена на схеме (обычно помечена выемкой, зеленым треугольником на ленте или другой формой площадки). Рекомендуемые размеры площадки составляют 0.8мм x 0.55мм, но указаны как справочные, которые могут быть изменены в зависимости от конкретных требований к проектированию печатной платы.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

Правильное обращение и пайка жизненно важны для надежности компонентов для поверхностного монтажа.

6.1 Профиль групповой пайки оплавлением

Указан подробный температурный профиль для 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/секунду.
• Скорость охлаждения:Максимум 3°C/секунду.

Критическое примечание:Групповую пайку оплавлением не следует выполнять на одном и том же устройстве более двух раз.

6.2 Ручная пайка

Если необходима ручная пайка, температура жала паяльника должна быть ниже 350°C, а время контакта на вывод не должно превышать 3 секунд. Рекомендуется паяльник мощностью 25 Вт или менее. Между пайкой каждого вывода следует выдерживать минимальный интервал в 2 секунды, чтобы предотвратить тепловой удар.

6.3 Хранение и чувствительность к влаге

Светодиоды упакованы в влагозащитный барьерный пакет с осушителем.

• До вскрытия:Хранить при температуре ≤ 30°C и относительной влажности (ОВ) ≤ 90%.
• После вскрытия (срок хранения на производстве):1 год при температуре ≤ 30°C и ОВ ≤ 60%. Неиспользованные детали следует повторно герметизировать в влагозащитной упаковке.
• Прогрев (сушка):Если индикатор осушителя показывает поглощение влаги или превышено время хранения, перед использованием необходимо прогреть при 60 ± 5°C в течение 24 часов.

6.4 Критически важные меры предосторожности

• Защита от перегрузки по току:Внешний токоограничивающий резистор или схемаабсолютно обязательны. Экспоненциальная ВАХ светодиода означает, что небольшое изменение напряжения вызывает большое изменение тока, что приводит к мгновенному перегоранию без защиты.
• Механические нагрузки:Избегайте приложения нагрузок к корпусу светодиода во время пайки или окончательной сборки. Не деформируйте печатную плату после пайки.
• Ремонт:Ремонт после пайки крайне не рекомендуется. Если это неизбежно, необходимо использовать специализированный двусторонний паяльник для одновременного нагрева обоих выводов, чтобы предотвратить механическую нагрузку на паяные соединения.
• Меры предосторожности от ЭСР:Продукт чувствителен к электростатическому разряду. Используйте соответствующие процедуры обращения с защитой от ЭСР на протяжении всего производственного процесса.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификация на ленте и в катушке

Светодиоды поставляются в стандартной для отрасли 8-миллиметровой тисненой транспортной ленте, намотанной на катушку диаметром 7 дюймов. Каждая катушка содержит 3000 штук. Предоставлены подробные размеры карманов транспортной ленты и катушки.

7.2 Расшифровка маркировки

Этикетка на катушке содержит несколько кодов, необходимых для прослеживаемости и проверки:

• CPN:Номер продукта заказчика
• P/N:Номер продукта производителя (например, 19-219/T7D-AV1W1E/3T)
• QTY:Количество в упаковке
• CAT:Ранг силы света (например, V1, W1)
• HUE:Координаты цветности и ранг доминирующей длины волны (например, Бин 1-6)
• REF:Ранг прямого напряжения (например, Бин 5-7)
• LOT No:Производственный номер партии для прослеживаемости.

8. Особенности проектирования приложений

8.1 Проектирование схемы

При интеграции этого светодиода наиболее важным шагом является расчет последовательного токоограничивающего резистора. Значение резистора (R_s) можно приблизительно рассчитать по закону Ома: R_s= (V_{питания}- V_F) / I_F. Используйте максимальное значение V_Fиз выбранного бина (или абсолютный максимум 3.65В для консервативного проектирования) и желаемый ток накала (не превышающий 25 мА постоянного тока). Всегда рассчитывайте также мощность резистора: P_R= (I_F)²* R_s.

8.2 Тепловой режим

Несмотря на малые размеры, светодиод выделяет тепло. Для оптимального срока службы и стабильного светового потока:

• Соблюдайте кривую снижения прямого тока при высоких температурах окружающей среды.
• Убедитесь, что печатная плата имеет достаточную площадь меди, соединенную с тепловыми площадками (если есть) или дорожками катода/анода, чтобы они служили радиатором.
• Избегайте размещения светодиода рядом с другими теплообразующими компонентами.

8.3 Оптическая интеграция

Широкий угол обзора 130 градусов делает его подходящим для приложений, требующих широкого и равномерного освещения. Для более сфокусированного света могут потребоваться внешние линзы или световоды. Желтая рассеивающая смола способствует достижению более однородного внешнего вида.

9. Техническое сравнение и отличительные особенности

Светодиод 19-219 отличается в первую очередь сочетанием очень малого форм-фактора (размеры 1.6x0.8мм) и относительно высокой силы света (до 1420 мкд). По сравнению с более крупными SMD светодиодами (например, 3528, 5050) он обеспечивает превосходную экономию пространства. По сравнению с еще более мелкими чип-светодиодами он может предлагать более удобное обращение и пайку благодаря определенному корпусу. Его соответствие стандартам RoHS, REACH и бесгалогенным стандартам делает его пригодным для глобальных рынков со строгими экологическими нормами.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

10.1 Почему токоограничивающий резистор абсолютно необходим?

Прямое напряжение (V_F) светодиода не является фиксированным значением, как у батареи; оно имеет допуск и отрицательный температурный коэффициент (уменьшается при нагреве перехода). Подключение светодиода непосредственно к источнику напряжения даже немного выше его V_Fвызовет неконтролируемый рост тока (тепловой разгон), мгновенно разрушающий устройство. Резистор обеспечивает линейную, предсказуемую зависимость между напряжением питания и током.

10.2 Можно ли питать этот светодиод от источника 3.3В?

Возможно, но требуется тщательное проектирование. Поскольку диапазон V_Fсоставляет от 2.75В до 3.65В, светодиод из бина 7 (V_F3.35-3.65В) может вообще не загореться при 3.3В или будет очень тусклым. Светодиод из бина 5 (V_F2.75-3.05В) будет работать, но запас по напряжению (3.3В - V_F) очень мал, что делает ток чрезвычайно чувствительным к вариациям V_Fи напряжения питания. Для стабильной работы при напряжении питания, близком к V_F.

10.3 Что означают коды бинов (например, W1, 6) для моего приложения?

Коды бинов обеспечивают однородность в пределах производственной партии. Если ваш проект требует одинаковой яркости для нескольких светодиодов, вы должны указывать светодиоды из одного бина силы света (например, все W1). Если в вашей схеме жесткие допуски по напряжению, указание бина прямого напряжения (например, все Бин 6) обеспечивает схожее электрическое поведение. Для приложений, критичных к цвету, указание бина цветности является обязательным.

11. Пример проекта и использования

Сценарий: Проектирование панели индикации состояния для компактного модуля IoT-датчика.

Модуль имеет ограниченное пространство на печатной плате и питается от USB-соединения 5В. Требуется три светодиода состояния: Питание (постоянный), Передача данных (мигающий) и Ошибка (мигающий).

1. Выбор компонентов:Светодиод 19-219 выбран из-за его крошечных размеров, что позволяет разместить все три светодиода в ряд на краю небольшой печатной платы.
2. Проектирование схемы:Напряжение питания 5В. Целевой стандартный ток накала 20 мА и использование максимального V_F3.65В для консервативного проектирования: R_s= (5В - 3.65В) / 0.020А = 67.5Ω. Ближайшее стандартное значение резистора с допуском 1% — 68Ω. Рассеиваемая мощность: P = (0.020^2)*68 = 0.0272Вт, поэтому стандартный резистор 1/10Вт (0.1Вт) более чем достаточен.
3. Разводка печатной платы:Используется рекомендуемая конфигурация контактных площадок. Вокруг каждого светодиода поддерживается небольшая запретная зона для предотвращения засветки. Катодные площадки подключены к земляной полигоне для небольшого улучшения теплоотвода.
4. Программное управление:Светодиоды управляются выводами GPIO микроконтроллера. Функции мигания реализованы в прошивке с соответствующими задержками.
5. Результат:Достигнута надежная, яркая и компактная система индикации. Заказ всех светодиодов из одного бина силы света (например, V2) гарантирует визуальную однородность.

12. Введение в принцип работы технологии

Светодиод 19-219 генерирует белый свет с использованием распространенного и эффективного метода для SMD светодиодов. Основой устройства является полупроводниковый кристалл из нитрида индия-галлия (InGaN), который излучает свет в синей области спектра при прохождении через него электрического тока (электролюминесценция). Этот синий светодиодный кристалл инкапсулирован в корпусе, заполненном прозрачной эпоксидной смолой, легированной желтым люминофором. Часть синего света от кристалла поглощается люминофором, который затем переизлучает его в виде желтого света. Оставшийся непоглощенный синий свет смешивается с излучаемым желтым светом, и человеческий глаз воспринимает эту комбинацию как белый свет. Конкретные соотношения люминофора и свойства синего кристалла определяют точную цветовую температуру (холодный белый, чистый белый, теплый белый) и координаты цветности излучаемого света.

13. Тенденции и развитие отрасли

Рынок SMD светодиодов, таких как 19-219, продолжает развиваться. Ключевые тенденции включают:

• Повышение эффективности (люмен на ватт):Постоянные улучшения в технологии кристаллов InGaN и составах люминофоров приводят к более высокой световой отдаче, что означает более яркий световой поток при той же потребляемой электрической мощности.
• Миниатюризация:Стремление к уменьшению конечных продуктов стимулирует разработку светодиодов с еще меньшими размерами и высотой при сохранении или улучшении оптических характеристик.
• Улучшение цветопередачи и однородности:Достижения в технологии люминофоров и более жесткие процессы бининга позволяют получать светодиоды с более высокими значениями индекса цветопередачи (CRI) и более стабильным цветом от партии к партии, что критически важно для подсветки дисплеев и архитектурного освещения.
• Интеграция и интеллектуальные функции:Хотя это дискретный компонент, общая тенденция в отрасли направлена на интегрированные светодиодные модули, которые могут включать драйверы, контроллеры и интерфейсы связи (например, I2C) в одном корпусе.
• Фокус на устойчивое развитие:Соответствие экологическим нормам (RoHS, REACH, бесгалогенные) теперь является стандартным требованием, и все больше внимания уделяется возможности переработки материалов и сокращению использования редкоземельных элементов в люминофорах.