SMD LED 23-23B Datenblatt - Mehrfarbig (Rot/Grün/Blau) - 3.2x2.8x1.9mm - 3.3V - 20mA - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die 23-23B ist eine kompakte, oberflächenmontierbare (SMD) LED, die für hochdichte Leiterplattenanwendungen konzipiert ist. Sie ist deutlich kleiner als herkömmliche LEDs mit Anschlussdrähten, ermöglicht so eine reduzierte Platinengröße, höhere Packungsdichte und letztendlich kleinere Endgeräte. Ihr leichtes Design macht sie ideal für Miniatur- und platzbeschränkte Anwendungen.

Die Serie ist in mehreren Farben durch unterschiedliche Chipmaterialien erhältlich: Brillantrot (Code R6, AlGaInP-Chip), Brillantgrün (Code GH, InGaN-Chip) und Blau (Code BH, InGaN-Chip). Alle Varianten verfügen über ein wasserklares Kunststoffgehäuse. Das Produkt entspricht wichtigen Industriestandards, einschließlich RoHS, EU REACH, und ist halogenfrei (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Es wird auf 8-mm-Trägerbändern auf 7-Zoll-Durchmesser-Spulen geliefert und ist mit Standard-Automatikbestückungsgeräten kompatibel.

2. Technische Parameter: Detaillierte objektive Interpretation

2.1 Absolute Maximalwerte

Alle Werte gelten bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C. Das Überschreiten dieser Grenzwerte kann zu dauerhaften Schäden führen.

• Sperrspannung (VR):5 V (alle Codes).
• Durchlassstrom (IF):25 mA für R6 (Rot), 20 mA für GH (Grün) und BH (Blau).
• Spitzendurchlassstrom (IFP):Tastverhältnis 1/10 @ 1kHz. 60 mA für R6, 75 mA für GH und BH.
• Verlustleistung (Pd):60 mW für R6, 95 mW für GH und BH.
• Elektrostatische Entladung (ESD) Human Body Model (HBM):2000 V für R6, 150 V für GH und BH. Dies zeigt, dass die rote LED eine höhere inhärente ESD-Robustheit aufweist.
• Betriebstemperatur (Topr):-40°C bis +85°C.
• Lagertemperatur (Tstg):-40°C bis +90°C.
• Löttemperatur (Tsol):Reflow-Löten: 260°C Spitze für maximal 10 Sekunden. Handlöten: 350°C für maximal 3 Sekunden pro Anschluss.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Typische Werte werden bei Ta=25°C mit IF=20mA gemessen, sofern nicht anders angegeben. Min/Max-Werte definieren die Spezifikationsgrenzen.

• Lichtstärke (Iv):
  • R6 (Rot): Typisch 100 mcd, Minimum 72 mcd.
  • GH (Grün): Typisch 200 mcd, Minimum 140 mcd.
  • BH (Blau): Typisch 65 mcd, Minimum 45 mcd.
  • Toleranz:±11%.
• Abstrahlwinkel (2θ1/2):Typisch 130 Grad (alle Codes).
• Spitzenwellenlänge (λp):
  • R6: 632 nm.
  • GH: 518 nm.
  • BH: 468 nm.
• Dominante Wellenlänge (λd):
  • R6: 624 nm.
  • GH: 525 nm.
  • BH: 470 nm.
• Spektrale Strahlungsbandbreite (Δλ):
  • R6: 20 nm.
  • GH: 35 nm.
  • BH: 25 nm.
• Durchlassspannung (VF) @ IF=20mA:
  • R6: 2,0V typ. (1,7V Min., 2,4V Max.)
  • GH/BH: 3,3V typ. (2,7V Min., 3,7V Max.)
• Sperrstrom (IR) @ VR=5V:
  • R6: 10 μA Max.
  • GH/BH: 50 μA Max.

3. Erklärung des Binning-Systems

Das Produkt verwendet ein umfassendes Kennzeichnungssystem für Rückverfolgbarkeit und Leistungssortierung, wie auf dem Spulenetikett angegeben.

• CAT:Bezeichnet die Lichtstärkeklasse.
• HUE:Gibt die Farbortkoordinaten & dominante Wellenlängenklasse an.
• REF:Spezifiziert die Durchlassspannungsklasse.
• LOT No:Eindeutige Losnummer für die Fertigungsrückverfolgbarkeit.

Dieses Binning ermöglicht es Entwicklern, LEDs mit eng gruppierten elektrischen und optischen Parametern für eine konsistente Leistung in ihrer Anwendung auszuwählen.

4. Analyse der Leistungskurven

Das Datenblatt enthält typische elektro-optische Kennlinien für jeden LED-Code (R6, GH, BH). Während die spezifischen Grafiken im Text nicht detailliert sind, zeigen solche Kurven typischerweise die Beziehung zwischen:

• Durchlassstrom (IF) vs. Durchlassspannung (VF):Zeigt die Dioden-IV-Kennlinie, entscheidend für das Treiberdesign.
• Durchlassstrom (IF) vs. Lichtstärke (Iv):Zeigt, wie die Lichtleistung mit dem Strom skaliert, und gibt Linearität und Sättigungspunkte an.
• Umgebungstemperatur (Ta) vs. relative Lichtstärke:Zeigt die Derating der Lichtleistung bei steigender Temperatur.
• Spektrale Verteilung:Stellt die relative abgegebene Leistung über die Wellenlängen dar und bestätigt Spitzen- und dominante Wellenlängen.

Diese Kurven sind wesentlich, um das Geräteverhalten unter nicht standardmäßigen Bedingungen (unterschiedliche Ströme, Temperaturen) zu verstehen und die Schaltungsauslegung zu optimieren.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED hat einen kompakten SMD-Fußabdruck. Wichtige Abmessungen (in mm, Toleranz ±0,1mm, sofern nicht anders angegeben) umfassen:

• Gesamtgröße: Etwa 3,2mm (L) x 2,8mm (B) x 1,9mm (H).
• Anschlusspadgröße und -abstand sind für zuverlässiges Löten definiert.
• Die Kathodenkennzeichnung ist typischerweise auf dem Gehäuse markiert.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Das Bauteil verfügt über eine Polaritätsmarkierung (wahrscheinlich eine Kerbe, Fase oder ein Punkt), um den Kathodenanschluss zu identifizieren. Die korrekte Ausrichtung ist während der Bestückung zwingend erforderlich, um eine ordnungsgemäße Funktion zu gewährleisten und Sperrspannungsschäden zu vermeiden.

6. Löt- und Bestückungsrichtlinien

6.1 Reflow-Lötparameter

Ein bleifreies (Pb-freies) Reflow-Profil ist spezifiziert:

• Vorwärmen:150–200°C für 60–120 Sekunden.
• Zeit über Liquidus (217°C):60–150 Sekunden.
• Spitzentemperatur:260°C maximal.
• Zeit bei Spitze:10 Sekunden maximal.
• Aufheizrate:Maximal 6°C/Sek. bis 255°C.
• Zeit über 255°C:Maximal 30 Sekunden.
• Abkühlrate:Maximal 3°C/Sek.
• Grenze:Reflow-Löten sollte nicht mehr als zweimal durchgeführt werden.

6.2 Handlöten

Falls Handlöten notwendig ist:

• Verwenden Sie einen Lötkolben mit einer Spitzentemperatur < 350°C.
• Wärme auf jeden Anschluss für ≤ 3 Sekunden anwenden.
• Verwenden Sie einen Kolben mit einer Leistung ≤ 25W.
• Halten Sie ≥ 2 Sekunden Pause zwischen dem Löten jedes Anschlusses ein.
• Seien Sie vorsichtig, da Schäden häufig beim Handlöten auftreten.

6.3 Lagerung und Feuchtigkeitsempfindlichkeit

Die Bauteile sind in feuchtigkeitsbeständigen Barrieretüten mit Trockenmittel verpackt.

• Vor dem Öffnen:Lagern bei ≤ 30°C und ≤ 90% r.F.
• Nach dem Öffnen:Die "Floor Life" beträgt 1 Jahr bei ≤ 30°C und ≤ 60% r.F. Unbenutzte Teile müssen in feuchtigkeitsdichter Verpackung wieder versiegelt werden.
• Trocknen (Baking):Wenn der Trockenmittelindikator die Farbe ändert oder die Lagerzeit überschritten wird, trocknen Sie die Teile vor der Verwendung bei 60 ±5°C für 24 Stunden.

6.4 Vorsichtsmaßnahmen

• Stromschutz:Ein externer strombegrenzender Widerstand ist zwingend erforderlich. Die LED ist ein stromgesteuertes Bauteil; eine kleine Spannungsänderung kann einen großen Stromstoß verursachen, der zum Durchbrennen führt.
• Spannungsvermeidung:Wenden Sie während des Erhitzens (Löten) oder durch Verziehen der Leiterplatte danach keine mechanische Spannung auf die LED an.
• Reparatur:Nach dem Löten nicht empfohlen. Falls unvermeidbar, verwenden Sie einen speziellen Doppelspitzen-Lötkolben, um beide Anschlüsse gleichzeitig zu erhitzen und das Bauteil anzuheben, ohne eine Seite zu belasten. Überprüfen Sie die Eigenschaften nach der Reparatur.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Verpackungsspezifikation

• Trägerband:8mm Breite.
• Spule:7-Zoll (178mm) Durchmesser.
• Stückzahl pro Spule:2000 Stück.
• Feuchtigkeitssperrbeutel:Aluminiumlaminatbeutel mit Trockenmittel und Feuchtigkeitsindikatorkarte.

7.2 Modellnummernregel

Die Artikelnummer23-23B/R6GHBHC-A01/2Akann wie folgt interpretiert werden:

• 23-23B:Basisgehäusetyp und -größe.
• /R6GHBHC:Gibt die spezifische Chip/Farbkonfiguration an (wahrscheinlich eine Kombination oder Auswahl von R6, GH, BH).
• -A01/2A:Interne Kennung für Binning, Version oder andere Attribute.

8. Anwendungsvorschläge

8.1 Typische Anwendungsszenarien

• Hintergrundbeleuchtung:Für Armaturenbretter, Schalter und Symbole in Automobil- und Unterhaltungselektronik.
• Telekommunikationsgeräte:Statusanzeigen und Tastaturbeleuchtung in Telefonen und Faxgeräten.
• LCD-Flachhintergrundbeleuchtung:Für kleine Displays.
• Allgemeine Indikatorverwendung:Statusleuchten, Netzanzeigen usw. in verschiedenen elektronischen Geräten.

8.2 Designüberlegungen

• Treiber-Schaltung:Verwenden Sie immer eine Konstantstromquelle oder eine Spannungsquelle mit einem Reihenwiderstand. Berechnen Sie den Widerstandswert mit R = (V_Versorgung - VF_LED) / IF, wobei Sie den Max. VF berücksichtigen, um sicherzustellen, dass der Strom niemals den absoluten Maximalwert überschreitet.
• Thermisches Management:Obwohl die Verlustleistung gering ist, sorgen Sie für ausreichende Leiterplattenkupferfläche oder thermische Durchkontaktierungen, wenn bei hohen Umgebungstemperaturen oder hohen Tastverhältnissen gearbeitet wird, um Leistung und Lebensdauer zu erhalten.
• ESD-Schutz:Implementieren Sie ESD-Schutzmaßnahmen auf den mit den LED-Anschlüssen verbundenen Leiterplattenleitungen, insbesondere für die empfindlicheren grünen und blauen (GH/BH) Varianten.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Die 23-23B Serie bietet deutliche Vorteile:

• vs. Größere bedrahtete LEDs:Drastisch reduzierter Platzbedarf und Gewicht, ermöglicht Miniaturisierung und automatisierte Bestückung.
• vs. Andere SMD LEDs:Die spezifische Kombination aus einem 130-Grad-Abstrahlwinkel, klarem Gehäuse und den bereitgestellten Mehrfarboptionen (Rot, Grün, Blau) in einer einzigen Gehäuseform eignet sich für Anwendungen, die Farbunterscheidung oder RGB-Mischung erfordern.
• Konformität:Ihre RoHS-, REACH- und Halogenfrei-Konformität ist ein entscheidender Vorteil für Produkte, die auf globale Märkte mit strengen Umweltvorschriften abzielen.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

10.1 Welchen Widerstandswert sollte ich bei einer 5V-Versorgung für die grüne (GH) LED verwenden?

Unter Verwendung des typischen VF von 3,3V und IF von 20mA: R = (5V - 3,3V) / 0,02A = 85 Ohm. Um einen sicheren Betrieb unter ungünstigsten Bedingungen (Min VF = 2,7V) zu gewährleisten, neu berechnen, um den Maximalstrom zu begrenzen: R_min = (5V - 2,7V) / 0,02A = 115 Ohm. Die Verwendung eines Standard-120-Ohm-Widerstands wäre eine sichere Wahl, was zu einem typischen Strom von ~14mA ((5-3,3)/120) führt.

10.2 Kann ich diese LED mit einem PWM-Signal zur Helligkeitssteuerung ansteuern?

Ja, PWM-Dimmung ist eine effektive Methode. Stellen Sie sicher, dass der Spitzenstrom im Puls den Spitzendurchlassstrom (IFP) nicht überschreitet (75mA für GH/BH, 60mA für R6). Die Frequenz sollte hoch genug sein, um sichtbares Flackern zu vermeiden (typischerweise >100Hz).

10.3 Warum ist die ESD-Festigkeit der roten LED im Vergleich zu den grünen/blauen LEDs unterschiedlich?

Die rote LED verwendet ein AlGaInP-Halbleitermaterial, das im Allgemeinen eine robustere Kristallstruktur gegen elektrostatische Entladung aufweist als das für grüne und blaue LEDs verwendete InGaN-Material. Dies ist eine gängige Eigenschaft in der Industrie, die strengere ESD-Handhabungsvorkehrungen für die grünen und blauen Varianten erfordert.

10.4 Was bedeutet "wasserklarer" Kunststoff für die Lichtausbeute?

"Wasserklar" bedeutet, dass der Epoxid-Vergussstoff nicht diffundierend und transparent ist. Dies führt zu einem fokussierteren, intensiveren Strahl mit einem klar definierten Abstrahlwinkel (in diesem Fall 130°), im Gegensatz zu einem "milchigen" oder diffundierenden Kunststoff, der das Licht für ein breiteres, weicheres Erscheinungsbild streut.

11. Praktisches Design- und Anwendungsbeispiel

Fall: Entwurf eines Multi-Status-Indikator-Panels

Ein Entwickler benötigt rote (Strom/Fehler), grüne (Bereit/Ein) und blaue (Aktiv/Verbunden) Indikatoren auf einem kleinen Bedienfeld eines Verbrauchergeräts. Die Verwendung der 23-23B Serie in den Codes R6, GH und BH gewährleistet:

• Einheitlicher Platzbedarf:Alle drei Farben teilen sich dasselbe Leiterplatten-Landmuster, was Layout und Bestückung vereinfacht.
• Konsistenter Abstrahlwinkel:Alle LEDs haben denselben 130°-Abstrahlwinkel und bieten ein einheitliches visuelles Erscheinungsbild aus verschiedenen Blickwinkeln.
• Vereinfachte Stückliste:Ähnliche Treiberschaltungen können verwendet werden, wobei nur der strombegrenzende Widerstandswert leicht basierend auf den unterschiedlichen Durchlassspannungen (Rot ~2,0V, Grün/Blau ~3,3V) angepasst wird.
• Konformität:Die einzelne Bauteilserie erfüllt alle notwendigen Umweltvorschriften für den Zielmarkt.

12. Funktionsprinzip

Leuchtdioden (LEDs) sind Halbleiterbauelemente, die Licht emittieren, wenn ein elektrischer Strom durch sie fließt. Dieses Phänomen, genannt Elektrolumineszenz, tritt auf, wenn sich Elektronen mit Elektronenlöchern innerhalb des Bauteils rekombinieren und Energie in Form von Photonen freisetzen. Die Farbe des emittierten Lichts wird durch die Bandlücke des verwendeten Halbleitermaterials bestimmt:

• AlGaInP (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid):Wird für die R6 (rote) LED verwendet. Dieses Materialsystem erzeugt Licht im roten bis gelb-orangen Spektrum. Die spezifische Zusammensetzung ist auf eine dominante Wellenlänge von 624nm (rot) abgestimmt.
• InGaN (Indium-Gallium-Nitrid):Wird für die GH (grüne) und BH (blaue) LEDs verwendet. Durch Variation des Indium/Gallium-Verhältnisses kann die Bandlücke angepasst werden, um grünes (~525nm) oder blaues (~470nm) Licht zu emittieren. InGaN-Technologie ist auch die Basis für weiße LEDs, die einen blauen LED-Chip in Kombination mit einer Phosphorbeschichtung verwenden.

Das SMD-Gehäuse schützt den empfindlichen Halbleiterchip, stellt die elektrischen Kontakte (Anode und Kathode) bereit und enthält eine Linse (geformt durch den klaren Kunststoff), um das Lichtaustrittsmuster zu steuern.

13. Entwicklungstrends

Die Entwicklung von SMD-LEDs wie der 23-23B wird durch mehrere Schlüsseltrends in der Elektronik vorangetrieben:

• Erhöhte Effizienz (Lumen pro Watt):Fortlaufende Verbesserungen in der Materialwissenschaft und Chipdesign führen zu höherer Lichtstärke bei gleichem Eingangsstrom, reduzieren den Stromverbrauch und die thermische Belastung.
• Miniaturisierung:Der Trend zu kleineren Geräten setzt sich fort und führt zu noch kleineren Gehäusegrößen (z.B. 2016, 1608, 1005 metrische Codes) bei gleichbleibender oder verbesserter optischer Leistung.
• Verbesserte Farbkonstanz und Binning:Fertigungsprozesse werden präziser, was engere Bins für Lichtstärke, Wellenlänge und Durchlassspannung liefert. Dies reduziert den Bedarf an Schaltungskalibrierung in farbkritischen Anwendungen.
• Höhere Zuverlässigkeit und Lebensdauer:Fortschritte bei Verpackungsmaterialien (Epoxid, Silikon) und Die-Attach-Techniken verbessern die Widerstandsfähigkeit gegen thermische Zyklen, Feuchtigkeit und andere Umwelteinflüsse und verlängern die Betriebslebensdauer.
• Integration:Trends umfassen die Integration mehrerer LED-Chips (z.B. RGB) in ein einziges Gehäuse mit integrierten Steuer-ICs, wodurch intelligente LED-Module entstehen, die das Systemdesign vereinfachen.

Die 23-23B repräsentiert ein ausgereiftes, zuverlässiges Bauteil in diesem fortschreitenden technologischen Fortschritt und bietet ein ausgewogenes Verhältnis von Leistung, Größe und Kosten für eine breite Palette von Indikator- und Hintergrundbeleuchtungsanwendungen.