Dokumen Teknikal SMD LED 23-21/R6C-AM1N2AY/2A - Saiz 2.3x2.1mm - Voltan 1.55-2.15V - Warna Merah (632nm) - Kuasa 60mW

1. Gambaran Keseluruhan Produk

SMD LED 23-21 ialah diod pemancar cahaya paterian permukaan padat yang direka untuk aplikasi elektronik moden yang memerlukan pencahayaan penunjuk atau lampu latar yang boleh dipercayai dalam ruang terhad. Komponen ini mewakili kemajuan ketara berbanding LED jenis bingkai plumbum tradisional, menawarkan faedah besar dari segi ruang papan, kecekapan pemasangan dan saiz produk akhir.

1.1 Kelebihan Teras dan Penentududukan Produk

Kelebihan utama SMD LED 23-21 terletak pada saiznya yang mini. Dengan dimensi kira-kira 2.3mm x 2.1mm, ia membolehkan pengurangan ketara dalam saiz papan litar bercetak (PCB). Ini secara langsung diterjemahkan kepada ketumpatan pek komponen yang lebih tinggi, membolehkan fungsi yang lebih kompleks dalam profil peranti keseluruhan yang lebih kecil. Keperluan ruang penyimpanan yang dikurangkan untuk kedua-dua komponen itu sendiri dan pemasangan siap menawarkan faedah logistik dan kos. Tambahan pula, sifat pakej SMD yang ringan menjadikannya calon ideal untuk aplikasi mudah alih dan miniatur di mana berat adalah faktor kritikal, seperti dalam teknologi boleh pakai, elektronik pengguna padat dan panel kawalan miniatur.

Produk ini diposisikan sebagai penyelesaian penunjuk dan lampu latar kegunaan am. Ia tidak direka untuk pencahayaan kuasa tinggi tetapi untuk penunjuk status, lampu latar simbolik dan pencahayaan ambien tahap rendah di mana warna konsisten dan prestasi boleh dipercayai adalah paling penting.

1.2 Ringkasan Ciri Utama

• Pembungkusan:Dibekalkan dalam pita 8mm pada reel diameter 7 inci, serasi dengan peralatan pemasangan pick-and-place automatik standard.
• Keserasian Proses:Sepenuhnya serasi dengan proses pematerian reflow inframerah (IR) dan fasa wap arus perdana.
• Jenis:Jenis satu warna, memancarkan cahaya merah terang.
• Pematuhan Alam Sekitar:Produk ini bebas Pb (bebas plumbum), mematuhi arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya), mematuhi peraturan REACH EU dan memenuhi piawaian bebas halogen (Bromin <900 ppm, Klorin <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

2. Parameter Teknikal: Tafsiran Objektif Mendalam

Bahagian ini menyediakan analisis objektif terperinci tentang parameter elektrik, optik dan terma yang dinyatakan dalam dokumen teknikal. Memahami had ini adalah penting untuk reka bentuk litar yang boleh dipercayai.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan Maksimum Mutlak mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Ini bukan keadaan operasi.

• Voltan Songsang (V_R):5V. Menggunakan voltan pincang songsang melebihi nilai ini boleh menyebabkan kerosakan simpang.
• Arus Ke Hadapan Berterusan (I_F):25mA. Ini ialah arus DC maksimum yang boleh dilalui melalui LED secara berterusan pada suhu ambien (T_a) 25°C.
• Arus Ke Hadapan Puncak (I_FP):60mA. Arus yang lebih tinggi ini dibenarkan hanya di bawah keadaan berdenyut, khususnya pada kitar tugas 1/10 dan frekuensi 1kHz. Ia berguna untuk kilasan intensiti tinggi yang singkat tetapi tidak boleh digunakan untuk operasi DC.
• Pelesapan Kuasa (P_d):60mW. Ini ialah jumlah kuasa maksimum yang boleh dilesapkan oleh peranti sebagai haba. Melebihi had ini, biasanya dengan memandu dengan arus terlalu tinggi atau pada suhu ambien terlalu tinggi, akan meningkatkan suhu simpang dan menurunkan prestasi atau menyebabkan kegagalan.
• Nyahcas Elektrostatik (ESD):Model Badan Manusia (HBM) 2000V. Penarafan ini menunjukkan tahap ketahanan ESD yang sederhana. Langkah berjaga-jaga pengendalian ESD standard (penggunaan stesen kerja dibumikan, tali pergelangan tangan) masih diperlukan semasa pemasangan dan pengendalian.
• Suhu Operasi (T_opr):-40°C hingga +85°C. LED direka untuk berfungsi dalam julat suhu ambien ini.
• Suhu Penyimpanan (T_stg):-40°C hingga +90°C.
• Suhu Pematerian:Peranti boleh menahan pematerian reflow dengan suhu puncak 260°C sehingga 10 saat, atau pematerian tangan pada 350°C sehingga 3 saat setiap terminal.

2.2 Ciri Elektro-Optik

Parameter ini diukur pada keadaan ujian standard T_a=25°C dan arus ke hadapan (I_F) 5mA, melainkan dinyatakan sebaliknya. Ia mentakrifkan prestasi tipikal peranti.

• Keamatan Bercahaya (I_v):Julat dari minimum 18.0 mcd hingga maksimum 45.0 mcd. Nilai sebenar untuk unit tertentu bergantung pada kod binnya (lihat Bahagian 3). Nilai tipikal tidak dinyatakan, membayangkan variasi ketara merentasi sebaran pengeluaran.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):130 darjah. Ini ialah sudut penuh di mana keamatan bercahaya turun kepada separuh daripada nilai puncaknya. Sudut 130° menunjukkan corak pandangan yang agak luas, sesuai untuk penunjuk yang perlu dilihat dari pelbagai sudut.
• Panjang Gelombang Puncak (λ_p):632 nm (tipikal). Ini ialah panjang gelombang di mana keluaran kuasa spektrum adalah maksimum.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):Julat dari 617.5 nm hingga 633.5 nm. Panjang gelombang ini sepadan dengan warna cahaya yang dilihat dan lebih relevan untuk aplikasi kolorimetri berbanding panjang gelombang puncak. Sistem binning mengkategorikan peranti berdasarkan parameter ini.
• Lebar Jalur Spektrum (Δλ):20 nm (tipikal). Ini ialah lebar spektrum yang dipancarkan pada separuh kuasa maksimumnya. Nilai 20nm adalah ciri LED merah berasaskan AlGaInP, menunjukkan warna merah yang agak tulen dan tepu.
• Voltan Ke Hadapan (V_F):Julat dari 1.55V hingga 2.15V pada I_F=5mA. Parameter ini juga dibin (lihat Bahagian 3). Voltan ke hadapan yang rendah adalah kelebihan utama untuk litar beroperasi bateri voltan rendah.
• Arus Songsang (I_R):Maksimum 10 µA pada V_R=5V. Ini menentukan arus bocor maksimum apabila peranti dipincang songsang.

Nota tentang Toleransi:Dokumen teknikal menentukan toleransi berasingan untuk parameter utama: Keamatan Bercahaya (±11%), Panjang Gelombang Dominan (±1nm), dan Voltan Ke Hadapan (±0.1V). Toleransi ini terpakai di atas julat bin dan mesti dipertimbangkan dalam analisis toleransi paling ketat.

3. Penjelasan Sistem Binning

Untuk memastikan konsistensi dalam pengeluaran besar-besaran, LED disusun ke dalam bin prestasi. Ini membolehkan pereka memilih bahagian yang memenuhi kriteria minimum tertentu untuk aplikasi mereka.

3.1 Binning Keamatan Bercahaya

Peranti dikategorikan kepada empat bin (M1, M2, N1, N2) berdasarkan keamatan bercahaya yang diukur pada I_F=5mA.

• M1:18.0 – 22.5 mcd
• M2:22.5 – 28.5 mcd
• N1:28.5 – 36.0 mcd
• N2:36.0 – 45.0 mcd

Pemilihan bin yang lebih tinggi (cth., N2) menjamin LED yang lebih terang tetapi mungkin datang dengan kos yang lebih tinggi. Untuk aplikasi di mana kecerahan mutlak tidak kritikal tetapi konsistensi merentasi pelbagai penunjuk adalah, menentukan satu bin adalah penting.

3.2 Binning Panjang Gelombang Dominan

Konsistensi warna diuruskan melalui empat bin panjang gelombang (E4, E5, E6, E7). Ini adalah penting untuk aplikasi di mana berbilang LED digunakan bersama dan mesti kelihatan sama warna.

• E4:617.5 – 621.5 nm (lebih merah jingga)
• E5:621.5 – 625.5 nm
• E6:625.5 – 629.5 nm
• E7:629.5 – 633.5 nm (lebih merah tulen)

3.3 Binning Voltan Ke Hadapan

Tiga bin voltan (00, 0, 1) membantu dalam mereka bentuk litar had arus yang cekap, terutamanya dalam tatasusunan LED selari di mana padanan voltan boleh meningkatkan perkongsian arus.

• 00:1.55 – 1.75 V
• 0:1.75 – 1.95 V
• 1:1.95 – 2.15 V

4. Analisis Keluk Prestasi

Walaupun dokumen teknikal merujuk "Keluk Ciri Elektro-Optik Tipikal," graf khusus tidak disediakan dalam teks. Berdasarkan kelakuan LED standard dan parameter yang diberikan, kita boleh mengandaikan hubungan yang mungkin.

4.1 Hubungan Arus-Voltan (I-V) Teranda

Voltan ke hadapan (V_F) ditentukan pada 5mA. Untuk LED merah AlGaInP tipikal, keluk I-V adalah eksponen. Mengoperasikan LED pada arus lebih rendah daripada 5mA akan menghasilkan V_Fyang lebih rendah secara berkadaran (cth., ~1.8-2.0V pada 2mA). Memandunya pada arus berterusan maksimum 25mA akan menyebabkan V_Fmeningkat, mungkin kepada nilai berhampiran had atas julat binnya atau sedikit di atas disebabkan pemanasan rintangan dalam semikonduktor dan kenalan. Perintang siri mesti sentiasa digunakan untuk menghadkan arus, kerana rintangan dinamik LED adalah sangat rendah dan peningkatan kecil dalam voltan menyebabkan peningkatan besar dalam arus, berisiko lari haba.

4.2 Keamatan Bercahaya vs. Arus (L-I)

Keamatan bercahaya adalah lebih kurang berkadar dengan arus ke hadapan dalam julat arus rendah hingga sederhana (sehingga ~20mA untuk peranti sedemikian). Keamatan bercahaya dinilai adalah pada 5mA. Beroperasi pada 20mA biasanya akan menghasilkan keamatan kira-kira 3.5 hingga 4 kali lebih tinggi, tetapi ini mesti disahkan terhadap had pelesapan kuasa maksimum (60mW). Pada 20mA dan V_F2.0V, pelesapan kuasa adalah 40mW, yang berada dalam had pada 25°C. Walau bagaimanapun, keberkesanan (keluaran cahaya per watt elektrik) sering berkurangan pada arus yang lebih tinggi disebabkan peningkatan haba.

4.3 Kebergantungan Suhu

Parameter utama sensitif suhu:

• Voltan Ke Hadapan (V_F):Berkurang dengan peningkatan suhu (pekali suhu negatif, tipikal -2mV/°C untuk LED merah). Ini boleh sedikit meningkatkan arus jika didorong oleh sumber voltan malar dengan perintang siri.
• Keamatan Bercahaya (I_v):Berkurang dengan peningkatan suhu simpang. Penurunan nilai boleh menjadi ketara, selalunya sekitar 0.5-1% setiap kenaikan °C melebihi 25°C. Pengurusan haba yang mencukupi pada PCB adalah perlu untuk mengekalkan kecerahan konsisten, terutamanya dalam suhu ambien tinggi atau apabila didorong pada arus yang lebih tinggi.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):Beralih sedikit dengan suhu, biasanya pada kadar kira-kira 0.1 nm/°C untuk LED AlGaInP.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

Dokumen teknikal termasuk lukisan berdimensi terperinci pakej SMD 23-21. Ciri utama termasuk:

• Panjang keseluruhan ialah 2.3 mm dan lebar ialah 2.1 mm (oleh itu penamaan 23-21).
• Pakej mempunyai dua terminal anod/katod di bahagian bawah untuk pemasangan permukaan.
• Penunjuk kekutuban (mungkin takuk atau tanda hijau di bahagian atas atau bawah) hadir untuk membezakan katod. Orientasi yang betul adalah kritikal semasa pemasangan.
• Corak landasan (tapak kaki) yang disyorkan untuk reka bentuk PCB diperoleh daripada dimensi ini, biasanya termasuk pad pateri sedikit lebih besar daripada terminal peranti untuk memastikan fillet pateri yang boleh dipercayai.
• Semua toleransi tidak ditentukan adalah ±0.1mm.

6. Garis Panduan Pematerian dan Pemasangan

Pematuhan kepada garis panduan ini adalah kritikal untuk hasil dan kebolehpercayaan jangka panjang.

6.1 Had Arus dan Perlindungan

Wajib:Perintang had arus luaran mesti digunakan secara bersiri dengan LED. LED ialah peranti didorong arus. Tanpa perintang, walaupun variasi kecil dalam voltan bekalan (cth., penurunan voltan bateri) boleh menyebabkan peningkatan besar, berpotensi merosakkan, dalam arus ke hadapan.

6.2 Penyimpanan dan Kepekaan Kelembapan

LED dibungkus dalam beg penghalang tahan lembap dengan bahan pengering.

• Sebelum Membuka:Simpan pada ≤30°C dan ≤90% Kelembapan Relatif (RH).
• Selepas Membuka:"Jangka hayat lantai" (masa komponen boleh terdedah kepada udara kilang ambien) ialah 1 tahun pada ≤30°C dan ≤60% RH.
• Pembakaran Semula:Jika bahan pengering menunjukkan tepu (perubahan warna) atau jangka hayat lantai terlampaui, pembakaran semula diperlukan: 60°C ±5°C selama 24 jam sebelum digunakan dalam proses reflow.

6.3 Profil Pematerian Reflow

Profil reflow bebas plumbum (Pb-free) ditentukan:

• Pemanasan Awal:150-200°C selama 60-120 saat.
• Masa Atas Likuidus (TAL):60-150 saat di atas 217°C.
• Suhu Puncak:260°C maksimum, dipegang selama maksimum 10 saat.
• Kadar Pemanasan:Maksimum 6°C/saat.
• Masa Atas 255°C:Maksimum 30 saat.
• Kadar Penyejukan:Maksimum 3°C/saat.

Sekatan Penting:Pematerian reflow tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali. Elakkan tekanan mekanikal pada pakej semasa pemanasan dan jangan meledingkan PCB selepas pematerian.

6.4 Pematerian Tangan dan Kerja Semula

Pematerian tangan dibenarkan tetapi memerlukan penjagaan yang melampau untuk mengelakkan kerosakan haba.

• Gunakan besi pemateri dengan suhu hujung ≤350°C.
• Hadkan masa sentuhan kepada ≤3 saat setiap terminal.
• Gunakan besi kuasa rendah (kapasiti ≤25W).
• Benarkan selang penyejukan ≥2 saat antara pematerian setiap terminal.
• Pembaikan/Kerja Semula:Tidak disyorkan selepas LED dipateri. Jika tidak dapat dielakkan, gunakan besi pemateri dua kepala untuk memanaskan kedua-dua terminal serentak untuk penyingkiran, meminimumkan tekanan pada sendi pateri dan sambungan dalaman LED. Sentiasa sahkan fungsi pasca kerja semula.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Spesifikasi Reel dan Pita

Produk dibekalkan dalam pembungkusan standard industri untuk pemasangan automatik:

• Lebar Pita Pembawa:8 mm.
• Diameter Reel:7 inci.
• Kuantiti per Reel:2000 keping.

7.2 Maklumat Label

Label reel mengandungi maklumat kritikal untuk kebolehjejakan dan aplikasi yang betul:

• CPN:Nombor Bahagian Pelanggan (seperti yang ditetapkan oleh pembeli).
• P/N:Nombor Bahagian Pengilang (23-21/R6C-AM1N2AY/2A).
• QTY:Kuantiti Pembungkusan (2000).
• CAT:Kedudukan Keamatan Bercahaya (cth., M1, N2).
• HUE:Koordinat Kromatisiti & Kedudukan Panjang Gelombang Dominan (cth., E5, E6).
• REF:Kedudukan Voltan Ke Hadapan (cth., 00, 1).
• No LOT:Nombor Lot Pembuatan untuk kebolehjejakan.

8. Cadangan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

8.1 Senario Aplikasi Biasa

• Dalaman Automotif:Lampu latar untuk instrumen papan pemuka, suis dan panel kawalan.
• Peralatan Telekomunikasi:Penunjuk status dan lampu latar kekunci dalam telefon, mesin faks dan perkakasan rangkaian.
• Elektronik Pengguna:Lampu latar rata untuk paparan LCD kecil, lampu latar untuk suis membran dan simbol pada alat kawalan jauh, perkakas dan peralatan audio.
• Penunjuk Am:Status kuasa, penunjuk mod dan isyarat amaran dalam pelbagai jenis peranti elektronik.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk Kritikal

1. Litar Pemacu Arus:Sentiasa gunakan perintang siri. Kira nilai perintang menggunakan R = (V_bekalan- V_F) / I_F. Gunakan V_Fmaksimum dari bin (cth., 2.15V) untuk memastikan arus tidak melebihi tahap yang dikehendaki walaupun dengan LED voltan tertinggi.
2. Pengurusan Haba:Walaupun kuasa rendah, pertimbangkan kesan suhu ambien dan komponen penjanaan haba bersebelahan. Untuk kecerahan konsisten, elakkan beroperasi pada arus maksimum mutlak (25mA) dalam persekitaran suhu tinggi (>70°C).
3. Konsistensi Visual:Untuk aplikasi dengan berbilang LED dilihat bersama, tentukan bin ketat untuk kedua-dua keamatan bercahaya (CAT) dan panjang gelombang dominan (HUE) untuk memastikan penampilan seragam.
4. Susun Atur PCB:Ikuti corak landasan yang disyorkan. Pastikan penanda kekutuban pada skrin sut PCB sepadan dengan penunjuk kekutuban LED. Sediakan jarak yang mencukupi antara LED dan komponen lain.
5. Perlindungan ESD:Laksanakan perlindungan ESD asas pada talian input jika LED terdedah secara langsung kepada antara muka pengguna, atau pastikan pemasangan dilakukan dalam persekitaran terkawal ESD.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

SMD LED 23-21 membezakan dirinya terutamanya melalui gabungan faktor bentuk yang sangat kecil dan spesifikasi prestasi yang ditakrifkan dengan baik dengan sistem binning yang komprehensif.

vs. SMD LED Lebih Besar (cth., 3528, 5050):23-21 menawarkan tapak kaki yang jauh lebih kecil dan profil lebih rendah, membolehkan susun atur PCB yang lebih padat dan produk akhir yang lebih nipis. Ia mengorbankan keluaran cahaya muktamad (lumen) untuk miniaturisasi, menjadikannya ideal untuk aplikasi tahap penunjuk dan bukannya pencahayaan kawasan.

vs. LED Cip (Tiada Pakej):23-21 menyediakan pakej yang kukuh, boleh dikendalikan dengan kanta bersepadu (untuk sudut pandangan 130°) dan terminal boleh dipateri, memudahkan pemasangan berbanding die kosong yang memerlukan pemasangan khas dan ikatan wayar.

vs. LED Lubang Tembus:Kelebihan utama ialah keserasian pemasangan automatik, ruang papan yang dikurangkan dan ketiadaan plumbum yang memerlukan lenturan dan pemotongan. Ini membawa kepada kos pemasangan yang lebih rendah dan kebolehpercayaan yang lebih tinggi dalam pengeluaran volum tinggi.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

Q1: Bolehkah saya memandu LED ini terus dari bekalan logik 3.3V atau 5V?
A: Tidak. Anda mesti sentiasa menggunakan perintang had arus siri. Untuk bekalan 3.3V dan arus sasaran 5mA, dengan V_Fmaksimum 2.15V, nilai perintang minimum ialah R = (3.3V - 2.15V) / 0.005A = 230Ω. Perintang standard 240Ω atau 270Ω akan sesuai.

Q2: Mengapa terdapat julat yang begitu luas dalam keamatan bercahaya (18 hingga 45 mcd)?
A: Ini mencerminkan variasi semula jadi dalam pembuatan semikonduktor. Sistem binning (M1, M2, N1, N2) membolehkan anda memilih tahap kecerahan minimum untuk reka bentuk anda. Jika litar anda memerlukan sekurang-kurangnya 25 mcd, anda akan menentukan bin N1 atau N2.

Q3: Adakah LED ini sesuai untuk penggunaan luar?
A: Julat suhu operasi (-40°C hingga +85°C) mencadangkan ia boleh menahan pelbagai keadaan ambien. Walau bagaimanapun, pendedahan jangka panjang kepada cahaya matahari langsung, kelembapan dan radiasi UV tidak dilindungi oleh dokumen teknikal. Untuk penggunaan luar, pertimbangkan salutan konformal pelindung tambahan pada PCB dan sahkan kestabilan UV bahan resin jika tidak dinyatakan.

Q4: Apakah yang mungkin ditandakan oleh "R6C" dalam nombor bahagian?
A: Walaupun tidak ditakrifkan secara jelas di sini, dalam penomboran bahagian LED biasa, "R" selalunya menandakan warna Merah, "6" mungkin berkaitan dengan bin panjang gelombang dominan atau kod warna, dan "C" boleh menunjukkan resin jernih air (seperti yang dinyatakan dalam Panduan Pemilihan Peranti).

Terminologi Spesifikasi LED

Penjelasan lengkap istilah teknikal LED