Техническая документация SMD светодиода 23-21C/T1D-CP2Q2TY/2A - Габариты корпуса - Прямое напряжение 2.6-3.0В - Сила света 57-112мкд - Чистый белый

1. Обзор продукта

23-21C/T1D-CP2Q2TY/2A — это SMD (устройство для поверхностного монтажа) светодиод, разработанный для современных электронных приложений, требующих компактных, эффективных и надежных решений для освещения. Этот компонент представляет собой значительный прогресс по сравнению с традиционными светодиодами с выводными рамками, позволяя существенно уменьшить размер платы и занимаемую площадь оборудования. Его легкая конструкция и малые габариты делают его особенно подходящим для применений, где пространство и вес являются критическими ограничениями.

Основное преимущество этого светодиода заключается в его миниатюризации, что напрямую способствует более высокой плотности размещения на печатных платах (ПП). Это позволяет разработчикам создавать более компактные электронные устройства. Кроме того, сниженные требования к складскому пространству как для компонентов, так и для готовых собранных изделий дают логистические и экономические выгоды. Устройство является монохромным, излучает чистый белый свет и изготовлено из материалов, не содержащих свинца, соответствующих директиве RoHS и не содержащих галогенов, что соответствует современным экологическим и нормативным стандартам, включая EU REACH.

2. Детальный анализ технических параметров

Производительность и надежность светодиода определяются комплексным набором электрических, оптических и тепловых параметров. Понимание этих спецификаций имеет решающее значение для правильного проектирования схемы и обеспечения долговременной работы.

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Эти параметры определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа на этих пределах или за их пределами не гарантируется.

• Обратное напряжение (V_R):5 В. Превышение этого напряжения в обратном направлении может вызвать пробой p-n перехода.
• Прямой ток (I_F):10 мА (постоянный).
• Пиковый прямой ток (I_FP):100 мА, допустим только в импульсном режиме (скважность 1/10 @ 1 кГц).
• Рассеиваемая мощность (P_d):40 мВт. Это максимальная мощность, которую корпус может рассеять, не превышая своих тепловых пределов.
• Электростатический разряд (ESD):Рейтинг по модели человеческого тела (HBM) 150 В. Обязательны процедуры защиты от электростатического разряда.
• Рабочая температура (T_opr):-40°C до +85°C. Устройство рассчитано на промышленный температурный диапазон.
• Температура хранения (T_stg):-40°C до +90°C.
• Температура пайки (T_sol):Устройство выдерживает 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

Измеренные при стандартной температуре перехода 25°C, эти параметры определяют световой выход и электрическое поведение в нормальных рабочих условиях.

• Сила света (I_v):Диапазон от 57.0 мкд (мин.) до 112 мкд (макс.), типичное значение при прямом токе (I_F) 5 мА. Допуск ±11%.
• Угол обзора (2θ_1/2):Типичное значение 140 градусов, что указывает на широкий угол обзора, подходящий для индикаторов и подсветки.
• Прямое напряжение (V_F):Диапазон от 2.60 В до 3.00 В при I_F= 5 мА, с допуском ±0.05В. Этот параметр критически важен для расчета токоограничивающего резистора.
• Обратный ток (I_R):Максимум 50 мкА при приложенном обратном напряжении (V_R) 5 В.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения стабильности в массовом производстве светодиоды сортируются в "бины" на основе ключевых параметров производительности. Эта система позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным требованиям к яркости и напряжению для их приложения.

3.1 Сортировка по силе света

Световой выход классифицируется на три различных бина (P2, Q1, Q2) при токе 5 мА.

• Бин P2:57.0 мкд (Мин.) до 72.0 мкд (Макс.)
• Бин Q1:72.0 мкд (Мин.) до 90.0 мкд (Макс.)
• Бин Q2:90.0 мкд (Мин.) до 112 мкд (Макс.)

Выбор более высокого кода бина (например, Q2) гарантирует более яркий светодиод, что может быть необходимо для приложений, требующих большей видимости или меньшего тока накачки.

3.2 Сортировка по прямому напряжению

Падение прямого напряжения классифицируется на четыре бина (28, 29, 30, 31) при I_F= 5 мА.

• Бин 28:2.60 В до 2.70 В
• Бин 29:2.70 В до 2.80 В
• Бин 30:2.80 В до 2.90 В
• Бин 31:2.90 В до 3.00 В

Более узкие вольтажные бины необходимы для приложений, где критически важны стабильное энергопотребление или точное регулирование тока на нескольких светодиодах.

3.3 Сортировка по цветовым координатам

Качество цвета чистого белого света контролируется сортировкой на основе цветовых координат CIE 1931 (x, y). В технической документации определены четыре бина (1, 2, 3, 4), каждый из которых задает четырехугольную область на диаграмме CIE с допуском ±0.01. Это обеспечивает минимальное цветовое различие между светодиодами из одного бина, что жизненно важно для таких применений, как подсветка, где важна однородность цвета.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя в технической документации приведены типичные электрооптические характеристические кривые, их общая интерпретация является ключевой для проектирования. Эти кривые обычно иллюстрируют зависимость между прямым током и силой света (I_vот I_F), прямым напряжением (V_Fот I_F), а также влияние температуры окружающей среды на световой выход. Разработчики используют эти кривые для оптимизации тока накачки для достижения желаемой яркости и для понимания того, как производительность ухудшается при более высоких рабочих температурах, что влияет на решения по тепловому менеджменту.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габариты корпуса

Светодиод поставляется в компактном SMD-корпусе. Чертеж габаритов предоставляет критические размеры, включая длину, ширину, высоту корпуса, а также расположение и размер контактных площадок. Соблюдение указанной контактной площадки (Land Pattern) крайне важно для надежной пайки и правильного позиционирования во время процесса оплавления. Полярность указывается маркировкой на корпусе или его формой, что должно быть правильно ориентировано на ПП.

5.2 Чувствительность к влаге и упаковка

Устройство упаковано в влагозащищенном формате для предотвращения повреждения от окружающей влажности, которая может вызвать "вспучивание" (popcorning) во время пайки оплавлением. Упаковка включает несущую ленту на катушке диаметром 7 дюймов, со стандартным количеством 2000 штук на катушку. Размеры катушки и ленты указаны для обеспечения совместимости с автоматическим оборудованием для установки компонентов. Этикетки на упаковке предоставляют важную информацию, такую как номер продукта, количество и конкретные коды бинов для силы света (CAT), цветности (HUE) и прямого напряжения (REF).

6. Рекомендации по пайке и монтажу

Правильное обращение и пайка критически важны для сохранения целостности и производительности устройства.

6.1 Профиль оплавления припоя

Указан профиль температуры оплавления для бессвинцового припоя:

• 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/охлаждения:Максимум 6°C/сек нагрев и 3°C/сек охлаждение.

6.2 Меры предосторожности при хранении и обращении

• Хранение:Не вскрытые пакеты должны храниться при ≤30°C и ≤90% влажности. После вскрытия "срок жизни на производстве" составляет 1 год при ≤30°C и ≤60% влажности. При превышении этих условий или если индикатор влажности показывает влагу, требуется термообработка (60±5°C в течение 24 часов) перед использованием.
• Защита по току:Внешний токоограничивающий резистор обязателен. Светодиоды — это устройства с токовым управлением; небольшое увеличение напряжения может вызвать большое, разрушительное увеличение тока.
• Ручная пайка:При необходимости используйте паяльник с температурой жала<350°C, мощностью ≤25Вт, и ограничьте контакт до 3 секунд на вывод. Для любых ремонтных работ рекомендуется использовать паяльник с двумя жалами, чтобы избежать термического напряжения.
• Защита от ESD:Рейтинг 150В HBM указывает на умеренную чувствительность. Используйте стандартные меры предосторожности от электростатического разряда во время обращения и сборки.

7. Рекомендации по применению

7.1 Типичные сценарии применения

• Подсветка:Идеально подходит для индикаторов приборной панели, подсветки переключателей и плоской подсветки ЖК-панелей и символов.
• Телекоммуникационное оборудование:Индикаторы состояния и подсветка клавиатуры в телефонах и факсимильных аппаратах.
• Общее индикаторное применение:Световые индикаторы состояния, индикаторы питания и декоративная подсветка в потребительской электронике.

7.2 Соображения при проектировании

• Схема управления током:Всегда используйте последовательный резистор для установки прямого тока. Рассчитайте значение резистора по формуле R = (V_{питания}- V_F) / I_F, учитывая наихудший случай V_Fиз диапазона сортировки.
• Тепловой менеджмент:Хотя рассеиваемая мощность мала, обеспечьте достаточную площадь медного покрытия на ПП или тепловые переходные отверстия, если работа ведется при высоких температурах окружающей среды или максимальном токе, чтобы поддерживать температуру перехода в пределах нормы.
• Оптическое проектирование:Угол обзора 140 градусов обеспечивает широкое излучение. Для сфокусированного света могут потребоваться внешние линзы или световоды.

8. Техническое сравнение и отличия

По сравнению со старыми выводными светодиодами, этот SMD-тип предлагает значительные преимущества: резко уменьшенная занимаемая площадь, пригодность для высокоскоростной автоматической сборки и лучшие тепловые характеристики благодаря непосредственному монтажу на ПП. В категории SMD светодиодов его конкретная комбинация широкого угла обзора, чистого белого цвета, определяемого точными цветовыми бинами, и надежной конструкции для стандартных процессов оплавления делает его универсальным выбором для универсальных индикаторных и подсветочных применений, где требуется стабильный цвет и яркость.

9. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

9.1 Как выбрать правильный токоограничивающий резистор?

Используйте максимальное прямое напряжение (V_F(max)) из вольтажного бина, который вы используете (например, 3.00В для Бина 31), в расчете, чтобы гарантировать, что ток никогда не превысит максимальный рейтинг, даже с учетом допусков компонентов. Для источника питания 5В и целевого I_F5мА: R = (5В - 3.00В) / 0.005А = 400 Ом. Используйте ближайшее большее стандартное значение (например, 430 Ом) для запаса по безопасности.

9.2 Можно ли использовать этот светодиод для внутреннего освещения автомобиля?

Хотя рабочий температурный диапазон (-40°C до +85°C) охватывает типичные условия салона автомобиля, в технической документации содержится уведомление об ограничении применения. В нем говорится, что для высоконадежных применений, таких как автомобильные системы безопасности, может потребоваться другой продукт. Для некритичного внутреннего освещения (например, подсветка приборной панели) он может подходить, но для критических применений рекомендуется консультация с производителем.

9.3 Что означает код сортировки на этикетке для моего проекта?

Коды бинов (CAT для яркости, HUE для цвета, REF для напряжения) позволяют отследить точные характеристики производительности светодиодов на вашей катушке. Для проектов, требующих однородного внешнего вида, указывайте и используйте светодиоды из одних и тех же бинов HUE и CAT. Для проектов, чувствительных к нагрузке на источник питания, используйте светодиоды из одного и того же бина REF (напряжение), чтобы обеспечить стабильное потребление тока.

10. Практический пример проектирования и использования

Сценарий: Проектирование многосветодиодной панели индикаторов состояния.Чтобы обеспечить равномерную яркость и цвет на всех 10 светодиодах панели, разработчик указывает компоненты из Бина Q1 (сила света) и Бина 2 (цветность). Рассчитав токоограничивающий резистор, используя V_F(max)из Бина 29 (2.80В), они гарантируют, что ни один светодиод не будет перегружен. Широкий угол обзора 140 градусов обеспечивает видимость индикаторов с различных углов без необходимости в отдельных линзах. SMD-корпус позволяет реализовать очень компактную компоновку ПП, а упаковка в ленте на катушке обеспечивает эффективную автоматическую сборку всей партии.

11. Введение в принцип работы

Этот светодиод является твердотельным источником света на основе полупроводникового кристалла. Материал кристалла — нитрид индия-галлия (InGaN), который спроектирован для излучения света в синем/ультрафиолетовом спектре. Этот свет затем проходит через желтый рассеивающий слой люминофора внутри эпоксидной оболочки. Люминофор поглощает часть первичного синего света и переизлучает его в виде желтого света. Комбинация оставшегося синего света и преобразованного желкого света приводит к восприятию человеческим глазом "чистого белого" света. Эта технология известна как белый светодиод с преобразованием люминофора.

12. Технологические тренды

Компонент отражает текущие тренды в технологии светодиодов: продолжающаяся миниатюризация корпусов, повышение эффективности (люмен на ватт) и более строгий контроль цветовой однородности с помощью продвинутой сортировки. Акцент на бессвинцовость, отсутствие галогенов и соответствие RoHS/REACH подчеркивает общеотраслевой переход к экологически устойчивому производству. Кроме того, детальные рекомендации по чувствительности к влаге и пайке указывают на растущую интеграцию светодиодов в стандартные, крупносерийные процессы сборки ПП, превращая их из дискретных компонентов в мейнстримные устройства для поверхностного монтажа.