Техническая документация SMD светодиода 23-23B - Многоцветный (Красный/Зеленый/Синий) - 3.2x2.8x1.9мм - 3.3В - 20мА

1. Обзор продукта

23-23B — это компактный светодиод для поверхностного монтажа (SMD), предназначенный для применений с высокой плотностью компоновки на печатных платах. Он значительно меньше традиционных светодиодов с выводами, что позволяет уменьшить размер платы, увеличить плотность монтажа и, в конечном итоге, уменьшить габариты конечного оборудования. Его легкая конструкция делает его идеальным для миниатюрных применений и применений с ограниченным пространством.

Серия доступна в нескольких цветах благодаря различным материалам кристаллов: Ярко-красный (код R6, кристалл AlGaInP), Ярко-зеленый (код GH, кристалл InGaN) и Синий (код BH, кристалл InGaN). Все варианты имеют корпус из прозрачной смолы. Продукт соответствует ключевым отраслевым стандартам, включая RoHS, EU REACH, и не содержит галогенов (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Поставляется на 8-миллиметровой ленте на катушках диаметром 7 дюймов, совместимых со стандартным автоматическим оборудованием для установки.

2. Технические параметры: Подробное объективное толкование

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Все параметры указаны при температуре окружающей среды (Ta) 25°C. Превышение этих пределов может привести к необратимому повреждению.

• Обратное напряжение (VR):5 В (все коды).
• Прямой ток (IF):25 мА для R6 (Красный), 20 мА для GH (Зеленый) и BH (Синий).
• Пиковый прямой ток (IFP):Скважность 1/10 @ 1кГц. 60 мА для R6, 75 мА для GH и BH.
• Рассеиваемая мощность (Pd):60 мВт для R6, 95 мВт для GH и BH.
• Электростатический разряд (ЭСР) по модели человеческого тела (HBM):2000 В для R6, 150 В для GH и BH. Это указывает на то, что красный светодиод обладает более высокой собственной устойчивостью к ЭСР.
• Рабочая температура (Topr):-40°C до +85°C.
• Температура хранения (Tstg):-40°C до +90°C.
• Температура пайки (Tsol):Пайка оплавлением: пиковая температура 260°C максимум 10 секунд. Ручная пайка: 350°C максимум 3 секунды на вывод.

2.2 Электрооптические характеристики

Типичные значения измерены при Ta=25°C и IF=20мА, если не указано иное. Минимальные/Максимальные значения определяют пределы спецификации.

• Сила света (Iv):
  • R6 (Красный): Тип. 100 мкд, Мин. 72 мкд.
  • GH (Зеленый): Тип. 200 мкд, Мин. 140 мкд.
  • BH (Синий): Тип. 65 мкд, Мин. 45 мкд.
  • Допуск:±11%.
• Угол обзора (2θ1/2):Тип. 130 градусов (все коды).
• Пиковая длина волны (λp):
  • R6: 632 нм.
  • GH: 518 нм.
  • BH: 468 нм.
• Доминирующая длина волны (λd):
  • R6: 624 нм.
  • GH: 525 нм.
  • BH: 470 нм.
• Ширина спектра излучения (Δλ):
  • R6: 20 нм.
  • GH: 35 нм.
  • BH: 25 нм.
• Прямое напряжение (VF) @ IF=20мА:
  • R6: 2.0В Тип. (1.7В Мин., 2.4В Макс.)
  • GH/BH: 3.3В Тип. (2.7В Мин., 3.7В Макс.)
• Обратный ток (IR) @ VR=5В:
  • R6: 10 мкА Макс.
  • GH/BH: 50 мкА Макс.

3. Объяснение системы бининга

Продукт использует комплексную систему маркировки для прослеживаемости и сортировки по характеристикам, как указано на этикетке катушки.

• CAT:Обозначает ранг силы света.
• HUE:Указывает ранг цветовых координат и доминирующей длины волны.
• REF:Определяет ранг прямого напряжения.
• LOT No:Уникальный номер партии для прослеживаемости производства.

Этот бининг позволяет разработчикам выбирать светодиоды с тесно сгруппированными электрическими и оптическими параметрами для обеспечения стабильной работы в их применении.

4. Анализ кривых производительности

Техническая документация включает типичные кривые электрооптических характеристик для каждого кода светодиода (R6, GH, BH). Хотя конкретные графики не детализированы в тексте, такие кривые обычно иллюстрируют зависимость между:

• Прямой ток (IF) vs. Прямое напряжение (VF):Показывает ВАХ диода, что критически важно для проектирования драйвера.
• Прямой ток (IF) vs. Сила света (Iv):Демонстрирует, как световой выход масштабируется с током, указывая на линейность и точки насыщения.
• Температура окружающей среды (Ta) vs. Относительная сила света:Показывает снижение светового выхода при увеличении температуры.
• Спектральное распределение:Изображает относительную мощность излучения по длинам волн, подтверждая пиковую и доминирующую длины волн.

Эти кривые необходимы для понимания поведения устройства в нестандартных условиях (разные токи, температуры) и для оптимизации схемотехнического решения.

5. Механическая информация и информация о корпусе

5.1 Габариты корпуса

Светодиод имеет компактный посадочный размер для SMD монтажа. Ключевые размеры (в мм, допуск ±0.1мм, если не указано иное) включают:

• Общий размер: приблизительно 3.2мм (Д) x 2.8мм (Ш) x 1.9мм (В).
• Размер и расстояние между контактными площадками определены для надежной пайки.
• Идентификация катода обычно маркируется на корпусе.

5.2 Идентификация полярности

Компонент имеет маркировку полярности (вероятно, выемку, фаску или точку) для идентификации вывода катода. Правильная ориентация обязательна во время сборки для обеспечения корректной работы и предотвращения повреждения от обратного смещения.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Параметры пайки оплавлением

Указан профиль бессвинцовой (Pb-free) пайки оплавлением:

• Предварительный нагрев:150–200°C в течение 60–120 секунд.
• Время выше температуры ликвидуса (217°C):60–150 секунд.
• Пиковая температура:260°C максимум.
• Время при пиковой температуре:10 секунд максимум.
• Скорость нагрева:Максимум 6°C/сек до 255°C.
• Время выше 255°C:Максимум 30 секунд.
• Скорость охлаждения:Максимум 3°C/сек.
• Ограничение:Пайку оплавлением не следует выполнять более двух раз.

6.2 Ручная пайка

Если необходима ручная пайка:

• Используйте паяльник с температурой жала < 350°C.
• Прикладывайте тепло к каждому выводу ≤ 3 секунды.
• Используйте паяльник мощностью ≤ 25Вт.
• Соблюдайте интервал ≥ 2 секунды между пайкой каждого вывода.
• Соблюдайте осторожность, так как повреждения часто происходят во время ручной пайки.

6.3 Хранение и чувствительность к влаге

Компоненты упакованы в влагозащитные барьерные пакеты с осушителем.

• Перед вскрытием:Храните при ≤ 30°C и ≤ 90% относительной влажности.
• После вскрытия:"Срок хранения на открытом воздухе" составляет 1 год при ≤ 30°C и ≤ 60% относительной влажности. Неиспользованные детали должны быть повторно запечатаны во влагозащитной упаковке.
• Прогрев (сушка):Если индикатор осушителя изменил цвет или превышено время хранения, прогрейте при 60 ±5°C в течение 24 часов перед использованием.

6.4 Меры предосторожности

• Защита по току:Внешний токоограничивающий резистор обязателен. Светодиод — это устройство с токовым управлением; небольшое изменение напряжения может вызвать большой скачок тока, приводящий к перегоранию.
• Избегание механических напряжений:Не прикладывайте механические напряжения к светодиоду во время нагрева (пайки) или изгибая печатную плату после этого.
• Ремонт:Не рекомендуется после пайки. Если это неизбежно, используйте специализированный двухголовый паяльник для одновременного нагрева обоих выводов и снятия компонента без напряжения на одной стороне. Проверьте характеристики после ремонта.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификация упаковки

• Несущая лента:Ширина 8мм.
• Катушка:Диаметр 7 дюймов (178мм).
• Количество на катушке:2000 штук.
• Влагозащитный пакет:Ламинатный алюминиевый пакет, содержащий осушитель и индикаторную карточку влажности.

7.2 Правила нумерации моделей

Номер детали23-23B/R6GHBHC-A01/2Aможно интерпретировать как:

• 23-23B:Базовый тип и размер корпуса.
• /R6GHBHC:Указывает конкретную конфигурацию кристалла/цвета (вероятно, комбинацию или выбор R6, GH, BH).
• -A01/2A:Внутренний код для бининга, версии или других атрибутов.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

• Подсветка:Для приборных панелей, переключателей и символов в автомобильной и бытовой электронике.
• Телекоммуникационное оборудование:Индикаторы состояния и подсветка клавиатуры в телефонах и факсимильных аппаратах.
• Плоская подсветка ЖК-дисплеев:Для небольших дисплеев.
• Общее использование в качестве индикатора:Световые индикаторы состояния, индикаторы питания и т.д. в различных электронных устройствах.

8.2 Соображения при проектировании

• Схема драйвера:Всегда используйте источник постоянного тока или источник напряжения с последовательным резистором. Рассчитайте значение резистора по формуле R = (V_питания - VF_светодиода) / IF, учитывая Макс. VF, чтобы гарантировать, что ток никогда не превысит Абсолютный Максимальный Рейтинг.
• Тепловой менеджмент:Хотя рассеиваемая мощность мала, обеспечьте достаточную площадь меди на печатной плате или тепловые переходные отверстия, если работа ведется при высоких температурах окружающей среды или с высокой скважностью, для поддержания производительности и долговечности.
• Защита от ЭСР:Реализуйте меры защиты от ЭСР на линиях печатной платы, подключенных к выводам светодиода, особенно для более чувствительных зеленого и синего (GH/BH) вариантов.

9. Техническое сравнение и дифференциация

Серия 23-23B предлагает явные преимущества:

• по сравнению с более крупными светодиодами с выводами:Значительно уменьшенная занимаемая площадь и вес, что позволяет миниатюризировать и автоматизировать сборку.
• по сравнению с другими SMD светодиодами:Конкретное сочетание угла обзора 130 градусов, прозрачного корпуса и предоставленных многоцветных опций (Красный, Зеленый, Синий) в одном форм-факторе корпуса подходит для применений, требующих цветового различия или смешения RGB.
• Соответствие стандартам:Его соответствие RoHS, REACH и отсутствие галогенов является критическим преимуществом для продуктов, ориентированных на глобальные рынки со строгими экологическими нормами.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

10.1 Какое значение резистора следует использовать с источником питания 5В для зеленого (GH) светодиода?

Используя типичное VF 3.3В и IF 20мА: R = (5В - 3.3В) / 0.02А = 85 Ом. Чтобы обеспечить безопасную работу в наихудших условиях (Мин. VF = 2.7В), пересчитайте для ограничения максимального тока: R_мин = (5В - 2.7В) / 0.02А = 115 Ом. Использование стандартного резистора 120 Ом будет безопасным выбором, что даст типичный ток ~14мА ((5-3.3)/120).

10.2 Можно ли управлять этим светодиодом с помощью ШИМ-сигнала для регулировки яркости?

Да, ШИМ-диммирование является эффективным методом. Убедитесь, что пиковый ток в импульсе не превышает рейтинг Пикового прямого тока (IFP) (75мА для GH/BH, 60мА для R6). Частота должна быть достаточно высокой, чтобы избежать видимого мерцания (обычно >100Гц).

10.3 Почему рейтинг ЭСР для красного светодиода отличается от зеленого/синего?

Красный светодиод использует полупроводниковый материал AlGaInP, который, как правило, имеет более устойчивую кристаллическую структуру к электростатическому разряду по сравнению с материалом InGaN, используемым для зеленых и синих светодиодов. Это общая характеристика в отрасли, требующая более строгих мер предосторожности при обращении с ЭСР для зеленых и синих вариантов.

10.4 Что означает "прозрачная" смола для светового потока?

"Прозрачная" означает, что эпоксидный компаунд не является рассеивающим и прозрачен. Это приводит к более сфокусированному, интенсивному лучу с четко определенным углом обзора (130° в данном случае), в отличие от "матовой" или рассеивающей смолы, которая рассеивает свет для более широкого, мягкого внешнего вида.

11. Практический пример проектирования и использования

Пример: Проектирование многостатусной индикаторной панели

Разработчику нужны красный (Питание/Неисправность), зеленый (Готов/Включен) и синий (Активен/Соединение) индикаторы на небольшой панели управления потребительского устройства. Использование серии 23-23B в кодах R6, GH и BH обеспечивает:

• Единый посадочный размер:Все три цвета используют одинаковый рисунок контактных площадок на печатной плате, упрощая компоновку и сборку.
• Единообразный угол обзора:Все светодиоды имеют одинаковый угол обзора 130°, обеспечивая однородный визуальный вид с разных углов.
• Упрощенная спецификация компонентов (BOM):Можно использовать схожую схему управления, лишь слегка скорректировав значение токоограничивающего резистора на основе разных прямых напряжений (Красный ~2.0В, Зеленый/Синий ~3.3В).
• Соответствие стандартам:Одна серия компонентов удовлетворяет всем необходимым экологическим нормам для целевого рынка.

12. Введение в принцип работы

Светоизлучающие диоды (СИД) — это полупроводниковые устройства, излучающие свет при прохождении через них электрического тока. Это явление, называемое электролюминесценцией, происходит, когда электроны рекомбинируют с дырками внутри устройства, высвобождая энергию в виде фотонов. Цвет излучаемого света определяется шириной запрещенной зоны используемого полупроводникового материала:

• AlGaInP (Фосфид алюминия-галлия-индия):Используется для светодиода R6 (Красный), эта система материалов производит свет в спектре от красного до желто-оранжевого. Конкретный состав настроен на доминирующую длину волны 624нм (красный).
• InGaN (Нитрид индия-галлия):Используется для светодиодов GH (Зеленый) и BH (Синий). Изменяя соотношение индия/галлия, можно регулировать ширину запрещенной зоны для излучения зеленого (~525нм) или синего (~470нм) света. Технология InGaN также является основой для белых светодиодов, которые используют синий светодиодный кристалл в сочетании с люминофорным покрытием.

Корпус SMD защищает хрупкий полупроводниковый кристалл, обеспечивает электрические контакты (анод и катод) и включает линзу (сформированную прозрачной смолой) для управления диаграммой направленности светового излучения.

13. Тенденции развития

Эволюция SMD светодиодов, таких как 23-23B, обусловлена несколькими ключевыми тенденциями в электронике:

• Повышенная эффективность (Люмен на Ватт):Постоянные улучшения в материаловедении и дизайне кристаллов приводят к более высокой силе света при том же входном токе, снижая энергопотребление и тепловую нагрузку.
• Миниатюризация:Стремление к уменьшению размеров устройств продолжается, приводя к еще меньшим размерам корпусов (например, метрические коды 2016, 1608, 1005) при сохранении или улучшении оптических характеристик.
• Улучшенная цветовая согласованность и бининг:Производственные процессы становятся более точными, обеспечивая более узкие бины для силы света, длины волны и прямого напряжения. Это снижает необходимость калибровки схем в критичных к цвету применениях.
• Более высокая надежность и срок службы:Достижения в материалах корпусов (эпоксидная смола, силикон) и методах крепления кристалла повышают устойчивость к термоциклированию, влаге и другим воздействиям окружающей среды, продлевая рабочий ресурс.
• Интеграция:Тенденции включают интеграцию нескольких светодиодных кристаллов (например, RGB) в один корпус со встроенными управляющими ИС, создавая интеллектуальные светодиодные модули, упрощающие системное проектирование.

23-23B представляет собой зрелый, надежный компонент в этом непрерывном технологическом прогрессе, балансируя производительность, размер и стоимость для широкого спектра применений в индикации и подсветке.