SMD LED 15-21/S2C-AQ2R2B/2T Datasheet - Bright Orange - 20mA - 60mW - Technical Documentation

1. Muhtasari wa Bidhaa

The 15-21/S2C-AQ2R2B/2T is a surface-mount device (SMD) LED utilizing AlGaInP (Aluminum Gallium Indium Phosphide) semiconductor technology, emitting a bright orange light. This component is specifically designed for high-density PCB applications where space and weight are critical constraints. Its compact form factor significantly reduces board size and equipment volume compared to traditional lead-frame type LEDs.

该 LED 以 8mm 载带包装，卷绕在直径为 7 英寸的卷盘上，完全兼容自动化贴片组装设备。它是单色类型，符合无铅、RoHS、欧盟 REACH 和无卤素法规（Br <900 ppm，Cl <900 ppm，Br+Cl < 1500 ppm）。该器件适用于红外和气相回流焊接工艺。

2. Detailed Technical Parameters

2.1 Absolute Maximum Ratings

These ratings define the limits beyond which permanent damage to the device may occur. Operation under these conditions is not guaranteed.

• Reverse Voltage (VR):5 V. Exceeding this voltage under reverse bias may cause junction breakdown.
• Continuous Forward Current (IF):25 mA. The maximum DC current for reliable operation.
• Peak Forward Current (IFP):60 mA. This is only permitted under pulse conditions with a duty cycle of 1/10 and a frequency of 1 kHz. It must not be used for continuous operation.
• Power Dissipation (Pd):60 mW. The maximum power the package can dissipate at an ambient temperature (Ta) of 25°C. This value decreases with increasing temperature.
• Electrostatic Discharge (ESD) Human Body Model (HBM):2000 V. This indicates the device's sensitivity to static electricity. Proper ESD handling procedures must be followed.
• Operating Temperature (Topr):-40°C to +85°C. The specified ambient temperature range over which the device is designed to operate.
• Storage Temperature (Tstg):-40°C to +90°C.
• Soldering Temperature:This device can withstand reflow soldering with a peak temperature of 260°C for up to 10 seconds, or hand soldering at 350°C per terminal for up to 3 seconds.

2.2 Electro-Optical Characteristics

Isipokuwa imeelezwa vinginevyo, vigezo hivi vinapimwa chini ya hali za kawaida za majaribio Ta=25°C na IF=20 mA. Zinafafanua utendaji wa mwanga na umeme wa LED.

• Nguvu ya Mwangaza (Iv):Anuwai kutoka 90.0 mcd (kiwango cha chini) hadi 180.0 mcd (kiwango cha juu), na uvumilivu wa kawaida wa ±11%. Hii ni mwangaza unaohisiwa wa chanzo cha mwanga.
• Pembe ya Mtazamo (2θ1/2):Thamani ya kawaida ni digrii 130. Hii ni pembe kamili wakati nguvu ya mwangaza ni nusu ya nguvu ya digrii 0 (mhimili).
• Urefu wa Wimbi la Kilele (λp):Thamani ya kawaida ni 611 nm. Urefu wa wimbi wakati usambazaji wa nguvu ya wigo unafikia thamani yake ya juu zaidi.
• Wavelength kuu (λd):Inachukua anuwai kutoka 600.5 nm hadi 612.5 nm. Hii ndiyo urefu wa wimbi mmoja unaolingana zaidi na rangi inayohisiwa ya LED, na uvumilivu wa ±1 nm.
• Upana wa wigo (Δλ):Thamani ya kawaida ni 17 nm. Upana wa wigo katika nusu ya kiwango cha juu zaidi (upana wa nusu ya kiwango cha juu).
• Voltage ya mbele (VF):Katika 20 mA, inachukua anuwai kutoka 1.75 V (kiwango cha chini) hadi 2.35 V (kiwango cha juu), na uvumilivu wa ±0.1V.
• Mkondo wa nyuma (IR):Upeo wa 10 μA wakati voltage ya nyuma (VR) ya 5V inatumika. Kifaa hiki hakikusudiwa kufanya kazi katika upendeleo wa nyuma.

3. Binning System Description

To ensure color and brightness consistency in production, LEDs are sorted into different bins based on key parameters. Model 15-21/S2C-AQ2R2B/2T includes bin codes (A, Q2, R2, B).

3.1 Kugawanya Kwa Nguvu ya Mwanga

LEDs are classified based on their luminous intensity measured at IF=20mA.

• Q2 Bin:90.0 mcd to 112.0 mcd
• R1 bin:112.0 mcd to 140.0 mcd
• R2 bin:140.0 mcd to 180.0 mcd

The "R2" in the model number indicates that the device belongs to the highest brightness bin of this series.

3.2 Kugawanya Kwa Wimbi Kuu

LEDs are sorted according to their dominant wavelength to control the hue.

• D8 bin:600.5 nm to 603.5 nm
• D9 bin:603.5 nm to 606.5 nm
• D10 bin:606.5 nm to 609.5 nm
• D11 bin:609.5 nm hadi 612.5 nm

"A" kwenye modeli inaweza kuwa inalingana na moja ya safu hizi za urefu wa wimbi (kwa mfano, kwa rangi ya machungwa ya kawaida, inaweza kuwa D10 au D11).

3.3 Kugawanya Kwa Voltage ya Mbele

Kugawanya kwa voltage ya mbele husaidia kubuni saketi thabiti za kuendesha sasa.

• Kundi 0:1.75 V hadi 1.95 V
• Kundi 1:1.95 V hadi 2.15 V
• Daraja 2:2.15 V hadi 2.35 V

"B" kwenye nambari ya mfano inawakilisha daraja la voltage ya mbele.

4. Uchambuzi wa Mkunjo wa Utendaji

Mwongozo wa vipimo hutoa mikunjo kadhaa ya sifa, muhimu kwa kuelewa tabia ya LED chini ya hali tofauti za uendeshaji.

4.1 Uwiano wa Nguvu ya Mwanga vs. Mkondo wa Mbele

Mkunjo unaonyesha kuwa mwazao wa mwanga haufuati uwiano wa mstari sawa na mkondo. Katika mikondo ya juu, kutokana na kupungua kwa ufanisi na athari za joto, mwazao wa mwanga huongezeka kwa kiwango cha chini ya mstari. Kuendesha kwa mkondo unaozidi sana 20mA inayopendekezwa kunaweza kusababisha faida ya mwangaza kupungua na kufupisha maisha ya taa.

4.2 Uwiano wa Nguvu ya Mwanga vs. Joto la Mazingira

Uzito wa mwangaza hupungua kadiri joto la mazingira linavyoongezeka. Hii ni sifa ya LED ya semikondukta. Mkunjo huu humwezesha mbuni kukadiria upotezaji wa mwangaza katika mazingira ya joto la juu, jambo muhimu kwa matumizi kama vile dashibodi za magari.

4.3 Mkunjo wa Kupunguza Mkondo wa Mbele

Mchoro huu unafafanua uhusiano kati ya mkondo wa juu unaoruhusiwa wa mbele unaoendelea na joto la mazingira. Kadiri joto linavyoongezeka, ni lazima kupunguza mkondo wa juu ili kukaa ndani ya kikomo cha nguvu ya kifaa na kuzuia kukosa udhibiti wa joto.

4.4 Voltage ya Mbele vs. Mkondo wa Mbele

Mstari huu wa IV (sasa-voltage) unaonyesha uhusiano wa kielelezo wa kawaida wa diode. Voltage huongezeka kwa logariti ya sasa. Mstari huu ni muhimu sana kwa kubuni upinzani wa kuzuia sasa au kiendeshi cha sasa thabiti.

4.5 Radiation Pattern and Spectral Distribution

Mchoro wa mionzi (mchoro wa kuratibu polar) unaonyesha wazi pembe ya mtazamo ya digrii 130. Mchoro wa usambazaji wa wigo unathibitisha umonokromia wa AlGaInP LED, ukiwaonyesha kilele kimoja karibu na 611 nm, na upana wa nusu ya kilele wa kawaida wa 17 nm.

5. Mechanical and Packaging Information

5.1 Package Dimensions

15-21 SMD LED hutumia ufungaji mstatili mwembamba. Vipimo muhimu (kwa mm, isipokuwa imeelezwa, uvumilivu ni ±0.1mm) ni pamoja na urefu wa jumla, upana na urefu. Buku la maelezo hutoa mchoro wa kina unaoonyesha eneo la chipi, umbo la lenzi na fremu ya waya. Alama ya cathode imewekwa wazi kwenye ufungaji ili kutambua mwelekeo sahihi wa polarity wakati wa kukusanyika.

5.2 Polarity Identification

Upeo sahihi ni muhimu sana. Kutumia voltage ya kinyume zaidi ya 5V kutaiharibu LED mara moja. Kifurushi kina alama ya wazi ya cathode (kawaida ni nukta ya kijani, mfuo, au kona iliyokatwa) kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro wa vipimo. Buni lazima ahakikhishe mpangilio wa pedi za PCB unalingana na mwelekeo huu.

6. Mwongozo wa Uchomaji na Usanikishaji

6.1 Mkunjo wa Uchomaji wa Reflow

Imebainisha mkunjio wa kuunganisha kwa reflux isiyo na risasi:

• Joto la awali:150–200°C, kwa sekunde 60–120.
• Time Above Liquidus (TAL):Above 217°C for 60–150 seconds.
• Peak Temperature:Maximum 260°C, hold time up to 10 seconds.
• Ramp-up Rate:Maximum 6°C/second.
• Time Above 255°C:Maximum 30 seconds.
• Kasi ya kupoza:Kiwango cha juu cha 3°C/s.

Haipaswi kufanywa zaidi ya mara mbili ya kulehemu tena kwenye kifaa kimoja.

6.2 Uchomaji wa Mikono

Ikiwa ni lazima kufanya kulehemu kwa mkono, uwe mwangalifu sana:

• Tumia chuma cha kulehemu chenye joto la ncha chini ya 350°C.
• Muda wa kugusa kwa kila terminal uwe mdogo hadi sekunde 3.
• Tumia chuma cha kulehemu chenye nguvu ya kiwango cha 25W au chini.
• Kwa kila terminali, weka muda wa angalau sekunde 2 kati ya kulehemu.

Kulehemu kwa mkono kuna hatari kubwa ya uharibifu wa joto.

6.3 Uhifadhi na Uvumilivu wa Unyevu

LED hufungwa kwenye mfuko wa kizuizi cha unyevu ulio na draya.

• Usifungue mfuko kabla ya kuwa tayari kutumia.
• Baada ya kufungua, LED zisizotumiwa zinapaswa kuhifadhiwa katika mazingira ya ≤30°C na unyevu wa jamaa ≤60%.
• "Maisha ya kiwanda" ya mfuko baada ya kufunguliwa ni saa 168 (siku 7).
• Ikiwa muda wa mfiduo umepita au kiashiria cha kikaushi kimebadilisha rangi, inahitajika kuokwa kwa 60 ±5°C kwa saa 24 kabla ya kuchomelea reflow, ili kuondoa unyevu uliovutwa na kuzuia uharibifu wa "popcorn" wakati wa mchakato wa juu-joto wa kuchomelea.

6.4 Mambo Muhimu ya Kuzingatia

• Kizuizi cha Mkondo:Lazima utumie kizuizi cha nje cha mkondo. Tabia ya kielelezo V-I ya LED inamaanisha mabadiliko madogo ya voltage yatasababisha mabadiliko makubwa ya mkondo, bila kizuizi kutaangamiza mara moja.
• Mkazo wa Mitambo:Epuka kutumia mkazo kwenye mwili wa LED wakati wa kuchomelea au matumizi ya mwisho. Usipotoshe PCB baada ya kukusanyika.
• Ukarabati:Haipendekezi kabisa kufanya ukarabati baada ya kulehemu. Ikiwa ni lazima kabisa, tumia chuma cha kulehemu chenye vichwa viwili ili kuwasha vituo vyote viwili kwa wakati mmoja na kuinua kipengele kwa usawa, ili kuepuka kuharibika kwa pedi. Baada ya jaribio lolote la ukarabati, thibitisha utendaji wa LED.

7. Habari ya Ufungaji na Uagizaji

7.1 Vipimo vya Reel na Tape Carrier

Kifaa hiki kinapatikana katika mfumo wa ukanda wenye matuta, umefungwa kwenye reeli yenye kipenyo cha inchi 7 (178mm).

• Upana wa Ukanda wa Kubeba:8 mm.
• Umbali wa Mfuko:Tazama mchoro wa vipimo.
• Idadi kwa kila mfuko:Vipande 2000.

Mchoro wa kina wa vipimo vya mfuko, mkanda wa kubeba na mkanda wa kufunika umetolewa, isipokuwa imebainishwa vinginevyo, uvumilivu ni ±0.1mm.

7.2 Maelezo ya Lebo

Lebo ya mfuko inajumuisha maelezo muhimu ya kufuatilia na utumiaji sahihi:

• CPN:Nambari ya Bidhaa ya Mteja.
• P/N:Nambari ya Bidhaa ya Mzalishaji (mfano, 15-21/S2C-AQ2R2B/2T).
• QTY:Idadi ya Ufungashaji.
• CAT:Ngazi ya Nguvu ya Mwanga (mfano, R2).
• HUE:Ngazi ya Chroma/Wavelength Kuu (mfano, A).
• REF:Forward voltage grade (e.g., B).
• LOT No:Manufacturing lot number for traceability.

8. Mapendekezo ya Utumiaji

8.1 Mandhari ya Kawaida ya Utumiaji

• Automotive Interior:Backlighting for dashboard instruments, switches, and control panels.
• Vifaa vya Mawasiliano:Viashiria vya hali na taa za nyuma za kibodi katika simu na mashine za faksi.
• Elektroniki za Matumizi:Mwanga wa nyuma wa gorofa, taa za kuwasha/zima, na viashiria vya alama kwa skrini ndogo za LCD.
• Kiashiria cha Jumla:Matumizi yoyote yanayohitaji kiashiria cha hali chenye ukubwa mdogo, mkali na rangi ya machungwa.

8.2 Kuzingatia Katika Ubunifu

• Saketi ya Kuendesha:Daima tumia upinzani wa mfululizo au kiendeshi cha mkondo wa kudumu. Tumia fomula R = (Vsupply - VF) / IF kuhesabu thamani ya upinzani, ambapo VF inapaswa kuchaguliwa thamani ya kiwango cha juu zaidi (2.35V) ili kuhakikisha muundo ni thabiti.
• Usimamizi wa Joto:Ingawa kifuniko ni kidogo, ikiwa kifaa kinatumika karibu na mkondo wa juu zaidi au halijoto ya mazingira ya juu, hakikisha eneo la kutosha la shaba la PCB au mashimo ya kupoza joto, kwani joto linaweza kupunguza mwanga unaotolewa na kipindi cha maisha.
• Muundo wa Kioo:Pembe ya mtazamo ya digrii 130 hutoa boriti ya mwanga pana. Ikiwa unahitaji mwanga uliolengwa zaidi, huenda ikahitaji lenzi ya nje au bomba la kuongoza mwanga.
• Ulinzi wa ESD:Hata kama kifaa kina kiwango cha HBM cha 2kV, ikiwa LED iko mahali ambapo mtumiaji anaweza kugusa, unapaswa kutekeleza ulinzi wa ESD kwenye mistari ya ingizo.

9. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

Ikilinganishwa na LED za zamani za mashimo au vifurushi vikubwa vya SMD, 15-21 ina faida dhahiri:

• Ukubwa na Uzito:Vifurushi vyake vidogo vinaruhusu msongamano mkubwa wa kufurushia na bidhaa za mwisho nyepesi, jambo muhimu kwa vifaa vya kubebebwa na vidogo.
• Uwiano wa Automatiki:Ufurushaji wa mkanda umeboreshwa kwa usanikishaji wa automatiki wa kasi ya juu, na hupunguza gharama za utengenezaji.
• Utendaji:Ikilinganishwa na teknolojia ya zamani, matumizi ya nyenzo za AlGaInP hutoa ufanisi wa juu wa kutolea mwanga katika anuwai ya wigo wa machungwa/nyekundu.
• Uzingatiaji:Imejengwa ndani kikamilifu kufuata kanuni za kisasa za mazingira (RoHS, halojeni, REACH), ikirahisisha mchakato wa ushikamilifu wa bidhaa za mwisho.

Jambo moja linalowezekana kuzingatiwa ni utendaji wa joto; ukubwa mdogo sana unaweza kuzuia upotezaji wa joto ikilinganishwa na kifuniko kikubwa chenye uwezo mkubwa wa joto.

10. Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara (Kulingana na Vigezo vya Kiufundi)

10.1 Ni thamani gani ya upinzani ninapaswa kutumia wakati ninatumia chanzo cha umeme cha 5V?

Kwa kutumia voltage ya mbele ya juu zaidi ya daraja la 2 (2.35V) na sasa iliyopendekezwa (20mA): R = (5V - 2.35V) / 0.020A = 132.5 ohms. Thamani ya kawaida iliyo karibu zaidi ya 130 ohms au 150 ohms inafaa. Hakikisha kuthibitisha sasa halisi katika mzunguko.

10.2 Je, naweza kutumia 30mA kuendesha LED hii ili kupata mwangaza wa juu zaidi?

Hapana. Kikomo kamili cha juu zaidi cha sasa endelevu ya mbele (IF) ni 25 mA. Kuendesha kwa 30 mA kunazidi kikomo hiki, ambacho kitapunguza kwa kiasi kikubwa kuaminika na maisha ya huduma, na kunaweza kusababisha kushindwa mara moja. Tumia sasa ya kilele (msukumo wa 60mA) kwa uwiano mdogo sana wa kazi tu ikiwa ni lazima.

10.3 Kwa nini mwangaza hupungua wakati bodi ya mzunguko inapokua moto?

Hii ni sifa ya msingi ya semikondukta ya LED, kama inavyoonyeshwa kwenye mkunjo wa "Uwiano wa Ukali wa Mwanga dhidi ya Joto la Mazingira". Ongezeko la joto linaongeza mchanganyiko usio na mionzi ndani ya semikondukta, na hivyo kupunguza ufanisi. Usanifu mzuri wa joto unaweza kupunguza athari hii.

10.4 Mfuko ulifunguliwa mwezi mmoja uliopita. Bado naweza kutumia LED hizi?

Hapana bila kuchukua tahadhari. Kiwango cha Unyeti wa Unyevunyevu kinahitaji LED zitumike ndani ya saa 168 (siku 7) baada ya kufunguliwa kwa mfuko. Ikiwa muda huu umepita, ni lazima LED zikaushwe kwa 60°C kwa saa 24 kabla ya kufanywa upya wa kulehemu ili kuondosha unyevunyevu uliokamatiwa na kuzuia mgawanyiko wa ndani wakati wa mchakato wa juu-joto wa kulehemu.

11. Usanifu Halisi na Mifano ya Matumizi

Mfano: Kusimba Paneli ya Kiashiria cha Hali
Mbuni anaanzisha paneli ya udhibiti yenye viashiria 20 vya hali vya rangi ya machungwa. Walichagua 15-21/S2C-AQ2R2B/2T kwa sababu ya mwangaza wake wa juu (kiwango cha R2) na ukubwa wake mwembamba.

1. Ubunifu wa Saketi:Kutumia reli ya kawaida ya umeme ya 5V. Kwa kutumia thamani ya VF ya 2.35V, upinzani wa kikomo wa 150 ohms ulichaguliwa kwa kila LED, ukizalisha mkondo wa takriban 17.7mA, salama chini ya kiwango cha juu cha 25mA.
2. Mpangilio wa PCB:Ukubwa mwembamba wa kifurushi uliruhusu LED zote 20 kupangwa kwenye safu moja. Alama ya cathode kwenye mpangilio wa pedi ililinganishwa wazi na mchoro wa kifurushi, kuzuia makosa ya usanikishaji.
3. Uzalishaji:Ufungaji wa mkanda wa mfumo wa roll uliruhusu mkusanyaji wa PCB kutumia mashine ya kiotomatiki ya kuweka vipande, kuhakikisha usakinishaji wa haraka, sahihi na thabiti wa vipengele vyote 20.
4. Matokeo:Paneli hii ina viashiria vya mwanga vya machungwa yaliyo sawa na yenye mwangaza, rangi (shukrani kwa kiwango cha wavelength) na mwangaza (shukrani kwa kiwango cha nguvu) zikiwa sawa, uzalishaji ukiwa wa ufanisi na unaoaminika.

12. Utangulizi wa Kanuni

15-21 LED inategemea nyenzo za semiconductor za AlGaInP (aluminiumi-galliumi-indiamu-fosforasi). Wakati voltage chanya inatumika kwenye kiunganishi p-n, elektroni na mashimo huingizwa kwenye eneo lenye ufanisi. Muunganiko wao hutoa nishati kwa njia ya fotoni (mwanga). Muundo maalum wa aloi ya AlGaInP huamua nishati ya pengo la bendi, ambayo inafafanua moja kwa moja wavelength (rangi) ya mwanga unaotolewa—kwa mfano huu, machungwa yenye mwangaza (takriban 611 nm). Lensi ya epoksi hufunga chip ya semiconductor, hutoa ulinzi wa kimitambo, na huunda muundo wa pato la mwanga ili kufikia angle maalum ya maono ya digrii 130.

13. Mwelekeo wa Maendeleo

Maendeleo ya SMD LED kama 15-21 yanafuata mwelekeo muhimu kadhaa wa tasnia:

• Kupunguzwa kwa Ukubwa:Ukubwa wa ufungashaji unaendelea kupungua (mfano, kutoka 0603 hadi 0402 hadi 0201 vipimo vya metri), ili kuwezesha vifaa vidogo vya elektroniki.
• Uboreshaji wa ufanisi:Uboreshaji endelevu wa ukuaji wa epitaksi na usanifu wa chipi husababisha ufanisi mkubwa wa mwanga (pato zaidi la mwanga kwa kila watt), na hivyo kupunguza matumizi ya nguvu na mzigo wa joto.
• Uimarishaji wa kuegemea:Uboreshaji wa nyenzo za ufungaji na teknolojia ya kushikilia chipi huleta maisha marefu ya uendeshaji na utendaji bora chini ya hali ngumu (joto la juu, unyevu mwingi).
• Uainishaji wa hali ya juu:Uvumilivu madhubuti zaidi wa uainishaji wa rangi (wavelength) na flux ya mwanga unakuwa kiwango, unaosukumwa na matumizi yanayohitaji uthabiti wa juu wa rangi (kama skrini za rangi kamili na makundi ya taa za magari).
• Ujumuishaji:Mwelekeo wa kuunganisha chipi nyingi za LED (RGB, au nyeupe + rangi) kwenye ufungaji mmoja, au kuunganisha IC ya udhibiti ili kufikia moduli ya "LED akili".

Ingawa 15-21 inawakilisha teknolojia imara na ya kuaminika, ufungaji mpya unaweza kutoa ukubwa mdogo au ufanisi bora, lakini kanuni za msingi za uendeshaji na miongozo muhimu ya matumizi hubaki sawa kwa kiasi kikubwa.