LED灯珠 333-2SYGD/S530-E2 规格书 - 亮黄绿色 - 20mA - 2.0V - 60mW - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档提供了一款高亮度亮黄绿色LED灯珠的完整技术规格。该器件采用AlGaInP芯片技术制造，封装于绿色漫射树脂中，专为需要可靠、坚固照明且提供多种视角选项的应用而设计。本产品符合相关环保标准。

1.1 核心优势与目标市场

本系列LED的主要优势包括其高发光强度、提供多种颜色和强度选择，以及适用于自动化组装的编带包装选项。它专为需要卓越亮度的应用而设计。目标市场和典型应用包括消费电子产品显示器、指示灯，以及电视机、电脑显示器、电话和其他计算设备等器件的背光系统。

2. 深入技术参数分析

本节根据标准测试条件（Ta=25°C），对器件的关键电气、光学和热学参数进行详细、客观的解读。

2.1 绝对最大额定值

绝对最大额定值定义了可能导致器件永久性损坏的应力极限。这些并非推荐的工作条件。

• 连续正向电流（IF）：25 mA。持续超过此电流将缩短LED寿命并降低光输出。
• 峰值正向电流（IFP）：60 mA。这是最大允许的脉冲电流，通常在1 kHz频率下占空比为1/10的条件下规定。对于涉及短暂、高电流脉冲的应用至关重要。
• 反向电压（VR）：5 V。施加超过此值的反向偏压可能导致LED结立即发生灾难性故障。
• 功耗（Pd）：60 mW。这是封装在不超出其最高结温的情况下所能耗散的最大功率，计算公式为正向电压（VF）乘以正向电流（IF）。
• 工作与存储温度：器件额定工作温度为-40°C至+85°C，存储温度为-40°C至+100°C。这些范围确保了环氧树脂和半导体材料的机械与化学稳定性。
• 焊接温度（Tsol）：260°C下持续5秒。这定义了LED封装在波峰焊或回流焊过程中所能承受的最高热分布曲线。

2.2 光电特性

这些参数定义了器件在正常工作条件（IF=20mA）下的性能。“典型值”列代表预期的中值，而“最小值”和“最大值”定义了可接受的生产分布范围。

• 发光强度（Iv）：40-80 mcd（典型值 80 mcd）。这是以毫坎德拉为单位测量的LED感知亮度。较宽的范围表明存在分档过程；设计者必须考虑最小值以应对最坏情况下的亮度场景。
• 视角（2θ1/2）：30度（典型值）。这是发光强度下降到其峰值（轴向）值一半时的全角。30度角表示光束相对集中，适用于定向指示灯。
• 峰值与主波长（λp, λd）：分别为575 nm和573 nm。峰值波长是最大辐射功率的光谱点。主波长是感知的色点。接近的数值表明光谱纯净的黄绿色发射。
• 光谱辐射带宽（Δλ）：20 nm。这是最大强度一半处的光谱宽度（半高全宽）。20 nm的带宽是基于AlGaInP的LED的典型特征，提供良好的色纯度。
• 正向电压（VF）：1.7V 至 2.4V（典型值 2.0V）。这是在20mA驱动下LED两端的电压降。如果电源电压固定，电路设计必须使用针对最大VF计算出的限流电阻或驱动器，以确保电流不超过最大额定值。
• 反向电流（IR）：在VR=5V时，最大10 μA。这是器件反向偏置时的漏电流。对于健康的LED，该值通常非常低。

测量公差：规格书注明了特定的不确定度：VF为±0.1V，Iv为±10%，λd为±1.0nm。这些必须在精密设计计算中予以考虑。

3. 分档系统说明

提供的数据暗示了基于关键性能参数的分档结构，以确保批量生产的一致性。虽然未详细阐述完整的分档矩阵，但可以从规格表和标签说明中推断出以下信息：

• 发光强度/光通量分档：40-80 mcd的Iv范围表明器件根据其在20mA下的测量输出进行分档。包装标签上的“CAT”字段可能表示此等级或类别。
• 波长/颜色分档：标签上的“HUE”字段对应于主波长（λd）。鉴于典型值为573 nm，生产批次很可能根据其特定的主波长进行表征和标记，以保持应用内的颜色一致性。
• 正向电压分档：1.7V至2.4V的VF范围表明LED也可能根据其正向电压特性进行分组。在并联电路中匹配VF有助于实现均匀的电流分配。

4. 性能曲线分析

典型特性曲线提供了器件在不同条件下行为的关键见解，这对于稳健的电路和热设计至关重要。

4.1 相对强度 vs. 波长

该曲线以图形方式表示光谱功率分布，显示峰值在575 nm附近，半高全宽约为20 nm。它证实了光输出的单色性质，集中在可见光谱的黄绿色区域。

4.2 指向性图案

指向性（或辐射图案）曲线说明了光的空间分布。所提供的30度视角即源于此图案。曲线形状是具有半球形透镜的标准LED灯珠的典型特征，显示出接近朗伯或略微聚焦的发射轮廓。

4.3 正向电流 vs. 正向电压（I-V曲线）

该曲线显示了电流与电压之间的指数关系，这是二极管的典型特征。“拐点”电压约为1.8V-2.0V。超过此点，电压的微小增加会导致电流的大幅增加，这突显了驱动LED时进行电流调节而非电压调节的极端重要性。

4.4 相对强度 vs. 正向电流（L-I曲线）

该曲线展示了驱动电流与光输出之间的关系。在推荐的工作范围内通常是线性的，但在非常高的电流下会饱和并最终衰减。在典型的20mA下工作可确保效率、亮度和寿命的良好平衡。

4.5 热特性

以下曲线至关重要：相对强度 vs. 环境温度以及正向电流 vs. 环境温度（在恒定电压下）。它们表明，由于内部量子效率降低和非辐射复合增加，光输出会随着环境温度的升高而降低。相反，对于固定的施加电压，正向电流会随着温度升高而增加，因为二极管的正向电压具有负温度系数。如果未使用恒流驱动器进行适当管理，这可能会产生潜在的热失控情况。

5. 机械与包装信息

5.1 封装尺寸与图纸

规格书包含详细的尺寸图纸。从图纸和注释中得出的关键规格包括：所有尺寸均以毫米（mm）为单位，凸缘高度必须小于1.5mm，除非另有说明，一般公差为±0.25mm。图纸定义了引脚间距、主体尺寸和整体形状，这对于PCB焊盘设计（焊盘图案）至关重要。

5.2 极性识别

虽然提供的文本中没有明确详述，但标准LED灯珠通常通过透镜上的平边、较短的引脚或封装上的标记来识别阴极（负极引脚）。PCB焊盘设计必须与此极性匹配，以确保组装时的正确方向。

6. 焊接与组装指南

正确处理对于保持器件可靠性和性能至关重要。

6.1 引脚成型

• 弯曲必须距离环氧树脂灯珠基座至少3mm，以防止应力裂纹。
• 成型必须在焊接前完成。
• 在室温下剪切引脚，以避免热冲击。
• PCB孔必须与LED引脚完美对齐，以避免安装应力。

6.2 存储条件

• 收到后，在≤30°C和≤70%相对湿度（RH）下存储。在此条件下的保质期为3个月。
• 如需更长时间存储（最长1年），请使用带干燥剂的氮气密封容器。
• 避免在潮湿环境中温度骤变，以防止冷凝。

6.3 焊接工艺

关键规则：保持焊点到环氧树脂灯珠的最小距离为3mm。

• 手工焊接：烙铁头最高温度300°C（针对最大30W烙铁），焊接时间最长3秒。
• 波峰/浸焊：预热最高温度100°C（最长60秒）。焊锡槽最高温度260°C，最长浸入时间5秒。
• 提供了推荐的焊接温度曲线，应遵循此曲线以最小化热应力。
• 在焊接期间及焊接后器件仍热时，避免对引脚施加机械应力。
• 不要进行超过一次的浸焊/手工焊接。
• 从峰值焊接温度逐渐冷却；避免快速淬火。

6.4 清洁

• 仅在必要时清洁，使用室温下的异丙醇，时间≤1分钟。风干。
• 强烈不建议使用超声波清洗。如果绝对需要，必须进行广泛的预鉴定测试以确定安全的功率水平和持续时间，因为超声波能量可能损坏内部芯片键合或环氧树脂封装。

6.5 热管理

有效的热管理对于LED的性能和寿命至关重要。如规格书中引用的降额曲线所示，在较高的环境温度下，必须适当降低电流额定值。设计必须确保LED主体周围的温度得到控制，通常通过使用具有足够散热焊盘、散热过孔或用于高功率应用的外部散热器的PCB来实现。

6.6 静电放电（ESD）防护

这些LED对静电放电敏感。ESD可能导致潜在损坏或立即失效。始终在ESD防护区域使用接地腕带和导电垫处理元件。在所有组装和处理过程中使用防静电包装和设备。

7. 包装与订购信息

7.1 包装规格

器件包装旨在防止运输和处理过程中的机械和静电损坏。

• 一级包装：防静电袋。
• 二级包装：内盒，内含5袋。
• 三级包装：外箱，内含10个内盒。
• 包装数量：每袋最少200至500片。因此，一个外箱包含10,000至25,000片（10个内盒 * 5袋 * 200-500片/袋）。

7.2 标签说明

包装标签包含多个用于追溯和识别的代码：

• CPN：客户部件号。
• P/N：制造商生产编号（例如，333-2SYGD/S530-E2）。
• QTY：袋中数量。
• CAT：等级或性能类别（可能与发光强度分档相关）。
• HUE：主波长代码。
• REF：参考代码。
• LOT No：生产批号，用于追溯。

8. 应用建议与设计考量

8.1 典型应用场景

此LED非常适合用于：

• 状态指示灯：消费电子产品（电视、显示器、电话、电脑）中的电源、活动或模式指示灯，因其高亮度和聚焦视角。
• 背光：需要均匀、明亮照明的小型LCD面板的边缘照明或图标背光。
• 前面板显示：按钮、开关或面板仪表的照明。

8.2 关键设计考量

• 限流：务必使用串联限流电阻或恒流驱动器。使用最大正向电压（2.4V）计算电阻值，以确保在最坏情况（最小VF）下电流永远不会超过25mA。公式：R = (电源电压 - VF_max) / 目标电流。
• 热设计：考虑温度对光输出和正向电压的负面影响。提供足够的PCB铜面积或其他散热手段，尤其是在高环境温度环境或密闭空间中。
• ESD防护：在连接到暴露于用户界面或外部连接器的LED阳极/阴极的信号线上加入ESD保护二极管。
• 光学设计：30度视角提供了相对较窄的光束。对于更宽的照明，考虑使用漫射透镜或选择具有更宽原生视角的LED。

9. 技术对比与差异化

虽然未提供与特定竞争对手部件的直接比较，但根据其规格书，此LED的关键差异化特征包括：

• 芯片技术：使用AlGaInP（铝镓铟磷）半导体材料，与旧技术相比，该材料在产生琥珀色、黄色和绿色光方面效率更高。
• 亮度：在20mA下提供80 mcd的典型发光强度，在此颜色的标准灯珠封装中具有竞争力。
• 坚固性：规格书强调了可靠和坚固的结构，并提供了详细的操作和焊接指南，表明其设计旨在承受标准组装工艺。
• 合规性：声明为无铅且符合RoHS标准，满足电子元件的现代环保法规。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

Q1：我可以用30mA驱动此LED以获得更高亮度吗？

A：不可以。连续正向电流的绝对最大额定值为25 mA。在30mA下工作超出了此额定值，这将显著缩短LED寿命，导致光通量快速衰减，并可能引发灾难性的热故障。

Q2：我的电源是5V。对于20mA的驱动电流，我应该使用多大阻值的电阻？

A：为安全设计，使用最坏情况（最大）VF值2.4V。R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 欧姆。最接近的标准较高阻值为150欧姆。使用150欧姆时，电流约为(5V - 2.0V)/150 = 20mA（使用典型VF），这是安全的。务必验证电阻的功耗：P = I^2 * R = (0.02^2)*150 = 0.06W，因此标准的1/8W（0.125W）电阻足够。

Q3：为什么我的设备变热时，光输出会变暗？

A：这是LED的基本特性，如“相对强度 vs. 环境温度”曲线所示。半导体材料的效率随着结温的升高而降低，在相同电流下产生的光更少。改进设计中的热管理可以减轻这种影响。

Q4：焊接这些LED后，我可以用超声波清洗PCB吗？

A：强烈不建议。规格书指出，超声波清洗可能会根据功率和组装条件损坏LED。如果必须使用，您需要进行彻底的预鉴定测试。更安全的替代方法是使用异丙醇配合轻柔刷洗，或使用无需焊后清洗的免清洗助焊剂。

11. 实用设计与使用案例研究

场景：为网络路由器设计一组状态指示灯。

设计师需要5个明亮的黄绿色指示灯，用于电源、互联网、Wi-Fi和两个以太网端口。他们选择此LED是因为其亮度和颜色。

• 电路设计：路由器的内部逻辑电源为3.3V。使用最大VF 2.4V和目标电流18mA（增加裕量），电阻值为(3.3V - 2.4V) / 0.018A = 50 欧姆。选择标准的51欧姆电阻。每个电阻的功耗为(0.018^2)*51 ≈ 0.0165W。
• PCB布局：PCB焊盘严格按照封装尺寸图纸创建。使用小的散热焊盘连接将LED焊盘连接到更大的接地层，以帮助散热，同时不使焊接变得困难。
• 组装：组装人员遵循指南：使用ESD防护，在贴装前成型引脚（如果需要），并遵循推荐的峰值温度不超过260°C的回流焊曲线。
• 结果：LED提供了清晰、明亮的指示，所有五个单元颜色一致，并且由于适当的热和电气设计，产品通过了可靠性测试。

12. 工作原理简介

此LED基于半导体p-n结的电致发光原理工作。芯片材料为AlGaInP。当施加超过二极管开启电压（约1.7-2.0V）的正向电压时，来自n型区域的电子和来自p型区域的空穴被注入到结区。这些载流子在半导体的有源区复合。其中很大一部分复合是辐射性的，意味着它们以光子（光）的形式释放能量。573-575 nm（黄绿色）的特定波长由芯片有源层中使用的AlGaInP合金成分的带隙能量决定。绿色漫射环氧树脂封装用于保护芯片，作为主透镜塑造光输出光束，并漫射光线以产生更均匀的外观。

13. 技术趋势与背景

此组件代表了用于单色指示LED的成熟主流技术。基于AlGaInP的LED是高效红光、琥珀光和黄绿光发射的标准。与此类器件相关的当前行业趋势包括：

• 效率提升：持续的研究旨在提高这些材料的内部量子效率（IQE）和光提取效率（LEE），从而在相同输入电流下获得更高的发光强度，或在更低功率下获得相同亮度。
• 小型化：虽然这是一个标准的灯珠封装，但更广泛的趋势是朝向更小的表面贴装器件（SMD）封装（例如0402、0201），以适应高密度PCB设计，尽管这通常以总光输出和散热能力为代价。
• 可靠性增强：环氧树脂配方、芯片粘接材料和引线键合技术的改进持续推动LED的工作寿命和温度耐受性。
• 智能集成：照明领域的一个宏观趋势是将控制电路（驱动器、通信）直接集成到LED封装中，创建“智能”组件。虽然此特定部件是一个分立式、非智能的LED，但理解其基本参数是使用更集成解决方案的基础。