深红色LED灯珠 333-2SDRD/S530-A3 规格书 - 5mm圆形 - 电压2.0V - 功率60mW - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档详细阐述了一款5mm圆形、直插式、深红色LED灯珠的技术规格。该器件采用AlGaInP芯片技术设计，封装于红色散射树脂中，以产生高亮度的深红色光输出。它是一款坚固可靠的元件，适用于消费电子产品中的各种指示灯和背光应用。

1.1 核心特性与优势

• 高亮度：专为需要更高发光强度的应用而设计。
• 视角选项：提供多种视角选择，以适应不同的应用需求。
• 包装：提供编带包装，适用于自动化组装流程。
• 环保合规：产品无铅，并符合RoHS标准。
• 可靠性：设计可靠且坚固，适合长期运行。

1.2 目标应用

此LED主要用作各种电子设备中的指示灯或背光源，包括但不限于：

• 电视机
• 电脑显示器
• 电话机
• 个人电脑及外设

2. 技术参数分析

本节对“绝对最大额定值”和“光电特性”表中定义的器件关键电气、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

这些额定值定义了可能导致器件永久损坏的极限条件。不保证在此条件下或超过此条件运行。

• 连续正向电流（I_F）：25 mA。这是可以持续施加到LED上的最大直流电流。
• 峰值正向电流（I_FP）：60 mA。此更高电流仅在脉冲条件下允许（占空比1/10 @ 1 kHz），适用于多路复用或实现短暂更高亮度。
• 反向电压（V_R）：5 V。在反向偏压下超过此电压可能导致结击穿。
• 功耗（P_d）：60 mW。封装可耗散的最大功率，计算公式为 V_F* I_F.
• 工作与存储温度：-40°C 至 +85°C（工作），-40°C 至 +100°C（存储）。这些宽泛的范围表明其适用于工业和汽车环境。
• 焊接温度：260°C 持续5秒。这定义了回流焊或手工焊接的热分布耐受度。

2.2 光电特性

这些是在25°C标准测试条件和20mA正向电流下测得的典型性能参数。

• 发光强度（I_v）：100 mcd（最小值），160 mcd（典型值）。这量化了深红色光的感知亮度。测量不确定度为±10%。
• 视角（2θ_1/2）：30°（典型值）。这种窄视角是非散射或轻度散射透镜的特征，能产生更聚焦的光束。
• 峰值波长（λ_p）：650 nm（典型值）。光输出功率最大的波长。
• 主波长（λ_d）：639 nm（典型值）。人眼感知到的单一波长，定义了颜色。不确定度为±1.0 nm。
• 正向电压（V_F）：2.0 V（典型值），2.4 V（最大值），在 I_F=20mA 条件下。这种低电压是AlGaInP红色LED的典型特征。测量不确定度为±0.1V。
• 反向电流（I_R）：10 µA（最大值），在 V_R=5V 条件下。这规定了关断状态下的最大漏电流。

3. 性能曲线分析

典型特性曲线直观地展示了器件在不同条件下的行为，这对于电路设计和热管理至关重要。

3.1 光谱与空间分布

“相对强度 vs. 波长”曲线显示了一个以650 nm为中心、光谱带宽较窄（Δλ ~20 nm）的分布，证实了深红色的色纯度。“方向性”曲线直观地表示了30°视角，显示了光强度的角度分布。

3.2 电学与热学关系

• 正向电流 vs. 正向电压（I-V曲线）：这条指数曲线是设计限流电路的基础。在20mA下典型的 V_F为2.0V，可作为串联电阻计算的设计点：R = (V_电源- V_F) / I_F.
• 相对强度 vs. 正向电流：此曲线表明，在正常工作范围内，光输出与电流大致呈线性关系，允许通过电流控制实现简单的亮度调光。
• 相对强度 vs. 环境温度：显示了随着结温升高，光输出会下降。在高温环境或高功率设计中，必须考虑这种热降额。
• 正向电流 vs. 环境温度：虽然这不是直接额定值，但结合降额要求考虑此曲线，可以得知在升高的环境温度下需要降低工作电流，以保持可靠性并防止光通量加速衰减。

4. 机械与封装信息

4.1 封装尺寸

该器件是标准的5mm圆形LED，带有红色散射透镜。关键尺寸说明包括：

• 所有尺寸单位均为毫米。
• 引脚间距为0.1英寸（2.54mm）网格，与标准原型板兼容。
• 凸缘（圆顶底部的边缘）高度必须小于1.5mm，以确保在PCB上正确就位。
• 除非另有说明，尺寸的一般公差为±0.25mm。

4.2 极性识别

阴极通常通过LED封装边缘的平面和/或较短的引脚来识别。安装时必须注意正确的极性。

5. 焊接与组装指南

正确的操作对于保持器件完整性和性能至关重要。

5.1 引脚成型

• 在距离环氧树脂灯珠底部至少3mm处弯曲引脚。
• 成型操作必须在 soldering.
• 焊接前进行。避免对封装施加应力。PCB孔位未对准导致引脚受力可能会损坏环氧树脂和LED性能。
• 在室温下剪切引脚。

5.2 存储

• 存储条件：温度≤30°C，相对湿度≤70%。在此条件下，保质期为3个月。
• 如需更长时间存储（最长1年），请使用带氮气和干燥剂的密封容器。
• 在潮湿环境中避免温度骤变，以防冷凝。

5.3 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：烙铁头温度≤300°C（针对最大30W烙铁），焊接时间≤3秒。
• 波峰焊或浸焊：预热≤100°C（最长60秒），焊锡槽温度≤260°C，时间≤5秒。
• 在高温阶段避免对引脚施加应力。
• 不要重复焊接（单次焊接）。
• 焊接后让LED逐渐冷却至室温；避免快速淬冷。

5.4 清洗

• 如有必要，仅使用室温异丙醇清洗，时间≤1分钟。
• 避免超声波清洗。如果绝对需要，必须进行广泛的预先验证，以确保不会造成损坏。

5.5 热管理

正确的热设计至关重要。如降额曲线所示，在较高的环境温度下，必须适当降低工作电流。散热不足会导致光输出降低、颜色偏移和寿命缩短。

6. 包装与订购信息

6.1 包装规格

器件包装旨在防止静电放电（ESD）和湿气损坏：

• 一级包装：防静电袋。
• 二级包装：内含多个防静电袋的内盒。
• 三级包装：内含多个内盒的外箱。
• 包装数量：每袋最少200-500片。每内盒5袋。每外箱10个内盒。

6.2 标签说明

包装上的标签可能包含用于追踪和规格的代码：

• CPN：客户零件号。
• P/N：制造商零件号（例如，333-2SDRD/S530-A3）。
• QTY：包含的数量。
• CAT / Ranks：可能表示性能分档（例如，发光强度等级）。
• HUE：主波长代码。
• LOT No：可追溯的生产批号。

7. 应用建议与设计考量

7.1 电路设计

务必使用串联限流电阻。基于典型 V_F（2.0V）计算，但要确保电路能承受最大 V_F（2.4V）而不会超过所需电流。例如，使用5V电源，目标 I_F为20mA：R = (5V - 2.0V) / 0.02A = 150 Ω。检查最大 V_F下的电流：I = (5V - 2.4V) / 150 Ω ≈ 17.3 mA，这是安全的。

7.2 PCB布局

确保孔位与2.54mm引脚间距精确对齐。在LED本体周围提供足够的间隙，以满足3mm最小焊点距离的要求。对于需要从多个角度观察的指示灯，在组件上定位LED时需考虑其30°的视角。

7.3 阵列中的热管理

当密集使用多个LED或以高驱动电流工作时，需考虑其共同产生的热量。提供足够的间距、通风，或考虑使用较低的驱动电流来管理结温，以保持一致的亮度和寿命。

8. 技术对比与差异化

这款基于AlGaInP技术的深红色LED具有以下关键优势：

• 对比旧式GaAsP红色LED：在相同电流下，发光效率显著更高，输出更亮。
• 对比广角散射LED：30°视角提供了更定向的光束，非常适合面板指示灯，光线主要从正面可见，减少了杂散光。
• 对比标准红色（~630nm）：更深的红色（639-650nm）可能更符合特定的美学要求、传感器应用，或需要与橙红色区分开的场合。

9. 常见问题解答（基于技术参数）

9.1 我可以持续以25mA驱动这颗LED吗？

可以，25mA是绝对最大连续正向电流。然而，为了获得最佳寿命和可靠性，通常建议在低于最大额定值的条件下运行。推荐在20mA的典型测试电流下驱动。

9.2 为什么视角只有30度？

30°视角是这款特定LED的设计特性，通过透镜形状和树脂的散射程度实现。它适用于需要更聚焦光束而非广域照明的应用。

9.3 如何解读规格书中的“典型”值？

“典型”值代表产品在指定条件下的预期平均性能。单个器件可能在提供的最大/最小值范围内有所差异。设计电路时，应确保在最坏情况参数组合（例如，最小 V_F与最大电流限制）下也能正常工作。

9.4 是否需要散热片？

对于在典型环境条件（<85°C）下以20mA运行的单个LED，由于其功耗较低（~40mW），通常不需要专用的散热片。然而，在阵列、高环境温度或接近最大电流运行时，通过PCB铜箔面积进行热管理就变得很重要。

10. 实际应用案例

场景：为设备设计电源指示灯。

1. 需求：一个从面板正面可见的明亮深红色指示灯。
2. 元件选择：选择此LED是因为其典型发光强度高（160mcd）且具有聚焦的30°视角。
3. 电路设计：设备由3.3V电源轨供电。计算串联电阻：R = (3.3V - 2.0V) / 0.02A = 65 Ω。选择最接近的标准值68 Ω，得到 I_F≈ (3.3V-2.0V)/68Ω ≈ 19.1 mA。
4. PCB实现：使用2.54mm间距的封装。将LED放置在前面板上，透镜穿过一个5.2mm的孔。焊盘放置确保遵守与LED本体保持3mm距离的规则。
5. 组装：使用设定为280°C的温控烙铁手工焊接LED，焊点在灯珠下方，焊接时间控制在3秒以内。

11. 工作原理

这是一种半导体发光二极管。当施加超过结内建电势的正向电压时，电子和空穴分别从n型和p型材料注入有源区。在AlGaInP（铝镓铟磷）芯片中，这些载流子复合，以光子的形式释放能量。AlGaInP合金的具体成分决定了带隙能量，这直接对应于发射的深红色光波长（~650 nm）。红色散射环氧树脂封装芯片，提供机械保护，塑造光输出（30°视角），并散射光线以产生均匀的外观。

12. 技术趋势

虽然这款直插式5mm LED代表了一种成熟且广泛使用的封装技术，但更广泛的LED行业趋势仍集中在：

• 效率提升：持续的材料科学改进旨在从AlGaInP和其他半导体材料中产生每瓦更多的流明（更高光效）。
• 表面贴装器件（SMD）主导：对于自动化、大批量组装，由于尺寸更小、组装成本更低，SMD封装（如0603、0805、1206及专用LED封装）在新设计中已很大程度上取代了直插式LED。
• 颜色一致性与分档：制造工艺不断进步，允许对波长（颜色）和发光强度进行更严格的分档（分组），为设计者提供更可预测的性能。
• 可靠性与寿命：研究重点在于提高光通维持率（抵抗光输出随时间衰减的能力）和寿命，尤其是在高温和高电流工作条件下。

5mm直插式LED凭借其简单、坚固和广泛可用性，仍然是原型制作、爱好者项目、教育目的以及预期需要手动组装或更换的应用中的主力产品。