LED灯珠 523-2UYD/S530-A3 规格书 - 5mm圆形 - 电压2.0V - 亮黄色 - 60mW - 中文技术文档

1. 产品概述

523-2UYD/S530-A3是一款高亮度直插式LED灯珠，专为通用指示灯应用而设计。它采用AlGaInP芯片技术，可发出亮黄色的漫射光。该器件以其可靠的性能、宽广的视角以及符合RoHS、REACH和无卤素要求等主要环保指令为特点。

1.1 核心优势

• 高亮度：专为需要更高发光强度的应用而设计。
• 宽视角：典型的120度半强度角确保了从不同角度均有良好的可见性。
• 环保合规：本产品符合欧盟RoHS和REACH法规。同时为无卤素产品，溴（Br）和氯（Cl）含量均低于900 ppm，且总和低于1500 ppm。
• 包装灵活性：提供编带包装，适用于自动化组装流程。
• 坚固结构：设计用于在典型的电子环境中可靠且持久地运行。

1.2 目标市场与应用

此LED主要面向消费电子和信息技术领域。其主要应用包括电视机、电脑显示器、电话及通用电脑外设等设备中的状态指示灯、背光和面板照明。

2. 技术参数：深入客观分析

以下部分根据规格书，详细客观地解析了LED的关键技术规格。除非另有说明，所有数值均在环境温度（Ta）为25°C时指定。

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。在这些条件下或超出这些条件运行无法保证，为确保可靠运行应予以避免。

• 连续正向电流（I_F）：25 mA - 可连续施加的最大直流电流。
• 峰值正向电流（I_FP）：60 mA - 仅适用于占空比为1/10、频率为1 kHz的脉冲条件下。
• 反向电压（V_R）：5 V - 可施加的最大反向电压。
• 功耗（P_d）：60 mW - 器件可耗散的最大功率。
• 工作温度（T_opr）：-40°C 至 +85°C - 正常工作的环境温度范围。
• 储存温度（T_stg）：-40°C 至 +100°C。
• 焊接温度（T_sol）：260°C，持续5秒 - 波峰焊或手工焊接期间允许的最高温度。

2.2 光电特性

这些参数定义了器件在典型工作条件（I_F= 20 mA）下的性能。

• 发光强度（I_v）：12.5 mcd（典型值），6.3 mcd（最小值）。这是LED的感知亮度。测量不确定度为±10%。
• 视角（2θ_1/2）：120°（典型值）。发光强度至少为峰值强度一半的角度范围。
• 峰值波长（λ_p）：591 nm（典型值）。光谱发射最强的波长。
• 主波长（λ_d）：589 nm（典型值）。人眼感知到的单一波长，定义了颜色。测量不确定度为±1.0 nm。
• 光谱辐射带宽（Δλ）：15 nm（典型值）。峰值强度一半处的发射光谱宽度。
• 正向电压（V_F）：2.0 V（典型值），范围从1.7 V（最小）到2.4 V（最大）。测量不确定度为±0.1 V。
• 反向电流（I_R）：10 μA（最大值），在V_R= 5 V条件下。

3. 分档系统说明

规格书表明使用了分档系统，根据关键性能差异对LED进行分类。这确保了生产批次内关键设计参数的一致性。引用的标签包括：

• CAT：发光强度（I_v）等级。根据测量的亮度输出对LED进行分组。
• HUE：主波长（λ_d）等级。根据精确的色点对LED进行分组。
• REF：正向电压（V_F）等级。根据指定电流下的压降对LED进行分组。

设计师应在颜色或亮度要求严格的应用中，向制造商咨询具体的分档信息以进行精确选择。

4. 性能曲线分析

规格书提供了几条特性曲线，说明了器件在不同条件下的行为。这对于稳健的电路设计至关重要。

4.1 相对强度 vs. 波长

此曲线显示了光谱功率分布，峰值在591 nm（黄色）附近，典型带宽为15 nm，证实了AlGaInP芯片的单色性。

4.2 指向性图

极坐标图展示了典型的120度视角，显示了漫射LED常见的类朗伯发射模式，提供了宽广、均匀的照明。

4.3 正向电流 vs. 正向电压（I-V曲线）

此曲线展示了典型的二极管指数关系。在推荐的20 mA工作点时，正向电压约为2.0V。该曲线对于设计限流电阻至关重要。

4.4 相对强度 vs. 正向电流

光输出随电流呈超线性增加。虽然器件额定连续电流为25 mA，但在20 mA下的光输出是表征标准。在20 mA以上工作会增加亮度，但也会增加功耗和结温。

4.5 热特性

提供了两条关键曲线：
相对强度 vs. 环境温度：显示随着环境温度升高，光输出会降低。这是高温环境下关键的降额因素。
正向电流 vs. 环境温度：隐含了在高温下需要对电流进行降额，以保持可靠性并防止光通量加速衰减。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

该LED为标准5mm圆形径向引线封装。图纸中的关键尺寸说明包括：

• 所有尺寸单位均为毫米（mm）。
• 凸缘（圆顶底部的边缘）的高度必须小于1.5mm。
• 未指定尺寸的默认公差为±0.25mm。
• 图纸规定了引脚间距、圆顶直径和高度、引脚长度和直径，这些是通孔PCB安装的标准尺寸。

5.2 极性识别

阴极通常通过LED塑料凸缘边缘上的一个平点或较短的引脚来识别。阳极是较长的引脚。安装时必须注意正确的极性。

6. 焊接与组装指南

正确处理对于防止LED损坏至关重要。

6.1 引脚成型

• 弯曲点必须距离环氧树脂灯体底部至少3mm。
• 在焊接前成型引脚。
• 避免对封装施加应力。PCB孔位不对齐导致引脚受力可能会使环氧树脂劣化。
• 在室温下剪切引脚。

6.2 焊接工艺

手工焊接：烙铁头最高温度300°C（适用于最大30W烙铁），焊接时间最长3秒。保持焊点到环氧树脂灯体的最小距离为3mm。
波峰（DIP）焊接：预热最高温度100°C（最长60秒）。焊锡槽最高温度260°C，持续5秒。保持最小距离3mm。
通用规则：高温时避免对引脚施加应力。不要重复焊接。在LED冷却至室温前，避免使其受到冲击。避免快速冷却。提供了推荐的焊接温度曲线图，显示了逐渐升温、260°C峰值持续5秒以及受控降温的过程。

6.3 清洗

如有必要，仅可在室温下使用异丙醇清洗，时间不超过一分钟。除非已针对特定组件预先验证了超声波清洗的效果，否则请勿使用超声波清洗，因为超声波能量可能损坏LED结构。

6.4 储存条件

发货后，LED应储存在温度≤30°C、相对湿度≤70%的环境中。建议储存寿命为3个月。如需更长时间储存（最长一年），应使用带有氮气气氛和吸湿剂的密封容器。

7. 热管理与静电防护

7.1 热管理

正确的热设计至关重要。应根据环境温度，参考降额曲线适当降低工作电流。在应用中控制LED周围的温度可以延长其寿命并维持光输出。

7.2 静电放电（ESD）敏感性

本产品对静电放电或浪涌电压敏感。在操作和组装过程中应遵循标准的ESD预防措施，包括使用接地的工作台和腕带。

8. 包装与订购信息

8.1 包装规格

LED采用防静电、防潮材料包装。

• 单位包装：每防静电袋最少200至500片。
• 内盒：每内盒5袋。
• 外箱：每外箱10个内盒。

8.2 标签说明

包装上的标签包含以下信息：

• CPN：客户生产编号。
• P/N：生产编号（制造商部件号）。
• QTY：包装数量。
• CAT/HUE/REF：分别为发光强度、主波长和正向电压的分档代码。
• LOT No：可追溯的批号。

9. 应用设计注意事项

9.1 电路设计

需要一个简单的串联电阻来限制通过LED的电流。电阻值（R）可使用欧姆定律计算：R = (V_电源- V_F) / I_F。使用典型的V_F值2.0V，期望的I_F值20 mA，电源电压5V：R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω。电阻的额定功率应为I²²R = (0.02)²²* 150 = 0.06W，因此标准的1/8W或1/4W电阻足够。

9.2 PCB布局

确保PCB孔径与引脚直径匹配，并具有适当的公差。孔位必须对齐，以避免插入时对引脚产生应力。为获得最佳焊接效果，请遵循距离环氧树脂灯体至少3mm的规则。

9.3 亮度一致性

对于需要多个指示灯外观一致的应用，应向供应商指定发光强度（CAT）和主波长（HUE）的严格分档。

10. 技术对比与差异化

523-2UYD/S530-A3通过其特定的属性组合实现差异化：

• 芯片技术：采用AlGaInP，与GaAsP等旧技术相比，对黄、橙、红色具有高效率。
• 颜色与亮度：为标准5mm LED提供"亮黄色"色彩和良好的发光强度（典型值12.5 mcd）。
• 视角：120度宽视角优于窄视角LED，适用于离轴可见性重要的应用。
• 合规性：全面的环保合规性（RoHS、REACH、无卤素）是现代电子制造的关键优势。

11. 常见问题解答（基于技术参数）

问：我可以用其最大连续电流25 mA驱动此LED吗？
答：可以，但请注意光电特性是在20 mA下指定的。在25 mA下工作会产生更高的光输出，但也会增加功耗（P_d= V_F* I_F）和结温，这可能影响长期可靠性并导致光通量更快衰减。务必考虑热管理。

问：峰值波长和主波长有什么区别？
答：峰值波长（591 nm）是LED发射光谱的物理峰值。主波长（589 nm）是人眼感知到的颜色所对应的单一波长，是根据完整光谱和人眼敏感度计算得出的。主波长对于颜色规格更为相关。

问：焊接时3mm距离规则有多关键？
答：非常关键。焊接点距离环氧树脂灯体小于3mm会将过多热量传递到LED封装内，可能损坏半导体芯片、使环氧树脂透镜劣化或破坏内部键合线，导致立即或潜在的故障。

12. 设计案例研究

场景：为一个带有四个黄色LED的网络路由器设计状态指示灯面板。
要求：亮度与颜色一致，宽角度可见，在高达60°C的环境中可靠运行。
设计步骤：

1. 选型：选择523-2UYD/S530-A3，因其亮黄色输出、120°视角和-40至+85°C的工作范围。
2. 分档：为确保视觉一致性，订单指定了CAT（发光强度）和HUE（主波长）的严格分档。
3. 电路设计：使用3.3V系统电源，计算限流电阻：R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 Ω（使用68 Ω标准值）。功率：(0.02²)*68 = 0.027W。
4. 热考虑：在60°C环境温度下，必须参考降额曲线。可能需要将驱动电流降低到20 mA以下以维持寿命，或者PCB布局应确保LED不靠近其他热源。
5. 组装：PCB钻孔符合规格。在波峰焊接期间，设置温度曲线以匹配推荐的260°C持续5秒，确保LED灯体浸入深度不超过3mm标记点。

13. 技术原理介绍

该LED基于AlGaInP（铝镓铟磷）半导体芯片。当施加正向电压时，电子和空穴在芯片的有源区复合，以光子（光）的形式释放能量。AlGaInP合金的具体成分决定了带隙能量，这直接对应于发射光的波长（颜色）——在本例中为黄色（约589-591 nm）。芯片被封装在漫射黄色环氧树脂中。树脂中的扩散粒子散射光线，与透明透镜相比，创造了120度的宽视角和更柔和、更均匀的外观。

14. 行业趋势与背景

虽然表面贴装器件（SMD）LED因其尺寸小且适合自动化贴片组装而在新设计中占主导地位，但像5mm圆形封装这样的直插式LED仍然有其用武之地。其需求在以下几个领域持续存在：由于易于手工焊接而用于教育套件和原型制作；需要极高可靠性和坚固机械连接的应用；旧产品的维护和制造；以及较大透镜尺寸有利于光输出或视角的情况。此类元件的趋势是更高的效率、更高的单位输入功率亮度以及更严格地遵守全球环境和材料法规，所有这些都体现在本规格书的参数中。