1003SURD/S530-A3 LED灯珠规格书 - 亮红色 - 20mA正向电流 - 2.0V典型正向电压 - 中文技术文档

1. 产品概述

1003SURD/S530-A3是一款直插式LED灯珠，专为需要可靠性能和更高亮度水平的应用而设计。它采用AlGaInP芯片，通过漫射红色树脂透镜产生亮红色光。该器件的特点是结构坚固、符合环保标准，并适用于自动化组装工艺。

1.1 核心特性与优势

• 高亮度：专为需要卓越发光强度的应用而设计。
• 宽视角：提供典型的110度视角 (2θ1/2)，实现宽广的光分布。
• 环保合规：产品无铅，并保持在RoHS合规规格范围内。
• 包装灵活性：提供编带包装，便于高效的自动化贴装。
• 颜色选项：该系列提供不同颜色和强度等级。

1.2 目标应用

此LED非常适合各种需要指示功能的消费类和工业电子产品。典型应用包括电视机、电脑显示器、电话以及其他台式或便携式计算设备中的背光或状态指示。

2. 技术参数分析

本节对规格书中定义的关键电气、光学和热参数进行详细、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应力极限。不保证在或超过这些极限下运行。

• 连续正向电流 (I_F)：25 mA。这是可以持续施加的最大直流电流。
• 峰值正向电流 (I_FP)：60 mA。仅在脉冲条件下允许（占空比 1/10 @ 1 kHz）。
• 反向电压 (V_R)：5 V。在反向偏置下超过此电压可能导致结击穿。
• 功耗 (P_d)：60 mW。在Ta=25°C时，封装可耗散的最大功率。
• 工作与存储温度：范围从 -40°C 到 +85°C（工作）和 -40°C 到 +100°C（存储）。
• 焊接温度：可承受260°C持续5秒，兼容标准无铅焊接曲线。

2.2 光电特性 (Ta=25°C)

这些是在指定测试条件下测得的典型性能参数。

• 发光强度 (I_v)：在 I_F=20mA 时，25 mcd（最小值），50 mcd（典型值）。这量化了感知亮度。
• 视角 (2θ1/2)：110°（典型值）。发光强度为峰值一半时的角度。
• 峰值波长 (λ_p)：632 nm（典型值）。光谱发射最强的波长。
• 主波长 (λ_d)：624 nm（典型值）。人眼感知到的单一波长。
• 正向电压 (V_F)：在 I_F=20mA 时，1.7V（最小值），2.0V（典型值），2.4V（最大值）。对于驱动器设计和电源选择至关重要。
• 反向电流 (I_R)：在 V_R=5V 时，10 μA（最大值）。

3. 性能曲线分析

规格书提供了几条理解器件在不同条件下行为所必需的特性曲线。

3.1 相对强度与波长关系

此曲线显示了以典型632 nm峰值附近为中心的光谱功率分布。该光谱是AlGaInP材料的特征，产生饱和的红色。典型光谱带宽 (Δλ) 为20 nm。

3.2 指向性图

极坐标图说明了光的空间分布，证实了110度的宽视角。强度在中心锥形区域内相对均匀，这是漫射透镜封装的典型特征。

3.3 正向电流与正向电压关系 (I-V曲线)

此图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。该曲线对于确定简单电路中的工作点和必要的限流电阻值至关重要。“拐点”电压大约在典型的2.0V标记处。

3.4 相对强度与正向电流关系

此曲线表明，在工作范围内，光输出大致与正向电流成正比。它强调了稳定电流控制对于保持亮度一致的重要性。

3.5 热性能曲线

相对强度与环境温度关系：显示了光输出随环境温度升高而降低的情况。这种降额对于在高温环境下运行的设计至关重要。
正向电流与环境温度关系：指示了在较高环境温度下应如何降低最大允许正向电流以保持在功耗限制内，强调了热管理的必要性。

4. 机械与封装信息

4.1 封装尺寸图

该LED采用标准的径向引线封装。关键尺寸包括引脚间距、主体直径和总高度。图纸规定所有尺寸均以毫米为单位，除非另有说明，标准公差为±0.25mm。一个关键注释规定凸缘高度必须小于1.5mm (0.059")。

4.2 极性识别

阴极通常通过LED透镜上的平坦点或较短的引脚来识别。应查阅本特定部件的规格书图表以获取确切的标记方案。

5. 焊接与组装指南

正确处理对于确保可靠性和防止损坏至关重要。

5.1 引脚成型

• 弯曲必须发生在距离环氧树脂灯体基座至少3mm处。
• 成型必须在焊接前且在室温下进行。
• 避免对封装施加应力；确保PCB孔与引脚完美对齐。

5.2 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。
波峰/浸焊：预热最高100°C（最长60秒），焊锡槽最高260°C，最长5秒。
关键规则：保持焊点到环氧树脂灯体的最小距离为3mm。避免多次焊接循环和快速冷却。采用能实现可靠焊点的尽可能低的温度。

5.3 存储条件

在≤30°C和≤70%相对湿度下存储。自发货起保质期为3个月。对于更长时间的存储（最长1年），请使用带氮气和干燥剂的密封容器。避免温度骤变以防止冷凝。

5.4 清洁

如有必要，仅在室温下使用异丙醇清洁，时间≤1分钟。除非其效果已通过充分预认证，否则请勿使用超声波清洗，因为它可能造成机械损伤。

5.5 热量与静电管理

热量管理：必须根据环境温度适当降低工作电流，如降额曲线所示。控制应用中LED周围的温度。
静电放电 (ESD)：该器件对静电放电敏感。在处理和组装过程中应遵守标准的ESD预防措施。

6. 包装与订购信息

6.1 包装规格

• LED采用防静电袋包装。
• 包装数量：每袋1,500片。每内箱5袋。每主（外）箱10个内箱。
• 总计：每主箱75,000片。

6.2 标签说明

包装上的标签包含用于追溯和规格的代码：
CPN：客户生产编号
P/N：生产编号
QTY：包装数量
CAT：等级（可能为分档类别）
HUE：主波长
REF：参考
LOT No：批号

7. 应用说明与设计考量

7.1 电路设计

务必使用串联限流电阻。使用公式计算电阻值：R = (V_电源- V_F) / I_F。使用规格书中的最大正向电压 (2.4V)，以确保即使存在器件间的差异，电流也不会超过所需水平。对于5V电源和20mA目标电流：R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ω。考虑到额定功率 (P = I²R)，标准的130Ω或150Ω电阻是合适的。

7.2 热设计

虽然这是一个低功率器件，但在高密度电路板或高环境温度应用中，热管理仍然很重要。确保元件之间有足够的间距，并考虑气流。当环境温度超过25°C时，请严格遵守规格书中提供的电流降额曲线。

7.3 光学集成

110度的宽视角使此LED适用于需要大面积照明或宽角度可见性的应用。对于更聚焦的光线，可能需要外部透镜或导光管。漫射树脂有助于减少眩光并提供更均匀的外观。

8. 技术对比与定位

1003SURD/S530-A3属于标准可靠性、直插式指示LED类别。其主要区别在于其使用AlGaInP技术实现高效红光及其特定的亮度/波长分档。与基于GaAsP的旧式红色LED相比，AlGaInP提供更高的发光效率和更好的色彩饱和度。与表面贴装器件 (SMD) LED相比，直插式封装提供了机械坚固性和易于手动原型制作的优点，但需要更多的电路板空间，并且不太适合超大批量自动化组装。

9. 常见问题解答 (FAQ)

9.1 峰值波长与主波长有何区别？

峰值波长 (λ_p)：光谱功率分布曲线最高点处的波长（典型值632 nm）。
主波长 (λ_d)：能产生与LED光相同颜色感知的单一波长（典型值624 nm）。它是基于人眼灵敏度（CIE色度）计算的，与颜色规格更相关。

9.2 我可以不使用限流电阻驱动此LED吗？

No.LED是电流驱动器件。将其直接连接到电压源将导致电流不受控制地上升，迅速超过绝对最大额定值并损坏器件。始终需要串联电阻或恒流驱动器。

9.3 如何理解“无铅”和“RoHS”声明？

“无铅”意味着该器件在其可焊性镀层或内部结构中不含铅。
“符合RoHS”意味着该器件符合欧盟《有害物质限制指令》，该指令限制铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯 (PBB) 和多溴二苯醚 (PBDE)。规格书声明产品“将保持在RoHS合规版本内”，表明其持续合规性。

9.4 焊接时若违反3mm距离规则会怎样？

在距离环氧树脂灯体小于3mm处焊接，会将过多热量传递到半导体芯片和内部键合线。这可能导致立即失效（如开路），或因环氧树脂和内部元件的热应力导致降低LED寿命和可靠性的潜在损坏。

10. 实际应用示例

场景：为12V直流适配器设计电源状态指示灯。
设计步骤：
1. 选择工作点：选择 I_F= 15 mA，以获得良好亮度和长寿命。
2. 计算电阻：为安全起见，使用最大 V_F。R = (12V - 2.4V) / 0.015A = 640 Ω。最接近的标准值为620 Ω或680 Ω。
3. 检查电阻功率：P = (0.015A)²* 620Ω = 0.1395W。标准的1/4W (0.25W) 电阻足够。
4. 考虑环境：如果适配器外壳内部温度可能达到60°C，请查阅降额曲线。最大允许电流可能更低，需要更高的电阻值以降低 I_F.
5. PCB布局：以正确的间距放置孔。确保插入后不对引脚施加应力。遵循3mm焊接距离规则。

11. 工作原理

光是通过AlGaInP（磷化铝镓铟）半导体芯片内的电致发光过程产生的。当施加正向电压时，来自n型区域的电子和来自p型区域的空穴被注入穿过p-n结。这些载流子在活性区域复合，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，这直接定义了发射光的波长（颜色）——在本例中，位于红色光谱区（约624-632 nm）。漫射红色环氧树脂封装既充当保护性封装材料，也充当主透镜，塑造光输出并提供特有的宽视角。

12. 技术趋势与背景

像1003SURD/S530-A3这样的直插式LED代表了一种成熟且高度可靠的封装技术。由于表面贴装器件 (SMD) 封装（例如0603、0805、1206以及专用的LED封装如2835、3535）具有更小的占位面积、适合高速自动化拾放组装以及在PCB上安装时更好的热性能，行业趋势已强烈转向此类封装用于大多数新设计。然而，直插式LED在几个领域仍然具有显著的相关性：由于易于手工焊接，适用于教育套件和原型制作；需要极高机械强度和应力消除的应用（其中通孔引线提供牢固的锚定）；易于管理爬电/间隙距离的高压或高可靠性工业控制；以及作为最初设计用于直插式元件的旧设备的替换部件。此LED中使用的AlGaInP材料体系仍然是高效琥珀色、红色和橙色LED的主导技术，尽管对于深红色和红外光，也使用其他材料如InGaAlP或GaAs。