LED灯珠 3294-15SURC/S 400-A7 规格书 - 亮红色 - 2.0V - 20mA - 200mcd - 中文技术文档

1. 产品概述

本规格书提供了3294-15SURC/S 400-A7 LED灯珠的全面技术信息。该器件是一款直插式（灯珠型）发光二极管，专为需要可靠、坚固且具有较高亮度输出的指示灯应用而设计。器件采用AlGaInP（铝镓铟磷）芯片，配合水透明树脂透镜，可发出亮红色光，并提供宽广的视角，适用于各种显示和指示用途。

该LED的核心优势包括其符合RoHS、欧盟REACH和无卤素要求（Br <900 ppm， Cl <900 ppm， Br+Cl < 1500 ppm）等关键环境与安全标准。它提供编带盘装包装，适用于自动化组装流程，可提升生产效率。该器件的主要目标市场是消费电子和计算机外设领域，在这些领域中，一致且清晰可见的状态指示至关重要。

2. 技术参数深度解析

2.1 绝对最大额定值

绝对最大额定值定义了器件的应力极限，超出此极限可能导致永久性损坏。这些额定值均在环境温度（Ta）为25°C时指定，在任何工作条件下均不得超过。

• 连续正向电流（IF）：25 mA。这是可以持续施加到LED阳极的最大直流电流。
• 峰值正向电流（IFP）：60 mA。此额定值适用于占空比为1/10、频率为1 kHz的脉冲条件下。在连续工作中超过此值将导致LED性能下降。
• 反向电压（VR）：5 V。施加超过此值的反向偏压可能导致结击穿。
• 功耗（Pd）：60 mW。这是封装能够耗散的最大功率，计算公式为正向电压（VF）* 正向电流（IF）。
• 工作与存储温度：器件工作温度范围为-40°C至+85°C，存储温度范围为-40°C至+100°C。
• 焊接温度（Tsol）：引脚可承受260°C持续5秒，这与标准的波峰焊或手工焊接工艺兼容。

2.2 电光特性

电光特性是在Ta=25°C、正向电流（IF）为20mA的标准测试条件下测量的。这些参数定义了LED的光输出和电气行为。

• 发光强度（Iv）：100 mcd（最小值），200 mcd（典型值）。这是衡量在特定方向上感知到的光功率的指标。200毫坎德拉的典型值表明其亮度输出适合直接观看。
• 视角（2θ1/2）：90°（典型值）。这是发光强度降至0°（轴向）强度一半时的全角。90°的视角提供了宽广的视锥。
• 峰值波长（λp）：632 nm（典型值）。这是光谱发射最强的波长。
• 主波长（λd）：624 nm（典型值）。这是人眼感知到的单一波长，定义了亮红色。
• 正向电压（VF）：在IF=20mA时，为1.7V（最小值），2.0V（典型值），2.4V（最大值）。此参数对于电路设计以确定所需限流电阻值至关重要。
• 反向电流（IR）：在VR=5V时，为10 μA（最大值）。低反向电流表明结质量良好。

提供了测量不确定度：发光强度（±10%）、主波长（±1.0nm）和正向电压（±0.1V）。

3. 分档系统说明

规格书中引用了关键参数的分档系统，由包装标签上的代码（CAT， HUE， REF）表示。分档是根据测量性能将LED分类成组的过程，以确保生产批次内的一致性。

• CAT（发光强度等级）：LED根据其测量的发光强度（例如，150-200 mcd， 200-250 mcd）被分入不同的档位。这使得设计者可以选择具有特定亮度范围的器件。
• HUE（主波长等级）：LED根据其主波长进行分档，以确保颜色一致性。对于亮红色LED，档位可能围绕624 nm典型值定义特定的纳米范围。
• REF（正向电压等级）：正向电压被分档以将具有相似Vf特性的LED分组。这对于希望多个串联LED具有一致压降的应用可能很重要，尽管它通常不如电流调节关键。

需要查阅制造商详细的分档规格文件，以了解3294-15SURC/S 400-A7的确切代码定义和可用范围。

4. 性能曲线分析

规格书包含几条典型特性曲线，这对于理解器件在非标准条件下的行为至关重要。

4.1 相对强度 vs. 波长

此曲线显示了光谱功率分布。对于AlGaInP红色LED，预期会有一个相对较窄、中心在624-632 nm（主波长和峰值波长）附近的光谱。该曲线证实了输出的单色性，这非常适合特定颜色的指示灯应用。

4.2 指向性图

指向性（或辐射模式）曲线说明了光强如何随视角变化。带有水透明透镜的灯珠型LED的典型模式显示出宽广、平滑的分布，支持90°视角的规格。

4.3 正向电流 vs. 正向电压（I-V曲线）

此图显示了典型的二极管指数关系。该曲线允许设计者估算在标准20mA测试条件以外的电流下的Vf。这对于设计驱动电路至关重要，尤其是在电压裕量有限的电池供电应用中。

4.4 相对强度 vs. 正向电流

此曲线展示了光输出（相对强度）与驱动电流之间的关系。光输出通常随电流线性增加，直至某一点。在远高于20mA的条件下工作可能收益递减并增加热量，从而可能缩短寿命。

4.5 温度依赖性曲线

相对强度 vs. 环境温度：LED光输出通常随着结温升高而降低。此曲线量化了这种降额，对于在高温环境下运行的应用至关重要。

正向电流 vs. 环境温度：此曲线可能显示允许的正向电流与环境温度之间的关系，通常指示一条降额线，以确保不超过最大功耗（Pd）限制。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸图

规格书提供了LED灯珠的详细机械图纸。关键尺寸包括环氧树脂透镜的总直径（此类封装通常为5mm）、引脚间距（适用于直插式PCB的标准2.54mm / 0.1英寸）以及总高度。注释说明所有尺寸均以毫米为单位，凸缘高度必须小于1.5mm，除非另有说明，一般公差为±0.25mm。图纸还清晰标明了阳极和阴极引脚，通常较长的引脚为阳极（+）。

5.2 极性识别

正确的极性对于LED工作至关重要。器件采用标准惯例：较长的引脚是阳极（正极），较短的引脚是阴极（负极）。此外，在靠近阴极引脚的塑料透镜基座边缘通常有一个平面。PCB焊盘设计必须适应指定的引脚直径和间距。

6. 焊接与组装指南

正确处理对于保持LED的可靠性和性能至关重要。

6.1 引脚成型

• 在距离环氧树脂灯珠基座至少3mm处弯曲引脚，以避免对内部键合线施加应力。
• 进行引脚成型之前 soldering.
• 避免对封装施加应力。PCB孔位未对准导致强行插入可能会损坏环氧树脂和LED。
• 在室温下剪切引脚。

6.2 存储

• 存储在≤30°C和≤70%相对湿度条件下。自发货之日起，保质期为3个月。
• 如需更长时间存储（最长1年），请使用充有氮气和干燥剂的密封容器。
• 开封后，请在24小时内使用。
• 避免在潮湿环境中温度骤变，以防凝结。

6.3 焊接工艺

通用规则：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（适用于最大30W烙铁），焊接时间≤3秒。

波峰/浸焊：预热≤100°C，时间≤60秒。焊锡槽温度≤260°C，时间≤5秒。

提供了推荐的焊接温度曲线，通常显示逐渐升温、稳定的预热、高于液相线（例如260°C）的短时间以及受控的冷却过程。避免快速冷却。引脚在高温时不要施加应力。不建议进行返焊（超过一个循环）。

6.4 清洗

如果需要清洗，请在室温下使用异丙醇，时间不超过一分钟。除非绝对必要且经过预先验证，否则不要使用超声波清洗，因为它可能损坏内部结构。

6.5 热管理

尽管功耗相对较低（最大60 mW），但在设计中必须考虑适当的热管理。在高环境温度或高电流下工作会增加结温，从而可能降低光输出（光衰）并加速长期性能下降。在要求苛刻的应用中，确保PCB上有足够的间距，并可能在引脚上使用小型散热片会有所帮助。

7. 包装与订购信息

7.1 包装规格

LED的包装旨在防止静电放电（ESD）和湿气损坏：

1. LED放置在防静电袋中。

2. 多个防静电袋装入内盒。

3. 多个内盒装入外箱。

包装数量：每袋最少200至1000片。通常，每个内盒装4袋，每个外箱装10个内盒。

7.2 标签说明

包装标签包含多个代码：

CPN：客户生产编号（可选）。

P/N：生产编号（部件号：3294-15SURC/S 400-A7）。

QTY：袋/箱中的数量。

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：可追溯的生产批号。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

如规格书所列，此LED适用于：

电视机与显示器：电源状态、待机模式或功能指示灯。

电话：线路使用中、留言等待或电源指示灯。

计算机及外设：硬盘活动、电源开/关或路由器/调制解调器上的网络状态灯。

其亮红色和良好的亮度使其成为任何需要清晰、可见状态或警告指示的应用的理想选择。

8.2 设计注意事项

• 限流：务必使用串联电阻将正向电流限制在所需值（例如，20mA以获得典型亮度）。电阻值计算公式为 R = (电源电压 - LED正向电压) / 期望电流。
• 电路布局：确保PCB孔位与LED引脚完美对齐，以避免插入时的机械应力。
• 视角：90°视角适合前面板指示灯。如需更宽的可见性，可考虑使用透镜帽或导光柱。
• 多个LED：驱动多个LED时，可将它们串联使用更高的电源电压和一个限流电阻，或者将它们并联，每个LED使用自己的电阻（对于保持亮度一致性更佳）。

9. 技术对比与差异化

与GaAsP（砷化镓磷）红色LED等旧技术相比，这种基于AlGaInP的LED提供了显著更高的发光效率，从而在相同驱动电流下实现更亮的输出。水透明树脂（相对于扩散或着色树脂）提供了尽可能高的光提取效率和更饱和、鲜艳的红色。其符合现代环保标准（RoHS、无卤素）的特点，使其成为在欧盟等受监管市场销售的产品的合适选择。坚固的封装和详细的操作指南表明其设计侧重于大批量制造中的可靠性。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

问：使用5V电源驱动此LED在20mA时，应使用多大的电阻值？

答：使用典型Vf 2.0V：R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 欧姆。使用最接近的标准值（例如，150Ω或160Ω）。始终考虑最大Vf（2.4V），以确保在最坏情况下仍有足够的电流。

问：我可以直接从微控制器引脚（3.3V或5V）驱动此LED吗？

答：不建议在没有限流电阻的情况下直接连接。典型的MCU引脚只能提供/吸收20-25mA电流，这正好处于此LED的绝对最大极限。务必使用电阻。对于3.3V逻辑：R ≈ (3.3V - 2.0V)/0.02A = 65Ω。

问：典型发光强度为200 mcd。这在日光下的户外使用足够亮吗？

答：200 mcd适用于室内指示灯或近距离观看。对于在阳光直射下的可见性，需要更高的强度（通常>1000 mcd）或聚焦透镜。

问：峰值波长（632 nm）和主波长（624 nm）有什么区别？

答：峰值波长是物理发射光谱最强的位置。主波长是人眼感知到的单一波长，考虑了人眼的颜色敏感度（明视觉响应）。主波长是描述感知颜色的更好指标。

11. 实际设计与使用案例

案例：为台式开关电源（SMPS）设计电源指示灯。

SMPS输出5V待机电源。目标是添加一个明亮、可靠的电源开启指示灯。

实施方案：将LED放置在前面板上。将阳极通过一个150Ω限流电阻连接到5V待机电源轨。将阴极接地。所需电阻额定功率为 P = I²R = (0.02)² * 150 = 0.06W，因此标准的1/8W（0.125W）电阻足够。

注意事项：确保LED安装牢固，在焊接到控制PCB之前正确成型引脚。90°视角将从各个角度提供良好的可见性。亮红色是“电源开启”的通用指示。规格书中概述的长期可靠性确保了指示灯将与电源装置的使用寿命一样长。

12. 工作原理简介

发光二极管（LED）是通过电致发光发光的半导体器件。当正向电压施加在p-n结两端时，来自n型区域的电子和来自p型区域的空穴被注入到有源区。当这些电荷载流子（电子和空穴）复合时，它们以光子（光）的形式释放能量。发射光的特定波长（颜色）由有源区所用半导体材料的能带隙决定。对于此器件，AlGaInP（铝镓铟磷）材料系统的带隙对应于红光。水透明环氧树脂充当透镜，塑造光输出并保护精密的半导体芯片。

13. 技术趋势

LED行业持续发展，总体趋势集中在提高效率（每瓦更多流明）、更高的可靠性和更低的成本。对于像3294系列这样的指示灯型LED，趋势包括开发更宽的视角、更低的正向电压以降低电池设备功耗，以及增强与现代PCB组装所需的无铅和高温焊接工艺的兼容性。尽管直插式灯珠在原型制作、维修以及需要高单点亮度或特定机械安装的应用中仍然流行，但行业也在朝着表面贴装器件（SMD）封装的进一步小型化方向发展。