LED灯珠 333-2SURD/S530-A3 规格书 - 5mm 红色散射 - 电压2.4V - 功率60mW - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档提供了333-2SURD/S530-A3 LED灯珠的完整技术规格。该元件是一款通孔安装、直径5mm的LED，旨在为各种指示灯和背光应用提供可靠且稳健的性能。器件采用AlGaInP（铝镓铟磷）芯片材料，可产生亮红色散射光输出，并封装在红色散射树脂外壳中。其主要设计重点是提供更高的亮度，适用于需要清晰视觉信号的消费电子产品。

该LED提供编带包装，适用于自动化组装工艺，并符合RoHS（有害物质限制）指令，作为无铅（Pb-free）元件制造。这使其适用于符合现代环保法规的全球市场产品。

2. 技术参数与规格

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损坏的极限值。这些额定值在环境温度（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上的最大直流电流。
• 峰值正向电流（IFP）：60 mA。这是在占空比1/10、频率1kHz条件下允许的最大脉冲正向电流。
• 反向电压（VR）：5 V。施加超过此值的反向电压可能会损坏LED的半导体结。
• 功耗（Pd）：60 mW。这是器件可以耗散的最大功率。
• 工作温度范围（Topr）：-40°C 至 +85°C。这是LED设计工作的环境温度范围。
• 储存温度范围（Tstg）：-40°C 至 +100°C。
• 焊接温度（Tsol）：260°C，持续5秒。这是引脚在波峰焊或手工焊接过程中可以承受的最高温度和时间。

2.2 光电特性

光电特性在标准测试条件Ta=25°C、正向电流（IF）为20 mA下测量，除非另有说明。这些参数定义了LED的典型性能。

• 发光强度（Iv）：100 mcd（最小值），200 mcd（典型值）。这指定了LED发出的可见光量。200毫坎德拉的典型值表明这是标准5mm LED的中等亮度输出。
• 视角（2θ1/2）：30°（典型值）。这是发光强度为0°（轴向）强度一半时的全角。30°角表示光束相对较窄，适用于定向指示灯。
• 峰值波长（λp）：632 nm（典型值）。这是发射光的光谱功率分布达到最大值时的波长。
• 主波长（λd）：624 nm（典型值）。这是描述光感知颜色的单一波长。该值将LED置于亮红色区域。
• 光谱辐射带宽（Δλ）：20 nm（典型值）。这是发射光的光谱宽度，在半最大强度（FWHM）处测量。
• 正向电压（VF）：2.0 V（最小值），2.4 V（典型值）。这是在指定的20 mA电流驱动下，LED两端的电压降。设计人员必须确保驱动电路能够提供此电压。
• 反向电流（IR）：在VR=5V时，最大10 μA。这是LED反向偏置时流动的小漏电流。

测量公差：规格书注明了特定的不确定度：正向电压为±0.1V，发光强度为±10%，主波长为±1.0nm。在关键设计应用中必须考虑这些因素。

3. 性能曲线分析

规格书包含多个特性曲线图，说明了LED在不同条件下的行为。理解这些曲线对于优化电路设计和热管理至关重要。

3.1 相对强度与波长关系

此图显示了发射光的光谱分布。它通常在指定的632 nm（典型值）附近达到峰值，带宽（FWHM）约为20 nm，这证实了AlGaInP技术的单色红光输出特性。

3.2 指向性图

此极坐标图直观展示了30°视角，显示了当观察角度偏离中心轴时，光强如何降低。此模式对于需要特定光束形状的应用至关重要。

3.3 正向电流与正向电压关系（IV曲线）

此曲线展示了二极管中电流与电压的指数关系。对于此LED，在20 mA的典型工作点，正向电压约为2.4V。该曲线有助于选择合适的限流电阻或设计恒流驱动器。

3.4 相对强度与正向电流关系

此图显示光输出（强度）随正向电流增加而增加，但不一定是完美的线性关系，尤其是在较高电流下。它强调了为了保持亮度一致，应使用稳定的电流而非电压来驱动LED的重要性。

3.5 温度依赖性曲线

两个关键图表说明了温度效应：相对强度与环境温度关系：显示随着环境温度升高，光输出通常会降低。对于在高温环境中运行的应用，必须考虑这种降额。正向电流与环境温度关系：可能说明正向电压特性如何随温度变化，这对于电压驱动电路的稳定性很重要。

4. 机械与封装信息

4.1 封装尺寸图

该LED采用标准的5mm圆形径向引线封装。图纸中的关键尺寸包括：

• 总直径：5.0mm（标称值）。
• 引脚间距：约2.54mm（0.1英寸），标准的通孔封装尺寸。
• 最小弯曲点：引脚必须在距离环氧树脂灯珠底部至少3mm处弯曲，以避免对封装施加应力。
• 凸缘高度：必须小于1.5mm。

除非图纸另有规定，一般尺寸公差为±0.25mm。工程师必须参考原始规格书中的精确尺寸图纸进行PCB布局。

4.2 极性识别

阴极（负极引脚）通常通过两个特征识别：LED塑料凸缘边缘上的一个平面以及较短的引脚长度。阳极（正极引脚）较长。在组装过程中必须注意正确的极性。

5. 焊接与组装指南

正确处理对于确保可靠性并防止LED损坏至关重要。

5.1 引脚成型

• 弯曲点必须距离环氧树脂灯珠底部至少3mm。
• 在焊接前成型引脚。
• 避免对封装施加应力；未对齐的PCB孔可能会产生应力并导致环氧树脂劣化。
• 在室温下剪切引脚。

5.2 储存条件

LED应储存在温度≤30°C、相对湿度≤70%的环境中。建议的运输后储存寿命为3个月。对于更长时间的储存（最长一年），应使用带有氮气气氛和干燥剂的密封容器。

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：最高300°C（适用于最大30W的烙铁）。
• 焊接时间：每个引脚最多3秒。

波峰（DIP）焊接：

• 预热温度：最高100°C（最长60秒）。
• 焊锡槽温度与时间：最高260°C，最长5秒。

提供了推荐的焊接温度曲线，强调受控的升温、峰值温度平台期和受控的冷却阶段。避免快速冷却。浸焊或手工焊接不应超过一次。焊接后，让LED自然冷却至室温，然后再承受机械冲击或振动。

5.4 清洁

如果需要清洁，请在室温下使用异丙醇，时间不超过一分钟。除非绝对必要，并且只有在经过充分的预鉴定测试后，否则不要使用超声波清洗，因为超声波能量可能会损坏内部芯片或键合线。

5.5 热管理

尽管功耗较低（60mW），但正确的热设计对于延长寿命仍然很重要。如果LED在高温环境中使用，应适当降低工作电流。设计人员应确保足够的通风，并避免将LED放置在靠近其他发热元件的位置。

5.6 静电放电（ESD）防护

LED对ESD敏感。强烈建议采取以下防护措施：

• 使用接地腕带和ESD防护鞋。
• 在ESD安全的地板上工作，并使用ESD安全的容器和包装。
• 使用离子发生器中和工作环境中的电荷。

6. 包装与订购信息

6.1 包装规格

LED的包装旨在防止运输和搬运过程中的损坏：

• 一级包装：防静电袋。
• 二级包装：内盒，每盒包含5个袋子。
• 三级包装：外箱，每箱包含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）。

6.2 标签说明

包装上的标签包含关键信息：

• CPN：客户生产编号。
• P/N：生产编号（部件号，例如333-2SURD/S530-A3）。
• QTY：包装数量。
• CAT / Ranks：可能表示性能分级（例如，发光强度等级）。
• HUE：主波长。
• LOT No：批次号，用于追溯。

7. 应用说明与设计考量

7.1 典型应用

如规格书所列，此LED适用于：

• 电视机（状态指示灯、背光）。
• 显示器（电源/活动指示灯）。
• 电话（线路状态、留言等待指示灯）。
• 计算机（电源、硬盘活动指示灯）。
• 通用面板指示灯、电子设备和需要明亮可靠红色指示灯的消费电器。

7.2 电路设计考量

限流：LED必须始终与限流器件一起驱动，通常是串联在电压源中的电阻。电阻值（R）可以使用欧姆定律计算：R = (V_source - V_F) / I_F。例如，对于5V电源，V_F为2.4V，期望的I_F为20mA：R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130欧姆。标准的130Ω或150Ω电阻是合适的，同时也要考虑电阻的额定功率（P = I²R）。

视角：30°的视角使此LED非常适合需要主要从正面而非宽侧面角度可见光的应用。

PCB布局中的热管理：虽然不是高功率器件，但在PCB上引脚周围提供一些铜区域有助于散热，特别是在接近最大额定值或在温暖外壳中运行时。

8. 技术对比与差异化

333-2SURD/S530-A3 LED具有以下特定优势：

• 芯片技术（AlGaInP）：与GaAsP等旧技术相比，提供更高的效率和更亮的红/橙/黄光，从而实现了指定的200 mcd典型强度。
• 散射透镜：红色散射树脂产生柔和、宽阔的观察光斑，没有尖锐的中心热点，这对于状态指示灯来说在美学上更令人愉悦。
• 坚固结构：规格书强调了可靠和稳健的性能，表明其设计侧重于长寿命和一致的输出。
• 环保合规性：无铅且符合RoHS是现代电子制造的标准但必不可少的功能。

9. 常见问题解答（FAQ）

9.1 峰值波长（λp）和主波长（λd）有什么区别？

峰值波长是发射光谱最强的物理波长。主波长是感知颜色的等效波长，根据光谱和人眼敏感度（CIE颜色匹配函数）计算得出。对于像这样的单色红光LED，它们通常很接近，如此处所见（632nm vs 624nm）。

9.2 我可以在没有电阻的情况下用3.3V电源驱动此LED吗？

不可以，这是危险的，会损坏LED。LED的行为类似于二极管；其正向电压相对恒定（约2.4V）。将其直接连接到3.3V电源会导致非常大的、不受控制的电流流动（仅受电源内阻和LED动态电阻的限制），迅速超过25mA的连续电流额定值并导致灾难性故障。务必使用串联限流电阻或恒流驱动器。

9.3 为什么指定储存湿度（≤70% RH）？

环氧树脂封装会吸收湿气。在高温焊接过程中，这些被困住的湿气会迅速膨胀，导致内部裂纹或分层（\"爆米花\"效应），从而损坏芯片或键合线，并导致立即或潜在的故障。

9.4 \"提供编带包装\"是什么意思？

这意味着LED以安装在连续载带上并卷绕到卷盘上的形式提供。这种格式设计用于大批量表面贴装生产线中的自动贴片机。尽管这是一个通孔元件，但可以以这种形式交付给自动插件机使用。

10. 工作原理与技术趋势

10.1 基本工作原理

LED是一种半导体二极管。当施加超过其带隙能量的正向电压时，电子和空穴在有源区（本例中为AlGaInP芯片）复合。这种复合以光子（光）的形式释放能量。光的特定颜色（波长）由半导体材料的带隙能量决定。AlGaInP具有适合产生红、橙和黄光的带隙。

10.2 行业背景与趋势

虽然这是一款标准的通孔LED，但由于其更小的尺寸、适合回流焊以及更低的剖面高度，行业在大多数新设计中已主要转向表面贴装器件（SMD）封装，如0603、0805和3528。然而，像5mm圆形这样的通孔LED在原型制作、爱好者项目、教育套件以及需要手动焊接高可靠性或元件本身作为穿过外壳孔的板装指示灯的应用中仍然很受欢迎。其内部技术AlGaInP仍然是高效红、橙和琥珀色LED的标准。