LED灯珠 513SURD/S530-A3 规格书 - 超红光 - 180°视角 - 2.0V典型正向电压 - 20mcd典型发光强度 - 中文技术文档

1. 产品概述

513SURD/S530-A3是一款表面贴装LED灯珠，专为需要高亮度和可靠性能的应用而设计。它采用AlGaInP芯片，可产生典型主波长为624nm的超红光。该器件的特点是具有180度的宽视角，使其非常适合需要宽视角可见性的背光和指示灯应用。

1.1 核心优势与目标市场

这款LED的主要优势包括其坚固的结构、符合RoHS、REACH和无卤素等环保法规，以及提供卷带包装以支持自动化组装。它主要面向消费电子市场，包括电视机、电脑显示器、电话和通用计算设备中需要一致且明亮的红色指示或背光的应用。

2. 技术参数深度解析

本节对规格书中指定的关键技术参数进行详细、客观的分析。

2.1 绝对最大额定值

该器件的连续正向电流（IF）额定值为25 mA。超过此值可能导致永久性损坏。最大反向电压（VR）为5V。器件可承受2000V（人体模型）的静电放电（ESD），这是基本元器件处理的常规水平。功耗（Pd）限制为60 mW。工作温度范围（Topr）为-40°C至+85°C，存储温度（Tstg）可达+100°C。焊接温度额定值为260°C持续5秒，与标准的无铅回流焊工艺兼容。

2.2 光电特性

所有测量均在结温（Tj）为25°C、正向电流为20 mA的条件下指定。典型发光强度（Iv）为20毫坎德拉（mcd）。视角（2θ1/2），定义为强度降至峰值一半时的角度，为完整的180度。峰值波长（λp）典型值为632 nm，而主波长（λd）典型值为624 nm。光谱辐射带宽（Δλ）为20 nm。正向电压（VF）在20mA下典型值为2.0V，最大值为2.4V。反向电流（IR）在反向电压5V下最大值为10 µA。

2.3 测量公差

规格书注明了重要的测量不确定度：正向电压±0.1V，发光强度±10%，主波长±1.0nm。在电路设计和分档选择时必须考虑这些公差，以确保系统性能满足规格要求。

3. 分档系统说明

该产品采用分档系统，根据关键光学和电气参数对器件进行分类。这确保了同一生产批次内的一致性，并允许设计人员选择满足特定应用需求的LED。

3.1 波长与发光强度分档

LED根据主波长（HUE）和发光强度（CAT）进行分级排序。典型主波长为624nm，但实际器件将落在该值周围的指定分档范围内。同样，虽然典型发光强度为20mcd，但实际器件会根据实测输出被分入不同的类别（CAT）。设计人员必须查阅制造商的具体分档代码文档，以根据其应用对颜色和亮度一致性的需求选择合适的HUE和CAT代码。

3.2 正向电压分档

器件也按正向电压（REF）进行分档。典型VF为2.0V，最大为2.4V。按电压分档有助于设计高效的驱动电路，并确保多个LED并联时电流分布均匀。

4. 性能曲线分析

规格书中包含多条特性曲线，说明了器件在不同条件下的行为。

4.1 光谱分布与指向性

相对强度 vs. 波长曲线显示了发射光谱，中心位于632nm（峰值）附近，带宽约为20nm。指向性曲线直观地证实了非常宽的180度视角，显示出接近朗伯体的发射模式，即强度从中心逐渐减弱。

4.2 电气与热特性

正向电流 vs. 正向电压（IV曲线）展示了二极管的指数关系。相对强度 vs. 正向电流曲线显示光输出随电流增加而增加，但在较高电流下可能因热效应而变得非线性。相对强度 vs. 环境温度和正向电流 vs. 环境温度曲线对于热管理至关重要。它们表明，随着环境温度升高，发光输出会降低，并且正向电压具有负温度系数（随温度升高而降低）。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸与图纸

该LED采用表面贴装封装。尺寸图纸规定了元件的长、宽、高，以及引脚间距和尺寸。关键注意事项包括：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。严格遵守这些尺寸对于PCB焊盘设计和自动化贴片组装至关重要。

5.2 极性识别与焊盘设计

阴极通常通过封装上的视觉标记（如缺口、圆点或缩短的引脚）来识别。PCB焊盘图案（封装）必须根据尺寸图中的推荐焊盘布局进行设计，以确保正确的焊接和机械稳定性。焊点与环氧树脂透镜之间必须保持足够的间隙（最小3mm），以防止焊接过程中的热损伤。

6. 焊接与组装指南

正确的处理和组装对于可靠性至关重要。

6.1 引脚成型与存储

如果需要成型引脚，必须在焊接前完成。弯曲处应距离环氧树脂灯体至少3mm，以避免对密封处产生应力。切割应在室温下进行。LED应存储在≤30°C且≤70%相对湿度的环境中。对于超过3个月的长期存储，建议使用带干燥剂的氮气环境。避免在潮湿环境中温度骤变，以防冷凝。

6.2 焊接参数与温度曲线

提供了手工焊接和波峰/浸焊的推荐焊接条件。对于手工焊接：烙铁头温度≤300°C（最大30W），时间≤3秒，焊点距离灯体至少3mm。对于波峰焊接：预热≤100°C持续≤60秒，焊锡槽温度≤260°C持续≤5秒，同样遵守3mm距离规则。建议参考焊接温度曲线图，显示温度逐渐上升，峰值260°C，然后受控冷却。避免快速冷却。焊接（浸焊或手工焊）不应超过一次。

6.3 清洗与热管理

如有必要进行清洗，应使用室温下的异丙醇，时间≤1分钟。不建议使用超声波清洗，除非经过预先验证，因为它可能造成损坏。有效的散热至关重要。应根据环境温度，参考降额曲线对工作电流进行降额。在最终应用中控制LED周围的温度对于维持发光输出和长期可靠性至关重要。

7. 包装与订购信息

7.1 包装规格

LED采用防静电袋包装以提供ESD保护。包装层级为：每袋200-500片，每内盒5袋，每主箱10个内盒。包装材料具有防潮性。

7.2 标签说明与型号

包装标签包含多个代码：CPN（客户零件号）、P/N（制造商零件号：513SURD/S530-A3）、QTY（数量）、CAT（发光强度等级）、HUE（主波长等级）、REF（正向电压等级）和LOT No.（可追溯批号）。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

这款LED是状态指示灯、按钮或面板背光以及消费电子产品中通用照明的理想选择。其宽视角使其特别适用于LED可能从不同角度观看的应用，例如显示器或电视的前面板。

8.2 设计考量

设计驱动电路时，请使用恒流源或与LED串联的限流电阻，以保持亮度稳定并防止热失控。考虑正向电压分档和温度系数。确保PCB布局提供足够的热释放，尤其是在接近最大额定值运行时。在PCB焊盘设计中，务必遵守焊盘与环氧树脂透镜之间的最小距离（3mm）。

9. 技术对比与差异化

与标准红光LED相比，这款采用AlGaInP材料的超红光器件具有更高的发光效率，在相同驱动电流下可实现更高的亮度。其180度视角显著宽于许多视角为120-140度的SMD LED。这使其成为需要全方位可见性应用的理想选择。其符合现代环保标准（RoHS、无卤素）的特性，在受监管的市场中是一个关键的差异化优势。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

10.1 峰值波长与主波长有何区别？

峰值波长（λp=632nm）是光谱功率分布达到最大值时的波长。主波长（λd=624nm）是与LED感知颜色相匹配的单色光波长。关注颜色感知的设计人员应重点关注主波长。

10.2 我可以持续以25mA驱动此LED吗？

虽然25mA是绝对最大额定值，但光电特性是在20mA下指定的。为了确保长期可靠运行并考虑温升，建议在20mA或以下驱动LED，如果环境温度较高，则应适当降额。

10.3 焊接时3mm最小距离规则有多重要？

非常重要。焊接点距离环氧树脂灯体小于3mm会将过多热量传递到内部芯片和键合线，可能导致立即失效或环氧树脂密封的长期退化，从而降低可靠性并导致过早失效。

11. 实际设计与使用案例

案例：为网络路由器设计状态指示灯面板

设计人员需要多个明亮的红色状态LED，要求从路由器各个侧面都能看到。选择513SURD/S530-A3是因为其180°视角和超红光颜色。设计了一个恒流驱动电路，为每个LED提供18mA电流（从20mA降额以获得余量）。PCB焊盘严格按照尺寸图创建，确保焊盘边缘与LED放置位置之间有3.5mm的间隙。订购了相同HUE和CAT分档的LED，以确保整个面板颜色和亮度均匀。使用推荐的回流焊温度曲线组装后，指示灯提供了一致、宽角度的可见性。

12. 工作原理简介

这款LED基于AlGaInP（铝镓铟磷）半导体芯片。当施加正向电压时，电子和空穴被注入半导体的有源区。它们复合，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，进而定义了发射光的波长，在本例中为超红光光谱（约624nm）。环氧树脂透镜封装芯片，提供机械保护，并塑造光输出以实现所需的180度视角。

13. 技术趋势与背景

AlGaInP技术成熟，对于生产红、橙、黄光LED效率很高。指示灯和背光LED的趋势是更高的效率（每瓦更多光输出）、更小的封装和更宽的视角。这款器件符合宽视角的趋势。此外，全行业对环保合规性的推动体现在其RoHS、REACH和无卤素认证上。未来的发展可能集中在更高的效率以及与智能驱动器的集成，但对于标准指示灯应用，像这样可靠的元器件仍然是基础。