绿色直插式LED指示灯 525nm - 3.0mm直径 - 2.4-3.3V - 64mW - 中文技术规格书

1. 产品概述

本文档详细说明了一款专为直角黑色塑料支架（CBI - 电路板指示灯）设计的绿色直插式LED指示灯的技术规格。该产品是一种固态光源，具有低功耗和高效率的特点。它是一款符合RoHS指令的无铅产品。发光颜色为绿色，主波长为525nm，采用InGaN技术。器件以编带盘装形式供货，适用于自动化组装流程。

1.1 核心优势

• 专为便于电路板组装而设计。
• 固态可靠性，运行寿命长。
• 功耗低，发光效率高。
• 环保、无铅且符合RoHS标准的构造。
• 提供可堆叠的直角支架形式，便于灵活安装。
• 以编带盘装形式供货，适合高效的大批量生产。

1.2 目标应用

此LED适用于多个行业的广泛应用，包括：

• 计算机外设和状态指示灯。
• 通信设备。
• 消费电子产品。
• 工业控制面板和机械设备。

2. 深入技术参数分析

2.1 绝对最大额定值

以下额定值定义了可能对器件造成永久性损坏的极限。所有值均在环境温度（TA）为25°C时指定。

• 功耗（Pd）：64 mW - LED能够安全耗散为热量的最大功率。
• 峰值正向电流（IFP）：60 mA - 仅在脉冲条件下允许（占空比 ≤ 1/10，脉冲宽度 ≤ 10μs）。
• 直流正向电流（IF）：20 mA - 为可靠运行推荐的最大连续正向电流。
• 工作温度范围：-30°C 至 +85°C - 器件正常功能的环境温度范围。
• 存储温度范围：-40°C 至 +100°C - 器件不工作时的安全温度范围。
• 引脚焊接温度：最高260°C，持续最多5秒，测量点距LED本体2.0mm。这对于波峰焊或手工焊接工艺至关重要。

2.2 电气与光学特性

这些参数定义了LED在标准测试条件下（TA=25°C，IF=10mA，除非另有说明）的典型性能。

• 发光强度（Iv）：180 至 880 mcd。此宽范围通过分档系统进行管理（参见第4节）。测量使用近似CIE明视觉响应曲线的传感器/滤光片。
• 视角（2θ1/2）：100度。这是发光强度降至其轴向（中心）值一半时的全角，表明其具有相对较宽的发光模式，这是漫射透镜的典型特征。
• 峰值发射波长（λP）：530 nm（典型值）。光谱功率分布达到最大值时的波长。
• 主波长（λd）：525 至 535 nm。这是人眼感知到的、定义LED颜色的单一波长，源自CIE色度图。
• 光谱线半宽（Δλ）：25 nm（典型值）。在最大强度一半处测量的光谱带宽，表示颜色纯度。
• 正向电压（VF）：在10mA时为2.4至3.3 V。设计限流电路时必须考虑此范围。
• 反向电流（IR）：在VR=5V时最大为10 μA。重要提示：该器件并非设计用于反向偏压工作；此测试条件仅用于表征。

3. 分档系统规格

为确保生产中颜色和亮度的一致性，LED被分类到不同的档位中。设计人员在订购时必须指定档位代码，以保证性能在规定的范围内。

3.1 发光强度分档

分档在正向电流10mA下进行。每个档位限值的容差为±15%。

• 档位 HJ：180 mcd（最小值）至 310 mcd（最大值）
• 档位 KL：310 mcd（最小值）至 520 mcd（最大值）
• 档位 MN：520 mcd（最小值）至 880 mcd（最大值）

3.2 主波长分档

分档在正向电流10mA下进行。每个档位限值的容差为±1nm。

• 档位 G09：516.0 nm（最小值）至 520.0 nm（最大值）
• 档位 G10：520.0 nm（最小值）至 527.0 nm（最大值）
• 档位 G11：527.0 nm（最小值）至 535.0 nm（最大值）

4. 性能曲线分析

虽然规格书中引用了具体的图形曲线，但以下解读基于标准LED行为及所提供的参数：

4.1 正向电流 vs. 正向电压 (I-V曲线)

正向电压（VF）在10mA时指定范围为2.4V至3.3V。其I-V特性呈指数关系。在额定电流以上驱动LED将导致正向电压和功耗显著增加，可能超过最大额定值。强烈建议使用恒流驱动器而非恒压源，以确保稳定的发光输出和长久寿命。

4.2 发光强度 vs. 正向电流

在推荐的工作范围内，发光强度大致与正向电流成正比。然而，在极高电流下，由于热效应增加，效率可能会降低。指定的Iv值是在10mA下测得的；在最大直流电流20mA下驱动将产生更高的强度，但必须进行仔细的热管理。

4.3 温度依赖性

LED的发光强度通常随着结温的升高而降低。虽然规格书提供了工作温度极限（-30°C至+85°C），但在上限温度下的实际光输出将低于25°C时的输出。对于需要在宽温度范围内保持亮度稳定的应用，应考虑PCB上的热设计以及驱动电路中可能的亮度补偿。

5. 机械与包装信息

5.1 外形尺寸与组装

该LED设计用于与特定的直角黑色塑料支架配合。关键的机械注意事项包括：

• 所有尺寸均以毫米为单位，除非另有说明，一般公差为±0.25mm。
• 支架材料为黑色塑料。
• LED灯本身具有绿色漫射透镜。
• 组装时，引脚必须在距离LED透镜基座至少3mm处弯曲。弯曲时不应以引线框架的基座作为支点。

5.2 包装规格

该器件以行业标准的编带盘装形式供货。

• 载带：由黑色导电聚苯乙烯合金制成，厚度为0.50 ±0.06 mm。
• 卷盘容量：每13英寸卷盘400片。
• 纸箱包装：
  • 1个卷盘与干燥剂和湿度指示卡一起包装在防潮袋（MBB）中。
  • 2个防潮袋（总计800片）包装在一个内盒中。
  • 10个内盒（总计8000片）包装在一个外箱中。

6. 焊接与组装指南

6.1 存储与操作

• 密封包装：存储在≤30°C和≤70% RH条件下。在打开防潮袋后一年内使用。
• 开封包装：存储在≤30°C和≤60% RH条件下。元件应在暴露于环境后的168小时（1周）内进行红外回流焊。若存储超过168小时，应在焊接前在60°C下烘烤至少48小时，以防止回流焊过程中因湿气导致损坏（"爆米花"效应）。

6.2 焊接工艺

必须在透镜/支架基座与焊点之间保持至少2mm的间隙。

• 电烙铁：最高温度350°C，每个焊点最多3秒。仅焊接一次。
• 波峰焊：最高预热温度120°C，最长100秒。最高焊波温度260°C，最长5秒。
• 清洗：必要时使用异丙醇等酒精类溶剂。避免使用刺激性化学品。

6.3 应用注意事项

• 此LED适用于室内/外标识和一般电子设备。
• 在LED发热时进行焊接时，避免对引脚施加外部应力。
• 在PCB组装过程中使用最小的压接力，以避免对元件造成机械应力。
• 过高的焊接温度或时间会使LED透镜变形并损坏内部芯片。

7. 设计考量与应用说明

7.1 电路设计

务必使用串联限流电阻或恒流驱动电路。使用公式计算电阻值：R = (电源电压 - VF) / IF，其中VF应取规格书中的最大值（3.3V），以确保即使使用低VF的LED，电流也不会超过限制。对于5V电源和10mA目标电流，电阻值约为 (5V - 3.3V) / 0.01A = 170 Ω。标准的180 Ω电阻将是一个安全的选择。

7.2 热管理

尽管功耗较低（最大64mW），确保LED结有足够的散热可以延长其寿命并保持亮度稳定性。直角塑料支架提供了一定的隔离，但PCB布局应避免将LED放置在靠近其他重要热源的地方。对于以最大直流电流（20mA）运行的应用，热考量变得更为重要。

7.3 光学集成

100度的视角和漫射透镜提供了宽广、柔和的光发射，适用于需要从不同角度可见的状态指示灯。对于需要更聚焦光束的应用，则需要次级光学元件。绿色（525-535nm）处于人眼高敏感度区域，使其成为吸引注意力的指示灯的极佳选择。

8. 技术对比与差异化

这款直插式LED通过其与专用直角支架（CBI）的集成而与众不同，提供了一个完整、易于组装的指示灯解决方案。与表面贴装LED相比，像这样的直插式版本通常为承受振动或手动操作的应用提供更优越的机械强度。针对强度和波长的特定分档结构允许在多指示灯面板中进行精确的颜色和亮度匹配，这是相对于未分档或宽分档的通用LED的关键优势。全面的湿敏度和焊接指南也表明该产品专为稳健、可靠的制造工艺而设计。

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（λP）是LED发射最多光功率的物理波长。主波长（λd）是基于人眼色觉（CIE图）计算出的值，代表我们感知到的光的单一波长。对于绿色LED，两者通常很接近，但λd是颜色规格中更相关的参数。

9.2 我可以持续以20mA驱动此LED吗？

可以，20mA是推荐的最大直流正向电流。然而，在此最大值下运行会产生更多热量，与在较低电流（如10mA）下运行相比，可能会缩短LED的寿命。确保环境温度在规格范围内，如果使用多个LED，请考虑热设计。

9.3 为何发光强度范围如此之宽 (180-880 mcd)？

这是所有生产批次可能的总范围。分档系统（HJ, KL, MN）将此范围划分为更小、更一致的组别。您必须在订购时指定所需的档位代码，以便为您的应用获得在可预测亮度范围内的LED。

9.4 如果防潮袋开封超过168小时，是否总是需要烘烤？

是的，强烈建议在60°C下烘烤48小时以驱除吸收的湿气。跳过此步骤存在风险，在高温焊接过程中水汽压力积聚，可能导致内部分层或开裂（"爆米花"效应），从而引发立即或潜在的故障。

10. 实际应用示例

场景：为工业控制器设计多状态指示灯面板。

设计人员需要在垂直面板上使用绿色"系统正常"指示灯。他们选择这款带直角支架的LED，以便于PCB安装和清晰的侧视效果。为确保外观一致，他们在采购订单中指定了强度档位KL（310-520 mcd）和波长档位G10（520-527 nm）。在PCB上，他们按照支架的占位面积放置LED，并保持中心间距匹配。驱动电路使用5V电源轨和每个LED串联的180Ω限流电阻，将电流设定在约10mA。在组装过程中，生产团队遵循168小时的车间寿命规则，在波峰焊接电路板之前烘烤任何已暴露的卷盘。最终结果是得到一个具有一致、明亮的绿色指示灯的面板，从操作员位置可以清晰可见。

11. 工作原理

这是一种半导体发光二极管（LED）。当施加超过其特性正向电压（VF）的正向电压时，电子和空穴在InGaN（氮化铟镓）半导体材料的有源区内复合。此复合过程以光子（光）的形式释放能量。InGaN合金的具体成分决定了带隙能量，从而直接定义了发射光的波长（颜色）——在本例中，约为525-535 nm的绿光。漫射环氧树脂透镜封装了半导体芯片，提供机械保护，并将光输出塑造成宽视角。

12. 技术趋势

尽管直插式LED因其坚固性和某些组装类型而仍然至关重要，但更广泛的行业趋势是转向表面贴装器件（SMD）LED，因为它们尺寸更小、适合自动化贴装，并且具有更好的PCB热路径。然而，像这样的直插式版本继续服务于需要更高机械结合强度、更易于手动原型制作或特定光学格式（如直角观察）的应用。荧光粉转换和直接颜色半导体材料的进步持续提高所有类型LED（包括直插式封装）的效率、显色性和最大亮度。正如本规格书所示，对精确分档和湿敏度处理的重视，反映了行业在消费和工业电子产品中追求更高可靠性和一致性的驱动力。