LED燈 313-2SUBC/C470/S400-A4 規格書 - 藍色 - 3.4V正向電壓 - 20mA工作電流 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

呢份文件提供咗313-2SUBC/C470/S400-A4 LED燈嘅完整技術規格。呢個元件係一隻高亮度、藍色發光二極管，專為需要可靠同強勁性能嘅應用而設計。佢符合主要嘅環保法規，包括RoHS、歐盟REACH同無鹵素標準，確保佢適合用喺對物料有嚴格要求嘅現代電子設計。

呢款LED以帶裝同捲盤形式提供，方便自動化組裝流程，並且提供多種視角以配合唔同嘅應用需求。佢嘅主要設計目標係喺標準燈式封裝格式中提供更高嘅發光強度。

2. 技術參數深入分析

2.1 絕對最大額定值

絕對最大額定值定義咗器件可能受到永久損壞嘅極限。呢啲數值係喺環境溫度（Ta）為25°C時指定嘅。

• 連續正向電流（IF）：25 mA。呢個係可以連續施加嘅最大直流電流。
• 峰值正向電流（IFP）：100 mA。呢個只允許喺脈衝條件下，佔空比為1/10，頻率為1 kHz時使用。
• 反向電壓（VR）：5 V。喺反向偏壓下超過呢個電壓可能會導致結擊穿。
• 功耗（Pd）：120 mW。呢個係器件可以耗散嘅最大功率。
• 工作溫度（Topr）：-40 至 +85 °C。器件設計用於運作嘅溫度範圍。
• 儲存溫度（Tstg）：-40 至 +100 °C。
• 焊接溫度（Tsol）：260°C 持續5秒，定義咗回流焊接溫度曲線嘅容差。

2.2 電光特性

電光特性係喺標準測試條件下（Ta=25°C，IF=20mA）測量嘅，代表器件嘅典型性能。

• 發光強度（Iv）：630（最小），1000（典型） mcd。呢個係衡量藍光感知亮度嘅指標。測量不確定度為±10%。
• 視角（2θ1/2）：20°（典型）。呢個定義咗發光強度下降到最大值一半時嘅角度寬度。
• 峰值波長（λp）：468 nm（典型）。光譜發射最強嘅波長。
• 主波長（λd）：470 nm（典型）。人眼感知嘅單一波長，不確定度為±1.0 nm。
• 光譜輻射帶寬（Δλ）：35 nm（典型）。發射光嘅光譜寬度。
• 正向電壓（VF）：3.4（典型），4.0（最大） V。LED喺20mA工作時嘅壓降，不確定度為±0.1V。
• 反向電流（IR）：50 µA（最大），當VR=5V時。器件處於反向偏壓時嘅小漏電流。

3. 分級系統說明

產品使用分級系統，根據關鍵光學同電氣參數對單元進行分類，確保最終用戶嘅一致性。包裝上嘅標籤指示咗呢啲級別：

• CAT：發光強度等級。根據測量到嘅Iv輸出對LED進行分組。
• HUE：主波長等級。根據λd對LED進行分組，以確保顏色一致性。
• REF：正向電壓等級。根據VF對LED進行分組，有助於電路設計以實現一致嘅電流驅動。

呢個系統允許設計師選擇符合其應用特定要求嘅LED，對於顏色或亮度均勻性至關重要嘅應用尤其重要。

4. 性能曲線分析

規格書包含幾條特性曲線，說明器件喺唔同條件下嘅行為。

4.1 相對強度 vs. 波長

呢條曲線顯示咗發射藍光嘅光譜功率分佈，中心喺468-470 nm附近，典型帶寬為35 nm。佢確認咗LED輸出嘅單色性質。

4.2 指向性圖案

指向性圖可視化咗20度視角，顯示咗當觀察角度偏離中心軸（0度）時，發光強度點樣下降。

4.3 正向電流 vs. 正向電壓（IV曲線）

呢條基本曲線顯示咗半導體二極管電流（I）同電壓（V）之間嘅指數關係。20mA時嘅典型正向電壓3.4V清晰標示。呢條曲線對於設計限流電路至關重要。

4.4 相對強度 vs. 正向電流

呢條曲線表明光輸出（相對強度）隨正向電流增加而增加。然而，操作必須保持喺絕對最大額定值（25mA連續）之內，以防止過熱同加速老化。

4.5 溫度依賴性曲線

兩條關鍵曲線顯示咗環境溫度（Ta）嘅影響：
相對強度 vs. 環境溫度：顯示發光輸出通常會隨結溫升高而降低。呢個係高功率或高環境溫度應用中熱管理嘅關鍵考慮因素。
正向電流 vs. 環境溫度：說明咗正向電壓特性點樣隨溫度變化，如果由恆壓源驅動，可能會影響汲取嘅電流。

5. 機械同封裝信息

LED使用標準燈式封裝，有兩條引腳。封裝圖提供咗PCB焊盤設計同機械集成嘅關鍵尺寸。

• 所有尺寸均以毫米為單位提供。
• 一個關鍵規格係法蘭嘅高度必須小於1.5mm（0.059"）。
• 尺寸嘅標準公差，除非另有說明，為±0.25mm。
• 圖紙清晰標示咗陰極（通常係較短嘅引腳或透鏡上嘅平面側），以便安裝時正確識別極性。

遵守呢啲尺寸對於自動化組裝中嘅正確放置以及確保LED正確坐喺PCB上至關重要。

6. 焊接同組裝指引

正確處理對於保持器件可靠性同性能至關重要。

6.1 引腳成型

• 彎曲必須喺距離環氧樹脂燈泡底部至少3mm處進行，以避免對內部晶片同鍵合線造成應力。
• 成型必須喺 soldering.
• 引腳應喺室溫下切割。
• PCB孔必須與LED引腳完美對齊，以避免安裝應力。

6.2 儲存

• 推薦儲存條件：≤ 30°C 同 ≤ 70% 相對濕度。
• 運輸後嘅保質期：喺呢啲條件下為3個月。
• 對於更長嘅儲存（長達1年），請使用帶有氮氣同乾燥劑嘅密封容器。
• 一旦打開，請喺24小時內使用，以防止吸濕。
• 避免喺潮濕環境中快速溫度變化，以防止冷凝。

6.3 焊接過程

關鍵規則：保持焊點到環氧樹脂燈泡嘅最小距離為3mm。

手工焊接：
烙鐵頭溫度：最高300°C（最大30W烙鐵）。
每條引腳焊接時間：最多3秒。

波峰（DIP）焊接：
預熱溫度：最高100°C（最多60秒）。
焊錫槽溫度同時間：最高260°C，最多5秒。
提供咗推薦嘅焊接溫度曲線，強調受控嘅升溫、喺液相線以上嘅特定時間同受控嘅冷卻。

重要注意事項：
喺高溫操作期間避免對引腳施加應力。
唔好焊接（浸焊或手工焊）超過一次。
焊接後，喺LED冷卻到室溫之前，保護佢免受機械衝擊。
使用能夠實現可靠焊點嘅最低可能溫度。

6.4 清潔

• 如有必要，僅使用室溫下嘅異丙醇清潔，時間≤ 1分鐘。
• 使用前喺室溫下乾燥。
• 通常唔建議使用超聲波清潔。如果絕對需要，必須進行廣泛嘅預先評估，以確保唔會發生損壞，因為佢取決於功率、頻率同組裝條件。

7. 包裝同訂購信息

7.1 包裝規格

LED嘅包裝旨在防止靜電放電（ESD）同濕氣損壞：
1. LED放入防靜電袋中。
2. 防靜電袋裝入內盒。
3. 內盒裝入外箱。

包裝數量：
每袋200至500件。
每個內盒5袋。
每個外箱10個內盒。

7.2 標籤說明

包裝標籤包括：
CPN：客戶零件編號。
P/N：製造商零件編號（例如，313-2SUBC/C470/S400-A4）。
QTY：包裝內數量。
CAT/HUE/REF：分別係發光強度、主波長同正向電壓嘅分級代碼。
LOT No：可追溯嘅生產批次號。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

基於其高亮度同藍色，呢款LED適用於：
•狀態指示燈：消費電子同工業電子中嘅通電、待機或功能激活指示燈。
•背光：用於小型LCD顯示屏、鍵盤或設備（如監視器、電視或電話）中嘅裝飾照明（如規格書所列）。
•面板照明：開關、控制面板或儀器儀表嘅照明。

8.2 設計考慮因素

• 限流：始終使用串聯電阻或恆流驅動器將正向電流限制到所需值（例如，典型亮度為20mA），切勿直接連接到電壓源。
• 熱管理：雖然功耗較低（最大120mW），但如果使用多個LED或環境溫度較高，請確保足夠嘅通風，因為效率會隨溫度下降。
• PCB佈局：嚴格遵循封裝尺寸。確保PCB上嘅極性標記與LED嘅陰極匹配。
• ESD保護：雖然無明確說明為高度敏感，但建議喺組裝期間遵循半導體嘅標準ESD處理預防措施。

9. 技術比較同區分

根據規格書，呢款LED嘅關鍵區分特徵係：
1. 高亮度：20mA時典型發光強度為1000 mcd，對於標準燈式封裝藍光LED嚟講非常突出。
2. 環保合規：完全符合RoHS、REACH同無鹵素標準，使其適合具有嚴格環保法規嘅全球市場。
3. 堅固結構：為可靠性而設計，提供清晰嘅焊接同處理指引以確保使用壽命。
4. 分級：提供強度、波長同電壓分級，允許喺需要均勻性嘅應用中進行更嚴格嘅設計控制。

與非分級或低強度LED相比，呢款器件為呢啲因素至關重要嘅應用提供更好嘅一致性同性能。

10. 常見問題（基於技術參數）

問：我可以喺30mA下驅動呢個LED以獲得更高亮度嗎？
答：唔可以。連續正向電流嘅絕對最大額定值係25mA。超過呢個額定值會因過熱同加速老化而導致永久損壞嘅風險。要獲得更高亮度，請選擇額定電流更高嘅LED。

問：使用5V電源時，我應該用幾大嘅電阻值？
答：使用歐姆定律：R = (電源電壓 - Vf) / If。假設典型Vf為3.4V，目標If為20mA：R = (5 - 3.4) / 0.02 = 80歐姆。使用最大Vf（4.0V）計算最小安全電阻值：R_min = (5 - 4.0) / 0.02 = 50歐姆。使用標準值如68或75歐姆會係合適嘅，確保即使係低Vf LED，電流也保持喺20mA以下。

問：點解視角只有20度？
答：20度視角係呢款特定LED嘅設計特徵，通過環氧樹脂透鏡嘅形狀實現。佢將光線集中到更窄嘅光束中，從而產生更高嘅軸向發光強度（mcd）。要獲得更寬嘅照明，需要視角更寬嘅LED（例如，60°或120°）。

問：溫度點樣影響性能？
答：如曲線所示，環境溫度升高會導致光輸出下降同正向電壓偏移。為咗穩定運作，特別係喺高溫環境中，應考慮適當嘅熱設計（例如，PCB銅面積、通風）以及驅動電路中可能嘅溫度補償。

11. 實際使用案例

場景：為網絡路由器設計狀態指示燈面板。
面板需要一個明亮、清晰嘅藍色LED來指示"WAN活動"狀態。需要四個相同嘅LED以實現對稱。

設計步驟：
1. 選擇：選擇313-2SUBC/C470/S400-A4，因為佢嘅高亮度（典型1000 mcd）同藍色。
2. 電路設計：路由器嘅內部邏輯電源係3.3V。使用典型Vf 3.4V會帶來挑戰，因為3.3V低於所需嘅Vf。因此，LED無法直接由3.3V驅動。需要一個簡單嘅電荷泵或升壓電路來產生>4.0V嘅電壓，或者必須選擇Vf更低嘅替代LED。呢點突顯咗設計早期檢查電源電壓與正向電壓嘅重要性。
3. PCB佈局：使用封裝圖創建焊盤。PCB絲印上添加極性標記（例如，陰極用方形焊盤）。
4. 組裝：LED以帶裝同捲盤形式訂購。貼片機使用焊盤中嘅正確質心坐標進行編程。回流焊接曲線遵循推薦嘅260°C峰值溫度持續5秒。
5. 分級：為確保所有四個LED具有相同顏色同亮度，下單時要求來自相同HUE同CAT級別嘅單元。

12. 工作原理介紹

呢款LED係一種半導體光源。其核心係一個由InGaN（氮化銦鎵）材料製成嘅晶片，如器件選擇指南所示。當施加超過二極管閾值（約3.4V）嘅正向電壓時，電子同空穴被注入到半導體結嘅有源區。當呢啲電荷載流子復合時，佢哋以光子（光）嘅形式釋放能量。InGaN合金嘅特定成分決定咗帶隙能量，進而決定咗發射光嘅波長（顏色）——喺呢個情況下係藍色（~470 nm）。環氧樹脂封裝用於保護精細嘅半導體晶片，充當透鏡以塑造光輸出光束（創造20°視角），並且配方為水清以最大化光傳輸。

13. 技術趨勢同背景

基於InGaN技術嘅藍光LED代表咗固態照明嘅重大進步。高效藍光LED嘅發展係一項重大科學成就，使得創建白光LED（通過將藍光與黃色熒光粉結合）同全彩RGB顯示器成為可能。呢個特定元件例證咗呢項技術嘅成熟、商業優化版本。當前LED發展嘅趨勢集中於提高效率（每瓦流明）、改善白光嘅顯色指數（CRI）、實現更高功率密度同進一步小型化。雖然呢個係標準燈式封裝，但行業越來越多地轉向表面貼裝器件（SMD）封裝，如2835或3030，以獲得更好嘅熱性能同自動化組裝。呢份規格書強調嘅環保合規性（RoHS、無鹵）現已成為標準要求，反映咗電子行業對可持續發展同物料安全嘅關注。