LED燈 204-10SYGC/S530-E2 規格書 - 5mm圓形 - 電壓2.0V - 鮮明黃綠色 - 60mW - 粵語技術文件

1. 產品概覽

204-10SYGC/S530-E2 係一隻高亮度嘅通孔LED燈，專為需要可靠同耐用照明嘅應用而設計。佢採用AlGaInP（磷化鋁鎵銦）半導體晶片，產生鮮明黃綠色光輸出。器件封裝喺標準5mm圓形、水清環氧樹脂外殼內，為各種指示燈同背光應用提供緊湊而多功能嘅解決方案。

呢個LED系列經過精心設計，提供穩定性能，並可選擇視角。佢符合主要環境同安全標準，包括RoHS（有害物質限制）、歐盟REACH法規，並且係無鹵素組件製造，確保佢適合對材料有嚴格要求嘅現代電子設計。

1.1 核心優勢同目標市場

呢隻LED燈嘅主要優勢包括高發光強度、可靠結構同廣泛嘅環境合規性。其堅固設計令佢適合長期可靠性至關重要嘅應用。產品提供帶裝同捲裝，方便自動化組裝流程，提高生產效率。

呢個器件嘅目標應用主要係消費同工業電子產品，需要清晰、明亮嘅指示。典型用例包括狀態指示燈、按鈕或面板背光，以及緊湊空間內嘅通用照明。其規格令佢成為性價比高且可靠嘅照明解決方案。

2. 深入技術參數分析

本節對規格書中指定嘅關鍵技術參數提供詳細、客觀嘅解讀。理解呢啲數值對於正確電路設計同確保LED喺其安全工作區 (SOA) 內運作至關重要。

2.1 絕對最大額定值

絕對最大額定值定義咗器件可能遭受永久損壞嘅應力極限。呢啲唔係正常運作條件。

• 連續正向電流 (I_F):25 mA。呢個係喺指定環境條件 (T_a=25°C) 下可以連續施加到LED嘅最大直流電流。超過呢個值會產生過多熱量，可能導致半導體結退化同縮短壽命。
• 峰值正向電流 (I_FP):60 mA。呢個額定值適用於佔空比為1/10、頻率1 kHz嘅脈衝操作。佢允許短時間內有更高電流，對於喺多工或脈衝應用中實現更高瞬時亮度好有用。
• 反向電壓 (V_R):5 V。LED可以承受最大5伏特嘅反向偏壓。施加更高反向電壓會導致結擊穿同災難性故障。如果可能出現反向電壓情況，電路設計應包括保護，例如串聯電阻或並聯保護二極管。
• 功耗 (P_d):60 mW。呢個係封裝喺唔超過其最高結溫情況下可以散發嘅最大總功率 (V_F* I_F)。為咗保持喺呢個限制內，需要適當散熱或喺較高環境溫度下對電流進行降額。
• 工作同儲存溫度:器件額定工作溫度範圍為-40°C至+85°C，儲存溫度範圍為-40°C至+100°C。呢個寬廣範圍確保咗喺惡劣環境下嘅功能性。
• 焊接溫度:260°C，持續5秒。呢個定義咗LED喺波峰焊或手工焊接過程中可以承受嘅最大熱曲線，而唔會損壞內部鍵合或環氧樹脂透鏡。

2.2 電光特性

呢啲參數喺標準測試電流20 mA同環境溫度25°C下測量，定義咗LED嘅光學同電氣性能。

• 發光強度 (I_v):125 mcd (最小), 250 mcd (典型)。呢個指定咗喺給定方向發射嘅可見光量。典型值250毫坎德拉表示適合許多指示燈應用嘅明亮輸出。最小保證值125 mcd對於設計一致性好重要。
• 視角 (2θ_1/2):20° (典型)。呢個係發光強度為峰值強度一半時嘅全角（喺軸上測量）。20°視角表示相對窄嘅光束，將光線集中喺前方。呢個對於需要定向光源而非廣域照明嘅應用係理想嘅。
• 峰值波長 (λ_p):575 nm (典型)。呢個係發射光嘅光譜功率分佈達到最大值時嘅波長。對於鮮明黃綠色LED，呢個波長位於可見光譜嘅黃綠色區域。
• 主波長 (λ_d):573 nm (典型)。呢個係人眼感知到嘅、與LED光顏色相匹配嘅單一波長。佢係顏色規格嘅主要參數。
• 正向電壓 (V_F):1.7 V (最小), 2.0 V (典型), 2.4 V (最大) 於 I_F=20mA。呢個係LED喺正向偏壓同導通電流時嘅壓降。典型值2.0V對於計算串聯電路中嘅限流電阻值至關重要：R = (V_電源- V_F) / I_F。按照最大V_F進行設計可以確保喺所有條件下都有足夠嘅電流驅動。
• 反向電流 (I_R):10 μA (最大) 於 V_R=5V。呢個係二極管喺其最大額定值內反向偏壓時流過嘅小漏電流。

測量不確定度:規格書註明咗關鍵測量嘅特定公差：V_F為±0.1V，I_v為±10%，λ_d為±1.0nm。喺精密應用中必須考慮呢啲公差。

3. 性能曲線分析

提供嘅特性曲線為LED喺唔同條件下嘅行為提供咗寶貴嘅見解，對於穩健嘅系統設計至關重要。

3.1 相對強度 vs. 波長

呢條光譜分佈曲線顯示光輸出作為波長嘅函數。對於基於AlGaInP嘅黃綠色LED，光譜通常係一個相對窄嘅單峰，中心位於主波長 (典型573 nm) 附近。半高全寬 (FWHM)，由典型20 nm嘅光譜輻射帶寬 (Δλ) 表示，定義咗色純度。帶寬越窄，表示顏色越飽和、越純淨。

3.2 指向性圖案

指向性（或輻射圖案）曲線說明光強度如何隨中心軸角度變化。對於視角20°嘅LED，呢條曲線會顯示喺中心大約±10°以外，強度急劇下降。呢個圖案受環氧樹脂透鏡形狀同晶片喺封裝內位置嘅影響。

3.3 正向電流 vs. 正向電壓 (I-V曲線)

呢條基本曲線展示咗半導體二極管中電流同電壓之間嘅指數關係。對於LED，開啟或膝點電壓清晰可見。喺呢個膝點電壓以上運作會導致電壓小幅增加時電流急劇增加。呢個突顯咗使用限流機制（對於簡單電路幾乎總係串聯電阻）嘅極端重要性，而唔係試圖單獨用恆壓源驅動LED。

3.4 相對強度 vs. 正向電流

呢條曲線顯示光輸出（發光強度）通常與正向電流成正比，但關係唔係完全線性，特別係喺較高電流時。效率（每單位電輸入嘅光輸出）喺極高電流時可能會降低，原因係熱量產生增加同其他非理想效應。為咗獲得最佳效率同壽命，喺推薦電流範圍內運作好重要。

3.5 熱特性

以下曲線對於熱管理至關重要：相對強度 vs. 環境溫度同正向電流 vs. 環境溫度。

• 強度 vs. 溫度:通常，LED嘅發光輸出會隨結溫升高而降低。呢條曲線量化咗呢個降額。為咗喺高溫環境中獲得可靠性能，可能需要降低驅動電流以補償效率下降並防止熱失控。
• 正向電壓 vs. 溫度:LED嘅正向電壓具有負溫度係數；佢隨溫度升高而降低。呢個可能對恆壓驅動電路有影響，因為如果冇適當調節，高溫下較低嘅V_F可能導致電流增加。

4. 機械同封裝資料

4.1 封裝尺寸

LED封裝喺標準5mm圓形徑向引腳封裝內。規格書中嘅關鍵尺寸註釋包括：

• 所有尺寸單位為毫米。
• 法蘭（圓頂底部邊緣）嘅高度必須小於1.5mm (0.059")。呢個對於PCB安裝時嘅間隙好重要。
• 未指定尺寸嘅一般公差為±0.25mm，呢個係呢類組件嘅標準。

尺寸圖提供咗引腳間距、本體直徑、透鏡高度以及引腳長度同直徑嘅精確測量。呢啲對於PCB封裝設計至關重要，確保喺安裝孔中正確貼合，以及透鏡相對於面板或擴散器嘅正確定位。

4.2 極性識別

對於徑向引腳LED，陰極通常由塑料法蘭邊緣上嘅平點同/或較短嘅引腳長度識別。規格書圖表應清楚標明邊個引腳係陰極（通常係標有平邊嘅嗰個）。正確極性對於器件運作至關重要。

5. 焊接同組裝指引

遵守呢啲指引對於確保LED組裝後嘅可靠性同壽命至關重要。

5.1 引腳成型

• 彎曲必須喺距離環氧樹脂燈泡底部至少3mm嘅位置進行，以避免將應力傳遞到內部鍵合線。
• 成型必須喺焊接之前完成，同時引腳同封裝處於室溫。
• 成型過程中嘅過度應力可能會使環氧樹脂破裂或損壞內部晶片連接。
• PCB孔必須與LED引腳完美對齊，以避免安裝應力。

5.2 焊接過程

規格書為手工焊接同浸焊提供咗具體建議：

• 手工焊接:烙鐵頭最高溫度300°C（最大30W烙鐵），每個引腳焊接時間最多3秒。保持焊點距離環氧樹脂燈泡至少3mm。
• 浸焊 (波峰焊):預熱最高溫度100°C，最多60秒。焊錫槽最高溫度260°C，最大浸入時間5秒。同樣，保持距離燈泡3mm間隙。
• 推薦嘅焊接曲線圖通常顯示逐漸升溫、可控嘅液相線以上時間同可控嘅冷卻。應避免快速熱循環。
• 關鍵規則:浸焊或手工焊接只應進行一次。重複加熱會顯著增加故障風險。
• 焊接後，必須保護LED免受機械衝擊或振動，直到佢恢復到室溫，以防止對受熱軟化嘅環氧樹脂同內部鍵合造成應力。

5.3 儲存條件

LED係濕度敏感器件。出貨後嘅推薦儲存條件為30°C或以下同70%相對濕度或以下，保質期為3個月。對於更長儲存（最多一年），應將佢哋存放喺帶有氮氣氣氛同乾燥劑嘅密封容器中。必須避免喺潮濕環境中溫度急劇變化，以防止封裝內部凝結。

5.4 清潔

如果焊接後需要清潔，只可使用室溫下嘅異丙醇，時間唔超過一分鐘。強烈唔建議使用超聲波清潔，因為高頻振動可能會使封裝內部嘅精細鍵合線斷裂。如果絕對需要，必須事先仔細驗證該過程。

6. 熱力同靜電管理

6.1 熱力管理

有效嘅熱力管理係LED可靠性同穩定光輸出嘅關鍵。必須根據降額曲線所示，喺較高環境溫度下適當降低電流。最終應用中LED周圍嘅溫度必須受到控制。呢個通常涉及考慮PCB佈局（用於散熱嘅銅面積）、環境氣流，以及對於高功率或高密度應用可能需要使用散熱器。

6.2 靜電放電 (ESD) 保護

半導體晶片對靜電放電高度敏感。ESD事件可能導致立即故障或潛在損壞，從而降低長期可靠性。喺生產、組裝同處理嘅所有階段都必須遵循適當嘅ESD處理程序。呢個包括使用接地工作站、腕帶同導電容器。指定嘅包裝材料（防靜電袋）旨在喺運輸同儲存期間保護器件。

7. 包裝同訂購資料

7.1 包裝規格

LED經過包裝以確保免受濕氣、靜電放電同物理損壞：

• 初級包裝:最少200-1000件裝喺一個防靜電袋中。
• 次級包裝:四個袋放入一個內盒。
• 三級包裝:十個內盒裝入一個主外箱以便運輸。

7.2 標籤解釋

包裝標籤包含幾個用於追溯同識別嘅代碼：

• CPN:客戶生產編號。
• P/N:製造商生產編號（零件編號）。
• QTY:袋/盒內嘅包裝數量。
• CAT / Ranks:可能表示性能分檔（例如，發光強度或波長）。
• HUE:該特定批次嘅主波長值。
• LOT No:批次編號，用於完整嘅製造追溯。

8. 應用建議同設計考慮

8.1 典型應用電路

單個LED最基本同最常見嘅驅動電路係串聯限流電阻。電阻值計算為：R = (V_電源- V_F) / I_F。例如，使用5V電源，典型V_F為2.0V，期望I_F為20mA：R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω。電阻嘅額定功率應至少為 P = I_F²* R = (0.02)²* 150 = 0.06W，所以標準1/8W (0.125W) 或1/4W電阻就足夠。

對於驅動多個LED，通常將佢哋串聯（如果電源電壓足夠高以克服V_F嘅總和）並使用單個電阻，或者並聯，每個LED都有自己嘅串聯電阻。唔建議冇獨立電阻嘅並聯連接，因為LED之間嘅V_F差異可能導致電流分配不均同亮度不均。

8.2 設計考慮

• 電流驅動:始終設計為恆定或良好調節嘅電流，而非電壓。
• 熱設計:考慮環境溫度並喺PCB上提供足夠嘅散熱，特別係如果驅動電流接近最大連續電流。
• 光學設計:20°視角產生聚焦光束。對於更寬嘅照明，可能需要擴散透鏡或反射器。水清透鏡提供最高嘅光透射率。
• 反向電壓保護:喺可能出現反向電壓嘅電路中（例如，交流耦合、感性負載），應包括一個與LED並聯嘅保護二極管（陰極對陽極），以將反向電壓鉗位到安全水平 (~0.7V)。

9. 技術比較同差異化

與舊技術（如基於GaP（磷化鎵）嘅綠色LED）相比，呢個AlGaInP器件喺給定電流下提供顯著更高嘅亮度同效率。鮮明黃綠色通常比標準綠色更視覺上鮮明同生動。

喺其自身嘅5mm圓形LED類別中，其關鍵差異化因素係其高典型發光強度 (250 mcd)、窄視角 (20°) 同完全符合現代環境標準 (RoHS、REACH、無鹵素) 嘅特定組合。詳細同保守嘅最大額定值同處理指引亦表明咗一種專注於苛刻應用中穩健性同可靠性嘅設計。

10. 常見問題 (FAQ)

問：我可以用3.3V電源驅動呢個LED嗎？

答：可以。使用公式 R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 Ω。標準電阻值68 Ω會使 I_F≈ 19.1 mA，呢個係可以接受嘅。

問：點解焊接距離（距離燈泡3mm）咁重要？

答：熱量會沿金屬引腳傳導。如果焊錫施加得太接近環氧樹脂燈泡，過多熱量會使環氧樹脂軟化或破裂，損壞內部密封，或重新熔化內部鍵合線，導致立即或間歇性故障。

問：規格書顯示典型強度為250 mcd。最小125 mcd對我嘅設計意味住乜？

答：你必須基於最小保證值 (125 mcd) 來設計你嘅光學系統（例如，擴散器後面所需嘅亮度），以確保你生產運行中嘅所有單元都符合要求。典型值係大多數單元將達到嘅值，但存在自然變化。

問：我可以喺戶外使用呢個LED嗎？

答：工作溫度範圍 (-40°C至+85°C) 喺溫度方面允許戶外使用。然而，如果冇適當封裝或保護，環氧樹脂封裝可能容易受到紫外線降解同長期濕氣侵入嘅影響。對於惡劣嘅戶外環境，建議使用專門為此類條件評級嘅LED（通常帶有矽膠透鏡）。

11. 實際應用例子

場景：為工業設備設計狀態指示燈面板。面板有多個指示燈顯示電源、故障同待機狀態。空間有限，指示燈需要喺明亮環境中可見。

設計選擇:選擇204-10SYGC/S530-E2 LED作為待機指示燈，因為其鮮明黃綠色與紅色（故障）同綠色（電源開啟）有區別。其20°視角確保光線指向操作員視線方向而唔會過度溢出，提高對比度。LED通過限流電阻從設備嘅24V直流電源軌以15 mA（低於20mA測試電流）驅動。呢個較低電流增加壽命並減少熱量。PCB封裝根據封裝尺寸精確設計，引腳孔徑為0.8mm。組裝期間，專用焊接夾具確保波峰焊時保持3mm間隙規則。最終組裝通過48小時老化測試以篩選早期故障。

12. 工作原理

發光二極管 (LED) 係通過電致發光發光嘅半導體器件。204-10SYGC/S530-E2使用AlGaInP（磷化鋁鎵銦）化合物半導體。當正向電壓施加喺p-n結兩端時，來自n型區域嘅電子同來自p型區域嘅空穴被注入到有源區域。當呢啲電荷載流子（電子同空穴）復合時，佢哋釋放能量。喺呢個特定材料系統中，能帶隙使得釋放嘅能量對應於黃綠色波長範圍 (~573 nm) 嘅光子。水清環氧樹脂封裝作為透鏡，塑造光輸出光束並保護精細嘅半導體晶片。

13. 技術趨勢

雖然像5mm圓形封裝咁樣嘅通孔LED仍然喺原型製作、教育用途同某些工業應用中受歡迎，但整個行業趨勢已顯著轉向表面貼裝器件 (SMD) 封裝（例如，0603、0805、2835、5050）。SMD LED喺自動化組裝、節省電路板空間方面具有優勢，並且由於外形較低同直接連接到作為散熱器嘅PCB焊盤，通常具有更好嘅熱性能。

此外，由於外延生長、晶片設計同封裝提取效率嘅進步，LED技術嘅效率（每瓦流明）喺所有顏色範圍內持續提高。對於指示燈應用，重點通常係可靠性、顏色一致性同成本效益，而唔係追求絕對效率極限。符合不斷發展嘅環境法規（如無鹵素要求）仍然係組件更新同新產品推出嘅關鍵驅動力。