SMD LED 93-22SURSYGC/S530-A3/TR8 技術資料表 - 3.2x2.8x1.9mm - 電壓 2.0-2.4V - 亮紅/黃綠 - English

1. 產品概覽

本文件詳細說明一款配備集成反射器的高性能表面貼裝LED元件規格。該器件設計旨在確保可靠性，並適用於自動化製造環境，便於組裝。

1.1 核心優勢

• 包裝於12毫米載帶，適用於7吋捲盤，兼容標準自動化貼片設備。
• 設計兼容紅外線（IR）及氣相回流焊接製程。
• 符合EIA標準包裝規範。
• IC兼容輸入。
• 無鉛結構且符合RoHS標準。
• 集成式反射器，增強光線方向與強度。

1.2 目標應用

此LED適用於多種指示燈及背光功能，包括：

• 電訊設備（電話、傳真機）。
• 影音設備。
• 電池供電裝置。
• 戶外應用指標。
• 辦公室設備。
• 適用於開關、符號及其他LED嘅平面背光。
• 通用指示。

2. Device Selection and Technical Parameters

2.1 裝置選擇指南

本產品根據芯片物料提供兩種主要顏色選擇：

• SUR：採用AlGaInP晶片發出亮紅色光，封裝樹脂為透明無色。
• SYG：採用AlGaInP晶片發出亮麗黃綠色光。封裝樹脂為透明無色。

2.2 絕對最大額定值

超出此等限制的壓力可能會造成永久性損壞。所有數值均以環境溫度(Ta)25°C為準。

2.3 電氣及光學特性

典型性能參數（於 Ta=25°C 及 I 下量度）_F=20mA，除非另有註明。

3. 性能曲線分析

3.1 正向電流與正向電壓關係（IV曲線）

所提供的SUR (紅色) 及SYG (黃綠色) 型號曲線均顯示典型的二極管特性。正向電壓 (V_F) 呈現正溫度係數，意味著其會隨著環境溫度上升而輕微下降。在20mA的典型工作電流下，V_F 約為2.0V，其規格最大值為2.4V。這種相對較低的正向電壓對於電池供電的應用非常有利。

3.2 相對發光強度與正向電流

光輸出（發光強度）隨正向電流增加而增加。在正常工作範圍內，曲線大致呈線性，但在較高電流下會趨於飽和。不建議操作超過25mA連續電流的絕對最大額定值，因為這可能導致加速老化及縮短使用壽命。脈衝電流額定值（1/10佔空比下為60mA）允許短時間內實現更高亮度。

3.3 相對發光強度與環境溫度關係

與大多數LED一樣，此裝置的發光輸出會受溫度影響。隨著環境溫度上升，其強度會下降。降額曲線對於設計至關重要，特別是在環境溫度高或散熱管理欠佳的應用中。該曲線顯示，必須隨著溫度升高而降低允許的正向電流，以保持在功耗限制內並確保可靠性。

3.4 光譜分佈

光譜圖確認咗AlGaInP晶片嘅單色特性。SUR型號嘅主波長集中喺624nm左右（紅色），而SYG型號就集中喺573nm左右（黃綠色）。兩者嘅光譜帶寬（FWHM）都大約係20nm，表示顏色純度唔錯。

3.5 辐射模式

極座標圖展示咗一個寬廣、類似朗伯型嘅發射模式，其典型半強度角（2θ_二分之一) 為130°。集成式反射器有助塑造此光束，提供一致嘅視角，適合指示燈應用，因為廣闊範圍嘅可見度非常重要。

4. 机械及封装资料

4.1 封裝尺寸

SMD封裝佔用空間緊湊。主要尺寸包括本體大小約為3.2mm x 2.8mm，高度約為1.9mm。陰極通常可透過封裝上的視覺標記（例如凹口或綠色色調）來識別。數據手冊中提供了帶公差（一般為±0.1mm）的詳細尺寸圖，以供PCB焊盤圖形設計之用。

4.2 捲帶與包裝

元件以壓紋載帶供應，載帶寬度為12毫米，捲繞於直徑7英吋（178毫米）的捲盤上。每捲盤裝有1000件。載帶尺寸（凹槽大小、間距等）均標準化，以確保與自動化組裝設備兼容。包裝包含防潮措施，例如乾燥劑和鋁箔防潮袋，以保護元件在儲存和運輸過程中不受潮，這對於非氣密性表面貼裝封裝尤其重要。

4.3 標籤與分Bin系統說明

捲盤上的標籤提供關鍵的訂購與追溯資訊。更重要的是，它標示了元件的性能分級：

• CAT (Luminous Intensity Rank)：此代碼指定卷盤上LED嘅最低光強度分級，確保生產批次內亮度一致。
• HUE (Dominant Wavelength Rank): 此代碼指定波長分檔，確保顏色一致性。這對於多個LED並排使用的應用尤其重要。
• REF (順向電壓等級): 此代碼指定順向電壓分檔，對於需要並聯串中嚴格電流匹配或特定驅動器電壓要求的設計非常有用。

5. 焊接與組裝指引

5.1 回流焊接溫度曲線

本器件適用於無鉛回流焊接製程。建議的最高焊接溫度為封裝端子處260°C，且溫度高於217°C的總時間不得超過60秒。應遵循包含預熱、保溫、回流及冷卻階段的典型回流溫度曲線。紅外線或氣相回流焊接均被指定為相容製程。

5.2 手工焊接

若需進行手動焊接，必須極為謹慎。烙鐵頭溫度不應超過350°C，且與任何引腳之接觸時間應限制在3秒或以内。可在焊接點與封裝本體之間的引腳上使用散熱裝置。

5.3 儲存與處理

組件應在指定儲存溫度範圍（-40°C 至 +100°C）內，存放於原裝未開封的防潮袋中。一旦打開包裝袋，組件應在指定時間內（通常在工廠環境下為168小時）使用，或根據製造商的濕度敏感等級（MSL）指示進行重新烘烤，以防止回流焊接過程中出現「爆米花」現象。

6. 應用建議與設計考量

6.1 限流

LED係一種電流驅動裝置。當使用電壓源驅動時，必須串聯一個限流電阻。電阻值可根據歐姆定律計算：R = (V_source - V_F) / I_F. 設計時務必採用數據手冊中的最高 V_F （2.4V）以確保設計穩健，即使元件存在個體差異，電流亦不會超出限值。

6.2 熱管理

雖然功耗很低（最高60mW），但PCB上有效的熱管理能提升使用壽命並維持亮度。請確保PCB焊盤圖案有足夠的散熱設計，如有可能，請將散熱焊盤（如有）連接到接地層以協助散熱。避免同時在最大電流和最高溫度下操作。

6.3 靜電防護措施

儘管本裝置具有2000V HBM ESD等級，在組裝和處理過程中仍應遵守標準的ESD處理預防措施，以防止潛在損壞。

6.4 光學設計

130°廣闊視角令此LED適用於多種指示燈應用，無需二次光學元件即可直視。背光應用中可使用導光板或擴散片以達致均勻照明。反光杯有助減少側向散光並將光線導向前方。

7. 技術比較與差異分析

此系列LED透過以下幾項關鍵特點突顯其差異性：

• 晶片技術：採用AlGaInP半導體材料，相比GaAsP等舊有技術，能夠為紅光同黃綠光提供更高效率同更出色嘅色彩飽和度。
• 集成反射器：內置反射杯增強正向光輸出，提供清晰光束圖案，無需外加組件，節省空間與成本。
• 堅固封裝：封裝設計適用於高可靠性焊接工藝（無鉛回流焊），並具備防潮保護，適合現代電子製造。
• 綜合分檔: 三參數分檔（強度、波長、電壓）讓設計師能為要求一致性的應用，挑選性能公差嚴格的元件。

8. 常見問題（基於技術參數）

8.1 峰值波長與主波長有何區別？

峰值波長 (λ_p) 是指光譜功率分佈達到最大值時的波長。主波長 (λ_d) 是指與LED感知顏色相匹配的單色光波長。對於光譜對稱的LED，兩者數值接近。對設計師而言，主波長在顏色匹配方面更為相關。

8.2 我可以將此LED驅動至30mA以獲取更高亮度嗎？

不可以。連續正向電流 (I_F) 的絕對最大額定值為25mA。於30mA下操作超出此額定值，可能導致不可逆轉的損壞，顯著縮短使用壽命，並使可靠性保證失效。如需更高亮度，請選擇額定電流更高的LED，或於應用允許時使用脈衝模式（最大60mA，佔空比1/10）。

8.3 點解發光強度係以最低/典型值標示，而唔係一個嚴格嘅範圍？

由於半導體製造過程存在差異，LED嘅性能會進行分檔。數據手冊提供嘅「典型」值係一個通用參考。具體訂單實際保證嘅最低值係由 CAT （強度等級）代碼喺卷帶標籤上定義。工程師應該根據佢哋指定嘅分檔嘅最低強度嚟進行設計。

8.4 HUE binning 對我嘅應用有幾關鍵？

視乎情況而定。對於單個指示燈LED，HUE分檔可能並不關鍵。然而，如果在面板、陣列或背光中並排使用多個LED，混合使用不同HUE分檔的元件可能會產生明顯的顏色差異（「顏色分檔」）。對於此類應用，指定一個嚴格的HUE分檔或訂購同一批次的一整卷是至關重要的。

9. 實際設計與使用範例

9.1 範例一：消費性裝置的狀態指示燈

場景無線喇叭嘅電源按鈕指示燈。
設計使用SYG（黃綠）變體作為中性「電源開啟」指示。採用3.3V電源及串聯電阻驅動，電流設為15mA（低於典型值20mA）：R = (3.3V - 2.0V) / 0.015A ≈ 87Ω（選用82Ω或100Ω標準值）。此設定在確保充足亮度嘅同時，能最大限度延長電池壽命同裝置使用年限。其寬廣視角確保從不同角度均可清晰可見。

9.2 示例2：薄膜開關標誌背光

場景：照亮控制面板上的符號。
設計：使用多顆 SUR（紅色）LED 圍繞面板周邊放置，並朝向導光層。其寬視角有助於將光線耦合至導光層。由於外殼內部可能出現溫升，請參考順向電流降額曲線。為確保產品在整個使用壽命期間可靠運作，較為審慎的做法是以 18-20mA 驅動 LED，而非全額 25mA。透過選用相同 CAT 和 HUE 分檔的 LED，可改善均勻度。

10. 技術原理與趨勢

10.1 操作原理

此LED基於一種由磷化鋁鎵銦（AlGaInP）製成的半導體p-n接面。當施加正向電壓時，電子和電洞會被注入活性區域並在其中複合。複合過程中釋放的能量以光子（光）的形式發射出來。AlGaInP合金的具體成分決定了其帶隙能量，從而直接定義了發射光的波長（顏色）——在此情況下為紅色和黃綠色。環氧樹脂封裝體用於保護晶片，同時作為透鏡塑造光線輸出，並在需要時含有熒光粉（此類單色類型則不含）。反射杯通常由高反射塑料或鍍層材料製成，圍繞晶片以將側面發射的光線重新導向前方，從而提高目標觀看方向上的有效發光強度。

10.2 行業趨勢

此類SMD LED嘅發展跟隨幾個關鍵行業趨勢：

• Miniaturization & Integration: 在保持或提升光輸出嘅同時，持續縮細封裝尺寸。將反射器同靜電保護等功能整合到封裝內已成為標準做法。
• 更高效率: 內部量子效率（IQE）同取光效率嘅持續改善，帶來更高嘅發光效能（每瓦電力產生更多光），從而降低功耗同熱負荷。
• 增強可靠性: 封裝材料（環氧樹脂、矽膠）及晶片貼裝技術的改進，提升了對熱循環、濕氣及其他環境應力的耐受性，從而延長操作壽命（通常以L70/B50標準評定，可達50,000小時或以上）。
• 標準化與自動化: 封裝（如7吋捲盤上的12毫米載帶）及封裝尺寸已高度標準化，以簡化自動化組裝流程，從而降低製造成本。
• 專注於色彩一致性: 在消費電子產品和顯示器應用中，視覺均勻性至關重要，因此對波長（色調）和強度（色適應）的更嚴格分檔公差需求日益增長。

在這個不斷發展的領域中，此元件代表了一個成熟、可靠且具成本效益的解決方案，適用於廣泛的主流指示燈和背光應用。