LED 燈珠 7344-15SUBC/C470/S400-A6 規格書 - 藍色 - 3.3V 典型值 - 20mA - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件提供型號為 7344-15SUBC/C470/S400-A6 的高亮度藍色 LED 燈珠之完整技術規格。此元件屬於專為要求卓越光輸出的應用所設計的系列產品。該 LED 提供多種配置，以滿足不同的設計需求。

1.1 核心優勢與產品定位

此 LED 具備多項關鍵特性，使其成為電子設計中可靠的選擇。它提供多種視角選擇，讓設計師能為其應用選擇最佳的光束模式。元件設計可靠且堅固，確保性能一致。它符合主要的環境與安全標準，為無鉛、符合 RoHS、符合歐盟 REACH 規範，且為無鹵素（溴 <900 ppm，氯 <900 ppm，且 Br+Cl < 1500 ppm）。提供捲帶包裝，便於大量生產中的高效自動化組裝流程。

1.2 目標市場與應用

此 LED 主要針對消費性電子產品與顯示器產業。其主要應用包括電視與電腦顯示器的背光、電話中的指示燈，以及電腦內部的一般照明。其高亮度特性使其非常適合需要清晰、可見光輸出的場合。

2. 深入技術參數分析

此 LED 的性能由一組絕對最大額定值以及在環境溫度 (Ta) 為 25°C 下量測的標準電光特性所定義。

2.1 絕對最大額定值

這些額定值定義了可能導致元件永久損壞的極限。在任何操作條件下均不得超過。

• 連續順向電流 (IF)：25 mA。這是可連續施加的最大直流電流。
• 峰值順向電流 (IFP)：100 mA。此電流僅允許在脈衝條件下使用，工作週期為 1/10，頻率為 1 kHz。
• 逆向電壓 (VR)：5 V。施加高於此值的逆向偏壓可能會損壞 LED 接面。
• 功率消耗 (Pd)：90 mW。這是封裝所能散發的最大功率。
• 操作溫度 (Topr)：-40°C 至 +85°C。這是可靠操作的環境溫度範圍。
• 儲存溫度 (Tstg)：-40°C 至 +100°C。這是非操作狀態下的儲存溫度範圍。
• 焊接溫度 (Tsol)：260°C 持續 5 秒。這是焊接製程的最大熱曲線。

2.2 電光特性

這些參數定義了 LED 在標準測試條件下（除非註明，否則 IF=20mA，Ta=25°C）的典型性能。

• 發光強度 (Iv)：1000 (最小值) 至 2000 (典型值) mcd。此參數指定了人眼感知的光輸出功率。
• 視角 (2θ1/2)：20° (典型值)。這是發光強度降至峰值一半時的全角，表示光束相對較窄。
• 峰值波長 (λp)：468 nm (典型值)。這是光譜發射最強的波長。
• 主波長 (λd)：470 nm (典型值)。這是人眼感知的單一波長，定義了藍色。
• 光譜輻射頻寬 (Δλ)：35 nm (典型值)。這是發射光譜的寬度，以半高全寬 (FWHM) 量測。
• 順向電壓 (VF)：在 20mA 下為 2.7V (最小值)、3.3V (典型值)、3.7V (最大值)。這是 LED 工作時的跨壓。
• 逆向電流 (IR)：在 VR=5V 下為 50 μA (最大值)。這是 LED 處於逆向偏壓時的小漏電流。

2.3 元件選擇與晶片技術

此 LED 採用 InGaN（氮化銦鎵）半導體晶片材料來產生藍光。樹脂封裝體為水透明色，這對藍光 LED 是最佳的，因為它不會改變顏色並能實現最大的光提取效率。

3. 性能曲線分析

圖形數據提供了在不同條件下 LED 行為的更深入見解。

3.1 光譜與角度分佈

相對強度 vs. 波長曲線顯示了以 468-470 nm 為中心的特徵藍色發射光譜，典型 FWHM 為 35 nm。指向性曲線直觀地呈現了 20° 視角，顯示光強度如何從中心軸線遞減。

3.2 電氣與熱特性

順向電流 vs. 順向電壓 (IV 曲線)展示了二極體典型的指數關係。在 20mA 的典型工作點，電壓約為 3.3V。相對強度 vs. 順向電流曲線顯示光輸出隨電流增加而增加，但在較高電流下可能因發熱和效率下降而變得次線性。相對強度 vs. 環境溫度和順向電流 vs. 環境溫度曲線對於熱管理至關重要，顯示了光輸出和順向電壓特性如何隨溫度變化。光輸出通常隨溫度升高而降低。

4. 機械與封裝資訊

4.1 封裝尺寸

規格書包含 LED 封裝的詳細機械圖。關鍵尺寸註明所有尺寸單位為毫米，凸緣高度必須小於 1.5mm (0.059\")，且除非另有說明，一般公差為 ±0.25mm。該圖定義了對於 PCB 焊盤設計至關重要的引腳間距、本體尺寸和整體形狀。

4.2 極性識別與安裝

雖然提供的文本中未明確詳述，但標準 LED 燈珠具有較長的陽極 (+) 引腳和較短的陰極 (-) 引腳，通常在塑膠透鏡或基座的陰極側有平面標記。注意事項強調 PCB 孔必須與 LED 引腳精確對齊，以避免安裝應力。

5. 焊接與組裝指南

正確的操作對於可靠性至關重要。

5.1 引腳成型

• 在距離環氧樹脂燈泡基座至少 3mm 處彎曲引腳。
• 引腳成型應在焊接前 soldering.
• 進行。避免對封裝施加應力。應力可能損壞內部鍵合或使環氧樹脂破裂。
• 在室溫下剪裁引腳。
• 確保 PCB 孔精確對齊，以防止插入時的應力。

5.2 儲存條件

• 出貨後儲存於 ≤30°C 且 ≤70% 相對濕度環境中。
• 在此條件下儲存壽命為 3 個月。
• 如需更長時間儲存（最長 1 年），請使用帶有氮氣和乾燥劑的密封容器。
• 避免在潮濕環境中溫度劇烈變化，以防止凝結。

5.3 焊接製程參數

保持焊點與環氧樹脂燈泡之間的最小距離為 3mm。

手工焊接：

• 烙鐵頭溫度：最高 300°C（適用於最大 30W 烙鐵）
• 焊接時間：每引腳最長 3 秒

浸焊（波峰焊）：

• 預熱溫度：最高 100°C（最長 60 秒）
• 焊錫槽溫度與時間：最高 260°C 持續 5 秒

提供了建議的焊接溫度曲線圖，強調了受控的升溫、峰值和冷卻階段。關鍵的額外指示包括：

• 避免在高溫下對引腳施加機械應力。
• 不要焊接（浸焊或手工焊）超過一次。
• 焊接後，在 LED 冷卻至室溫前，保護其免受衝擊/振動。
• 避免從峰值溫度快速冷卻。
• 使用能實現可靠焊點的最低可能焊接溫度。

5.4 清潔

• 僅在必要時清潔，使用室溫下的異丙醇，時間 ≤1 分鐘。
• 在室溫下乾燥。
• 請勿常規使用超音波清洗。如果絕對需要，請預先驗證製程（功率、時間、夾具），確保不會造成損壞。

5.5 熱管理

有效的熱管理對於 LED 的壽命和性能穩定性至關重要。設計師必須在應用中考慮散熱路徑。應根據環境溫度適當降低操作電流，參考產品規格中通常提供的降額曲線。注意事項明確指出，必須管理應用中 LED 周圍的溫度。

6. 包裝與訂購資訊

6.1 包裝規格

LED 的包裝旨在確保防靜電放電 (ESD) 和防潮。

• 一級包裝：防靜電袋。
• 二級包裝：內箱，內含多個防靜電袋。
• 三級包裝：外箱，內含多個內箱。

6.2 標籤說明

包裝上的標籤包含幾個關鍵識別碼：

• CPN：客戶生產編號
• P/N：生產編號（料號）
• QTY：包裝數量
• CAT：等級（可能為性能分級）
• HUE：主波長
• REF：參考
• LOT No：批號（用於追溯）

7. 應用建議與設計考量

7.1 典型應用場景

此高亮度藍光 LED 非常適合用於：

• 狀態指示燈：在昏暗或明亮的環境光線下提供清晰可見的電源開啟或活動信號。
• 背光：用於消費性裝置中的小型 LCD 顯示器、鍵盤或裝飾面板。
• 裝飾照明：用於電子產品中需要鮮明藍色的重點照明。

7.2 關鍵設計考量

• 電流限制：始終使用串聯電阻或恆流驅動器將順向電流限制在 20mA 或以下以進行連續操作。請勿直接連接到電壓源。
• PCB 佈局：根據封裝尺寸精確設計 PCB 焊盤。如果工作接近最大額定值，請確保有足夠的銅面積或散熱孔以利散熱。
• ESD 防護：在組裝過程中實施標準的 ESD 處理程序，因為 LED 對靜電放電敏感。
• 光學設計：20° 視角相對較窄。在設計透鏡或導光板時需考慮此點，以實現所需的照明模式。

8. 技術比較與差異化

雖然直接比較需要特定的競爭對手數據，但根據其規格書，此 LED 的主要差異化優勢在於其結合了高發光強度（高達 2000 mcd）與全面的合規性（RoHS、REACH、無鹵素）。窄 20° 視角是一個特定功能，並非普遍意義上的優點或缺點，而是使其適合需要定向光而非廣域照明的應用之特性。堅固的焊接規格（260°C 持續 5 秒）表明其與標準無鉛迴焊製程具有良好的相容性。

9. 常見問題 (FAQ)

問：此 LED 的建議操作電流是多少？

答：標準測試條件和典型工作點是 20mA 直流電。連續操作不應超過 25mA。

問：我可以用 5V 電源驅動此 LED 嗎？

答：不能直接驅動。在 20mA 下典型 Vf 為 3.3V，需要串聯一個電阻。電阻值可計算為 R = (電源電壓 - Vf) / If。對於 5V 電源：R = (5V - 3.3V) / 0.02A = 85 歐姆。使用最接近的標準值（例如 82 或 100 歐姆）並檢查最終電流。

問：如何識別陽極和陰極？

答：對於標準的徑向 LED 燈珠，較長的引腳是陽極 (+)。通常，塑膠透鏡或凸緣的陰極 (-) 側有平面邊緣或標記。

問：此 LED 適合戶外使用嗎？

答：操作溫度範圍為 -40°C 至 +85°C，涵蓋了許多戶外條件。然而，封裝本身並非防水。對於戶外使用，需要額外的環境密封（塗層、外殼）以防潮濕和污染物。

問：為什麼保持焊點與燈泡之間 3mm 的距離如此重要？

答：這可以防止過多的熱量沿著引腳傳導並損壞內部半導體晶粒或環氧樹脂封裝體，從而導致早期失效或透鏡變暗。

10. 實際使用案例

情境：為網路路由器設計狀態指示燈。

LED 需要從房間的另一端清晰可見。設計師選擇此 LED 是因為其高亮度（2000 mcd）。他們設計了一個 PCB，其焊盤與封裝圖匹配。一個 100 歐姆的限流電阻與 LED 串聯，連接到 3.3V 微控制器 GPIO 引腳。這在低電平時提供約 (3.3V - 3.3V)/100Ω = 0mA，在高電平時提供約 (3.3V - 2.7V)/100Ω = 6mA（使用最小 Vf），這是安全且足夠明亮的。在組裝過程中，生產線使用指定的波峰焊曲線。窄 20° 視角非常完美，因為它即使在光線充足的房間裡也能產生明亮、聚焦的光點指向使用者。

11. 工作原理簡介

這是一個發光二極體 (LED)，一種半導體光子器件。其核心是由 InGaN 材料製成的晶片。當施加順向電壓（超過順向電壓 Vf）時，電子和電洞被注入半導體 p-n 接面。當這些電荷載子復合時，它們以光子（光）的形式釋放能量。特定的波長（藍色，470 nm）由 InGaN 材料系統的能隙能量決定。水透明環氧樹脂封裝體保護晶片，作為透鏡來塑造光輸出（形成 20° 視角），並增強從半導體中提取的光量。

12. 技術趨勢與背景

基於 InGaN 技術的藍光 LED 代表了固態照明領域的一項基礎成就。高效藍光 LED 的發展使得白光 LED（通過將藍光與黃色螢光粉結合）和全彩 RGB 顯示器的創建成為可能。當前 LED 技術的趨勢集中在提高效率（每瓦流明）、改善白光的顯色指數 (CRI)、實現更高功率密度以用於一般照明，以及開發微型化和整合化解決方案（如微型 LED）。此特定元件屬於標準、可靠的中功率指示燈 LED 類別，是一種基礎技術成熟且在電子產業中廣泛部署的主力元件。