LED 燈珠 1254-10SURD/S530-A3 規格書 - 亮紅色 - 20mA - 400mcd - 30° 視角 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件提供一款高亮度亮紅色 LED 燈珠的完整技術規格。此元件屬於專為要求卓越發光輸出與可靠性的應用所設計的系列產品。它採用 AlGaInP 晶片技術，封裝於紅色擴散樹脂中，提供鮮明的亮紅色發光。本產品設計著重於堅固性，並符合現代環保與安全標準，包括無鉛、符合 RoHS 規範、符合歐盟 REACH 法規，並滿足無鹵素要求（溴<900 ppm，氯<900 ppm，溴+氯<1500 ppm）。產品提供捲帶包裝，適用於自動化組裝製程。

1.1 核心優勢與目標市場

此 LED 的主要優勢在於其結合了高發光強度（典型值高達 400 mcd）與可靠堅固的結構。提供多種視角選擇（此特定型號具備 30° 半角），讓設計師能為其應用選擇最佳的光束模式。其符合國際環保指令，使其適用於全球市場。主要目標應用為消費性電子產品，包括電視機、電腦顯示器、電話以及需要指示燈或背光功能的一般運算設備。

2. 技術參數深度解析

本節根據規格書，客觀且詳細地分析元件的關鍵技術參數。

2.1 絕對最大額定值

絕對最大額定值定義了可能導致元件永久損壞的應力極限。這些並非正常操作條件。

• 連續順向電流（I_F)）：25 mA。持續超過此電流將產生過多熱量，降低 LED 壽命，並可能導致災難性故障。
• 峰值順向電流（I_FP)）：60 mA（在 1/10 工作週期，1 kHz 下）。此額定值允許較高電流的短脈衝，適用於多工或 PWM 調光方案，但平均電流必須保持在連續額定值內。
• 逆向電壓（V_R)）：5 V。LED 的逆向崩潰電壓非常低。施加超過 5V 的逆向電壓可能導致立即且不可逆的接面崩潰。
• 功率消耗（P_d)）：60 mW。這是封裝在環境溫度（T_a）為 25°C 時，能以熱形式消散的最大功率。實際可用消耗功率會隨著環境溫度升高而降低。
• 操作與儲存溫度：-40°C 至 +85°C（操作），-40°C 至 +100°C（儲存）。這些範圍定義了元件在使用期間與非操作期間可承受的環境條件。
• 焊接溫度：260°C 持續 5 秒。這對於波焊或迴焊製程至關重要，以避免環氧樹脂封裝與內部打線的熱損傷。

2.2 電光特性

這些特性是在標準測試條件下（T_a=25°C，I_F=20mA）量測，並定義了元件的性能。

• 發光強度（I_v)）：250 mcd（最小值），400 mcd（典型值）。這是亮度的主要量測指標。400 mcd 的典型值表示對於標準 LED 燈珠而言是非常明亮的輸出。設計師應使用最小值進行最壞情況的亮度計算。
• 視角（2θ_1/2)）：30°（典型值）。這是發光強度降至其峰值一半時的全角。30° 角度產生相對集中的光束，適用於指向性指示燈。
• 峰值波長（λ_p)）：632 nm（典型值）。光譜發射最強時的波長。對於亮紅色，此波長落在光譜的紅/橙色上端區域。
• 主波長（λ_d)）：624 nm（典型值）。這是人眼感知到的、與 LED 光色相匹配的單一波長。它是顏色規格的關鍵參數。
• 順向電壓（V_F)）：在 20mA 下為 1.7V（最小值），2.0V（典型值），2.4V（最大值）。這是 LED 操作時的跨壓。對於設計限流電路至關重要。驅動器必須能夠處理最大 V_F，以確保正確的電流調節。
• 逆向電流（I_R)）：在 V_R=5V 下為 10 μA（最大值）。這是二極體在其最大額定值內逆向偏壓時的小量漏電流。

量測不確定度：規格書註明了量測的特定公差：V_F為 ±0.1V，I_v為 ±10%，λ_d為 ±1.0nm。在高精度應用中必須考慮這些公差。

3. 性能曲線分析

提供的特性曲線提供了在不同條件下元件行為的深入見解。

3.1 光譜分佈與指向性

相對強度 vs. 波長曲線顯示一個以 632 nm 為中心、類似高斯分佈的典型曲線，光譜頻寬（Δλ）約為 20 nm。此窄頻寬是 AlGaInP LED 的特性，並產生飽和的顏色。指向性曲線直觀地確認了 30° 視角，顯示強度如何隨著與中心軸的角度對稱地下降。

3.2 電氣與熱關係

順向電流 vs. 順向電壓（I-V 曲線）展現了經典的二極體指數關係。在 20mA 的典型操作點，電壓為 2.0V。此曲線對於理解 LED 的動態電阻以及熱分析至關重要，因為 V_F具有負溫度係數。

相對強度 vs. 順向電流曲線顯示，在較低電流範圍內，光輸出與電流幾乎呈線性關係，但在較高電流下可能因熱效應與效率下降而飽和。在 20mA 或以下操作對於線性度與壽命是最佳的。

3.3 溫度依存性

相對強度 vs. 環境溫度曲線顯示，隨著溫度升高，光輸出會顯著下降。這是一個關鍵的設計因素；與 25°C 的實驗室條件相比，LED 在熱環境中（例如，在密閉的電子設備內部）會變暗。

順向電流 vs. 環境溫度曲線，結合功率消耗額定值，構成了降額的基礎。隨著環境溫度升高，必須降低最大允許連續順向電流，以將接面溫度保持在安全限度內，並防止加速劣化。規格書建議參考產品的特定降額曲線。

4. 機械與封裝資訊

4.1 封裝尺寸

規格書包含 LED 燈珠的詳細尺寸圖。關鍵機械規格包括：

• 所有尺寸單位為公釐。
• 凸緣（圓頂底部的邊緣）的高度必須小於 1.5mm（0.059"）。這對於最終組裝的間隙很重要。
• 未指定尺寸的標準公差為 ±0.25mm，這對此類元件是典型的。
• 圖紙定義了引腳間距、本體直徑、總高度以及透鏡的形狀。精確的尺寸對於 PCB 焊盤設計以及確保在外殼或透鏡中的正確配合至關重要。

4.2 極性識別

陰極（負極）引腳通常透過 LED 透鏡上的平面、較短的引腳或封裝上的標記來識別。尺寸圖應清楚標示此點。正確的極性在安裝過程中至關重要，因為施加逆向電壓可能損壞元件。

5. 焊接與組裝指南

正確的操作對於可靠性至關重要。這些指南基於防止機械、熱和靜電損傷。

5.1 引腳成型

• 彎曲必須在距離環氧樹脂燈泡底部至少 3mm 處進行，以避免將應力傳遞到內部晶粒和打線。
• 成型必須在剪腳之前 soldering.
• 進行。剪腳應在室溫下進行，以防止熱衝擊。
• PCB 孔必須與 LED 引腳完美對齊，以避免安裝應力。

5.2 儲存

• 建議儲存條件：≤30°C 且相對濕度（RH）≤70%。
• 出貨後保存期限：在此條件下為 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

手工焊接：烙鐵頭溫度 ≤300°C（適用最大 30W 烙鐵），每引腳焊接時間 ≤3 秒。保持焊點與環氧樹脂燈泡之間的最小距離為 3mm。

浸焊（波焊）：預熱 ≤100°C，持續 ≤60 秒。焊錫槽溫度 ≤260°C，持續 ≤5 秒。遵守 3mm 距離規則。

關鍵焊接注意事項:

• 在高溫階段避免對引腳施加應力。
• 不要對同一個 LED 進行超過一次的焊接（浸焊或手工焊）。
• 焊接後，在 LED 冷卻至室溫前，保護其免受機械衝擊。
• 允許逐漸冷卻；避免快速淬火。
• 始終使用最低的有效焊接溫度和時間。

5.4 清潔

如需清潔：

• 使用室溫下的異丙醇。
• 浸泡時間不應超過一分鐘。
• 在室溫下風乾。
• 避免超音波清洗，除非絕對必要，且僅在經過徹底的預先資格測試後方可進行，因為空化作用可能損壞內部結構。

5.5 熱管理與靜電防護

熱管理：必須進行有效的熱設計。必須根據環境溫度對電流進行降額，如產品的降額曲線所示。控制 LED 的操作溫度是維持亮度與長期可靠性的關鍵。

靜電放電（ESD）：此 LED 對 ESD 敏感。在操作與組裝過程中必須遵循標準的 ESD 預防措施：使用接地工作站、腕帶和導電容器。ESD 可能對半導體晶粒造成潛在或災難性損壞。

6. 包裝與訂購資訊

6.1 包裝規格

元件包裝旨在確保防潮和防靜電放電保護。

• 一級包裝：每防靜電袋 200-1000 顆。
• 二級包裝：每內盒 4 袋。
• 三級包裝：每外箱 10 個內盒。

6.2 標籤說明

包裝上的標籤包含用於追溯和識別的關鍵資訊：

• CPN：客戶料號。
• P/N：製造商料號（例如，1254-10SURD/S530-A3）。
• QTY：袋/箱中的數量。
• CAT：等級或分檔代碼（例如，針對強度或波長）。
• HUE：主波長代碼。
• REF：參考資訊。
• LOT No：製造批號，用於追溯。

7. 應用建議與設計考量

7.1 典型應用場景

此 LED 非常適合用於：

• 狀態指示燈：電視、顯示器和電腦中的電源開啟、待機或功能啟動指示燈，高亮度確保良好的可見度。
• 背光：用於控制面板或電話上的小型圖例或符號。
• 通用信號指示：消費性電子產品中任何需要清晰、明亮的紅色視覺信號的應用。

7.2 設計考量

• 限流：始終使用恆流源或帶有串聯電阻的電壓源驅動 LED。根據電源電壓（V_CC）、LED 的最大 V_F以及所需的 I_F（例如，20mA）計算電阻值。R = (V_CC- V_{F_max}) / I_F.
• 。熱管理
• ：確保 PCB 和周邊設計允許散熱。避免將 LED 放置在靠近其他發熱元件的地方。如果預期有高工作週期或升高的環境溫度，請考慮在 PCB 焊盤上使用散熱孔。光學整合
• ：30° 視角提供集中的光束。如需更寬的照明，可能需要外部擴散片或透鏡。確保機械外殼提供正確的對準，且不阻礙視角。靜電防護

：在敏感或暴露的應用中，考慮並聯一個小的瞬態電壓抑制（TVS）二極體或一個電阻-電容網路，以保護 LED 免受電壓突波影響。

8. 常見問題（基於技術參數）

Q1：我可以將此 LED 驅動在 30mA 以獲得額外亮度嗎？

A1：不行。連續順向電流的絕對最大額定值為 25 mA。在 30 mA 下操作超過此額定值，將使接面承受過大應力，導致亮度快速衰減、色偏，並可能立即故障。始終在指定的最大連續電流或以下操作。_FQ2：典型的 V

是 2.0V，但我的電路使用 5V 電源。我應該使用多大的電阻值？_FA2：您必須為最壞情況（最大值）V_{F_max}進行設計，以確保電流永遠不超過限制。使用 V_FF_max_F= 2.4V 和 I

= 20mA：R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 歐姆。最接近的標準值是 130Ω 或 150Ω。使用 150Ω 時，I

≈ (5-2.4)/150 = 17.3mA，這是一個安全且常見的操作點。

Q3：如果我的設備內部溫度為 60°C，亮度會下降多少？

A3：參考相對強度 vs. 環境溫度曲線，在 60°C 時，相對強度約為其在 25°C 時值的 0.8（或 80%）。因此，如果 LED 在 25°C 時輸出 400 mcd，在 60°C 時將輸出大約 320 mcd。這必須納入光學設計考量。

Q4：此 LED 適用於汽車應用嗎？

A4：指定的操作溫度範圍（-40°C 至 +85°C）涵蓋了許多汽車環境要求。然而，汽車應用通常要求元件符合特定標準（如 AEC-Q102），以確保在振動、濕度和擴展溫度循環下的可靠性。此標準規格書並未表明此類認證。對於汽車用途，應尋求經過特定認證的產品型號。

9. 技術介紹與趨勢

9.1 工作原理

此 LED 基於 AlGaInP（磷化鋁鎵銦）半導體晶片。當施加順向電壓時，電子和電洞被注入半導體的主動區域，在那裡它們復合。此復合過程以光子（光）的形式釋放能量。AlGaInP 合金的特定成分決定了能隙能量，這直接定義了發射光的波長（顏色）——在本例中，是約 624-632 nm 的亮紅色。紅色擴散環氧樹脂封裝用於保護晶片，作為塑造光束（30° 角）的主要透鏡，並擴散光線以減少眩光並創造均勻的外觀。

• 9.2 產業趨勢LED 產業持續發展，有幾個明顯的趨勢影響著此類元件：
• 效率提升（lm/W）：雖然此規格書指定了發光強度（mcd），但更廣泛的趨勢是朝向更高的發光效率，意味著每輸入一瓦電能產生更多的光輸出，從而降低能耗和熱負載。
• 微型化：封裝尺寸不斷縮小，同時維持或改善光輸出。
• 增強可靠性和壽命：晶片設計、封裝材料（例如使用矽膠代替環氧樹脂以獲得更好的耐熱和耐紫外線性能）以及製造製程的改進，正將額定壽命推至遠超過 50,000 小時。
• 更嚴格的環保合規性：正如本產品所示，邁向無鹵素、RoHS 和 REACH 合規性，現已成為全球法規和消費者需求驅動下的基本要求。

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