LED 燈珠 333-2SYGC/S530-E2 規格書 - 亮黃綠色 - 20mA - 2.0V - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件提供 333-2SYGC/S530-E2 LED 燈珠的完整技術規格。此元件為表面黏著裝置 (SMD)，專為需要高亮度與可靠性能的緊湊型應用而設計。LED 發出亮黃綠光，此光色由封裝於透明樹脂中的 AlGaInP (磷化鋁鎵銦) 半導體晶片所產生。此組合提供了卓越的發光強度與色彩純度。

此系列產品的特點在於其堅固的結構、符合無鉛 (Pb-free) 規範，並遵循 RoHS (有害物質限制) 指令，使其適用於現代電子製造。它提供捲帶包裝以支援自動化組裝製程，適合大量生產。

1.1 目標應用

此 LED 燈珠的主要應用領域包括消費性與工業電子產品中的背光與狀態指示。典型應用案例為：

• 電視機
• 電腦顯示器
• 電話
• 桌上型與筆記型電腦

其設計使其適用於需要清晰黃綠信號的指示功能與區域照明。

2. 技術參數：深入客觀解讀

本節詳細分析規格書中定義的關鍵電氣、光學與熱參數。理解這些數值對於正確的電路設計與確保長期可靠性至關重要。

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 (IF)：25 mA。這是在不降低 LED 性能或壽命的前提下，可持續施加的最大直流電流。
• 峰值順向電流 (IFP)：60 mA。此額定值適用於 1 kHz 下工作週期為 1/10 的脈衝操作。它允許短時間的較高電流，適用於多工或實現更高的瞬間亮度。
• 逆向電壓 (VR)：5 V。在逆向方向上超過此電壓可能導致接面崩潰。
• 功率消耗 (Pd)：60 mW。這是封裝在環境溫度 (Ta) 25°C 下可作為熱量散發的最大功率。超過此限制操作需要謹慎的熱管理。
• 操作與儲存溫度：元件可在 -40°C 至 +85°C 下運作，並可在 -40°C 至 +100°C 下儲存。
• 焊接溫度 (Tsol)：接腳可承受 260°C 達 5 秒，與標準無鉛迴焊溫度曲線相容。

2.2 電光特性

這些參數是在標準測試條件下 (Ta=25°C, IF=20mA) 量測，代表元件的典型性能。

• 發光強度 (Iv)：400 mcd (最小), 800 mcd (典型)。這指定了在給定方向上發出的可見光量。高典型值表示其亮度輸出適合許多指示應用。
• 視角 (2θ1/2)：10° (典型)。此窄視角表示光束具有高度指向性，將發光強度集中在一個小錐角內。這對於需要精確導向光線的應用非常理想。
• 峰值與主波長 (λp, λd)：分別約為 575 nm 與 573 nm。這將發光顏色明確定位在可見光譜的黃綠色區域。峰值與主波長數值接近表示良好的色彩飽和度。
• 光譜輻射頻寬 (Δλ)：20 nm (典型)。這定義了在最大強度一半處的發射光譜寬度 (半高全寬 - FWHM)。20 nm 的數值對於單色 LED 而言是典型的。
• 順向電壓 (VF)：在 20mA 下為 2.0 V (典型), 2.4 V (最大)。這是 LED 工作時的跨元件電壓降。對於設計限流電路至關重要。規格書註明此參數的量測不確定度為 ±0.1V。
• 逆向電流 (IR)：在 VR=5V 下為 10 μA (最大)。這是 LED 處於逆向偏壓時的漏電流。

3. 性能曲線分析

規格書包含數個特性曲線，用以說明 LED 性能如何隨不同操作條件變化。這些圖表對於理解單點規格之外的行為至關重要。

3.1 相對強度 vs. 波長

此曲線顯示發射光的光譜功率分佈。其峰值將在 575 nm (黃綠色) 附近，典型 FWHM 為 20 nm，證實了輸出的單色性質。

3.2 指向性圖案

此極座標圖可視化了 10° 視角，顯示發光強度如何隨著觀察角度偏離中心軸 (0°) 而急遽下降。

3.3 順向電流 vs. 順向電壓 (IV 曲線)

此圖描繪了半導體二極體的電流 (I) 與電壓 (V) 之間的指數關係。對設計者而言，它強調了順向電壓的微小變化可能導致電流的大幅變化，凸顯了使用恆流驅動器或經過精確計算的限流電阻的重要性。

3.4 相對強度 vs. 順向電流

此曲線顯示光輸出 (強度) 隨順向電流增加而增加，但關係並非完全線性，特別是在較高電流時。它也暗示了在極高電流下效率 (每瓦流明) 可能會降低。

3.5 熱特性

以下曲線對於熱管理至關重要：相對強度 vs. 環境溫度以及順向電流 vs. 環境溫度。通常，LED 的發光輸出會隨著接面溫度上升而降低。此外，對於固定的驅動電壓，由於二極體順向電壓的負溫度係數，順向電流會隨溫度升高而增加。若未妥善管理，可能導致熱失控，這使得恆流驅動更為重要。

4. 機械與封裝資訊

4.1 封裝尺寸

LED 以標準燈式 SMD 封裝提供。尺寸圖標明了所有關鍵尺寸，包括本體長、寬、高、接腳間距與凸緣細節。圖中的關鍵註記包括：

• 所有尺寸單位為毫米 (mm)。
• 凸緣高度必須小於 1.5mm。
• 未指定尺寸的一般公差為 ±0.25mm。

這些尺寸對於 PCB 焊墊設計至關重要，可確保正確貼合與焊接。

4.2 極性識別

陰極 (負極) 接腳通常由透鏡上的平面、封裝上的凹口或較短的接腳來指示。規格書的尺寸圖應清楚標示陰極。組裝時必須觀察正確的極性以防止損壞。

5. 焊接與組裝指南

正確的操作對於維持 LED 的完整性與性能至關重要。

5.1 接腳成型

• 彎曲必須在距離環氧樹脂燈泡底部至少 3mm 處進行。
• 在焊接前 soldering.
• 成型接腳。彎曲時避免對封裝施加應力。
• 在室溫下剪裁接腳。
• 確保 PCB 孔洞與 LED 接腳完美對齊，以避免安裝應力。

5.2 儲存

• 儲存於 ≤30°C 與 ≤70% 相對濕度 (RH) 下。
• 在此條件下，出貨後的保存期限為 3 個月。
• 如需更長時間儲存 (最長 1 年)，請使用帶有氮氣環境與乾燥劑的密封容器。
• 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

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)。
• 每個接腳焊接時間：最長 3 秒。

波焊或浸焊：

• 預熱溫度：最高 100°C (最長 60 秒)。
• 焊錫槽溫度：最高 260°C。
• 焊接時間：最長 5 秒。

一般焊接注意事項：

• 避免在高溫下對接腳施加應力。
• 請勿重複焊接 (浸焊/手工焊) 超過一次。
• 在 LED 冷卻至室溫前，保護其免受機械衝擊。
• 避免從峰值溫度快速冷卻。
• 始終使用能達成可靠焊點的最低可能溫度。

5.4 清潔

• 如有必要，僅在室溫下使用異丙醇清潔，時間 ≤1 分鐘。
• 在室溫下風乾。
• 請勿使用超音波清潔，除非絕對必要且僅在經過徹底的預先資格測試後方可使用，因為它可能損壞內部結構。

6. 熱管理與可靠性

有效的散熱對於 LED 性能與壽命至關重要。

• 必須在初始應用設計階段就考慮熱管理。
• 應根據環境溫度適當降低操作電流，參考規格書中提供的任何降額曲線。
• 必須控制最終應用中 LED 周圍的溫度。過多的熱量會降低光輸出 (流明衰減)，並可能顯著縮短元件的操作壽命。

7. 靜電放電 (ESD) 防護

與大多數半導體元件一樣，此 LED 對靜電放電 (ESD) 敏感。規格書強調了 ESD 預防措施的重要性。在生產、組裝與操作的所有階段都必須遵循標準 ESD 處理程序：

• 使用接地的工作站與腕帶。
• 使用防靜電包裝儲存與運輸元件 (如包裝規格所示)。
• 避免接觸可能產生靜電荷的絕緣材料。

8. 包裝與訂購資訊

8.1 包裝規格

LED 的包裝旨在確保防潮與防靜電放電：

1. 初級包裝：至少 200 至 500 個元件置於一個防靜電袋中。
2. 次級包裝：五個防靜電袋放入一個內箱。
3. 三級包裝：十個內箱裝入一個主 (外) 箱。

8.2 標籤說明

包裝上的標籤包含用於追溯與識別的關鍵資訊：

• CPN：客戶料號
• P/N：製造商料號 (例如，333-2SYGC/S530-E2)
• QTY：袋/箱中的數量
• CAT / Ranks：可能表示性能分級 (例如，發光強度等級)。
• HUE：主波長數值。
• REF：參考代碼。
• LOT No：製造批號，用於追溯。

9. 應用建議與設計考量

9.1 電路設計

始終使用恆流源或串聯限流電阻的電壓源來驅動 LED。使用典型順向電壓 (2.0V) 與期望的操作電流 (例如，20mA) 計算電阻值，並考慮電源電壓：R = (V_電源 - Vf_LED) / I_LED。選擇具有足夠額定功率的電阻。

9.2 PCB 佈局

根據封裝尺寸精確設計 PCB 焊墊。若在高電流或高環境溫度下操作，請確保 LED 陰極/陽極焊墊周圍有足夠的銅箔面積或散熱孔，以幫助散熱。

9.3 光學設計

10° 窄視角使此 LED 適合需要聚焦光束或光線不應溢散到相鄰區域的應用。若需要更寬的照明，則需要二次光學元件 (例如，透鏡或擴散片)。

10. 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 的關鍵差異化特點包括：

• 高亮度：800 mcd 的典型發光強度對於標準燈式封裝而言相當顯著。
• 窄視角：10° 光束具有高度指向性，根據應用需求，這可能是優勢也可能是限制。
• AlGaInP 晶片技術：此材料系統以在黃、橙、紅光譜區域的高效率著稱，為黃綠色提供了良好的性能。
• 堅固的封裝與指南：詳細的操作與焊接說明支援可靠的製造。

11. 常見問題 (基於技術參數)

Q1：我可以在最大連續電流 25mA 下驅動此 LED 嗎？

A1：可以，但您必須確保優良的熱管理。若在較低電流 (例如測試條件 20mA) 下操作，LED 的壽命與光輸出穩定性會更好。請務必參考任何可用的壽命或降額曲線。

Q2：為什麼視角這麼窄 (10°)？

A2：窄視角是封裝透鏡設計與晶片放置的結果。它將光線集中成緊密光束，最大化正向強度 (燭光)。這對於使用者正面觀看 LED 的面板指示燈非常理想。

Q3："透明"樹脂是什麼意思？

A3：這表示封裝用的環氧樹脂是透明無色的。這使得 AlGaInP 晶片的真實顏色 (黃綠色) 得以發出，而不受封裝本身任何著色或擴散的影響。

Q4：接腳彎曲與焊接的 3mm 距離有多關鍵？

A4：非常關鍵。在更靠近環氧樹脂燈泡處彎曲或焊接，會將機械與熱應力直接傳遞到內部敏感的半導體晶粒與接合線，可能導致立即失效或潛在的可靠性問題。

12. 實際應用範例

情境：為網路路由器設計狀態指示燈。

LED 需要從裝置正面清晰可見。有一個 5V 電源軌可用。

1. 選擇：選擇 333-2SYGC/S530-E2 是因為其高亮度與獨特色彩。
2. 電路計算：目標電流 = 20mA。使用典型 Vf = 2.0V。電阻 R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 歐姆。最接近的標準值為 150Ω。電阻功耗：P = I^2 * R = (0.02^2)*150 = 0.06W。標準 1/8W (0.125W) 電阻已足夠。
3. PCB 設計：根據尺寸圖精確建立焊墊。LED 放置在路由器前面板的小孔後方。10° 窄視角確保光線直接透過孔洞射出，損失最小。
4. 組裝：使用捲帶包裝放置元件。PCB 經過迴焊製程，遵循 260°C 5 秒的溫度曲線。

13. 工作原理簡介

此 LED 基於半導體 p-n 接面的電致發光原理運作。主動區由 AlGaInP 組成。當施加順向電壓時，來自 n 型區域的電子與來自 p 型區域的電洞被注入主動區。當這些電荷載子復合時，它們以光子 (光) 的形式釋放能量。AlGaInP 合金的特定成分決定了能隙能量，進而定義了發射光的波長 (顏色) — 在此例中為黃綠色 (~573-575 nm)。透明環氧樹脂封裝晶片，提供機械保護、塑造光輸出光束 (透鏡效應)，並增強從半導體材料中提取的光量。

14. 技術趨勢與背景

基於 AlGaInP 的 LED 代表了琥珀色到紅色光譜範圍 (包括黃綠色) 的成熟且高效技術。為此類元件提供背景的廣泛 LED 產業關鍵趨勢包括：

• 效率提升：持續的材料與封裝研究不斷將發光效率 (每瓦流明) 推向更高。
• 微型化：雖然這是一個標準封裝，但產業趨勢是朝向更小的晶片級封裝 (CSP) 以用於高密度應用。
• 智慧整合：未來可能會看到更多 LED 與驅動器、控制器或感測器整合到單一模組中。
• 可靠性聚焦：隨著 LED 用於更多關鍵應用 (汽車、工業)，規格書與標準更加強調長期可靠性數據 (LM-80 測試、壽命預測)。

此特定 LED 憑藉其明確的規格與堅固的結構指南，對於傳統指示燈與背光角色而言，是一個可靠的解決方案，其中經過驗證的性能與成本效益是關鍵考量。