LED 燈 383-2SYGD/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

本文件提供一款高亮度亮黃綠色 LED 燈的完整技術規格。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，並封裝於綠色擴散樹脂中，能發出鮮明且生動的黃綠色光。

此 LED 的核心優勢包括其堅固的結構、符合主要環保法規 (RoHS、REACH、無鹵素)，以及提供多種包裝選項 (如捲帶包裝) 以支援自動化組裝。其設計旨在整合至各種需要穩定、明亮指示燈光的消費性與工業電子產品中。

目標市場涵蓋顯示面板、通訊設備及計算設備的製造商，這些領域對元件可靠性和光學性能至關重要。

2. 深入技術參數分析

2.1 絕對最大額定值

絕對最大額定值定義了可能對元件造成永久損壞的應力極限。這些並非建議的操作條件。

• 連續順向電流 (IF)：25 mA。這是可持續施加於 LED 的最大直流電流。
• 峰值順向電流 (IFP)：60 mA。此脈衝電流額定值 (在 1/10 工作週期、1 kHz 下) 允許短時間的高強度驅動，適用於多工或閃爍效果。
• 逆向電壓 (VR)：5 V。在逆向偏壓下超過此電壓可能導致接面崩潰。
• 功率消耗 (Pd)：60 mW。封裝能以熱形式散發的最大功率，計算方式為 VF * IF。
• 操作與儲存溫度：範圍從 -40°C 至 +85°C (操作) 以及 -40°C 至 +100°C (儲存)。此寬廣範圍確保在惡劣環境下的功能性。
• 焊接溫度 (Tsol)：260°C 持續 5 秒。此定義了迴流焊接溫度曲線的耐受度。

2.2 電光特性

這些參數是在標準測試條件 Ta=25°C 和 IF=20mA 下量測，提供基準性能數據。

• 發光強度 (Iv)：40 (最小), 80 (典型) mcd。此規格指定了 LED 對人眼的感知亮度。80 mcd 的典型值表示適合指示燈應用的明亮輸出。
• 視角 (2θ1/2)：25° (典型)。此窄視角將光輸出集中成更為定向的光束，非常適合需要聚焦光點的應用。
• 峰值波長 (λp)：575 nm (典型)。光譜發射最強的波長。
• 主波長 (λd)：573 nm (典型)。人眼感知的單一波長，定義了亮黃綠色。
• 光譜輻射頻寬 (Δλ)：20 nm (典型)。發射的波長範圍，表示顏色相對純淨。
• 順向電壓 (VF)：1.7 (最小), 2.0 (典型), 2.4 (最大) V。LED 在 20mA 下操作時的跨元件電壓降。這對於電路設計和限流電阻計算至關重要。
• 逆向電流 (IR)：在 VR=5V 下為 10 μA (最大)。指定逆向偏壓下的漏電流。

針對關鍵參數提供了量測不確定度：發光強度 (±10%)、主波長 (±1.0nm) 和順向電壓 (±0.1V)，這對於品質控制和設計餘裕分析非常重要。

3. 性能曲線分析

規格書包含數個特性曲線，說明元件在不同條件下的行為。這些對於理解標準測試點以外的性能至關重要。

3.1 相對強度 vs. 波長

此曲線顯示光譜功率分佈。峰值集中在 575 nm 附近，典型頻寬 (半高全寬) 為 20 nm，確認了黃綠色座標點。其形狀是 AlGaInP 半導體材料的特徵。

3.2 指向性圖案

輻射圖案圖可視化 25° 視角。強度在 0° (軸上) 最高，在離軸約 ±12.5° 處降至一半，定義了 2θ1/2 角度。

3.3 順向電流 vs. 順向電壓 (IV 曲線)

此圖表顯示二極體的電流 (I) 與電壓 (V) 之間的指數關係。設計師可利用此曲線確定 20mA 以外電流下的 VF。圖上可見 20mA 下典型的 2.0V VF。

3.4 相對強度 vs. 順向電流

此曲線證明在操作範圍內，光輸出 (強度) 與順向電流大致呈線性關係。它確認以最大連續電流 (25mA) 驅動 LED 將比在 20mA 測試電流下產生更高的亮度。

3.5 熱性能曲線

兩個關鍵圖表將性能與環境溫度 (Ta) 相關聯：相對強度 vs. 環境溫度：顯示發光輸出隨著溫度升高而降低。此降額對於高溫環境下的應用至關重要；LED 在溫度高時會較不亮。順向電流 vs. 環境溫度：說明在給定電流下，順向電壓 (VF) 如何隨溫度變化。通常，LED 的 VF 具有負溫度係數，意味著它會隨著溫度升高而略微降低。

4. 機械與封裝資訊

4.1 封裝尺寸

機械圖提供了 PCB 焊墊設計和組裝的關鍵尺寸。關鍵規格包括： - 所有尺寸單位為毫米。 - 凸緣高度必須小於 1.5mm (0.059\")。 - 除非另有說明，否則適用 ±0.25mm 的一般公差。 該圖詳細說明了接腳間距、本體尺寸以及建議的焊接焊墊圖案，確保正確的機械配合和熱管理。

4.2 極性辨識

陰極 (負極) 接腳通常由 LED 透鏡上的平面、較短的接腳或封裝上的標記來指示。安裝時必須觀察正確的極性，以防止逆向偏壓損壞。

5. 焊接與組裝指南

正確的操作對於可靠性至關重要。提供詳細說明：

5.1 接腳成型

• 在距離環氧樹脂燈泡基座至少 3mm 處彎折接腳。
• 執行成型於 soldering.
• 避免對封裝施加應力；應力可能導致環氧樹脂破裂或損壞晶粒。
• 在室溫下剪裁接腳。
• 確保 PCB 孔與 LED 接腳完美對齊，以避免安裝應力。

5.2 儲存

• 儲存於 ≤30°C 且 ≤70% 相對濕度下。在此條件下，保存期限為 3 個月。
• 如需更長時間儲存 (長達 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急劇變化，以防止凝結。

5.3 焊接製程

一般規則：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 (適用最大 30W 烙鐵)。 - 焊接時間：每支接腳最多 3 秒。

波峰/浸焊：- 預熱溫度：最高 100°C (最多 60 秒)。 - 焊錫槽溫度與時間：最高 260°C 持續 5 秒。 - 提供建議的焊接溫度曲線圖，顯示通過預熱、均熱、迴流和冷卻區的理想溫度 vs. 時間曲線。

關鍵注意事項：- 在高溫階段避免對接腳施加應力。 - 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。 - 避免快速冷卻製程。 - 始終使用最低的有效溫度。

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。
• 除非絕對必要且經過預先驗證，否則避免使用超音波清潔，因為它可能損壞 LED 晶粒或接合線。

5.5 熱管理

有效的熱設計對於壽命和性能維持至關重要。 - 在應用設計階段考慮散熱。 - 根據環境溫度適當降額操作電流，參考降額曲線 (由性能圖表暗示)。 - 在最終應用中控制 LED 周圍的溫度。

5.6 靜電放電 (ESD) 防護

LED 對靜電放電和電壓突波敏感，可能損壞半導體晶粒。在所有組裝和操作過程中必須遵守標準的 ESD 處理預防措施。使用接地工作站、手腕帶和導電容器。

6. 包裝與訂購資訊

6.1 包裝規格

LED 的包裝旨在確保運輸和處理過程中的保護： -初級包裝：防靜電袋 (每袋最少 200 至 500 顆)。 -次級包裝：5 袋放入一個內箱。 -三級包裝：10 個內箱裝入一個主外箱。 此多層包裝可防潮、防靜電和防物理損壞。

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：客戶生產編號。 -P/N：製造商生產編號 (例如：383-2SYGD/S530-E2)。 -QTY：包裝數量。 -CAT：發光強度的等級/分檔。 -HUE：主波長的等級/分檔。 -REF：順向電壓的等級/分檔。 -LOT No：製造批號，用於追溯。

7. 應用建議

7.1 典型應用場景

如規格書所列，此 LED 適用於： -電視與顯示器：用作狀態指示燈、按鈕背光或裝飾照明。 -電話：通話狀態指示燈、訊息等待燈或鍵盤背光。 -電腦：電源開啟指示燈、硬碟活動燈或周邊設備的裝飾點綴。 其高亮度和可靠性能使其成為消費性電子產品的理想選擇，這些產品重視長壽命和一致的顏色。

7.2 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所需值 (例如 20mA)。使用公式 R = (電源電壓 - VF) / IF 計算電阻值。
• 熱設計：如果在接近最大額定值或高環境溫度下操作，請確保足夠的 PCB 銅箔面積或其他散熱措施。
• 光學設計：25° 視角提供聚焦光束。如需更寬的照明，請考慮使用擴散透鏡或選擇具有更寬視角的 LED。
• ESD 防護：在敏感的應用中，考慮在 LED 線路上添加瞬態電壓抑制 (TVS) 二極體或其他保護元件。

8. 技術比較與差異化

雖然此單一規格書未提供與其他產品的直接並排比較，但可推斷此 LED 的關鍵差異化特點： -晶片技術：使用 AlGaInP (磷化鋁鎵銦)，以其在黃色、橙色和紅色光譜區域的高效率而聞名，相較於用於藍色和綠色的 InGaN。環保合規性：完全符合 RoHS、REACH 和無鹵素標準 (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm)，對於目標嚴格法規的全球市場產品是一大優勢。 -窄視角：25° 視角比許多標準 LED (通常為 30-60°) 更窄，提供更定向的光輸出，適合特定的指示燈應用。詳細操作指引：關於焊接、儲存和 ESD 的全面指南超越了基本規格，表明設計重點在於可靠性和可製造性。

9. 常見問題 (基於技術參數)

Q1：使用 5V 電源以 20mA 驅動此 LED 時，應使用多大的電阻值？A1：使用典型的 VF 2.0V：R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 歐姆。使用最接近的標準值 (例如 150Ω 或 160Ω)。始終使用最大 VF (2.4V) 計算，以確保在最壞情況下仍有足夠的電流限制：R_min = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 歐姆。

Q2：我可以以此 LED 的最大連續電流 25mA 驅動嗎？A2：可以，但您必須確保適當的散熱。發光強度將高於 20mA 時 (參見相對強度 vs. 電流曲線)，但順向電壓也會略高，且元件運行溫度會更高。在高環境溫度下可能需要降額使用。

Q3：主波長是 573nm。所有元件的顏色都會完全一樣嗎？A3：不會。573nm 是典型值。存在製造公差，且 LED 通常會分檔到 HUE 等級中。量測不確定度為 ±1.0nm。為了使單一產品中的多個 LED 顏色一致，請指定或選擇來自相同 HUE 分檔的元件。

Q4：為什麼焊接距離 (距離燈泡 3mm) 如此重要？A4：這可防止焊接過程中過多的熱量沿著接腳傳遞到環氧樹脂燈泡中。過多的熱量可能導致熱應力，使環氧樹脂破裂、降低內部晶粒貼合的品質或使透鏡變色，從而降低光輸出。

10. 實務設計與使用案例

案例：設計網路路由器的狀態指示燈面板設計師需要在一個將用於各種家庭環境的路由器上安裝多個明亮、可靠的狀態 LED (電源、網際網路、Wi-Fi、LAN 埠)。選擇理由：選擇此亮黃綠色 LED 是因為其典型強度高 (80 mcd)，即使在光線充足的房間內也能確保可見性。其符合環保法規對於全球市場是強制要求。提供捲帶包裝支援大批量自動化 PCB 組裝。實施方式：LED 通過主微控制器的 GPIO 腳位和一個串聯電阻以 18mA (略低於 20mA 測試點以留餘裕) 驅動。PCB 佈局提供了一個連接到接地層的小型散熱焊墊用於散熱。25° 視角非常理想，因為 LED 安裝在路由器前面板的小型透明孔後方，為每個狀態創造出清晰、明亮的光點。規格書中的詳細焊接溫度曲線被編程到貼片機和迴流焊爐設備中，以確保高良率、可靠的製造過程。

11. 工作原理介紹

此 LED 基於半導體 p-n 接面中的電致發光原理運作。主動區由 AlGaInP (磷化鋁鎵銦) 層組成。當施加超過接面內建電位 (約 2.0V) 的順向電壓時，來自 n 型區域的電子和來自 p 型區域的電洞被注入主動區。在此處，它們復合，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，這直接對應於發射光的波長 (顏色) — 在此案例中，約為 573-575 nm 的黃綠色。綠色擴散樹脂封裝體用於保護精密的半導體晶粒，將輻射圖案塑造成 25° 視角，並略微擴散光線以改善觀看均勻性。

12. 技術趨勢

LED 技術持續發展，以下總體趨勢影響著此類元件： -效率提升：持續的材料科學和晶片設計改進帶來更高的發光效率 (每電瓦產生更多光輸出)，從而實現更亮的指示燈或更低的功耗。 -微型化：對更小電子設備的需求推動了 LED 封裝尺寸不斷縮小，同時保持或改善光學性能。 -增強可靠性與壽命：封裝材料、晶粒貼合方法和螢光粉技術 (用於白光 LED) 的改進持續延長了在惡劣條件下的操作壽命和可靠性。 -智慧整合：存在內建控制 IC 的 LED 趨勢 (如可定址 RGB LED)，但對於像此類的簡單指示燈，重點仍在於具成本效益的高性能分離式元件。 -更嚴格的環保標準：符合 RoHS 和 REACH 等法規現已成為基本要求。此規格書中強調的無鹵素規格是消除電子供應鏈中有害物質趨勢的一部分。