LED 燈珠 494-10SYGT/S530-E2 規格書 - 亮黃綠色 - 20mcd - 2.0V - 60mW - 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 燈珠的技術規格。此元件採用 AlGaInP 晶片技術設計，封裝於綠色透明樹脂中，適用於需要可靠、穩固且具備獨特色彩輸出的照明應用。

1.1 核心優勢與目標市場

此 LED 具備多項關鍵特性，使其適合現代電子設計。它提供多種視角選擇，並有捲帶包裝等選項，便於自動化組裝。本產品符合環保法規，為無鉛、符合 RoHS、歐盟 REACH 規範，且為無鹵素（溴 <900 ppm、氯 <900 ppm、溴+氯 < 1500 ppm）。其主要應用包括消費性電子產品中的背光與指示功能，例如電視、電腦顯示器、電話及一般運算設備。

2. 技術參數：深入客觀解讀

本節詳述在標準測試條件下（Ta=25°C）LED 的關鍵操作限制與性能特性。

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應力極限。連續順向電流（I_F）不得超過 25 mA。對於脈衝操作，在佔空比 1/10 與 1 kHz 下，允許峰值順向電流（I_FP）為 60 mA。最大逆向電壓（V_R）為 5 V。元件可消耗功率最高為 60 mW。操作溫度範圍為 -40°C 至 +85°C，而儲存溫度範圍為 -40°C 至 +100°C。焊接溫度耐受度為 260°C，最長持續時間為 5 秒。

2.2 電光特性

這些參數定義了在建議操作條件下的典型性能。在順向電流 20 mA 下，發光強度（I_v）典型值為 20 mcd，最小值為 10 mcd。視角（2θ_1/2）典型值為 100 度。峰值波長（λ_p）典型值為 575 nm，主波長（λ_d）典型值為 573 nm，定義了其亮黃綠色。頻譜頻寬（Δλ）典型值為 20 nm。順向電壓（V_F）在 20 mA 下典型值為 2.0 V，範圍從 1.7 V 至 2.4 V。逆向電流（I_R）在 5 V 下最大值為 10 µA。測量不確定度註明如下：順向電壓（±0.1V）、發光強度（±10%）及主波長（±1.0nm）。

2.3 熱特性

雖然未以獨立表格呈現，但熱管理至關重要。60 mW 的功率消耗額定值與操作溫度範圍直接關係到元件的熱性能。當在接近最大額定值或較高的環境溫度下操作時，必須提供適當的散熱或電流降額，以確保使用壽命並維持光學性能。

3. 性能曲線分析

本規格書包含數張圖表，展示 LED 在不同條件下的行為。

3.1 相對強度 vs. 波長

此曲線說明頻譜功率分佈，顯示發光中心圍繞在 575 nm 峰值，並具有定義的頻寬，確認了黃綠色座標點。

3.2 指向性圖案

此極座標圖可視化光的空間分佈，對應於 100 度視角，顯示強度如何從中心軸線遞減。

3.3 順向電流 vs. 順向電壓（I-V 曲線）

此基本曲線顯示電流與電壓之間的指數關係，對於設計正確的限流電路至關重要。在 20mA 下典型的 V_F值 2.0V 是一個關鍵的設計參數。

3.4 相對強度 vs. 順向電流

此圖表展示光輸出如何隨著驅動電流增加。在較高電流下，由於效率下降與熱效應，通常呈現次線性關係，這有助於決定達到所需亮度的最佳驅動電流。

3.5 相對強度 vs. 環境溫度

此曲線顯示光輸出的負溫度係數。隨著環境溫度升高，發光強度通常會降低，這對於溫度變化大的應用至關重要。

3.6 順向電流 vs. 環境溫度

此圖表通常與降額相關，可能指出隨著環境溫度升高，應如何降低最大允許順向電流，以保持在功率消耗限制內。

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。關鍵尺寸包括元件的總長、寬、高，引腳間距，以及環氧樹脂透鏡的尺寸與位置。註記說明所有尺寸單位為毫米，凸緣高度必須小於 1.5mm，且除非另有說明，一般公差為 ±0.25mm。此資訊對於 PCB 焊墊設計及確保組裝中的正確配合至關重要。

4.2 極性識別

陰極通常可透過透鏡上的平面、較短的引腳，或如尺寸圖所示的封裝本體上的特定標記來識別。安裝時必須注意正確的極性。

5. 焊接與組裝指南

正確的操作對於防止損壞並確保可靠性至關重要。

5.1 引腳成型

如有需要，引腳應在距離環氧樹脂燈泡底部至少 3mm 處彎折。成型必須在室溫下、焊接前完成，以避免對封裝或引腳施加應力，這可能導致斷裂或性能下降。PCB 孔洞必須與 LED 引腳精確對齊，以避免安裝應力。

5.2 儲存

LED 應儲存在 30°C 或以下、相對濕度 70% 或以下的環境中。建議出貨後的儲存壽命為 3 個月。如需長達一年的更長儲存，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

必須在焊點與環氧樹脂燈泡之間保持至少 3mm 的距離。建議條件如下：
手工焊接：烙鐵頭溫度最高 300°C（最大功率 30W），焊接時間最長 3 秒。
波峰/浸焊：預熱溫度最高 100°C（最長 60 秒），焊錫槽溫度最高 260°C，持續 5 秒。
提供建議的焊接溫度曲線圖，通常顯示升溫、預熱、回流與冷卻階段。浸焊或手工焊接不應執行超過一次。避免在高溫下對引腳施加應力。焊接後，在 LED 冷卻至室溫前，應保護其免受機械衝擊。請勿使用快速冷卻製程。

5.4 清潔

如需清潔，請在室溫下使用異丙醇，時間不超過一分鐘，然後風乾。不建議使用超音波清洗，因其可能損壞 LED。若絕對必要，需進行預先評估以確定安全功率等級與持續時間。

5.5 熱管理

在應用設計階段必須考慮熱管理。應根據環境溫度適當降額操作電流，參考降額曲線（性能圖表中隱含），以防止超過最高接面溫度並確保長期可靠性。

6. 包裝與訂購資訊

6.1 包裝規格

LED 的包裝旨在防止靜電放電（ESD）與濕氣損壞。它們被放置在防靜電袋中。這些袋子隨後被裝入內箱，再放入外箱以便運輸。

6.2 包裝數量與標籤說明

標準包裝數量為每防靜電袋 200-1000 顆，每內箱 4 袋，每外箱 10 個內箱。包裝上的標籤包含以下代碼：客戶生產編號（CPN）、生產編號（P/N）、包裝數量（QTY）、等級（CAT，可能用於發光強度或波長分級）、主波長（HUE）、順向電壓（REF）以及批號（LOT No）。

7. 應用建議

7.1 典型應用場景

此 LED 非常適合用作狀態指示燈、小型顯示器的背光，以及需要獨特黃綠色訊號的消費性電子產品（如電視、顯示器、電話、電腦）中的面板照明。

7.2 設計考量

電路設計：務必使用串聯的限流電阻。根據電源電壓（V_CC）、典型順向電壓（V_F~2.0V）及所需的順向電流（I_F，連續電流不得超過 25mA）計算電阻值。公式：R = (V_CC- V_F) / I_F.
PCB 佈局：遵循封裝尺寸中建議的焊墊圖案。確保 PCB 上的極性標記與 LED 的陰極相符。
熱設計：對於在最大電流或接近最大電流下連續運作，需考慮 PCB 作為散熱片的能力。使用連接至 LED 焊墊的更寬銅箔走線有助於散熱。
光學設計：100 度視角提供寬廣的光束。如需更集中的光線，可能需要外部透鏡或反射器。

8. 技術比較與差異化

雖然本單一規格書未提供與其他料號的直接比較，但可推斷此 LED 的關鍵差異化因素：
晶片技術：使用 AlGaInP 半導體材料是高效能黃色與琥珀色 LED 的標準，能提供良好的亮度與色彩純度。
環保合規性：完全符合 RoHS、REACH 與無鹵素標準，使其適合具有嚴格環保法規的全球市場。
封裝：標準燈珠封裝便於通孔應用的操作與焊接，儘管文件也提到提供捲帶包裝，暗示了 SMD 變體或自動化組裝相容性。

9. 常見問題（基於技術參數）

Q1：對於 5V 電源，我需要多大的電阻？
A1：以典型 V_F值 2.0V 為目標，設定安全的 20mA 驅動電流：R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω。使用最接近的標準值（例如 150Ω 或 160Ω），並檢查電阻的功率額定值（P = I²R = 0.06W，因此 1/8W 或 1/4W 電阻即可）。

Q2：我可以用 3.3V 驅動此 LED 嗎？
A2：可以。使用相同計算：R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 Ω。使用 68Ω 標準電阻將導致電流略低（約 19.1mA），這是可接受的。

Q3：20 mcd 有多亮？
A3：20 毫燭光是一種中等亮度，適合在短距離觀看的室內指示燈應用。在正常的室內照明條件下清晰可見。

Q4：亮黃綠色是什麼意思？
A4：這是對其主波長約 573 nm 所定義顏色的描述性名稱。它在頻譜上位於純綠色（約 525 nm）與純黃色（約 590 nm）之間。

Q5：需要散熱片嗎？
A5：對於在高環境溫度下以絕對最大電流 25mA 連續運作，熱考量非常重要。對於在室溫下以 20mA 的典型使用，PCB 走線通常已足夠。高溫操作請參考降額曲線。

10. 實際使用案例

情境：為桌上型電腦設計電源指示燈。
實作：將 LED 放置於前面板。它與一個 180Ω 限流電阻串聯，連接到主機板的 5V 待機電源軌。當電腦接上電源時（即使關機），5VSB 電源軌處於活動狀態，以約 16.7mA ((5V-2.0V)/180Ω) 的電流點亮 LED，提供清晰的待機指示。寬廣的視角確保從各個角度都能看見。低功耗（LED+電阻約 50mW）可忽略不計。無鹵素與 RoHS 合規性符合電腦製造所需的環保標準。

11. 工作原理簡介

此 LED 基於半導體二極體中的電致發光原理運作。主動區由 AlGaInP（磷化鋁鎵銦）化合物半導體組成。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，進而決定了發射光的波長（顏色）——在此例中，黃綠色約為 573-575 nm。環氧樹脂封裝用於保護半導體晶片，作為透鏡塑造光輸出光束（100 度視角），並提高光提取效率。

12. 技術趨勢（客觀觀點）

LED 產業持續演進。雖然這是一個標準的通孔燈珠封裝，但影響此類元件的更廣泛趨勢包括：
效率提升：持續的材料科學研究旨在提高 AlGaInP LED 的內部量子效率（IQE）與光提取效率（LEE），可能導致相同電流下更高的亮度，或相同亮度下更低的功耗。
微型化：由於表面黏著元件（SMD）封裝（如 0603、0402）佔用空間更小且與自動化取放組裝相容，市場普遍轉向此類封裝用於指示燈，儘管通孔封裝在原型製作、維修及某些堅固應用中仍然相關。
色彩一致性：磊晶生長與分級製程的進步，使得對主波長與發光強度的控制更為嚴格，從而提供同一生產批次內元件間更一致的色彩與亮度。
可靠性與壽命：封裝材料（環氧樹脂、矽膠）與晶片貼裝技術的改進，持續提升 LED 的長期可靠性與流明維持率，特別是在高溫操作條件下。