LED 燈珠 204-10SYGC/S530-E2 規格書 - 5mm 圓形 - 電壓 2.0V - 亮黃綠色 - 60mW - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

204-10SYGC/S530-E2 是一款高亮度、插件式 LED 燈珠，專為需要可靠且穩固照明的應用而設計。它採用 AlGaInP 半導體晶片，產生亮黃綠色的光輸出。元件封裝於標準 5mm 圓形、水色透明的環氧樹脂封裝中，為各種指示燈和背光應用提供緊湊且多功能的解決方案。

此 LED 系列經過設計，可提供一致的性能，並可選擇視角。它符合主要的環境和安全標準，包括 RoHS、歐盟 REACH 法規，並作為無鹵素元件製造，確保其適用於具有嚴格材料要求的現代電子設計。

1.1 核心優勢與目標市場

此 LED 燈珠的主要優勢包括其高發光強度、可靠的結構以及廣泛的環境合規性。其堅固的設計使其適用於長期可靠性至關重要的應用。產品提供捲帶包裝，適用於自動化組裝製程，提高製造效率。

此元件的目標應用主要在消費性和工業電子產品中，需要清晰、明亮的指示。典型用例包括狀態指示燈、按鈕或面板的背光，以及緊湊空間中的通用照明。其規格使其成為具有成本效益且可靠的照明解決方案的合適選擇。

2. 深入技術參數分析

本節對規格書中指定的關鍵技術參數提供詳細、客觀的解釋。理解這些數值對於正確的電路設計和確保 LED 在其安全工作區內運作至關重要。

2.1 絕對最大額定值

絕對最大額定值定義了可能對元件造成永久損壞的應力極限。這些並非正常運作條件。

• 連續順向電流 (I_F):25 mA。這是在指定環境條件下可連續施加到 LED 的最大直流電流。超過此值將產生過多熱量，可能導致半導體接面劣化並縮短使用壽命。_a峰值順向電流 (I
• ):_FP60 mA。此額定值適用於佔空比為 1/10、頻率為 1 kHz 的脈衝操作。它允許短時間的較高電流，這在複用或脈衝應用中可用於實現更高的瞬時亮度。逆向電壓 (V
• ):_R5 V。LED 在逆向偏壓方向上可承受最大 5 伏特電壓。施加更高的逆向電壓可能導致接面崩潰和災難性故障。如果可能出現逆向電壓條件，電路設計應包含保護措施，例如串聯電阻或並聯保護二極體。功率耗散 (P
• ):_d60 mW。這是封裝在不超過其最高接面溫度的情況下可以耗散的最大總功率。必須在較高的環境溫度下進行適當的散熱或電流降額，以保持在此限制內。操作與儲存溫度:_F元件的額定操作溫度範圍為 -40°C 至 +85°C，儲存溫度範圍為 -40°C 至 +100°C。此寬廣範圍確保了在惡劣環境下的功能性。_F焊接溫度:
• 260°C 持續 5 秒。這定義了 LED 在波峰焊或手工焊接過程中可承受的最大熱曲線，而不會損壞內部接合或環氧樹脂透鏡。2.2 電光特性
• 這些參數在標準測試電流 20 mA 和環境溫度 25°C 下測量，定義了 LED 的光學和電氣性能。發光強度 (I

):

125 mcd (最小), 250 mcd (典型)。這指定了在給定方向上發出的可見光量。250 毫坎德拉的典型值表示適合許多指示燈應用的明亮輸出。最小保證值為 125 mcd，這對於設計一致性很重要。

• 視角 (2θ_v1/2):
• 20° (典型)。這是發光強度為峰值強度一半時的全角。20° 的視角表示相對較窄的光束，將光線集中在前方。這對於需要定向光源而非廣域照明的應用是理想的。_{峰值波長 (λ}):575 nm (典型)。這是發射光的光譜功率分佈達到最大值時的波長。對於亮黃綠色 LED，這落在可見光譜的黃綠色區域。
• 主波長 (λ_p):573 nm (典型)。這是人眼感知到的與 LED 光顏色相匹配的單一波長。它是顏色規格的主要參數。
• 順向電壓 (V_d):1.7 V (最小), 2.0 V (典型), 2.4 V (最大) 於 I
• =20mA。這是 LED 在順向偏壓並導通電流時的壓降。2.0V 的典型值對於計算串聯電路中的限流電阻值至關重要：R = (V_F電源- V_F) / I_{。針對最大 V}進行設計可確保在所有條件下都有足夠的電流驅動。_F逆向電流 (I_F):_F10 μA (最大) 於 V
• =5V。這是二極體在其最大額定值內逆向偏壓時流動的小漏電流。_R測量不確定度:規格書註明了關鍵測量的特定公差：V_R為 ±0.1V，I

為 ±10%，λ為 ±1.0nm。在精密應用中必須考慮這些公差。_F3. 性能曲線分析_v提供的特性曲線提供了對 LED 在不同條件下行為的寶貴見解，這對於穩健的系統設計至關重要。_d3.1 相對強度 vs. 波長

此光譜分佈曲線顯示光輸出隨波長的變化。對於基於 AlGaInP 的黃綠色 LED，光譜通常是一個單一的、相對較窄的峰值，中心位於主波長附近。半高全寬，由典型 20 nm 的光譜輻射頻寬表示，定義了色純度。較窄的頻寬表示更飽和、更純淨的顏色。

3.2 指向性圖案

指向性曲線說明了光強度如何隨與中心軸的角度變化。對於視角為 20° 的 LED，此曲線顯示在中心約 ±10° 以外強度急劇下降。此圖案受環氧樹脂透鏡形狀和晶片在封裝內位置的影響。

3.3 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V 曲線)

此基本曲線展示了半導體二極體中電流與電壓的指數關係。對於 LED，開啟或膝點電壓清晰可見。在遠高於此膝點電壓下操作會導致電流隨電壓小幅增加而迅速增加。這凸顯了使用限流機制的重要性，而不是試圖僅用恆壓源驅動 LED。

3.4 相對強度 vs. 順向電流

此曲線顯示光輸出通常與順向電流成正比，但關係並非完全線性，特別是在較高電流下。在極高電流下，由於熱量產生增加和其他非理想效應，效率可能會降低。在建議的電流範圍內操作對於最佳效率和壽命很重要。

3.5 熱特性

相對強度 vs. 環境溫度

和

順向電流 vs. 環境溫度

的曲線對於熱管理至關重要。強度 vs. 溫度:通常，LED 的發光輸出會隨著接面溫度的升高而降低。此曲線量化了這種降額。為了在高溫環境中獲得可靠的性能，可能需要降低驅動電流以補償效率下降並防止熱失控。順向電壓 vs. 溫度:LED 的順向電壓具有負溫度係數；它隨著溫度升高而降低。這可能對恆壓驅動電路產生影響，因為在高溫下較低的 V

• 如果沒有適當調節，可能導致電流增加。4. 機械與封裝資訊
• 4.1 封裝尺寸LED 封裝在標準的 5mm 圓形徑向引腳封裝中。規格書中的關鍵尺寸註記包括：_F所有尺寸均以毫米為單位。

法蘭的高度必須小於 1.5mm。這對於 PCB 安裝時的間隙很重要。

未指定尺寸的一般公差為 ±0.25mm，這是此類元件的標準。

尺寸圖提供了引腳間距、本體直徑、透鏡高度以及引腳長度和直徑的精確測量值。這些對於 PCB 佔位面積設計至關重要，確保在安裝孔中的正確配合以及透鏡相對於面板或擴散器的正確定位。

• 4.2 極性識別
• 對於徑向引腳 LED，陰極通常由塑膠法蘭邊緣上的平坦處和/或較短的引腳長度來識別。規格書圖表應清楚標示哪個引腳是陰極。正確的極性對於元件運作至關重要。
• 5. 焊接與組裝指南

遵守這些指南對於確保組裝後 LED 的可靠性和壽命至關重要。

5.1 引腳成型

彎曲必須在距離環氧樹脂燈泡底部至少 3mm 的位置進行，以避免將應力傳遞到內部引線接合。

成型必須在

焊接前

進行，此時引腳和封裝處於室溫。

• 成型過程中的過度應力可能導致環氧樹脂破裂或損壞內部晶片附著。
• PCB 孔必須與 LED 引腳完美對齊，以避免安裝應力。5.2 焊接製程規格書為手工焊接和浸焊提供了具體建議：
• 手工焊接:
• 烙鐵頭最高溫度 300°C，每個引腳焊接時間最長 3 秒。保持焊點與環氧樹脂燈泡之間的最小距離為 3mm。

浸焊:

預熱最高溫度 100°C，最長 60 秒。焊錫槽最高溫度 260°C，最長浸入時間 5 秒。同樣，保持與燈泡 3mm 的間隙。

• 建議的焊接曲線圖通常顯示逐漸的溫度上升、在液相線以上的受控時間以及受控的冷卻。應避免快速的熱循環。關鍵規則:
• 浸焊或手工焊接應僅執行一次。重複加熱會顯著增加故障風險。焊接後，必須保護 LED 免受機械衝擊或振動，直到其恢復到室溫，以防止對熱的、軟化的環氧樹脂和內部接合造成應力。
• 5.3 儲存條件
• LED 是對濕氣敏感的元件。建議出貨後的儲存條件為 30°C 或以下，相對濕度 70% 或以下，保存期限為 3 個月。對於更長時間的儲存，應將其保存在充滿氮氣和乾燥劑的密封容器中。必須避免在潮濕環境中溫度快速變化，以防止封裝內部凝結。5.4 清潔
• 如果焊接後需要清潔，僅使用室溫下的異丙醇，時間不超過一分鐘。強烈不建議使用超音波清洗，因為高頻振動可能損壞封裝內部的精細引線接合。如果絕對需要，必須事先仔細驗證該製程。

6. 熱與靜電放電管理

6.1 熱管理

有效的熱管理是 LED 可靠性和穩定光輸出的關鍵。必須根據降額曲線，在較高的環境溫度下適當降低電流。必須控制最終應用中 LED 周圍的溫度。這通常涉及考慮 PCB 佈局、環境氣流，以及在高功率或高密度應用中可能使用散熱片。

6.2 靜電放電保護

半導體晶片對靜電放電高度敏感。ESD 事件可能導致立即故障或潛在損壞，從而降低長期可靠性。在生產、組裝和處理的所有階段都必須遵循適當的 ESD 處理程序。這包括使用接地工作站、腕帶和導電容器。指定的包裝材料旨在在運輸和儲存期間保護元件。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 包裝規格

LED 的包裝旨在確保防潮、防靜電放電和防物理損壞：

初級包裝:

至少 200-1000 個元件包裝在一個防靜電袋中。

次級包裝:

四個袋子放入一個內箱。

• 三級包裝:十個內箱包裝成一個主外箱以便運輸。
• 7.2 標籤說明包裝標籤包含多個用於追溯和識別的代碼：
• CPN:客戶生產編號。

P/N:

製造商生產編號。

• QTY:袋/箱內的包裝數量。
• CAT / Ranks:可能表示性能分級。
• HUE:該特定批次的主波長值。
• LOT No:用於完整製造追溯的批號。
• 8. 應用建議與設計考量8.1 典型應用電路
• 單個 LED 最基本和最常見的驅動電路是串聯限流電阻。電阻值計算為：R = (V電源

- V

) / I

。例如，使用 5V 電源，典型 V_{為 2.0V，期望 I}為 20mA：R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω。電阻的額定功率應至少為 P = I_F* R = (0.02)_F* 150 = 0.06W，因此標準的 1/8W 或 1/4W 電阻就足夠了。_F對於驅動多個 LED，它們通常串聯連接，或並聯但每個都有自己的串聯電阻。不建議在沒有個別電阻的情況下並聯連接，因為 LED 之間的 V_F差異可能導致電流分配不均和亮度不一致。_F²8.2 設計考量²電流驅動:

始終設計為恆定或良好調節的電流，而非電壓。_F熱設計:_F考慮環境溫度並在 PCB 上提供足夠的散熱，特別是在接近最大連續電流驅動時。

光學設計:

• 20° 視角創造了聚焦光束。對於更廣泛的照明，可能需要擴散透鏡或反射器。水色透明透鏡提供最高的光透射率。逆向電壓保護:
• 在可能出現逆向電壓的電路中，應包含一個與 LED 並聯的保護二極體，以將逆向電壓箝位在安全水平。9. 技術比較與差異化
• 與基於 GaP 的舊技術綠色 LED 相比，此 AlGaInP 元件在給定電流下提供了顯著更高的亮度和效率。亮黃綠色通常比標準綠色在視覺上更鮮明、更生動。在其自身的 5mm 圓形 LED 類別中，其關鍵差異在於其高典型發光強度、窄視角以及完全符合現代環境標準的特定組合。詳細且保守的最大額定值和處理指南也表明其設計專注於在要求苛刻的應用中的穩健性和可靠性。
• 10. 常見問題問：我可以用 3.3V 電源驅動這個 LED 嗎？

答：可以。使用公式 R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 Ω。使用 68 Ω 的標準電阻值將使 I

≈ 19.1 mA，這是可以接受的。

問：為什麼焊接距離如此重要？

答：熱量會沿著金屬引腳傳導。如果焊料施加得離環氧樹脂燈泡太近，過多的熱量可能使環氧樹脂軟化或破裂，損壞內部密封，或重新熔化內部引線接合，導致立即或間歇性故障。

問：規格書顯示典型強度為 250 mcd。125 mcd 的最小值對我的設計意味著什麼？

答：您必須基於_F最小

保證值來設計您的光學系統，以確保生產中的所有單元都滿足要求。典型值是大多數單元將達到的值，但存在自然變異。

問：我可以在戶外使用這個 LED 嗎？

答：操作溫度範圍允許在溫度方面用於戶外。然而，如果沒有適當的封裝或保護，環氧樹脂封裝在很長時間內可能容易受到紫外線劣化和濕氣侵入的影響。對於惡劣的戶外環境，建議使用專門為此類條件評級的 LED。

11. 實際應用範例情境：為工業設備設計狀態指示燈面板。面板有多個指示燈顯示電源、故障和待機狀態。空間有限，指示燈需要在明亮環境中可見。

設計選擇:

選擇 204-10SYGC/S530-E2 LED 作為待機指示燈，因為其亮黃綠色與紅色和綠色區分明顯。其 20° 視角確保光線指向操作員的視線方向，提高對比度。LED 通過限流電阻從設備的 24V DC 電源軌以 15 mA 驅動。PCB 佔位面積根據封裝尺寸精確設計。在組裝過程中，專用焊接夾具確保在波峰焊期間保持 3mm 間隙規則。最終組裝通過 48 小時老化測試以篩選早期故障。

12. 工作原理

發光二極體是通過電致發光發光的半導體元件。204-10SYGC/S530-E2 使用 AlGaInP 化合物半導體。當順向電壓施加在 p-n 接面上時，來自 n 型區域的電子和來自 p 型區域的電洞被注入到主動區域。當這些電荷載子復合時，它們釋放能量。在此特定材料系統中，釋放的能量對應於黃綠色波長範圍的光子。水色透明環氧樹脂封裝作為透鏡，塑造光輸出光束並保護精細的半導體晶片。13. 技術趨勢

雖然像 5mm 圓形封裝這樣的插件式 LED 在原型製作、教育用途和某些工業應用中仍然很受歡迎，但整個行業趨勢已顯著轉向表面黏著元件封裝。SMD LED 在自動化組裝、節省電路板空間以及由於較低的輪廓和直接連接到作為散熱片的 PCB 焊盤而通常具有更好的熱性能方面具有優勢。此外，由於磊晶生長、晶片設計和封裝提取效率的進步，所有顏色範圍的 LED 技術效率都在持續提高。對於指示燈應用，重點通常是可靠性、顏色一致性和成本效益，而不是追求絕對的效率極限。符合不斷發展的環境法規仍然是元件更新和新產品推出的關鍵驅動力。

. Operating Principle

Light Emitting Diodes (LEDs) are semiconductor devices that emit light through electroluminescence. The 204-10SYGC/S530-E2 uses an AlGaInP (Aluminum Gallium Indium Phosphide) compound semiconductor. When a forward voltage is applied across the p-n junction, electrons from the n-type region and holes from the p-type region are injected into the active region. When these charge carriers (electrons and holes) recombine, they release energy. In this specific material system, the energy bandgap is such that the released energy corresponds to a photon in the yellow-green wavelength range (~573 nm). The water-clear epoxy resin package serves as a lens, shaping the light output beam and protecting the delicate semiconductor chip.

. Technology Trends

While through-hole LEDs like the 5mm round package remain popular for prototyping, educational use, and certain industrial applications, the overall industry trend has shifted significantly towards surface-mount device (SMD) packages (e.g., 0603, 0805, 2835, 5050). SMD LEDs offer advantages in automated assembly, board space savings, and often better thermal performance due to a lower profile and direct connection to the PCB pad acting as a heatsink.

Furthermore, the efficiency (lumens per watt) of LED technology continues to improve across all color ranges due to advancements in epitaxial growth, chip design, and package extraction efficiency. For indicator applications, the focus is often on reliability, color consistency, and cost-effectiveness rather than pushing absolute efficiency limits. Compliance with evolving environmental regulations (like Halogen-Free requirements) remains a key driver for component updates and new product introductions.