LED 燈珠 484-10SYGT/S530-E2 規格書 - 亮黃綠色 - 20mA - 12.5mcd - 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 燈珠的完整技術規格。此元件採用 AlGaInP 晶片技術設計，並以綠色透明樹脂封裝，旨在為各種指示燈與背光應用提供卓越的發光性能。其核心優勢包括可選視角、提供捲帶包裝以利自動化組裝，以及符合 RoHS、REACH 與無鹵素要求等主要環境與安全標準。

1.1 目標市場與應用

此 LED 專為需要可靠且穩定光輸出的應用而設計。典型的應用領域包括消費性電子產品與電腦設備中的狀態指示燈與背光。具體提及的應用有電視機、電腦顯示器、電話及一般電腦周邊設備。

2. 絕對最大額定值

為確保可靠性並防止永久性損壞，不得超過元件的操作極限。所有額定值均在環境溫度 (Ta) 為 25°C 下指定。

• 連續順向電流 (IF)：25 mA
• 峰值順向電流 (IFP)：60 mA (於 1/10 工作週期，1 kHz 條件下)
• 逆向電壓 (VR)：5 V
• 功率消耗 (Pd)：60 mW
• 操作溫度範圍 (Topr)：-40°C 至 +85°C
• 儲存溫度範圍 (Tstg)：-40°C 至 +100°C
• 焊接溫度 (Tsol)：260°C 持續 5 秒 (波焊或迴焊)

3. 電光特性

關鍵性能參數是在標準測試條件下測量 (Ta=25°C, IF=20mA)，除非另有說明。這些參數定義了 LED 的光輸出、顏色與電氣行為。

3.1 光度與色彩指標

• 發光強度 (Iv)：典型值為 12.5 毫燭光 (mcd)，最小值為 6.3 mcd。
• 視角 (2θ1/2)：半強度角典型為 80 度，定義了光束的擴散範圍。
• 峰值波長 (λp)：典型值為 575 奈米 (nm)。
• 主波長 (λd)：典型值為 573 nm，此為人眼感知的顏色。
• 光譜輻射頻寬 (Δλ)：典型值為 15 nm，表示光譜純度。

3.2 電氣參數

• 順向電壓 (VF)：範圍從 1.7V (最小) 到 2.4V (最大)，在 20mA 下的典型值為 2.0V。
• 逆向電流 (IR)：當施加 5V 逆向電壓時，最大值為 10 μA。

註：針對順向電壓 (±0.1V)、發光強度 (±10%) 與主波長 (±1.0nm) 提供了量測不確定度。

4. 性能曲線分析

本規格書包含數個特性圖表，用以說明元件在不同條件下的行為。這些對於電路設計與熱管理至關重要。

4.1 光譜與空間分佈

相對強度 vs. 波長曲線顯示了以 575nm 為中心的發射光譜。而指向性圖表則以視覺化方式呈現 80 度視角，顯示光強度如何從中心軸線遞減。

4.2 電流-電壓關係

順向電流 vs. 順向電壓 (IV 曲線)圖表是非線性的，這是二極體的典型特性。它顯示了電壓隨電流增加而上升的趨勢，對於設計限流電路至關重要。而相對強度 vs. 順向電流曲線則表明光輸出會隨電流增加，但可能並非完全線性，特別是在熱效應變得顯著時。

4.3 溫度相依性

相對強度 vs. 環境溫度曲線顯示，隨著環境溫度升高，光輸出會降低，這是高溫應用中的關鍵因素。而順向電流 vs. 環境溫度圖表 (可能是在恆定電壓或功率下) 則可能說明元件特性如何隨溫度變化，從而影響驅動條件。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

提供了詳細的尺寸圖。關鍵注意事項包括：所有尺寸單位為毫米；凸緣高度必須小於 1.5mm；除非另有規定，一般公差為 ±0.25mm。工程師必須參考此圖進行 PCB 焊盤設計與間隙檢查。

5.2 極性識別

陰極 (負極) 接腳通常由透鏡上的平面、較短的接腳或封裝圖中所示的其他標記來指示。組裝時必須注意正確的極性。

6. 分級與訂購資訊

本產品針對關鍵參數採用分級系統，以確保批次內的一致性。包裝上的標籤會標示這些等級。

• CAT：發光強度等級。
• HUE：主波長 (顏色) 等級。
• REF：順向電壓等級。

其他標籤欄位包括客戶生產編號 (CPN)、生產編號 (P/N)、包裝數量 (QTY) 與批號 (LOT No)。

7. 包裝規格

LED 的包裝旨在防止靜電放電 (ESD) 與濕氣造成的損壞。

• 初級包裝：防靜電袋。
• 次級包裝：內箱，內含 5 袋。
• 三級包裝：外箱，內含 10 個內箱。
• 包裝數量：每袋最少 200 至 1000 顆。因此，一個外箱包含 10,000 至 50,000 顆 (10 個內箱 * 5 袋 * 200-1000 顆)。

8. 組裝、焊接與操作指南

8.1 接腳成型

• 在距離環氧樹脂燈體底部至少 3mm 處彎折接腳。
• 請在焊接前進行成型。
• 避免對封裝施加應力。PCB 孔位未對準可能導致應力並降低性能。
• 請在室溫下剪裁接腳。

8.2 儲存

• 收到貨品後，請儲存於 ≤30°C 且相對濕度 ≤70% 的環境中。在此條件下，保存期限為 3 個月。
• 如需更長時間儲存 (最長 1 年)，請使用裝有氮氣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。

8.3 焊接製程

保持焊點與環氧樹脂燈體之間的最小距離為 3mm。

手工焊接：烙鐵頭最高溫度 300°C (適用於最大 30W 烙鐵)，焊接時間最長 3 秒。
浸焊/波焊：預熱最高溫度 100°C (最長 60 秒)，焊錫槽最高溫度 260°C，最長 5 秒。

提供了建議的焊接溫度曲線，強調預熱、在液相線以上的受控時間以及受控的冷卻速率。避免層流波峰助焊與快速冷卻。焊接 (浸焊或手工) 應僅執行一次。避免在接腳高溫時施加應力，並在 LED 冷卻至室溫前保護其免受衝擊。

8.4 清潔

• 如有必要，僅在室溫下使用異丙醇清潔，時間 ≤1 分鐘。
• 除非絕對必要且經過預先驗證，否則請勿使用超音波清洗，因為它可能損壞 LED。

8.5 熱管理

在應用設計階段必須考慮足夠的散熱。操作電流與環境溫度直接影響接面溫度，進而影響發光輸出與長期可靠性。所提供的降額曲線對於確定安全操作條件至關重要。

9. 應用備註與設計考量

9.1 電路設計

務必使用恆流源或與電壓源串聯的限流電阻來驅動 LED。使用典型順向電壓 (2.0V) 與所需電流 (正常操作 ≤20mA) 計算電阻值，並考慮電源電壓。例如：R = (V_電源 - VF_LED) / I_所需。確保電阻的額定功率足夠。

9.2 PCB 佈局

請精確遵循建議的封裝焊盤圖案。若 LED 將在其最大額定值或接近該值下驅動，請確保足夠的散熱設計。將敏感的類比或射頻電路遠離 LED 驅動線路，以避免雜訊注入。

9.3 光學整合

80 度視角適合廣區域照明。如需更聚焦的光線，可能需要外部透鏡或導光板。綠色透明樹脂顏色是光學系統的一部分，不應被塗覆。

10. 技術比較與差異化

這款基於 AlGaInP 的黃綠色 LED 具有明顯優勢。與舊技術相比，AlGaInP 提供更高的效率與亮度。其特定波長 (573nm 主波長) 位於人眼高靈敏度區域 (明視覺反應)，使其在相對較低的輻射功率下看起來非常明亮。符合無鹵素與 REACH 標準，使其適合注重環保的設計以及材料法規嚴格的市場。

11. 常見問題 (FAQ)

問：我可以連續以 25mA 驅動此 LED 嗎？
答：連續順向電流的絕對最大額定值為 25mA。為了可靠的長期操作，建議在此最大值以下操作，通常如標準測試條件所指定，在 20mA 下操作。

問：峰值波長與主波長有何不同？
答：峰值波長 (λp) 是發射光譜強度最高的波長。主波長 (λd) 是與 LED 感知顏色相匹配的單色光波長。它們通常接近但並不完全相同。

問：如何解讀標籤上的 'CAT'、'HUE' 和 'REF' 代碼？
答：這些是分級代碼。'CAT' 根據發光強度對 LED 進行分組 (例如，較高的 CAT 數字可能意味著較高的亮度)。'HUE' 根據主波長 (顏色) 分組。'REF' 根據順向電壓分組。使用同一分級的元件可確保應用中的顏色與亮度均勻性。

問：為什麼儲存條件如此具體 (3 個月，然後氮氣)？
答：LED 封裝會吸收空氣中的濕氣。在高溫焊接過程中，這些濕氣可能迅速膨脹，導致內部分層或破裂 ("爆米花"效應)。3 個月的限制適用於暴露在環境空氣中的包裝袋。使用乾燥劑的氮氣儲存可長時間防止濕氣吸收。

12. 實際使用案例

情境：為網路路由器設計狀態指示燈面板。
該面板需要多個明亮、可靠的指示燈，用於電源、網路活動與系統錯誤。亮黃綠色 LED 被選用於系統運作中指示燈。

設計步驟：
1. 驅動電路：路由器的內部邏輯電源為 3.3V。使用 20mA 下的典型 VF 值 2.0V，計算串聯限流電阻：R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 歐姆。選擇最接近的標準值 68 歐姆，產生的電流約為 19.1mA，此為安全值並提供充足的亮度。
2. PCB 設計：使用封裝尺寸圖中的焊盤圖案。在陽極與陰極焊盤上添加小的散熱連接，以利焊接，同時避免形成大的熱質量，在冷卻時對 LED 造成應力。
3. 組裝：LED 取自單一生產批號 (相同 LOT No)，且最好來自相同的 HUE 與 CAT 分級，以確保所有路由器單位的顏色與亮度均勻。使用自動取放設備從捲帶上進行放置。
4. 焊接：PCB 經過受控的波焊製程，遵循最高 260°C 持續 5 秒的準則，並保持焊錫波接觸點與 LED 本體之間的最小距離為 3mm。
5. 結果：一個高度可見、一致且可靠的狀態指示燈，滿足所有性能與法規要求。

13. 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，電子與電洞被注入半導體的主動區域。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——在本例中，位於黃綠色光譜 (~573nm)。綠色透明環氧樹脂封裝充當透鏡，塑造光輸出並為晶片提供機械與環境保護。

14. 技術趨勢

LED 產業持續朝著更高效率 (每瓦更多流明)、改善顏色一致性與更低成本的方向發展。雖然此元件使用成熟的 AlGaInP 技術來實現特定顏色，但更廣泛的趨勢包括開發更堅固的封裝材料以承受更高的接面溫度、整合螢光粉以從藍光或紫外光晶片產生更寬頻譜的白光與其他顏色，以及為高密度應用而進行的封裝微型化。此外，在規格書中更詳細的壽命測試與預測模型支持下，業界正強力推動在多樣化操作條件下提升可靠性與使用壽命。