LED 燈珠 583UYD/S530-A3 規格書 - 5.8mm 圓形 - 2.0V - 60mW - 亮黃色 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

583UYD/S530-A3 是一款專為插件式安裝應用設計的高亮度亮黃色 LED 燈珠。此元件採用 AlGaInP（磷化鋁鎵銦）半導體技術，透過擴散式黃色樹脂透鏡產生鮮明的黃色光。此系列產品設計堅固，旨在提供可靠的性能，適用於各種需要穩定顏色與亮度的指示燈及背光應用。

此 LED 的核心優勢包括其可選的視角、提供捲帶包裝以利自動化組裝，以及符合主要環境與安全標準，包括 RoHS、歐盟 REACH 及無鹵素要求（Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm）。其主要目標市場包括消費性電子產品、通訊設備及電腦周邊。

2. 深入技術參數分析

2.1 絕對最大額定值

此元件設計在嚴格的電氣與熱限制範圍內運作，以確保長期可靠性。絕對最大額定值定義了可能導致永久損壞的極限邊界。

• 連續順向電流 (IF)：25 mA。這是在正常工作條件下可持續施加於 LED 的最大直流電流。
• 峰值順向電流 (IFP)：60 mA。此額定值適用於佔空比 1/10、頻率 1 kHz 的脈衝操作，允許短時間的高亮度輸出。
• 逆向電壓 (VR)：5 V。超過此逆向偏壓可能導致接面崩潰。
• 功率消耗 (Pd)：60 mW。這是封裝所能散發的最大功率，計算方式為順向電壓 (VF) * 順向電流 (IF)。
• 工作溫度 (Topr)：-40 至 +85 °C。這是確保可靠運作的環境溫度範圍。
• 儲存溫度 (Tstg)：-40 至 +100 °C。
• 焊接溫度 (Tsol)：260 °C 持續 5 秒，定義了迴流焊溫度曲線的耐受度。

2.2 電光特性

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

• 發光強度 (Iv)：典型值為 20 mcd，最小值為 10 mcd。此參數量化了黃色光輸出的感知亮度。量測不確定度為 ±10%。
• 視角 (2θ1/2)：170 度（典型值）。此極寬的視角表示透鏡具有高度擴散性，使 LED 適合需要從廣泛視角觀看的應用。
• 峰值波長 (λp)：591 nm（典型值）。這是光譜輻射強度達到最大值的波長。
• 主波長 (λd)：589 nm（典型值）。這是描述 LED 感知顏色的單一波長，量測不確定度為 ±1.0 nm。
• 光譜輻射頻寬 (Δλ)：15 nm（典型值）。這是最大強度一半處的光譜寬度，表示色純度。
• 順向電壓 (VF)：範圍從 1.7 V（最小）到 2.4 V（最大），在 20 mA 下典型值為 2.0 V。量測不確定度為 ±0.1 V。此參數對於計算限流電阻至關重要。
• 逆向電流 (IR)：在 VR=5V 下最大值為 10 μA，表示接面完整性良好。

3. 分級系統說明

本產品採用分級系統，根據關鍵光學與電氣參數對 LED 進行分類，以確保應用中的一致性。包裝上的標籤（CAT、HUE、REF）對應這些分級。

• CAT（發光強度等級）：根據量測的發光強度 (Iv) 對 LED 進行分組。這讓設計師可以選擇特定亮度範圍的元件。
• HUE（主波長等級）：根據主波長 (λd) 對 LED 進行分類，這直接關聯到黃色的色調。這確保了多個指示燈之間的顏色均勻性。
• REF（順向電壓等級）：根據順向電壓 (VF) 降壓對 LED 進行排序。一致的 VF 分級可以簡化電源設計與電流調節。

4. 性能曲線分析

規格書提供了數條特性曲線，說明元件在不同條件下的行為。

4.1 相對強度 vs. 波長

此曲線顯示光譜功率分佈，峰值約在 591 nm（黃色），典型頻寬為 15 nm。其形狀證實了使用 AlGaInP 技術，該技術以高效的黃色與琥珀色發光聞名。

4.2 指向性圖案

極座標圖展示了 170 度的視角，顯示出由擴散樹脂軟化的類朗伯發光圖案，產生寬廣、均勻的光暈而非聚焦光束。

4.3 順向電流 vs. 順向電壓（I-V 曲線）

此曲線展示了典型的二極體指數關係。在建議的 20 mA 工作點，電壓典型值為 2.0V。此曲線對於設計驅動電路至關重要，特別是用於確定適當的限流電阻值：R = (電源電壓 - VF) / IF。

4.4 相對強度 vs. 順向電流

此圖表顯示光輸出（相對強度）隨順向電流增加而近似線性增加，直至達到最大額定連續電流。它突顯了穩定電流驅動對於一致亮度的重要性。

4.5 熱性能曲線

相對強度 vs. 環境溫度：顯示發光強度隨環境溫度升高而降低。這種熱降額是 LED 的基本特性，較高的接面溫度會降低光子產生效率。在高溫環境中，需要適當的散熱或電流降額。

順向電流 vs. 環境溫度：此曲線可能旨在顯示在恆定電壓或功率條件下的關係，強調需要恆流驅動來補償順向電壓的負溫度係數。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

此 LED 採用標準 5.8mm 圓形徑向引腳封裝。關鍵尺寸包括引腳間距（約 2.54mm 或 0.1"）、整體直徑與高度。凸緣高度規定小於 1.5mm。引腳由可焊材料製成，本體則由黃色擴散環氧樹脂製成。陰極通常由透鏡邊緣的平面或較短的引腳來識別，但具體極性標記應參考規格書。

5.2 焊墊設計與 PCB 佈局

對於 PCB 安裝，孔位應與引腳直徑和間距（2.54mm）精確對齊。建議的焊墊佈局應包含足夠的環形焊盤以確保可靠焊接。注意事項強調，安裝過程中對引腳施加應力可能會劣化環氧樹脂和 LED 性能。

6. 焊接與組裝指南

正確的操作對於防止 LED 環氧樹脂和半導體晶片損壞至關重要。

6.1 引腳成型

• 彎曲必須在距離環氧樹脂燈泡基座至少 3mm 處進行。
• 成型必須在焊接前且於室溫下進行。
• 避免對封裝施加應力；未對齊的 PCB 孔位可能導致有害應力。

6.2 儲存條件

• 建議：≤ 30°C 且 ≤ 70% 相對濕度。
• 出貨後的保存期限為 3 個月。如需更長時間儲存（最長 1 年），請使用帶有氮氣和乾燥劑的密封容器。
• 避免在潮濕環境中溫度劇烈變化，以防止凝結。

6.3 焊接參數

手工焊接：烙鐵頭最高溫度 300°C（適用 30W 烙鐵），焊接時間最長 3 秒，保持焊點與環氧樹脂燈泡最小距離 3mm。

波峰焊/浸焊：預熱最高溫度 100°C（最長 60 秒），焊錫槽最高溫度 260°C 持續 5 秒，保持焊點與燈泡距離 3mm。

關鍵注意事項：焊接期間請勿對引腳施加應力。請勿重複焊接超過一次。冷卻時保護 LED 免受機械衝擊。盡可能使用最低的製程溫度。遵循建議的焊接溫度曲線，包括預熱、層流波接觸和受控冷卻階段。

6.4 清潔

如有必要，僅在室溫下使用異丙醇清潔，時間 ≤ 1 分鐘。除非經過預先驗證，否則請勿使用超音波清洗，因為空化作用可能損壞內部結構或接合線。

7. 熱管理與靜電防護

7.1 熱管理

儘管功率消耗相對較低（60mW），但適當的熱設計對於使用壽命和穩定的光輸出仍然至關重要。如降額曲線所示，在較高的環境溫度下，必須適當降低電流。設計師應確保應用中的周圍溫度受控，並考慮從 LED 引腳到 PCB 的熱路徑。

7.2 ESD（靜電放電）敏感性

AlGaInP 半導體晶片對靜電放電和突波電壓敏感。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。在操作和組裝過程中必須使用適當的 ESD 防護措施（接地工作站、腕帶、導電泡棉）。因此，元件包裝在帶有防潮材料的防靜電袋中。

8. 包裝與訂購資訊

8.1 包裝規格

本產品提供散裝及捲帶包裝。標準包裝流程如下：

1. LED 置於防靜電袋中（每袋 200-500 顆）。

2. 五袋裝入一個內箱。

3. 十個內箱裝入一個外箱。

8.2 標籤說明

包裝標籤包括：CPN（客戶料號）、P/N（製造商料號：583UYD/S530-A3）、QTY（數量）、CAT/HUE/REF（分級代碼）及 LOT No.（可追溯批號）。

9. 應用建議與設計考量

9.1 典型應用場景

• 狀態指示燈：電視、顯示器、電話及電腦的電源開啟、待機、功能啟動指示燈。
• 背光：用於開關、鍵盤或面板上的圖標，需要柔和、擴散的黃色光暈時。
• 通用信號指示：消費性及工業設備中的警示燈、注意指示燈。

9.2 設計考量

• 電流驅動：務必使用恆流源或與 LED 串聯的限流電阻。使用 R = (Vs - Vf) / If 計算電阻，並考慮規格書中的最大 Vf，以確保 If 不超過額定值。
• 視角：170 度的視角使其非常適合前面板指示燈，但較不適合聚焦光束應用。
• 顏色一致性：對於多 LED 陣列，請指定嚴格的 HUE 和 CAT 分級，以確保外觀均勻。
• PCB 佈局：確保孔位間距正確，以避免引腳應力。若在高環境溫度下工作，請在引腳周圍提供足夠的銅箔面積以利散熱。

10. 技術比較與差異化

583UYD/S530-A3 透過幾個關鍵特性在市場上實現差異化。相較於舊技術的黃色 LED（例如使用濾光或效率較低的材料），AlGaInP 晶片提供了更高的亮度和優越的色純度。搭配擴散樹脂的 170 度寬視角，相較於窄角透明透鏡，提供了更悅目、柔和的發光。其符合現代環境標準（RoHS、REACH、無鹵素）使其適合法規嚴格的全球市場。提供捲帶包裝則支援具成本效益的大批量自動化組裝製程。

11. 常見問題解答 (FAQ)

11.1 建議的工作電流是多少？

標準測試條件為 20 mA，這是一個安全且典型的工作點，遠低於絕對最大值 25 mA。為了達到最長使用壽命，特別是在高溫環境中，建議在 20 mA 以下工作。

11.2 如何識別陰極？

雖然提供的文本中未明確顯示，但此類封裝的標準做法是陰極為較短的引腳，和/或由圓形塑膠透鏡上的平面邊緣標示。請務必參考實體樣品或製造商的圖紙進行驗證。

11.3 我可以用 5V 電源驅動此 LED 嗎？

可以，但必須串聯一個限流電阻。例如，典型 Vf 為 2.0V，期望 If 為 20mA：R = (5V - 2.0V) / 0.02A = 150 歐姆。使用最大 Vf (2.4V) 計算最小安全電阻值：R_min = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 歐姆。選擇 150 歐姆的電阻是合適的。

11.4 為什麼亮度會隨時間/溫度而降低？

LED 會經歷光通量衰減。高接面溫度會加速半導體晶格中缺陷的產生，從而加速此過程。確保適當的熱管理並在最大額定值以下驅動 LED，可以減緩這種衰減。

12. 實際應用案例分析

情境：為桌上型數據機設計多指示燈面板。該面板需要為電源、網路和Wi-Fi狀態提供清晰、擴散的黃色燈光。選擇 583UYD/S530-A3 是因為其寬視角，確保從不同桌面位置都能看到，且其亮黃色在黑色邊框上提供了良好的對比度。為了確保所有三個 LED 的亮度和顏色均勻，設計師在採購訂單中指定了嚴格的 CAT（發光強度）和 HUE（主波長）分級範圍。使用數據機的 3.3V 電源軌和每個 LED 串聯 68 歐姆的限流電阻實現了簡單的驅動電路，產生約 19 mA 的順向電流 ((3.3V - 2.0V)/68Ω ≈ 19.1 mA)。PCB 佈局將 LED 孔位精確設置為間距 2.54mm，並包含連接到陰極引腳的小面積銅箔以幫助散熱。

13. 技術原理介紹

583UYD/S530-A3 基於生長在基板上的 AlGaInP（磷化鋁鎵銦）半導體材料。當施加順向電壓時，電子和電洞被注入活性區域，在那裡它們復合，以光子的形式釋放能量。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——在本例中為黃色（約 589-591 nm）。黃色擴散環氧樹脂具有多種用途：它作為透鏡來塑造光輸出，為精密的半導體晶片和接合線提供機械和環境保護，並包含螢光粉或擴散粒子以散射光線，創造寬廣、均勻的視角。

14. 產業趨勢與發展

LED 產業持續朝著更高效率、更高可靠性和更小型化的方向發展。雖然像 583UYD 這樣的插件式 LED 在許多應用中仍然至關重要，特別是在需要堅固性和易於手動組裝的情況下，但市場強烈趨勢是朝向表面黏著元件 (SMD) 封裝（例如 0603、0805、2835）以實現 PCB 自動化組裝。AlGaInP 技術的未來發展可能集中在進一步提高發光效率（每瓦流明）以及隨溫度和使用壽命的顏色穩定性。此外，將驅動電子和智慧功能直接整合到 LED 封裝中是一個持續的趨勢，儘管對於像這樣的簡單指示燈，離散元件方法提供了成本效益和設計靈活性。