LED 燈珠 333-2UYC/S 530-A3 規格書 - 亮黃色 - 20mA - 2.0V - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件提供一款專為各種電子應用設計之高亮度 LED 燈珠的技術規格。此元件採用 AlGaInP 晶片技術，可產生亮黃色光輸出。其特點在於可靠性高、結構堅固，並符合無鉛與 RoHS 等環保標準。

1.1 核心優勢

• 提供多種視角選擇，賦予設計靈活性。
• 可提供捲帶包裝，適用於自動化組裝製程。
• 高可靠性與堅固結構，適用於嚴苛應用。
• 符合無鉛與 RoHS 規範，遵循環保法規。
• 專為需要更高亮度等級的應用而設計。

1.2 目標市場與應用

此 LED 主要針對消費性電子產品與顯示器背光市場。典型應用包括：

• 電視機
• 電腦顯示器
• 電話機
• 一般電腦周邊設備與指示燈

2. 技術參數深入解析

2.1 絕對最大額定值

下表列出可能導致元件永久損壞的應力極限。不保證在此條件下運作。

2.2 電光特性

除非另有說明，這些參數是在環境溫度 (Ta) 25°C 與順向電流 (IF) 20mA 下量測。它們定義了元件的典型性能。

量測注意事項：

• 順向電壓不確定度：±0.1V
• 發光強度不確定度：±10%
• 主波長不確定度：±1.0nm

2.3 熱特性

雖然規格書中未提供具體的熱阻值，但功率消耗 (60mW) 與操作溫度 (-40°C 至 +85°C) 的絕對最大額定值對於熱管理至關重要。超過 Pd 額定值將導致接面溫度上升和潛在故障。設計人員必須在高環境溫度下確保足夠的散熱或進行電流降額。

3. 分級系統說明

規格書指出此 LED 提供不同顏色與強度，暗示存在分級結構。雖然此型號未詳細說明特定分級代碼，但此類 LED 的典型分級參數包括：

• 主波長 (色調)：規格書指定典型主波長為 589nm。生產變異會圍繞此中心值產生分級 (例如：587-591nm)。
• 發光強度 (等級或級別)：發光強度最小值為 630mcd，典型值為 1250mcd。元件可能按強度分級 (例如：630-800mcd、800-1000mcd、1000-1250+mcd)，以確保應用中的一致性。
• 順向電壓：順向電壓範圍為 1.7V 至 2.4V (典型 2.0V)，LED 可能按順向電壓分級，以匹配驅動器要求或用於並聯陣列中的電流平衡。

標籤說明部分提及 CAT (等級) 與 HUE (主波長)，確認這些是訂購時的關鍵分級參數。

4. 性能曲線分析

規格書包含數條典型特性曲線，對於理解元件在不同條件下的行為至關重要。

4.1 相對強度 vs. 波長

此曲線顯示光譜功率分佈。對於此亮黃色 LED，峰值波長 (λp) 典型值為 591nm，光譜具有約 15nm 的窄頻寬 (Δλ)，表示飽和的黃色。

4.2 指向性圖案

指向性曲線說明了光的空間分佈。典型視角 (2θ1/2) 為 10 度，這是一款視角非常窄的 LED，將光線集中於緊密光束中。這適用於需要聚焦光點或遠距離指示的應用。

4.3 順向電流 vs. 順向電壓 (IV 曲線)

此圖顯示順向電壓 (VF) 與順向電流 (IF) 之間的指數關係。在 20mA 時，典型 VF 為 2.0V。設計人員使用此曲線來選擇適當的限流電阻或恆流驅動器設定。

4.4 相對強度 vs. 順向電流

此曲線展示光輸出 (相對強度) 如何隨順向電流增加而增加。在建議操作範圍內通常是線性的，但在較高電流下會飽和。對於確定達到所需亮度等級所需的驅動電流至關重要。

4.5 溫度相依性曲線

相對強度 vs. 環境溫度：此曲線顯示 LED 的發光輸出會隨著環境 (以及接面) 溫度升高而降低。在高溫下運作的設計中必須考慮此熱降額。

順向電流 vs. 環境溫度：此曲線可能說明在固定電壓或功率條件下的關係，顯示由於二極體順向電壓的負溫度係數，電流如何隨溫度變化。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸圖

規格書包含 LED 封裝的詳細尺寸圖。關鍵尺寸包括整體本體尺寸、引腳間距與環氧樹脂透鏡尺寸。圖中的重要註記：

• 所有尺寸單位為毫米 (mm)。
• 凸緣高度必須小於 1.5mm (0.059\")。
• 未指定尺寸的預設公差為 ±0.25mm。

此圖對於 PCB 焊墊設計至關重要，可確保組裝時的正確貼合與對齊。

5.2 極性識別

陰極通常由 LED 透鏡上的平面側、較短的引腳或封裝上的標記來識別。PCB 焊墊設計必須匹配此極性，以防止反向連接，若逆向電壓超過 5V 可能損壞 LED。

6. 焊接與組裝指南

正確的操作對於維持 LED 性能與可靠性至關重要。

6.1 引腳成型

• 在距離環氧樹脂燈泡底部至少 3mm 處彎折引腳。
• 執行引腳成型之前 soldering.
• 避免在成型過程中對 LED 封裝施加應力，以防止內部損壞或斷裂。
• 在室溫下剪裁引腳。
• 確保 PCB 孔洞與 LED 引腳完美對齊，以避免安裝應力。

6.2 儲存條件

• 收到後，儲存於 ≤30°C 與 ≤70% 相對濕度環境中。
• 原始包裝的保存期限為 3 個月。
• 如需更長時間儲存 (最長 1 年)，請使用帶有氮氣環境與乾燥劑的密封容器。
• 避免在潮濕環境中溫度急劇變化，以防止凝結。

6.3 焊接參數

保持焊點與環氧樹脂燈泡之間的最小距離為 3mm。

其他焊接注意事項：

• 在高溫焊接過程中避免對引腳施加應力。
• 請勿焊接 (浸焊或手工焊) 超過一次。
• 焊接後，在 LED 冷卻至室溫前，保護其免受機械衝擊。
• 使用能達成可靠焊點的最低可能溫度。

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。
• 使用前在室溫下乾燥。
• 避免超音波清洗。若絕對需要，請預先驗證製程以確保不會造成損壞。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 包裝規格

LED 的包裝旨在防止靜電放電 (ESD) 與濕氣損害：

• 主要包裝：防靜電袋。
• 內包裝：包含多個袋子的紙箱。
• 外包裝：主運輸紙箱。

7.2 包裝數量

• 每防靜電袋最少 200 至 500 顆。
• 每內箱 5 袋。
• 每外箱 10 個內箱。

7.3 標籤說明

包裝上的標籤包含用於追溯與識別的關鍵資訊：

• CPN：客戶生產編號
• P/N：生產編號 (料號)
• QTY：包裝數量
• CAT：等級 (強度/性能分級)
• HUE：主波長 (顏色分級)
• REF：參考
• LOT No：批號 (用於追溯)

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

• 狀態指示燈：其高亮度與聚焦光束使其非常適合消費性電子產品 (電視、顯示器、電話) 中的電源、警報或狀態指示燈。
• 背光：可用於小型 LCD 面板、圖標或鍵盤的局部背光。
• 面板安裝指示燈：適用於需要明亮、清晰黃色信號的前面板指示燈。

8.2 設計考量

• 電流限制：務必使用串聯電阻或恆流驅動器將順向電流限制在安全值 (≤25mA 連續)。使用典型 VF (2.0V) 與電源電壓計算電阻值：R = (Vsupply - VF) / IF。
• 熱管理：在高環境溫度或密閉空間中，考慮降低操作電流以防止過熱與過早的光衰。
• 光學設計：10 度視角產生窄光束。如需更寬的照明，可能需要二次光學元件 (擴散片、透鏡)。
• ESD 防護：雖然未明確標示為敏感元件，但仍建議在組裝過程中採取標準的 ESD 操作預防措施。

9. 技術比較與差異化

雖然未提供與其他料號的直接比較，但根據其規格書，此 LED 的關鍵差異化特點為：

• 極窄視角 (10°)：與具有 30-60° 視角的標準 LED 相比，此元件提供卓越的光束集中度，非常適合定向光應用。
• AlGaInP 晶片技術：此材料系統以在紅、橙、琥珀和黃色區域的高效率著稱，通常比舊技術提供更高的亮度與更好的色彩飽和度。
• 高典型發光強度 (1250mcd @ 20mA)：在標準驅動電流下提供高亮度，可能減少滿足特定光輸出要求所需的 LED 數量。

10. 常見問題 (基於技術參數)

10.1 對於 5V 電源，我需要多大的電阻？

使用歐姆定律與在所需電流 (例如 20mA) 下的典型順向電壓 (VF=2.0V)：

R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 歐姆。

最接近的標準值為 150Ω。電阻的額定功率應至少為 P = I²R = (0.02)² * 150 = 0.06W，因此 1/8W (0.125W) 或 1/4W 的電阻是合適的。

10.2 我可以用 3.3V 驅動此 LED 嗎？

可以。順向電壓 (1.7V 至 2.4V) 遠低於 3.3V。您將需要一個限流電阻。例如，要在 20mA 下驅動：R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 歐姆。使用 68Ω 標準電阻會導致電流略低 (~19.1mA)。

10.3 為什麼發光強度給出一個範圍 (最小值 630mcd，典型值 1250mcd)？

這反映了自然的製造變異。LED 根據量測輸出被分級 (CAT/等級)。為了在應用中獲得一致的亮度，請指定或要求來自特定強度分級的 LED。

10.4 峰值波長 (591nm) 與主波長 (589nm) 有何不同？

峰值波長 (λp)是發射光譜強度達到最大值時的波長。

主波長 (λd)是與 LED 光的感知顏色最匹配的單色光波長。它們通常接近但不完全相同，特別是對於非單色光源。λd 對於顏色規格更為相關。

11. 實際使用案例

情境：為網路路由器設計高可見度的電源指示燈。

1. 需求：一個明亮、引人注目的黃色燈光，從房間另一側可見，以指示電源開啟狀態。
2. 選擇理由：亮黃色與高強度 (最高 1250mcd) 滿足可見度要求。窄 10° 視角是可接受的，因為指示燈預期從一般正面方向觀看。
3. 電路設計：路由器的內部邏輯電源為 3.3V。使用典型 VF 2.0V，並以 15mA 為目標以延長壽命並減少熱量：R = (3.3V - 2.0V) / 0.015A = 86.7Ω。選擇標準 82Ω 電阻，結果電流約為 ~15.9mA。
4. PCB 佈局：焊墊根據封裝尺寸圖設計。在 LED 引腳周圍保持 3mm 的禁入區以供焊接。LED 放置在前面板附近，並帶有小孔。
5. 組裝：使用溫度控制烙鐵在 280°C 下手工焊接 LED，每引腳焊接時間少於 2 秒，確保遵循 3mm 距離規則。

12. 技術原理介紹

此 LED 基於AlGaInP (磷化鋁鎵銦)半導體技術。當順向電壓施加於 p-n 接面時，電子與電洞被注入主動區。它們的復合以光子 (光) 的形式釋放能量。AlGaInP 合金的特定成分決定了能隙能量，這直接定義了發射光的波長 (顏色)。對於此元件，合金被調整以在光譜的黃色區域 (~589-591nm) 產生光子。環氧樹脂封裝用於保護半導體晶片，作為塑造光輸出 (產生 10° 光束) 的主要透鏡，並提高光提取效率。

13. 產業趨勢與發展

LED 產業持續演進，即使是標準指示燈也是如此。相關趨勢包括：

• 效率提升：持續的材料與製程改進帶來更高的發光效率 (每電瓦產生更多光輸出)，允許在相同外形尺寸下實現更低功耗或更高亮度。
• 微型化：不斷推動更小的封裝尺寸 (例如：0402、0201 晶片 LED)，同時維持或改善光學性能，實現更密集、更緊湊的電子設計。
• 可靠性增強：封裝材料 (環氧樹脂、矽膠) 的改進帶來更好的抗熱循環、濕氣與紫外線照射能力，延長操作壽命。
• 整合解決方案：內建限流電阻或 IC 驅動器的 LED 趨勢簡化了電路設計並減少了 PCB 上的元件數量。
• 顏色一致性：分級與製程控制的進步允許對主波長與發光強度有更嚴格的公差，在多 LED 應用中提供更均勻的外觀。