深紅光LED燈珠 333-2SDRD/S530-A3 規格書 - 5mm 圓形 - 電壓 2.0V - 功率 60mW - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件詳述一款5mm圓形、插件式、深紅光LED燈珠的技術規格。此元件採用AlGaInP晶片技術設計，封裝於紅色擴散樹脂中，以產生高亮度的深紅光輸出。它是一款堅固可靠的元件，適用於消費性電子產品中的各種指示燈與背光應用。

1.1 核心特色與優勢

• 高亮度：專為需要較高發光強度的應用而設計。
• 視角選項：提供多種視角以滿足不同的應用需求。
• 包裝：提供捲帶包裝，適用於自動化組裝製程。
• 環保合規：產品為無鉛，並符合RoHS規範版本。
• 可靠性：設計可靠且堅固，適合長期運作。

1.2 目標應用

此LED主要設計用於各種電子設備中的指示燈或背光源，包括但不限於：

• 電視機
• 電腦顯示器
• 電話
• 個人電腦與周邊設備

2. 技術參數分析

本節根據絕對最大額定值與電光特性表格，對元件的關鍵電氣、光學與熱參數提供詳細、客觀的解讀。

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極限。不保證在此條件下或超出此條件運作。

• 連續順向電流 (I_F)：25 mA。這是可持續施加於LED的最大直流電流。
• 峰值順向電流 (I_FP)：60 mA。此較高電流僅允許在脈衝條件下（工作週期 1/10 @ 1 kHz）使用，適用於多工或達到短暫的更高亮度。
• 逆向電壓 (V_R)：5 V。在逆向偏壓下超過此電壓可能導致接面崩潰。
• 功率消耗 (P_d)：60 mW。封裝可消耗的最大功率，計算方式為 V_F* I_F.
• 。工作與儲存溫度：
• -40°C 至 +85°C（工作），-40°C 至 +100°C（儲存）。這些寬廣的範圍表示適用於工業與汽車環境。焊接溫度：

260°C 持續 5 秒。這定義了迴焊或手工焊接的熱曲線耐受度。

2.2 電光特性

• 這些是在標準測試條件 25°C 與順向電流 20 mA 下測得的典型性能參數。_v發光強度 (I)：
• 100 mcd（最小），160 mcd（典型）。這量化了深紅光的感知亮度。測量不確定度為 ±10%。_{視角 (2θ}1/2)：
• 30°（典型）。此窄視角是非擴散或輕度擴散透鏡的特性，能產生更聚焦的光束。_p峰值波長 (λ)：
• 650 nm（典型）。光學輸出功率達到最大值時的波長。_d主波長 (λ)：
• 639 nm（典型）。人眼感知的單一波長，定義了顏色。不確定度為 ±1.0 nm。_F順向電壓 (V)：_F2.0 V（典型），2.4 V（最大），於 I
• =20mA 時。此低電壓是AlGaInP紅光LED的典型特性。測量不確定度為 ±0.1V。_R逆向電流 (I)：_R10 µA（最大），於 V

=5V 時。這指定了關閉狀態下的最大漏電流。

3. 性能曲線分析

典型特性曲線提供了在不同條件下元件行為的視覺化洞察，這對於電路設計與熱管理至關重要。

3.1 光譜與空間分佈相對強度 vs. 波長曲線顯示出以 650 nm 為中心的窄光譜頻寬（Δλ ~20 nm），確認了深紅色的色彩純度。指向性曲線則視覺化地呈現了 30° 視角，顯示了光強度的角度分佈。3.2 電氣與熱關係順向電流 vs. 順向電壓 (I-V 曲線)：此指數曲線是設計限流電路的基礎。在 20mA 時典型的 V

為 2.0V，可作為串聯電阻計算的設計點：R = (V

• 電源- V_F) / I_。相對強度 vs. 順向電流：_F此曲線顯示在正常工作範圍內，光輸出與電流大致呈線性關係，允許透過電流控制進行簡單的亮度調光。_F.
• 相對強度 vs. 環境溫度：顯示隨著接面溫度上升，發光輸出會下降。在高溫環境或高功率設計中，必須考慮此熱降額。
• 順向電流 vs. 環境溫度：雖然這不是直接的額定值，但此曲線結合降額要求，說明了在升高的環境溫度下需要降低工作電流，以維持可靠性並防止光通量加速衰減。
• 4. 機械與封裝資訊4.1 封裝尺寸

此元件為標準 5mm 圓形 LED，具有紅色擴散透鏡。關鍵尺寸註記包括：

所有尺寸單位為毫米。

接腳間距為 0.1 英吋（2.54mm）網格，與標準原型板相容。

• 凸緣（圓頂底部的邊緣）高度必須小於 1.5mm，以確保在 PCB 上正確就位。
• 尺寸的一般公差為 ±0.25mm，除非另有規定。
• 4.2 極性辨識
• 陰極通常由 LED 封裝邊緣的平坦處和/或較短的接腳來識別。安裝時必須注意正確的極性。

5. 焊接與組裝指南

正確的操作對於維持元件完整性與性能至關重要。

5.1 接腳成型

在距離環氧樹脂燈泡底部至少 3mm 處彎曲接腳。

在焊接前進行成型。

• 避免對封裝施加應力。PCB孔位未對準導致接腳應力，可能使環氧樹脂劣化並影響LED性能。
• 在室溫下剪裁接腳。5.2 儲存 soldering.
• 儲存於 ≤30°C 且 ≤70% 相對濕度下。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），請使用帶有氮氣與乾燥劑的密封容器。

避免在潮濕環境中快速溫度轉換，以防止凝結。

• 5.3 焊接製程
• 關鍵規則：
• 保持焊點與環氧樹脂燈泡之間的最小距離為 3mm。

手工焊接：

烙鐵頭溫度 ≤300°C（適用於最大 30W 烙鐵），焊接時間 ≤3 秒。波焊或浸焊：

• 預熱 ≤100°C（最長 60 秒），焊錫槽溫度 ≤260°C，持續 ≤5 秒。在高溫階段避免對接腳施加應力。
• 不要焊接超過一次（單次焊接）。焊接後讓 LED 逐漸冷卻至室溫；避免快速冷卻。
• 5.4 清潔
• 如有必要，僅在室溫下使用異丙醇清潔，時間 ≤1 分鐘。
• 避免超音波清洗。若絕對需要，必須進行廣泛的預先驗證，以確保不會造成損壞。

5.5 熱管理

• 適當的熱設計至關重要。如降額曲線所示，在較高的環境溫度下，工作電流必須適當降額。散熱不足可能導致光輸出降低、色偏及壽命縮短。
• 6. 包裝與訂購資訊

6.1 包裝規格

元件包裝旨在防止靜電放電（ESD）與濕氣損害：

主要包裝：

防靜電袋。

次要包裝：

• 內盒，內含多個防靜電袋。三級包裝：
• 外箱，內含多個內盒。包裝數量：
• 每袋最少 200-500 顆。每內盒 5 袋。每外箱 10 個內盒。6.2 標籤說明
• 包裝上的標籤可能包含用於追蹤與規格的代碼：CPN：

客戶零件編號。

P/N：

• 製造商零件編號（例如：333-2SDRD/S530-A3）。QTY：
• 內含數量。CAT / Ranks：
• 可能表示性能分級（例如：發光強度等級）。HUE：
• 主波長代碼。LOT No：
• 可追溯的製造批號。7. 應用建議與設計考量
• 7.1 電路設計務必使用串聯限流電阻。基於典型 V

（2.0V）計算，但需確保電路能承受最大 V

（2.4V）而不超過所需電流。例如，使用 5V 電源且目標 I

為 20mA：R = (5V - 2.0V) / 0.02A = 150 Ω。檢查在最大 V_F時的電流：I = (5V - 2.4V) / 150 Ω ≈ 17.3 mA，這是安全的。_F7.2 PCB佈局_F確保孔位準確對齊 2.54mm 接腳間距。在 LED 本體周圍提供足夠的間隙，以滿足 3mm 最小焊點距離。對於需要從多角度觀看的指示燈，在組件上定位 LED 時需考慮其 30° 視角。_F7.3 陣列中的熱管理

當近距離使用多顆 LED 或以高驅動電流工作時，需考慮集體產生的熱量。提供足夠的間距、通風，或考慮使用較低的驅動電流來管理接面溫度，以維持一致的亮度與壽命。

8. 技術比較與差異化

這款基於 AlGaInP 技術的深紅光 LED 提供以下關鍵優勢：

相較於舊款 GaAsP 紅光 LED：

在相同電流下，發光效率與亮度顯著更高。

相較於廣角擴散型 LED：

• 30° 視角提供更集中的光束，非常適合主要從正面觀看的面板指示燈，可減少雜散光。相較於標準紅光（~630nm）：
• 更深的紅色（639-650nm）可能更適合特定的美學要求、感測器應用，或需要與橙紅色區分的場合。9. 常見問題（基於技術參數）
• 9.1 我可以持續以25mA驅動這顆LED嗎？可以，25mA 是絕對最大連續順向電流。然而，為了獲得最佳壽命與可靠性，標準做法是在最大額定值以下運作。建議以典型的測試電流 20mA 驅動。

9.2 為什麼視角只有30度？

30° 視角是此特定 LED 的設計特性，透過透鏡形狀與樹脂擴散程度實現。它適用於需要更聚焦光束而非廣域照明的應用。

9.3 如何解讀規格書中的典型值？

典型值代表產品在指定條件下的預期平均性能。個別元件可能在提供的最小/最大範圍內有所變動。設計電路時，應確保在最壞情況的參數組合下（例如，最小 V

搭配最大電流限制）仍能正常運作。

9.4 需要散熱片嗎？

對於在典型環境條件下（_F85°C）以 20mA 運作的單顆 LED，由於功率消耗較低（~40mW），通常不需要專用散熱片。然而，在陣列、高環境溫度或接近最大電流運作時，透過 PCB 銅箔面積進行熱管理就變得非常重要。

10. 實際使用案例

情境：為設備設計電源指示燈。<需求：

一個明亮、從面板正面可見的深紅光指示燈。

元件選擇：

1. 選擇此 LED 是因為其典型強度高（160mcd）且具有聚焦的 30° 視角。電路設計：
2. 設備由 3.3V 電源軌供電。計算串聯電阻：R = (3.3V - 2.0V) / 0.02A = 65 Ω。選擇最接近的標準值 68 Ω，結果 I≈ (3.3V-2.0V)/68Ω ≈ 19.1 mA。
3. PCB 實作：使用 2.54mm 間距的焊盤。將 LED 放置於前面板上，透鏡穿過一個 5.2mm 的孔。焊盤的放置確保了與 LED 本體保持 3mm 距離的規則。_F組裝：
4. 使用設定為 280°C 的溫控烙鐵手工焊接 LED，焊點在 3 秒內完成，且遠低於燈泡本體。11. 工作原理
5. 這是一種半導體發光二極體。當施加超過接面內建電位的順向電壓時，電子與電洞分別從 n 型與 p 型材料注入主動區。在 AlGaInP（磷化鋁鎵銦）晶片中，這些電荷載子復合，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，這直接對應於發出的深紅光波長（~650 nm）。紅色擴散環氧樹脂封裝晶片，提供機械保護、塑造光輸出（30° 視角），並擴散光線以產生均勻的外觀。12. 技術趨勢

雖然這款插件式 5mm LED 代表了一種成熟且廣泛使用的封裝技術，但更廣泛的 LED 產業趨勢持續聚焦於：

提升效率：

持續的材料科學改進旨在從 AlGaInP 及其他半導體材料中產生每瓦更多的流明（更高光效）。

表面黏著元件（SMD）主導：

• 對於自動化、大批量組裝，由於尺寸更小且組裝成本更低，SMD 封裝（如 0603、0805、1206 及專用 LED 封裝）在新設計中已很大程度上取代了插件式 LED。色彩一致性與分級：
• 製造製程持續進步，允許對波長（顏色）與發光強度進行更嚴格的分級（分組），使設計師能獲得更可預測的性能。可靠性與壽命：
• 研究重點在於改善流明維持率（抵抗光輸出隨時間衰減的能力）與壽命，特別是在高溫與高電流工作條件下。5mm 插件式 LED 憑藉其簡單性、堅固性與廣泛的可用性，仍然是原型製作、業餘愛好者專案、教育用途以及預期需要手動組裝或更換的應用的主要選擇。
• Reliability and Lifetime:Research focuses on improving lumen maintenance (resistance to light output decay over time) and longevity, especially under high-temperature and high-current operating conditions.

The 5mm through-hole LED remains a staple for prototyping, hobbyist projects, educational purposes, and applications where manual assembly or replacement is anticipated, supported by its simplicity, robustness, and widespread availability.