LED 燈珠 383-2USOC/S530-A6 規格書 - 橘色 - 621nm 峰值波長 - 2.0V 順向電壓 - 60mW 功率消耗 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件詳細說明一款專為需要卓越光輸出之應用所設計的高亮度 LED 燈珠規格。此元件採用 AlGaInP（磷化鋁鎵銦）晶片以產生夕陽橘色光，並封裝於水透明樹脂外殼中。其主要設計目標是在緊湊的尺寸下提供可靠且穩健的性能。

1.1 核心優勢與目標市場

本系列提供多種視角選擇以適應不同的應用需求，並可提供捲帶包裝以利自動化組裝製程，從而提升生產效率。其設計旨在確保可靠與穩健，提供一致的性能。本產品符合關鍵的環保法規，包括歐盟 RoHS（有害物質限制）指令、歐盟 REACH（化學品註冊、評估、授權和限制）法規，且為無鹵素產品，溴（Br）與氯（Cl）含量均嚴格控制在單項低於 900 ppm、總和低於 1500 ppm。

此 LED 的主要目標應用於消費性電子產品與顯示器背光，包括電視機、電腦顯示器、電話，以及需要清晰、明亮橘色訊號的一般電腦指示燈應用。

2. 技術參數深入解析

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。在此條件下或超出此條件操作並未獲得保證，為確保長期可靠性能應予以避免。

• 連續順向電流 (IF)：25 mA。這是可持續施加於 LED 的最大直流電流。
• 峰值順向電流 (IFP)：160 mA。這是最大脈衝電流，適用於頻率 1 kHz、工作週期 1/10 的條件下。
• 逆向電壓 (VR)：5 V。在逆向偏壓下超過此電壓可能損壞 LED 接面。
• 靜電放電 (ESD) 人體模型：2000 V。這表示 LED 對靜電的敏感度；必須採取適當的 ESD 處理預防措施。
• 功率消耗 (Pd)：60 mW。封裝在不超過其熱限值下所能消耗的最大功率。
• 操作溫度 (Topr)：-40°C 至 +85°C。元件設計可正常運作的環境溫度範圍。
• 儲存溫度 (Tstg)：-40°C 至 +100°C。非運作狀態下的儲存溫度範圍。
• 焊接溫度 (Tsol)：260°C 持續 5 秒。引腳在波焊或迴焊製程中可承受的最高溫度與時間。

2.2 電光特性

這些參數是在環境溫度 (Ta) 25°C、順向電流 (IF) 20 mA 的標準測試條件下量測（除非另有說明）。它們定義了 LED 的典型性能。

• 發光強度 (Iv)：6300 mcd（最小值），8000 mcd（典型值）。這是 LED 在特定方向上的感知亮度量測值。量測不確定度為 ±10%。
• 視角 (2θ1/2)：6°（典型值）。這是發光強度降至 0°（軸上）強度一半時的全角。6° 的視角表示光束非常窄且集中。
• 峰值波長 (λp)：621 nm（典型值）。光輸出功率達到最大值時的波長。
• 主波長 (λd)：615 nm（典型值）。人眼感知到的、與 LED 顏色相符的單一波長。不確定度為 ±1.0 nm。
• 光譜輻射頻寬 (Δλ)：18 nm（典型值）。輻射功率至少為峰值功率一半的波長範圍，表示光譜純度。
• 順向電壓 (VF)：2.0 V（典型值），2.4 V（最大值）。LED 在指定電流下工作時的跨壓降。不確定度為 ±0.1 V。
• 逆向電流 (IR)：10 μA（最大值）。施加指定逆向電壓 (5V) 時流過的小量漏電流。

3. 性能曲線分析

規格書提供了數條特性曲線，用以說明關鍵參數如何隨操作條件變化。這些對於電路設計與熱管理至關重要。

3.1 光譜分佈與指向性

相對強度 vs. 波長曲線顯示一個以 621 nm 為中心的尖銳峰值，確認了橘色光的發射。指向性曲線則直觀地呈現了非常窄的 6° 視角，顯示強度在離軸時如何快速下降，這對於聚焦型指示燈應用非常理想。

3.2 電氣與熱相關性

順向電流 vs. 順向電壓 (IV 曲線)顯示了典型的二極體指數關係。在 20 mA 時，電壓約為 2.0V。相對強度 vs. 順向電流曲線則證明光輸出隨電流線性增加，直至達到額定的最大連續電流。

相對強度 vs. 環境溫度曲線對於熱設計至關重要。它顯示發光輸出會隨著環境溫度升高而降低。例如，在 85°C 時，輸出可能僅為 25°C 時的 50-60%。相反地，順向電流 vs. 環境溫度曲線（可能在恆定電壓下）將顯示電流如何隨溫度變化，這對於設計恆流驅動器以維持穩定亮度非常重要。

4. 機械與封裝資訊

4.1 封裝尺寸

此 LED 封裝於標準的 3mm 圓形封裝中，常被稱為T-1尺寸。詳細的尺寸圖標明了透鏡直徑、引腳間距、引腳直徑與總高度。一個關鍵註記指明法蘭（圓頂底部的邊緣）的高度必須小於 1.5mm (0.059")。所有尺寸單位均為毫米，標準公差為 ±0.25mm（除非另有聲明）。精確的尺寸對於 PCB 焊盤設計以及確保在殼體中的正確安裝至關重要。

4.2 極性識別

LED 有兩根引腳：陽極（正極）與陰極（負極）。通常，陰極可透過塑膠透鏡邊緣的平面或較短的引腳來識別。應查閱規格書中的圖示，以確認此特定料號的確切極性標記，防止反向安裝。

5. 焊接與組裝指南

正確的操作對於防止損壞並確保可靠性至關重要。

5.1 引腳成型

• 彎折必須在距離環氧樹脂燈泡底部至少 3mm 處進行，以避免對密封處造成應力。
• 成型必須在焊接前 soldering.
• 完成。避免對封裝施加應力。PCB 孔位未對準而迫使引腳在插入時彎曲，可能導致裂紋或性能劣化。
• 在室溫下剪斷引腳。

5.2 焊接製程

手工焊接：烙鐵頭溫度不應超過 300°C（適用於最大 30W 烙鐵），每根引腳的焊接時間最多 3 秒。保持焊點與環氧樹脂燈泡之間的最小距離為 3mm。
波峰（DIP）焊接：預熱溫度不應超過 100°C，最長 60 秒。焊錫槽溫度最高為 260°C，停留時間為 5 秒。同樣地，保持焊點與燈泡之間 3mm 的距離。
建議的焊接溫度曲線圖通常會顯示一個漸進的預熱斜坡、在 260°C 的短暫峰值，以及受控的冷卻斜率。不建議快速冷卻。浸焊或手工焊接不應進行超過一次。

5.3 儲存與清潔

儲存：LED 應儲存在溫度 ≤30°C、相對濕度 ≤70% 的環境中。出貨後的保存期限為 3 個月。如需更長時間儲存（最長 1 年），請使用帶有乾燥劑的氮氣密封容器。避免在潮濕環境中溫度劇烈變化，以防凝結。
清潔：如有必要，僅可使用異丙醇在室溫下清潔，時間不超過一分鐘。除非絕對必要且經過預先驗證，否則請勿使用超音波清洗，因其可能造成內部損壞。

6. 熱管理原理

雖然這不是高功率 LED，但熱管理仍然是關鍵的設計考量。順向電壓與電流會產生熱量（功率 = Vf * If）。如果此熱量無法散逸，將會提高 LED 內部的接面溫度。如性能曲線所示，高接面溫度會直接降低光輸出（發光強度），並可能加速長期性能劣化，縮短 LED 壽命。因此，在應用設計階段，應考慮從 LED 引腳到 PCB 乃至散熱片的熱傳導路徑，尤其是在接近最大連續電流或高環境溫度下操作時。60mW 的功率消耗額定值是封裝的極限；超過此值將導致接面溫度超出安全限值。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 包裝規格

LED 以防靜電袋包裝以保護其免受 ESD 損害。包裝層級如下：
1. 捲帶/袋：每防靜電袋最少 200 至 500 顆。
2. 內盒：每內盒 6 袋。
3. 外箱/主箱：每主箱 10 個內盒。

7.2 標籤說明

包裝上的標籤包含數個代碼：
- CPN：客戶料號。
- P/N：製造商料號（例如：383-2USOC/S530-A6）。
- QTY：包裝內數量。
- CAT：發光強度 (Iv) 的分級或分檔。
- HUE：主波長 (λd) 的分級或分檔。
- REF：順向電壓 (Vf) 的分級或分檔。
- LOT No：可追溯的生產批號。

8. 應用建議與設計考量

8.1 典型應用電路

此 LED 應由恆流源驅動以獲得穩定亮度。對於低電流應用，常見的是使用簡單的串聯電阻。電阻值 (R) 計算公式為 R = (電源電壓 - Vf) / If。例如，使用 5V 電源、Vf 為 2.0V、期望 If 為 20mA：R = (5 - 2.0) / 0.02 = 150 Ω。電阻的額定功率至少應為 (5-2.0)*0.02 = 0.06W，因此 1/8W 或 1/4W 的電阻已足夠。對於需要在溫度或電源電壓變化下保持亮度穩定的應用，建議使用專用的 LED 驅動器 IC。

8.2 設計考量

• 視角：6° 的窄視角使其適用於光線應直射觀看者的面板指示燈，不適用於廣區域照明。
• 限流：務必使用限流電阻或電路。直接連接到電壓源將導致過量電流，損壞 LED。
• PCB 佈局：確保 PCB 焊盤設計符合規格書尺寸與極性。在引腳周圍提供足夠的銅箔區域作為輔助散熱片。
• ESD 防護：若 LED 可由使用者接觸，請在輸入線路上實施 ESD 保護，並在組裝時遵循 ESD 安全操作程序。

9. 技術介紹與差異化

9.1 AlGaInP 晶片技術

此 LED 使用 AlGaInP（磷化鋁鎵銦）半導體材料。此材料系統在產生琥珀色、橘色、紅色與黃綠色光譜的光方面效率極高。相較於 GaAsP（磷化鎵砷）等舊技術，AlGaInP LED 在相同電流下能提供顯著更高的亮度與效率，這也是此元件僅在 20mA 下即可達到 8000 mcd 的原因。水透明樹脂透鏡（相對於擴散或染色透鏡）能最大化光提取效率，有助於實現高發光強度。

9.2 與類似產品的差異

此特定 LED 的關鍵差異化特點在於其極高的發光強度（8000 mcd）（在標準 20mA 驅動電流下）以及其極窄的視角（6°）。許多標準 3mm 橘色 LED 的強度可能在 100-1000 mcd 範圍內，且視角較寬（15-30°）。這使其成為需要從小型光源發出高度可見、聚焦橘色光束之應用的專用元件，例如專業設備上的高亮度狀態指示燈或精密光學感測器觸發器。

10. 常見問題解答（基於技術參數）

Q1：我可以持續以 25mA 驅動此 LED 嗎？
A1：可以，25mA 是絕對最大連續順向電流。為獲得最佳壽命並考量實際熱條件，建議在典型測試電流 20mA 或略低於此值下操作。

Q2：發光強度典型值為 8000 mcd。為何我的量測結果不同？
A2：規格書指明量測不確定度為 ±10%。此外，強度是在特定條件（20mA，25°C）下，將光電檢測器置於軸上（0°）進行量測的。任何電流、溫度或量測角度（對於 6° 光束尤其關鍵）的偏差都會導致不同的讀數。

Q3：CAT、HUE 和 REF 分檔是什麼意思？
A3：由於製造變異，LED 在生產後會進行分類（分檔）。CAT根據相似的發光強度對 LED 進行分組（例如：7000-8000 mcd，8000-9000 mcd）。HUE根據主波長分組（例如：613-617 nm）。REF根據順向電壓分組（例如：1.9-2.1V）。對於需要顏色或亮度一致性的應用，指定或採購緊密分檔內的產品非常重要。

Q4：如何解讀 2000V ESD 額定值？
A4：2000V HBM（人體模型）額定值對於 LED 而言被認為是相對穩健的，但仍需要基本的 ESD 預防措施。這意味著元件通常能承受來自人體模型的 2000V 放電。務必在接地表面上操作、使用腕帶，並以防靜電材料包裝。