LED 燈珠 383-2SURC/S530-A3 規格書 - 超紅光 - 20mA - 2.0V 典型值 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件提供 383-2SURC/S530-A3 LED 燈珠的完整技術規格。此元件為表面黏著裝置 (SMD)，專為需要高亮度與可靠性能的應用而設計。該系列基於 AlGaInP 晶片技術，發射超紅光譜，並封裝於水透明樹脂中。

1.1 核心特色與優勢

此 LED 提供多項關鍵特色，使其適用於嚴苛的電子應用：

• 高亮度：專為需要卓越發光強度的應用而設計。
• 視角選擇：提供多種視角選項，以適應不同的設計需求。
• 堅固封裝：提供捲帶包裝，適用於自動化組裝，確保在大批量生產中的可靠性與易於處理。
• 環境法規符合性：本產品符合關鍵環境法規，包括 RoHS、歐盟 REACH，且為無鹵素 (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm)。
• 顏色與強度選項：此 LED 燈珠系列提供不同顏色與發光強度等級。

1.2 目標應用

此 LED 專為整合到各種需要指示燈或背光的消費性與工業電子產品中而設計。典型的應用領域包括：

• 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

本節針對 LED 指定的電氣、光學與熱參數提供詳細、客觀的分析。除非另有說明，所有額定值均在環境溫度 (Ta) 25°C 下指定。

2.1 絕對最大額定值

絕對最大額定值定義了可能對元件造成永久損壞的極限。這些並非建議的操作條件。

• 連續順向電流 (IF)：25 mA。這是可持續施加的最大直流電流。
• 峰值順向電流 (IFP)：160 mA。此值僅允許在佔空比 1/10、頻率 1 kHz 的脈衝條件下使用。
• 靜電放電 (ESD) 耐受度：2000 V (人體放電模型)。必須遵循正確的 ESD 處理程序。
• 逆向電壓 (VR)：5 V。在逆向偏壓下超過此電壓可能導致立即故障。
• 功率消耗 (Pd)：60 mW。這是封裝可消耗的最大功率。
• 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)：迴焊或手工焊接時，最高 260°C，持續時間最長 5 秒。

2.2 電光特性

這些參數定義了 LED 在正常操作條件下 (IF=20mA, Ta=25°C) 的典型性能。

• 發光強度 (Iv)：1000 mcd (最小值)，2500 mcd (典型值)。此高強度是超紅光 AlGaInP LED 的特性。量測不確定度為 ±10%。
• 視角 (2θ1/2)：6° (典型值)。這是一個非常窄的視角，產生高度定向的光束。
• 峰值波長 (λp)：632 nm (典型值)。光譜輻射強度達到最大值時的波長。
• 主波長 (λd)：624 nm (典型值)。人眼感知的單一波長。量測不確定度為 ±1.0 nm。
• 光譜輻射頻寬 (Δλ)：20 nm (典型值)。最大強度一半處的光譜寬度。
• 順向電壓 (VF)：2.0 V (典型值)，2.4 V (最大值) @ 20mA。量測不確定度為 ±0.1V。
• 逆向電流 (IR)：10 μA (最大值) @ VR=5V。

2.3 熱特性

雖然未在獨立表格中明確列出，但熱管理至關重要。60 mW 的功率消耗 (Pd) 與操作溫度範圍意味著需要適當的 PCB 佈局以利散熱，特別是在接近或達到最大順向電流操作時。性能曲線顯示了環境溫度與順向電流/強度之間的關係。

3. 分級與選擇系統

規格書指出，本產品提供不同強度與顏色。包裝規格標籤指的是關鍵參數的分級系統，允許根據應用需求進行選擇：

• CAT：發光強度等級。允許選擇亮度等級。
• HUE：主波長等級。允許在特定顏色/波長區間內選擇。
• REF：順向電壓等級。適用於需要嚴格電壓匹配的設計。

請查閱製造商的詳細分級文件，以了解特定代碼定義與可用範圍。

4. 性能曲線分析

規格書包含數條典型特性曲線，對於電路設計與理解非標準條件下的性能至關重要。

4.1 相對強度 vs. 波長

此圖顯示光譜功率分佈，峰值約在 632 nm，頻寬 (FWHM) 約為 20 nm，確認了超紅光顏色。

4.2 指向性圖案

極座標圖說明了 6° 的典型視角，顯示正向方向具有非常高的強度，且強度迅速衰減。

4.3 順向電流 vs. 順向電壓 (IV 曲線)

此曲線是非線性的，為二極體的典型特性。它顯示了施加電壓與產生電流之間的關係。20mA 下典型的 Vf 2.0V 清晰可見。設計師必須使用限流電阻或恆流驅動器。

4.4 相對強度 vs. 順向電流

發光強度隨順向電流增加而增加，但並非線性關係。超過建議電流操作會因熱量增加而降低效率與使用壽命。

4.5 溫度相依性曲線

• 相對強度 vs. 環境溫度：顯示發光輸出隨環境溫度升高而降低。在設計高溫環境應用時必須考慮此因素。
• 順向電流 vs. 環境溫度：指出順向電壓特性如何隨溫度變化，若使用恆壓源驅動，這可能會影響電流。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

規格書提供 LED 封裝的詳細尺寸圖。關鍵註記包括：

• 所有尺寸單位為毫米。
• 法蘭高度必須小於 1.5mm (0.059")。
• 除非另有規定，預設公差為 ±0.25mm。

圖紙指定了本體尺寸、引腳間距與整體形狀，這些對於 PCB 焊墊設計至關重要。

5.2 極性識別

陰極通常由封裝上的視覺標記指示，例如凹口、綠點或較短的引腳。請查閱此型號使用的具體標記的尺寸圖。

6. 焊接與組裝指南

正確的操作對於可靠性至關重要。規格書提供了全面的說明。

6.1 引腳成型

• 在距離環氧樹脂燈泡基座至少 3mm 處彎曲引腳。
• 在焊接前進行成型。
• 避免對封裝施加應力。PCB 安裝過程中的錯位可能導致樹脂破裂與故障。
• 在室溫下剪斷引腳。

6.2 儲存

• 儲存於 ≤30°C 且 ≤70% RH 的環境中。自出貨日起，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。
• 避免在潮濕環境中溫度劇烈變化，以防止凝結。

6.3 焊接參數

手工焊接：烙鐵頭溫度最高 300°C (最大功率 30W)。焊接時間最長 3 秒。保持焊點與環氧樹脂燈泡之間至少 3mm 的距離。

波峰/浸焊：預熱溫度最高 100°C (最長 60 秒)。焊錫槽溫度最高 260°C，持續 5 秒。保持焊點與燈泡之間至少 3mm 的距離。

通用規則：高溫時勿對引腳施加應力。勿重複焊接。冷卻至室溫前避免震動。避免快速冷卻。始終使用最低的有效溫度。

6.4 清潔

• 僅在室溫下使用異丙醇清潔，時間 ≤1 分鐘。
• 避免超音波清洗。若絕對必要，請預先驗證製程，確保不會造成損壞。

6.5 熱管理

註記強調必須在設計階段考慮熱管理。應根據應用的實際熱環境適當降低操作電流，以確保長壽命與穩定性能。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 包裝規格

LED 的包裝旨在防止運輸與操作過程中的損壞：

• 一級包裝：防靜電袋。
• 二級包裝：內盒。
• 三級包裝：用於批量運輸的外箱。
• 包裝數量：通常每袋 200 至 500 顆，每內盒 6 袋，每外箱 10 個內盒。

7.2 標籤說明

包裝上的標籤包含用於追溯與選擇的代碼：CPN (客戶料號)、P/N (製造商料號)、QTY (數量)、CAT (強度等級)、HUE (波長等級)、REF (電壓等級) 與 LOT No. (批號)。

8. 應用建議與設計考量

8.1 典型應用電路

此 LED 必須使用限流機制驅動。最簡單的方法是串聯一個電阻。使用公式 R = (電源電壓 - Vf) / If 計算電阻值。對於 5V 電源與 20mA 下典型的 Vf 2.0V：R = (5 - 2.0) / 0.02 = 150 Ω。建議使用恆流驅動器以獲得精確度與穩定性，特別是在溫度變化時。

8.2 PCB 佈局考量

• 確保焊墊圖案與封裝尺寸完全匹配。
• 在引腳周圍提供足夠的銅箔面積以利散熱，特別是在接近最大額定值操作時。
• 保持焊墊與環氧樹脂燈泡之間建議的 3mm 間隙，以防止焊接過程中的熱損壞。

8.3 光學設計

窄 6° 視角使此 LED 適用於需要聚焦光束或光線不應溢散到相鄰區域的應用。如需更寬的照明，則需要二次光學元件 (透鏡或擴散片)。

9. 技術比較與差異化

與標準紅色 GaAsP LED 相比，此基於 AlGaInP 的超紅光 LED 在相同驅動電流下提供顯著更高的發光效率與強度。窄視角是其相對於用於區域照明的廣角 LED 的定義性特徵。其符合現代環境標準 (無鹵素、REACH) 是針對具有嚴格法規的全球市場產品的關鍵優勢。

10. 常見問題 (基於技術參數)

問：我可以將此 LED 驅動在 30mA 以獲得更高亮度嗎？

答：不行。連續順向電流的絕對最大額定值為 25 mA。超過此額定值有立即或長期損壞的風險，並使保固失效。如需更高亮度，請選擇發光強度等級 (CAT 等級) 更高的 LED。



問：順向電壓列為典型值 2.0V。計算串聯電阻時應使用何值？

答：為了穩健設計，請使用規格書中的最大順向電壓 (2.4V)。這確保即使您收到的 LED 處於 Vf 範圍的高端，電流也不會超過期望值。使用典型值可能導致某些元件的電流過高。



問：此 LED 適合戶外使用嗎？

答：操作溫度範圍為 -40°C 至 +85°C，涵蓋大多數戶外環境。然而，LED 本身不防水或未經紫外線穩定處理。用於戶外時，必須將其置於提供環境密封的保護窗或透鏡後方。



問：為何儲存條件如此具體 (≤30°C/70% RH 保存 3 個月)？

答：SMD 元件容易吸濕。超過這些限制可能導致迴焊焊接過程中發生 "爆米花效應"，即內部濕氣汽化並使封裝破裂。這些指南確保了可焊性與可靠性。

11. 實務設計與使用案例

案例：為網路交換器設計狀態指示燈。LED 需要明亮、可靠且壽命長。383-2SURC/S530-A3 是一個絕佳的選擇。設計師將：1) 選擇適當的 CAT/HUE 等級，以確保所有單元顏色與亮度一致。2) 嚴格按照尺寸圖設計 PCB 焊墊圖案。3) 使用設定為 20mA (或略低以延長壽命) 的恆流驅動器，而非簡單的電阻，以確保無論電源電壓波動，強度都穩定。4) 確保 PCB 佈局提供連接到接地層的小型散熱焊墊，以幫助散熱。5) 在組裝過程中嚴格遵循波峰焊溫度曲線，以避免熱衝擊。

12. 技術原理介紹

此 LED 採用 AlGaInP (磷化鋁鎵銦) 半導體晶片。當施加順向電壓時，電子與電洞在半導體的主動區域復合，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，進而定義了發射光的峰值波長——在本例中為超紅光區域 (~624-632 nm)。水透明環氧樹脂作為主透鏡，將輸出光束塑形為指定的 6° 視角。

13. 技術趨勢

像此類指示 LED 的趨勢持續朝向更高效率 (每瓦更多流明) 發展，這允許在更低電流下獲得相同亮度，從而降低功耗與熱量產生。同時，在保持或改善光學性能的同時實現小型化的驅動力也很強。此外，推動更廣泛的環境法規符合性 (超越 RoHS，包括無鹵素、REACH 與無衝突礦產) 正成為整個行業的標準。開發更堅固的封裝材料以承受更高的迴焊溫度與更惡劣的環境條件也是一個持續關注的領域。