A203B/UY/S530-A3 LED陣列指示燈規格書 - 黃色霧面 - 20mA - 2.0V - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

A203B/UY/S530-A3是一款低功耗、高效率的LED陣列指示燈，主要設計用於電子儀器與設備中的狀態或功能指示。其核心設計理念在於以最低功耗提供可靠的視覺回饋，並為工程師提供最大的設計彈性。

本產品採用陣列式結構，將多個獨立的LED燈整合於單一塑膠支架內。這種整合式設計簡化了在印刷電路板（PCB）或面板上的安裝流程，讓單一元件即可構成多點指示系統。此陣列設計支援垂直與水平堆疊，能夠建立緊湊、密集的指示燈群組或客製化形狀的指示圖案，以滿足特定應用需求。

主要優勢包括其符合現代環保與安全標準。它是一款無鉛（Pb-free）產品，符合RoHS（有害物質限制）指令，遵循歐盟REACH法規，並滿足無鹵素要求，對溴（Br）與氯（Cl）含量有嚴格限制（Br<900 ppm，Cl<900 ppm，Br+Cl<1500 ppm）。這使其適用於具有嚴格環保法規的廣泛市場。

2. 技術參數與規格

2.1 元件選型與識別

本文件詳述的特定料號為333-2UYD/S530-A3-L。它採用AlGaInP（磷化鋁鎵銦）晶片材料來產生亮黃色發光。外部樹脂為黃色霧面，有助於擴大視角並柔和光線輸出，以提升可視性。

2.2 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無法保證，且應避免以確保長期可靠性能。所有額定值均在環境溫度（Ta）25°C下指定。

• 連續順向電流（I_F）：25 mA
• 峰值順向電流（I_FP）：60 mA（於1/10工作週期及1 kHz頻率下）
• 逆向電壓（V_R）：5 V
• 功率消耗（P_d）：60 mW
• 操作溫度（T_opr）：-40°C 至 +85°C
• 儲存溫度（T_stg）：-40°C 至 +100°C
• 焊接溫度（T_sol）：最高260°C，持續時間不超過5秒

2.3 電光特性

這些是在標準測試條件下（Ta=25°C，I_F=20mA，除非另有說明）測量的典型性能參數。它們代表元件的預期性能。

• 順向電壓（V_F）：最小1.7V，典型2.0V，最大2.4V。這是在指定電流下操作時，LED兩端的電壓降。
• 逆向電流（I_R）：在V_R=5V時，最大10 µA。這表示施加逆向電壓時極小的漏電流。
• 發光強度（I_V）：最小100 mcd，典型200 mcd。這是人眼感知的LED亮度度量。
• 視角（2θ_1/2）：典型30度。這是發光強度降至0度（軸向）強度一半時的全角。
• 峰值波長（λ_p）：典型591 nm。光學輸出功率達到最大值時的波長。
• 主波長（λ_d）：典型589 nm。描述人眼感知顏色的單一波長。
• 光譜輻射頻寬（Δλ）：典型15 nm。發射光的光譜寬度，以最大強度一半處（FWHM）測量。

3. 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。這些對於電路設計與熱管理至關重要。

3.1 相對強度 vs. 波長

此曲線顯示了發射光的光譜分佈，以典型591 nm峰值波長為中心，具有15 nm頻寬，確認了黃色光輸出。

3.2 指向性圖案

此圖說明了光的空間分佈，顯示了典型的30度視角，在此角度下強度降至軸向值的50%。

3.3 順向電流 vs. 順向電壓（I-V曲線）

這條基本曲線顯示了二極體的電流與電壓之間的指數關係。對於此LED，在典型操作電流20 mA下，順向電壓約為2.0V。此曲線對於設計限流電路至關重要。

3.4 相對強度 vs. 順向電流

此曲線證明光輸出（發光強度）隨順向電流增加而增加，但關係並非完全線性，特別是在較高電流時。它為達到所需亮度等級的驅動電流決策提供依據。

3.5 溫度相依性曲線

兩條關鍵曲線顯示了環境溫度（T_a）的影響：
相對強度 vs. 環境溫度：顯示發光強度通常隨環境溫度升高而降低。這是在高溫環境下應用的關鍵因素。
順向電流 vs. 環境溫度：可用於理解I-V特性如何隨溫度變化，這對於恆流驅動器設計很重要。

4. 機械與封裝資訊

4.1 封裝尺寸

規格書包含A203B/UY/S530-A3 LED陣列的詳細尺寸圖。圖面註記中的關鍵規格包括：所有尺寸單位為毫米（mm），除非另有規定，一般公差為±0.25 mm。引腳間距在引腳從封裝本體伸出的位置測量。精確的尺寸對於PCB佔位面積設計及確保組裝時的正確配合至關重要。

5. 焊接與組裝指南

正確的操作對於維持元件可靠性與性能至關重要。

5.1 引腳成型

• 彎曲必須在距離環氧樹脂燈泡底部至少3 mm處進行，以避免對封裝造成應力。
• 成型必須在焊接之前於室溫下進行。
• PCB孔必須與LED引腳完美對齊，以避免安裝應力。

5.2 儲存

• 建議儲存條件：≤30°C且相對濕度≤70%。
• 出貨後的標準儲存壽命為3個月。如需更長時間儲存（最長1年），請使用帶有氮氣環境和乾燥劑的密封容器。
• 避免在潮濕環境中溫度急劇變化，以防止凝結。

5.3 焊接製程

必須在焊點與環氧樹脂燈泡之間保持至少3 mm的距離。

手工焊接：烙鐵頭最高溫度300°C（適用於最大30W烙鐵）。每引腳焊接時間最長3秒。
浸焊（波峰焊）：預熱最高溫度100°C（最長60秒）。焊錫槽最高溫度260°C，持續時間最長5秒。
提供了建議的焊接溫度曲線，強調了控制加熱與冷卻速率的重要性。避免快速冷卻。焊接（浸焊或手工）不應執行超過一次。在焊接後LED恢復至室溫前，避免對LED施加機械應力或振動。

5.4 清潔

若需清潔，請使用室溫下的異丙醇，時間不超過一分鐘，然後風乾。不建議使用超音波清洗，若絕對必要，必須事先進行驗證，因為根據功率和組裝條件，超音波可能會損壞LED。

5.5 熱管理

強調了適當的熱設計。操作電流應根據應用的環境溫度與熱管理能力進行適當的降額。設計人員應參考降額曲線（雖未在提供的摘錄中明確顯示，但已暗示）以確保長期可靠性。

6. 包裝與訂購資訊

6.1 包裝規格

LED的包裝旨在防止靜電放電（ESD）和濕氣損壞。
包裝數量：
1. 每防靜電袋200件。
2. 每內箱4袋。
3. 每主（外）箱10個內箱。
每主箱總計8,000件。

6.2 標籤說明

包裝標籤包含數個代碼：
• CPN：客戶料號
• P/N：製造商料號（例如：333-2UYD/S530-A3-L）
• QTY：數量
• CAT：性能等級或類別
• HUE：主波長
• REF：參考資訊
• LOT No：可追溯的批號，用於品質控制

7. 應用說明與設計考量

7.1 典型應用

此LED陣列設計作為各種電子儀器與控制面板中顯示狀態、程度、功能模式或位置的指示器。例如音響設備、測試與量測裝置、工業控制系統以及需要多個可配置指示點的消費性電子產品。

7.2 電路設計考量

當從電壓源驅動LED時，限流電阻是必需的。電阻值可使用歐姆定律計算：R = (V_電源- V_F) / I_F。使用典型V_F2.0V及從5V電源所需的I_F20 mA：R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω。通常會使用稍高的值（例如180 Ω）以留餘裕並降低功率消耗。為了在變化的電源電壓或溫度下保持恆定亮度，建議使用恆流驅動電路。

7.3 熱設計考量

雖然元件功耗低（最大60 mW），但在應用中有效的熱管理對於維持發光強度與壽命仍然重要，特別是在接近最大電流或高環境溫度下操作時。確保PCB提供足夠的散熱設計，並考慮鄰近發熱元件的影響。

7.4 光學設計考量

黃色霧面樹脂提供了寬廣（30度）的視角。對於需要較窄光束的應用，可以使用外部透鏡或導光管。霧面輸出有助於減少眩光並創造更均勻的外觀，非常適合前面板指示器。

8. 技術比較與差異化

A203B/UY/S530-A3透過其陣列格式實現差異化。與使用多個分立式LED相比，此整合陣列提供了顯著優勢：
• 簡化組裝：單一元件取代了多個放置與焊接操作。
• 提升一致性：陣列內的LED來自同一生產批次，確保更好的顏色與亮度均勻性。
• 設計彈性：可堆疊特性允許建立客製化的指示器形狀與圖案，無需客製化模具。
• 空間效率：能夠實現比分立元件更密集的指示器佈局。
其符合RoHS、REACH及無鹵素標準是現代元件的基礎要求，但對於銷售到受監管市場而言，仍然是關鍵的差異化因素。

9. 常見問題（FAQ）

問：峰值波長與主波長有何不同？
答：峰值波長（λ_p）是光輸出最強時的物理波長。主波長（λ_d）是一個計算值，對應於人眼感知的顏色。對於像此黃色LED這樣的單色LED，它們通常非常接近（此處為591 nm vs. 589 nm）。

問：我可以連續以60 mA的峰值電流驅動此LED嗎？
答：不行。60 mA的峰值順向電流（I_FP）僅適用於低工作週期（1/10）的脈衝操作。最大連續電流（I_F）為25 mA。超過連續額定值將導致過熱並迅速劣化或故障。

問：為什麼儲存濕度很重要？
答：LED封裝會吸收濕氣。在高溫焊接過程中，這些吸收的濕氣可能迅速轉化為蒸汽，導致內部分層或破裂（\"爆米花效應\"）。適當的儲存可控制濕氣吸收。

問：順向電壓範圍從1.7V到2.4V。這對我的設計有何影響？
答：由於製造公差，這種變化是正常的。您的限流電路應設計為能處理此範圍。使用恆流驅動器而非簡單的電阻，將確保所有單元的亮度一致，無論V_F variation.

10. 實際應用範例

情境：為電源供應器設計多級狀態指示器。
設計人員需要指示四種狀態：待機、正常、警告、故障。他們可以使用兩個垂直堆疊的A203B/UY/S530-A3陣列。
• PCB佈局：PCB佔位面積根據封裝尺寸圖設計。附近放置四個限流電阻（每個對應陣列區段中的一個LED）。針對3.3V邏輯電源計算電阻值，目標為每個LED 15 mA以獲得足夠亮度並降低功耗：R = (3.3V - 2.0V) / 0.015A ≈ 87 Ω。選擇標準的91 Ω電阻。
• 韌體控制：微控制器的四個GPIO引腳連接到陰極（透過電阻），陽極連接到3.3V電源軌。韌體可以點亮單個LED或組合來表示四種狀態（例如，單個LED表示待機，兩個表示正常，三個表示警告，全部四個表示故障）。
• 組裝：在其他SMD元件焊接後，將陣列放置在PCB上。在波峰焊期間，仔細控制溫度曲線，以不超過260°C持續5秒，並遵守3mm距離規則。
這種方法以最少的電路板空間和元件數量，產生了一個整潔、均勻且易於組裝的指示器部分。