LED 燈珠 1254-10SYGD/S530-E2 規格書 - 5.0mm 圓形 - 2.0V - 20mA - 亮黃綠色 - 繁體中文技術文件

3. 性能曲線分析

規格書提供了數個特性曲線，對於理解元件在非標準條件下的行為至關重要。

3.1 相對強度 vs. 波長

此曲線顯示了發射光的光譜分佈，中心約在 575nm，典型光譜頻寬 (Δλ) 為 20nm。它證實了 AlGaInP 晶片的單色光特性。

3.2 指向性圖案

極座標圖說明了光的空間分佈，與 40° 視角相關。它顯示了擴散透鏡 LED 常見的典型朗伯或近朗伯發射圖案。

3.3 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V 曲線)

此指數曲線是驅動器設計的基礎。它顯示了施加電壓與產生電流之間的關係。"膝點"電壓約在 1.8V-2.0V，之後電流會隨著電壓微小增加而急遽上升，凸顯了電流控制（而非電壓控制）的必要性。

3.4 相對強度 vs. 順向電流

此曲線展示了驅動電流與光輸出之間的超線性關係。雖然增加電流能提升亮度，但也會增加接面溫度，若超過最大額定值，可能加速光通量衰減。

3.5 溫度依存性曲線

相對強度 vs. 環境溫度：顯示光輸出隨著環境溫度 (T_a) 升高而降低。這種熱降額對於高溫環境下的應用至關重要。
順向電流 vs. 環境溫度：在恆定電壓偏壓下，二極體的順向電流通常會隨溫度升高而增加。此曲線可能顯示了為維持某參數所需的電流調整，強調了熱管理的重要性。

4. 機械與封裝資訊

4.1 封裝尺寸

此 LED 採用標準 5mm 圓形徑向引腳封裝。關鍵尺寸包括：

• 整體直徑：5.0mm (標稱值)。
• 引腳間距：2.54mm (標準 0.1 英吋間距)。
• 總高度受限，法蘭高度規定小於 1.5mm。
• 尺寸的標準公差為 ±0.25mm，除非另有規定。

機械圖對於 PCB 焊盤設計至關重要，可確保正確的安裝與對齊。

4.2 極性識別

陰極通常由透鏡邊緣的平面或較短的引腳來識別。組裝時應查閱規格書圖面，以確認此型號使用的具體標記，確保正確方向。

5. 焊接與組裝指南

正確的操作對於可靠性至關重要。規格書提供了詳細說明。

5.1 引腳成型

• 彎折必須在距離環氧樹脂燈珠本體底部至少 3mm 處進行，以避免對密封處造成應力。
• 成型必須在焊接之前，於室溫下完成。
• PCB 孔位對齊必須精確，以避免安裝應力。

5.2 焊接製程

手工焊接：烙鐵頭溫度 ≤300°C (最大 30W)，每引腳時間 ≤3 秒。保持焊點與環氧樹脂燈珠本體距離 ≥3mm。
波峰焊/浸焊：預熱 ≤100°C (≤60 秒)。焊錫槽溫度 ≤260°C，時間 ≤5 秒。保持焊點與環氧樹脂燈珠本體距離 ≥3mm。
通用規則：避免在高溫下對引腳施加應力。不要重複焊接。讓其逐漸冷卻至室溫，並避免衝擊/振動。使用最低的有效溫度。

5.3 建議焊接溫度曲線

提供了圖形化的溫度曲線，通常顯示漸進的預熱、在液相線以上 (例如 260°C) 的特定時間，以及受控的冷卻速率。遵循此曲線可防止熱衝擊。

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。除非經過預先驗證，否則請勿使用超音波清洗，因其可能損壞內部結構。

5.5 儲存條件

儲存於 ≤30°C 且 ≤70% 相對濕度。出貨後保存期限為 3 個月。如需更長時間儲存 (最長 1 年)，請使用充氮氣並放置乾燥劑的密封容器。在潮濕環境中避免溫度劇烈變化，以防止凝露。

6. 熱與電氣管理

6.1 熱管理

LED 性能與壽命強烈依賴於溫度。設計必須考量：

• 電流降額：在較高的環境溫度下，應適當降低操作電流，如降額曲線所示 (規格書註記中暗示)。
• 環境控制：必須管理最終應用中 LED 周圍的溫度，通常透過 PCB 佈局、散熱或氣流來實現。

6.2 ESD (靜電放電) 敏感度

LED 晶片對靜電放電和突波電壓敏感。在操作與組裝過程中應遵守標準的 ESD 預防措施，例如使用接地的工作站和腕帶。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 包裝規格

LED 的包裝旨在確保防潮並保護免受靜電和電磁場影響。

• 初級包裝：防靜電袋。
• 次級包裝：內盒，內含 4 袋。
• 三級包裝：外箱，內含 10 個內盒。
• 包裝數量：每袋最少 200 至 1000 顆。標準外箱包含 40 袋 (數量取決於每袋顆數，約 8,000 至 40,000 顆)。

7.2 標籤說明

包裝標籤包含數個用於追溯與分級的代碼：

• CPN：客戶生產編號。
• P/N：製造商生產編號 (1254-10SYGD/S530-E2)。
• QTY：包裝內數量。
• CAT：發光強度等級 (亮度分級)。
• HUE：主波長等級 (顏色分級)。
• REF：順向電壓等級 (電壓分級)。
• LOT No：製造批號，用於追溯。

8. 應用設計考量

8.1 電路設計

務必使用串聯限流電阻。使用以下公式計算電阻值 (R)：R = (V_supply- V_F) / I_F。使用規格書中的最大 V_F值 (2.4V)，以確保在最差情況下電流不超過限制。對於 5V 電源與 20mA 目標電流：R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130Ω。為留有安全餘裕，請使用下一個標準值 (例如 150Ω)。

8.2 PCB 佈局

確保孔距匹配 2.54mm 引腳間距。若預期使用高電流或連續操作，請在引腳周圍提供足夠的銅箔面積或散熱焊盤，以幫助散熱。

8.3 光學整合

40° 視角與擴散透鏡提供了寬廣、柔和的光型，適合面板指示燈。如需聚焦照明，可能需要外部光學元件。綠色擴散樹脂有助於實現均勻的顏色外觀。

9. 技術比較與差異化

雖然未提供具體競爭對手數據，但根據其規格書，此元件的關鍵差異化因素包括：

• 材料技術：使用 AlGaInP 半導體材料，此材料對於產生黃、橙、紅及綠光波長效率極高，通常比舊技術在這些顏色上提供更高的亮度與效率。
• 法規符合性：全面符合現代環保法規 (RoHS、REACH、無鹵素)，對於目標全球市場 (尤其是歐洲) 的產品是一大優勢。
• 穩健的規格：清晰的絕對最大額定值與詳細的操作/焊接指南，相較於文件較不完整的元件，有助於提高組裝良率與現場可靠性。

10. 常見問題 (FAQ)

Q1：我可以連續以 25mA 驅動此 LED 嗎？
A1：連續順向電流的絕對最大額定值為 25mA。為了可靠的長期運作，標準做法是對此值進行降額。建議在典型的 20mA 條件下操作，以獲得最佳壽命與穩定性。

Q2：發光強度為 40-63 mcd。為何有此範圍？
A2：此範圍代表製造變異。LED 通常會依亮度分級 (標籤上的 "CAT")。為了在應用中獲得一致的亮度，請指定或選用同一分級的 LED。

Q3：需要散熱片嗎？
A3：對於單顆 LED 在中等環境溫度下以 20mA 操作，通常不需要專用散熱片。然而，在 PCB 層級 (銅箔焊盤) 進行熱管理是良好的做法。對於陣列、更高電流或高環境溫度，則需要進行熱分析。

Q4：我可以將其用於戶外應用嗎？
A4：其操作溫度範圍延伸至 -40°C，適合許多戶外環境。然而，此封裝並未特別針對防水或抗紫外線進行評級。對於直接暴露於戶外的情況，需要額外的環境保護 (披覆塗層、外殼)。

11. 設計導入案例研究範例

情境：為網路路由器設計狀態指示燈面板。
需求：使用多顆黃綠 LED 來顯示連線活動與電源狀態。
設計步驟：
1. 電流設定：每顆 LED 選擇 15mA 驅動電流，以確保良好的可見度，同時提供低於 25mA 最大值的餘裕，延長使用壽命。
2. 電路計算：使用 3.3V 系統電源，並採用最大 V_F=2.4V：R = (3.3V - 2.4V) / 0.015A = 60Ω。使用 62Ω 5% 電阻。
3. PCB 設計：將 LED 放置在 2.54mm 網格上。為引腳使用小型散熱焊盤。將 LED 分組以簡化佈線。
4. 組裝：遵循指定的波峰焊溫度曲線 (260°C，最大 5 秒)。確保焊料在環氧樹脂燈珠本體 3mm 範圍內不會因毛細作用上升。
5. 結果：一個可靠、亮度一致且顏色均勻的指示燈面板，適合大量生產。

12. 技術原理介紹

此 LED 基於 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 PN 接面的主動區複合，以光子 (光) 的形式釋放能量。特定的顏色 (亮黃綠色，573nm) 由 AlGaInP 合金成分的能隙能量決定。綠色擴散環氧樹脂封裝具有多重目的：作為透鏡塑造光輸出、提供機械保護，並摻雜螢光粉或染料以修飾晶片發出光的外觀與擴散效果。

13. 產業趨勢與背景

雖然表面黏著元件 (SMD) LED 因小型化需求主導了新設計，但像 5mm 圓形封裝這樣的穿孔式 LED 仍因以下幾個原因而保有相關性：它們非常適合原型製作、麵包板測試，以及需要高單點亮度或偏好穿孔安裝以獲得機械強度的應用。此類元件的趨勢是朝向更高效率 (每瓦更多流明)、更嚴格的顏色與亮度分級以確保一致性，以及保證符合不斷演進的環保與安全標準。詳細的焊接與操作指南反映了產業在自動化生產環境中，對於提高製造良率與長期可靠性的關注。