LED 燈珠 6324-15SURC/S400-A9 規格書 - 亮紅色 - 20mA - 320mcd - 100° 視角 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

6324-15SURC/S400-A9 是一款專為插件式安裝設計的高亮度亮紅色 LED 燈珠。它採用 AlGaInP（磷化鋁鎵銦）晶片材料，並封裝於水清樹脂中，提供 624 nm 的主波長。此元件專為需要可靠性能與穩定光輸出的應用而設計。

1.1 核心特色與優勢

• 高亮度：在標準驅動電流 20mA 下，提供典型發光強度 320 毫燭光 (mcd)。
• 寬視角：具備 100 度半強度視角 (2θ1/2)，提供寬廣的發光模式，適用於指示燈應用。
• 符合性與可靠性：本產品符合 RoHS、歐盟 REACH 及無鹵素標準（Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm），確保環境安全與堅固結構。
• 包裝選項：提供捲帶包裝，適用於自動化組裝製程。

1.2 目標應用

此 LED 專為消費性電子產品與電腦設備的背光及狀態指示而設計。典型應用包括：

• 電視機 (TV)
• 電腦顯示器
• 電話機
• 桌上型電腦與周邊設備

2. 技術參數分析

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。在此條件下操作不保證性能。

• 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，1 kHz 條件下)
• 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，持續時間最長 5 秒。

2.2 電光特性 (Ta=25°C)

以下參數於標準測試條件下量測 (I_F= 20mA)，代表元件的典型性能。

• 發光強度 (I_v)：最小值 160 mcd，典型值 320 mcd。
• 視角 (2θ_1/2)：典型值 100 度。
• 峰值波長 (λ_p)：典型值 632 nm。
• 主波長 (λ_d)：典型值 624 nm。此為人眼感知的波長。
• 光譜輻射頻寬 (Δλ)：典型值 20 nm，定義了光譜純度。
• 順向電壓 (V_F)：最小值 1.7 V，典型值 2.0 V，最大值 2.4 V。
• 逆向電流 (I_R)：於 V_R= 5V 時，最大值 10 μA。

註：順向電壓 (±0.1V)、發光強度 (±10%) 及主波長 (±1.0nm) 的量測不確定度已指定。

3. 性能曲線分析

本規格書提供了數條對設計工程師至關重要的特性曲線。

3.1 相對強度 vs. 波長

此曲線顯示了光譜功率分佈，峰值位於 632 nm，典型頻寬為 20 nm，確認了亮紅色的光輸出。

3.2 指向性圖案

輻射圖案說明了 100 度的視角，顯示光強度如何從中心軸遞減。

3.3 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V 曲線)

此圖表展示了電流與電壓之間的指數關係，為二極體的典型特性。在 20mA 下，典型順向電壓為 2.0V。

3.4 相對強度 vs. 順向電流

顯示發光輸出隨驅動電流增加而增加。對於決定達到所需亮度等級所需的電流至關重要。

3.5 溫度相依性

提供了兩條關鍵圖表：

相對強度 vs. 環境溫度：顯示發光輸出通常會隨著環境溫度升高而降低。適當的熱管理對於維持亮度至關重要。

順向電流 vs. 環境溫度：可用於了解元件的電氣行為如何隨溫度變化。

4. 機械與封裝資訊

4.1 封裝尺寸

此 LED 採用標準 3mm 徑向引腳封裝。關鍵尺寸註記包括：

• 所有尺寸單位為毫米 (mm)。
• 凸緣高度必須小於 1.5mm (0.059\")。
• 除非另有規定，標準公差為 ±0.25mm。

(註：PDF 圖面中的確切數值尺寸未在本文中提供，但圖面會顯示引腳間距、本體直徑和總高度。)

5. 組裝與操作指南

5.1 引腳成型

• 在距離環氧樹脂燈泡基座至少 3mm 處彎折引腳。
• 在焊接前進行成型，以避免對焊點施加應力。
• 避免對封裝施加應力；不當操作可能損壞內部連接或使環氧樹脂破裂。
• 在室溫下剪裁引腳。
• 確保 PCB 孔位與 LED 引腳完美對齊，以防止安裝應力。

5.2 儲存條件

• 建議儲存條件：≤30°C 且 ≤70% 相對濕度 (RH)。
• 出貨後在此條件下的保存期限：3 個月。
• 如需更長時間儲存（最長 1 年），請使用充填氮氣並放置乾燥劑的密封容器。
• 避免在潮濕環境中溫度劇烈變化，以防止凝結。

5.3 焊接建議

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：最高 300°C（適用於最大 30W 烙鐵）。

- 焊接時間：每支引腳最長 3 秒。

波峰 (DIP) 焊接：

- 預熱溫度：最高 100°C（最長 60 秒）。

- 焊錫槽溫度與時間：最高 260°C，持續 5 秒。

- 遵循建議的焊接曲線（預熱、層流波、冷卻）。

關鍵焊接注意事項：

- 在高溫操作期間避免對引腳施加應力。

- 請勿焊接（浸焊或手工焊）超過一次。

- 焊接後，在 LED 冷卻至室溫前，保護其免受機械衝擊。

- 避免從峰值溫度快速冷卻。

- 始終使用最低的有效焊接溫度。

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。
• 使用前在室溫下乾燥。
• 避免超音波清洗。若絕對需要，請預先驗證製程以確保無損壞發生，因為功率和組裝條件會顯著影響風險。

5.5 熱管理

• 在應用設計階段必須考慮熱管理。
• 參考降額曲線（規格書中暗示），適當降低操作電流。
• 在應用中控制 LED 周圍的環境溫度。

5.6 ESD（靜電放電）敏感性

此元件對靜電放電和突波電壓敏感。ESD 可能損壞半導體接面。在組裝和操作期間，必須遵循適當的 ESD 處理程序（使用接地工作站、靜電手環等）。

6. 包裝與訂購資訊

6.1 包裝規格

• 一級包裝：防靜電袋。
• 二級包裝：內盒。
• 三級包裝：外箱。
• 包裝數量：
  
  1. 每袋最少 200 至 500 顆。每內盒 5 袋。
  
  2. 每外箱 10 個內盒。

6.2 標籤說明

包裝上的標籤包含以下資訊代碼：

• CPN：客戶生產編號
• P/N：生產編號（料號）
• QTY：包裝數量
• 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。

7. 應用設計考量

7.1 電路設計

務必使用限流電阻與 LED 串聯。電阻值可使用歐姆定律計算：R = (V_supply- V_F) / I_F。為確保穩健設計，即使考慮元件公差，電流也不會超過最大額定值，請使用規格書中的最大順向電壓 (2.4V)。

7.2 熱設計

若要在高環境溫度或接近最大電流下連續操作，需考慮發光強度的降額以及順向電壓的增加。如果 LED 在其最大額定值或接近值下驅動，請確保足夠的通風或散熱，以維持壽命和性能。

7.3 光學設計

100 度的視角使此 LED 適用於需要從各種角度可見的廣域照明或指示燈。如需聚焦光束，則需要外部透鏡或反射器。

8. 技術比較與差異化

與舊技術的紅色 LED（例如使用 GaAsP 基板）相比，此基於 AlGaInP 的 LED 提供了顯著更高的發光效率，從而實現更高的亮度 (mcd/mA) 和更飽和、亮麗的紅色。其符合現代環保標準（RoHS、無鹵素）也使其適用於對材料有嚴格要求的當代電子產品。

9. 常見問題 (FAQ)

9.1 峰值波長與主波長有何不同？

峰值波長 (632 nm) 是發射光譜中輻射功率最大的點。主波長 (624 nm) 是人眼感知到的、與 LED 顏色相匹配的單一波長。設計師通常參考主波長來指定顏色。

9.2 我可以連續以 25mA 驅動此 LED 嗎？

雖然絕對最大連續電流為 25mA，但為了可靠的長期操作並考慮溫度效應，建議設計較低的驅動電流，例如典型的測試條件 20mA。高溫操作時，請務必參考降額曲線。

9.3 為什麼與燈泡保持焊接距離 (3mm) 如此重要？

此距離可防止過多熱量沿引腳傳導，損壞內部半導體晶粒或環氧樹脂封裝，從而導致早期失效或降低光輸出。

10. 實際應用範例

情境：使用 5V 電源軌為設備設計電源指示燈。

計算：為達到典型亮度，目標 I_F= 20mA。為安全起見，使用最大 V_F (2.4V)。

R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 歐姆。

最接近的標準電阻值為 130Ω 或 120Ω。使用 120Ω 電阻會導致電流略高：I = (5V-2.4V)/120Ω ≈ 21.7mA，仍在安全工作區內。電阻消耗的功率為 P = I²R = (0.0217)² * 120 ≈ 0.056W，因此標準 1/8W (0.125W) 電阻已足夠。