目錄
- 1. 產品概述
- 1.1 核心特色與優勢
- 1.2 產品描述
- 1.3 目標應用
- 2. 技術規格與深入分析
- 2.1 元件選擇與材料
- 2.2 絕對最大額定值
- 2.3 光電特性 (Ta=25°C)
- 3. 性能曲線分析
- 3.1 相對強度 vs. 波長
- 3.2 指向性圖案
- 3.3 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V 曲線)
- 3.4 相對強度 vs. 順向電流
- 3.5 溫度依存性
- 4. 機械與封裝資訊
- 4.1 封裝尺寸
- 4.2 極性辨識
- 5. 分級與訂購資訊
- 5.1 標籤說明
- 5.2 包裝規格
- 6. 組裝、操作與應用指南
- 6.1 接腳成型
- 6.2 儲存條件
- 6.3 焊接說明
- 6.4 清潔
- 6.5 熱管理
- 7. 應用建議與設計考量
- 7.1 驅動電路設計
- 7.2 PCB 佈局與安裝
- 7.3 長期可靠性
- 8. 常見問題 (基於技術參數)
- 8.1 峰值波長與主波長有何不同？
- 8.2 我可以用 3.3V 電源驅動這顆 LED 嗎？
- 8.3 為什麼視角這麼寬 (130°)？
- 8.4 溫度如何影響亮度？
- 9. 技術原理與趨勢
- 9.1 工作原理
- 9.2 產業背景與趨勢
1. 產品概述
本文件提供 484-10SURT/S530-A3 系列 LED 燈珠的完整技術規格與應用指南。此元件為一獨立發光二極體，專為需要特定顏色與強度特性的可靠照明應用而設計。
1.1 核心特色與優勢
此 LED 具備多項關鍵特色，使其適用於各種電子應用：
- 視角選項：提供多種視角，以適應不同的應用需求。
- 包裝：以捲帶包裝供應，相容於自動化組裝製程。
- 堅固性：設計在標準操作條件下可靠且堅固。
- 環保合規：本產品符合 RoHS (有害物質限制)、歐盟 REACH 法規，且為無鹵素，溴 (Br) 與氯 (Cl) 含量符合指定限值。
1.2 產品描述
此 LED 系列經過特殊設計，能提供更高的亮度水準。燈珠提供不同顏色與發光強度，讓設計師能為其視覺指示器或背光需求選擇最適元件。本文涵蓋的特定型號發射亮紅色光。
1.3 目標應用
此 LED 的典型應用包括但不限於：
- 電視機
- 電腦顯示器
- 電話機
- 一般電腦與電子設備
2. 技術規格與深入分析
2.1 元件選擇與材料
發光晶片由 AlGaInP (磷化鋁鎵銦) 半導體材料構成。此材料系統以能製造高效率紅、橙、黃光 LED 而聞名。樹脂封裝體為紅色透明，針對亮紅色發光進行了優化。
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。不保證在此條件下或超過此條件操作。
- 連續順向電流 (IF)：25 mA
- 峰值順向電流 (IFP)：60 mA (於 1/10 工作週期，1 kHz)
- 逆向電壓 (VR)：5 V
- 功率消耗 (Pd)：60 mW
- 操作溫度 (Topr)：-40°C 至 +85°C
- 儲存溫度 (Tstg)：-40°C 至 +100°C
- 焊接溫度 (Tsol)：260°C 持續 5 秒 (波焊或迴焊)
2.3 光電特性 (Ta=25°C)
這些是標準測試條件下 (IF= 20 mA) 測得的典型性能參數。
- 發光強度 (Iv)：典型值 20 mcd (最小值 10 mcd)。此量化了紅光的感知亮度。
- 視角 (2θ1/2)：典型值 130 度。此為發光強度降至峰值強度一半時的全角。
- 峰值波長 (λp)：典型值 632 nm。光譜發射最強的波長。
- 主波長 (λd)：典型值 624 nm。人眼感知的單一波長，定義了顏色。
- 光譜輻射頻寬 (Δλ)：典型值 20 nm。發射光譜的寬度。
- 順向電壓 (VF)：典型值 2.0 V (範圍：1.7 V 至 2.4 V)。LED 工作時的跨元件電壓降。
- 逆向電流 (IR)：於 VR=5V 時，最大值 10 μA。
註：關鍵參數提供量測不確定度：VF(±0.1V)、Iv(±10%)、λd(±1.0nm)。
3. 性能曲線分析
規格書包含數條特性曲線，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
此曲線顯示光譜功率分佈，峰值約在 632 nm (紅色)，典型頻寬為 20 nm，確認了亮紅色。
3.2 指向性圖案
極座標圖說明典型的 130 度視角，顯示光強度在偏離中心軸的角度如何降低。
3.3 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V 曲線)
此圖顯示電流與電壓之間的指數關係。在 20mA 下典型的順向電壓 2.0V 是計算驅動電路中串聯電阻值的關鍵參數。
3.4 相對強度 vs. 順向電流
此曲線證明光輸出 (強度) 隨順向電流增加而增加，但在整個範圍內不一定呈線性關係。它有助於為期望的亮度選擇適當的驅動電流。
3.5 溫度依存性
提供兩條關鍵曲線：
- 相對強度 vs. 環境溫度：顯示光輸出通常如何隨著環境溫度升高而降低。這是高溫環境下應用的關鍵考量。
- 順向電流 vs. 環境溫度：可能說明順向電壓特性如何隨溫度變化，影響驅動電路的行為。
4. 機械與封裝資訊
4.1 封裝尺寸
提供詳細的機械圖，指定 LED 燈珠的物理尺寸。關鍵註記包括：
- 所有尺寸單位為毫米 (mm)。
- 凸緣高度必須小於 1.5mm (0.059\")。
- 除非另有說明，預設公差為 ±0.25mm。
4.2 極性辨識
陰極通常由透鏡上的平面、較短的接腳或尺寸圖中所示的其他標記來指示。安裝時必須注意正確的極性。
5. 分級與訂購資訊
5.1 標籤說明
產品標籤包含多個用於追溯與規格的代碼：
- CPN：客戶生產編號
- P/N：生產編號 (例如：484-10SURT/S530-A3)
- 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
5.2 包裝規格
LED 的包裝旨在防止靜電放電 (ESD) 與濕氣造成的損壞：
- 初級包裝：防靜電袋。
- 次級包裝：內盒。
- 三級包裝：用於運輸的外箱。
- 包裝數量：通常每袋 200 至 1000 顆，每內盒 5 袋，每外箱 10 個內盒。
6. 組裝、操作與應用指南
6.1 接腳成型
若接腳需要彎曲以進行穿孔安裝：
- 在距離環氧樹脂燈泡底部至少 3mm 處彎曲。
- 執行彎曲前 soldering.
- 避免對 LED 封裝施加應力；應力可能損壞內部連接或使環氧樹脂破裂。
- 在室溫下剪裁接腳。
- 確保 PCB 孔位與 LED 接腳完美對齊，以避免安裝應力。
6.2 儲存條件
為保持可焊性與性能：
- 儲存於 ≤30°C 且 ≤70% 相對濕度。
- 標準儲存壽命自出貨日起 3 個月。
- 如需更長時間儲存 (最長 1 年)，請使用帶有氮氣環境與乾燥劑的密封容器。
- 避免在潮濕環境中溫度劇烈變化，以防凝結。
6.3 焊接說明
關鍵規則：保持焊點與環氧樹脂燈泡之間的最小距離為 3mm。
手動焊接：
- 烙鐵頭溫度：最高 300°C (烙鐵功率最高 30W)
- 每接腳焊接時間：最長 3 秒
波焊/浸焊：
- 預熱溫度：最高 100°C (最長 60 秒)
- 焊錫槽溫度與時間：最高 260°C，最長 5 秒
提供建議的焊接溫度曲線圖，顯示預熱、浸泡、迴焊與冷卻階段。其他關鍵注意事項：
- LED 處於高溫時，避免對接腳施加機械應力。
- 不要焊接 (浸焊或手焊) 超過一次。
- 焊接後，在 LED 冷卻至室溫前，保護其免受衝擊/振動。
- 不要使用快速冷卻製程。
- 使用能達成可靠焊點的最低可能焊接溫度。
6.4 清潔
- 若需清潔，請在室溫下使用異丙醇，時間不超過一分鐘。
- 使用前在室溫下乾燥。
- 避免超音波清洗。若絕對必要，請預先確認製程參數 (功率、時間)，確保不會造成損壞。
6.5 熱管理
規格書強調，必須在應用設計階段考量熱管理。若 LED 用於高環境溫度或散熱不良的 PCB 上，應適當降低操作電流，以確保壽命並維持光輸出。超過最大接面溫度將加速光輸出衰減，並可能導致早期失效。
7. 應用建議與設計考量
7.1 驅動電路設計
要操作此 LED，限流裝置 (通常是電阻) 是必需的。電阻值 (Rs) 可使用歐姆定律計算：Rs= (V電源- VF) / IF。為保守設計，請使用規格書中的最大 VF值 (2.4V)，以確保即使有元件公差，電流也不會超過 20mA。例如，使用 5V 電源：Rs= (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 歐姆。標準的 130Ω 或 150Ω 電阻將是合適的。
7.2 PCB 佈局與安裝
確保 PCB 焊墊圖案與封裝尺寸相符。在 LED 本體周圍提供足夠的間隙。對於穿孔安裝，孔徑應能容納接腳直徑而無需過度用力。為獲得最佳光學性能，在 PCB 上定位 LED 相對於預期觀看者或導光板時，請考量視角。
7.3 長期可靠性
讓 LED 在其最大額定值 (電流、溫度) 顯著更低的條件下運作，將增強其長期可靠性，並隨著時間維持穩定的發光強度。對於需要精確穩定亮度的應用，請考慮使用恆流驅動器。
8. 常見問題 (基於技術參數)
8.1 峰值波長與主波長有何不同？
峰值波長 (632 nm) 是光譜發射最強的物理波長。主波長 (624 nm) 是人眼感知為與 LED 顏色匹配的心理物理單一波長。它們通常不同，尤其是對於飽和色。
8.2 我可以用 3.3V 電源驅動這顆 LED 嗎？
可以。使用上述計算：Rs= (3.3V - 2.4V) / 0.020A = 45 歐姆。47Ω 的電阻是合適的。確保電阻的額定功率足夠 (P = I2R = 0.022* 47 = 0.0188W，因此 1/8W 或 1/10W 的電阻即可)。
8.3 為什麼視角這麼寬 (130°)？
寬視角對於指示燈需要從廣泛位置可見的應用是有益的，例如放在桌上的消費性電子產品狀態燈。透鏡設計將光線擴散以產生此寬廣的圖案。
8.4 溫度如何影響亮度？
如性能曲線所示，相對發光強度通常隨著環境溫度升高而降低。對於高溫應用，您可能需要一開始就選擇來自更高亮度分級的 LED，或實施熱管理以保持較低的接面溫度。
9. 技術原理與趨勢
9.1 工作原理
此 LED 基於半導體 p-n 接面的電致發光原理運作。當施加順向電壓時，電子與電洞被注入主動區 (AlGaInP 層)，並在其中復合。此復合以光子 (光) 的形式釋放能量。AlGaInP 合金的特定成分決定了能隙能量，進而決定了發射光的波長 (顏色) — 在此例中為亮紅色。
9.2 產業背景與趨勢
像此類的獨立 LED 燈珠，代表了用於指示器與簡單照明功能的成熟且高度可靠的技術。雖然用於照明的高功率 LED 與先進封裝 (如晶片級封裝 LED) 是快速發展的領域，但穿孔式與低功率 SMD LED 在無數電子產品中，對於成本效益高且可靠的訊號指示，仍然是不可或缺的。此領域的趨勢聚焦於提高效率 (每 mA 更多光輸出)、透過更嚴格的分級改善顏色一致性，以及增強在惡劣條件下的可靠性。小型化的驅動力也在持續，儘管像 484 系列的封裝在尺寸、易於操作與光學性能之間提供了良好的平衡。
LED規格術語詳解
LED技術術語完整解釋
一、光電性能核心指標
| 術語 | 單位/表示 | 通俗解釋 | 為什麼重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦電能發出的光通量，越高越節能。 | 直接決定燈具的能效等級與電費成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源發出的總光量，俗稱"亮度"。 | 決定燈具夠不夠亮。 |
| 發光角度（Viewing Angle） | °（度），如120° | 光強降至一半時的角度，決定光束寬窄。 | 影響光照範圍與均勻度。 |
| 色溫（CCT） | K（開爾文），如2700K/6500K | 光的顏色冷暖，低值偏黃/暖，高值偏白/冷。 | 決定照明氛圍與適用場景。 |
| 顯色指數（CRI / Ra） | 無單位，0–100 | 光源還原物體真實顏色的能力，Ra≥80為佳。 | 影響色彩真實性，用於商場、美術館等高要求場所。 |
| 色容差（SDCM） | 麥克亞當橢圓步數，如"5-step" | 顏色一致性的量化指標，步數越小顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色無差異。 |
| 主波長（Dominant Wavelength） | nm（奈米），如620nm（紅） | 彩色LED顏色對應的波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED的色相。 |
| 光譜分佈（Spectral Distribution） | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出的光在各波長的強度分佈。 | 影響顯色性與顏色品質。 |
二、電氣參數
| 術語 | 符號 | 通俗解釋 | 設計注意事項 |
|---|---|---|---|
| 順向電壓（Forward Voltage） | Vf | LED點亮所需的最小電壓，類似"啟動門檻"。 | 驅動電源電壓需≥Vf，多個LED串聯時電壓累加。 |
| 順向電流（Forward Current） | If | 使LED正常發光的電流值。 | 常採用恆流驅動，電流決定亮度與壽命。 |
| 最大脈衝電流（Pulse Current） | Ifp | 短時間內可承受的峰值電流，用於調光或閃光。 | 脈衝寬度與佔空比需嚴格控制，否則過熱損壞。 |
| 反向電壓（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受的最大反向電壓，超過則可能擊穿。 | 電路中需防止反接或電壓衝擊。 |
| 熱阻（Thermal Resistance） | Rth（°C/W） | 熱量從晶片傳到焊點的阻力，值越低散熱越好。 | 高熱阻需更強散熱設計，否則結溫升高。 |
| 靜電放電耐受（ESD Immunity） | V（HBM），如1000V | 抗靜電打擊能力，值越高越不易被靜電損壞。 | 生產中需做好防靜電措施，尤其高靈敏度LED。 |
三、熱管理與可靠性
| 術語 | 關鍵指標 | 通俗解釋 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 結溫（Junction Temperature） | Tj（°C） | LED晶片內部的實際工作溫度。 | 每降低10°C，壽命可能延長一倍；過高導致光衰、色漂移。 |
| 光衰（Lumen Depreciation） | L70 / L80（小時） | 亮度降至初始值70%或80%所需時間。 | 直接定義LED的"使用壽命"。 |
| 流明維持率（Lumen Maintenance） | %（如70%） | 使用一段時間後剩餘亮度的百分比。 | 表徵長期使用後的亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色的變化程度。 | 影響照明場景的顏色一致性。 |
| 熱老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因長期高溫導致的封裝材料劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色變化或開路失效。 |
四、封裝與材料
| 術語 | 常見類型 | 通俗解釋 | 特點與應用 |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保護晶片並提供光學、熱學介面的外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低；陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 晶片結構 | 正裝、倒裝（Flip Chip） | 晶片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高，適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、矽酸鹽、氮化物 | 覆蓋在藍光晶片上，部分轉化為黃/紅光，混合成白光。 | 不同螢光粉影響光效、色溫與顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面的光學結構，控制光線分佈。 | 決定發光角度與配光曲線。 |
五、質量控制與分檔
| 術語 | 分檔內容 | 通俗解釋 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分檔 | 代碼如 2G、2H | 按亮度高低分組，每組有最小/最大流明值。 | 確保同一批產品亮度一致。 |
| 電壓分檔 | 代碼如 6W、6X | 按順向電壓範圍分組。 | 便於驅動電源匹配，提高系統效率。 |
| 色區分檔 | 5-step MacAdam橢圓 | 按顏色坐標分組，確保顏色落在極小範圍內。 | 保證顏色一致性，避免同一燈具內顏色不均。 |
| 色溫分檔 | 2700K、3000K等 | 按色溫分組，每組有對應的坐標範圍。 | 滿足不同場景的色溫需求。 |
六、測試與認證
| 術語 | 標準/測試 | 通俗解釋 | 意義 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明維持測試 | 在恆溫條件下長期點亮，記錄亮度衰減數據。 | 用於推算LED壽命（結合TM-21）。 |
| TM-21 | 壽命推演標準 | 基於LM-80數據推算實際使用條件下的壽命。 | 提供科學的壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認的測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質（如鉛、汞）。 | 進入國際市場的准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品的能效與性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目，提升市場競爭力。 |