LED 燈珠 1533SURD/S530-A3 規格書 - 亮紅色 - 20mcd - 2.0V - 60mW - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件提供 1533SURD/S530-A3 LED 燈珠的完整技術規格。此元件為一款表面黏著元件（SMD）LED，專為需要可靠效能與穩定光輸出的應用而設計。主要應用領域包括消費性電子產品的背光與指示功能。

1.1 核心特色與優勢

此 LED 具備多項關鍵特色，使其適用於廣泛的電子設計。它提供多種視角選擇，為不同的光分佈需求提供設計彈性。元件以捲帶包裝供應，非常適合自動化組裝製程，有助於提升製造效率。其結構設計可靠且堅固，確保在整個使用壽命期間性能穩定。本產品為無鉛（Pb-free）設計，旨在持續符合 RoHS（有害物質限制）指令，遵循環保法規。

1.2 目標市場與應用

此 LED 系列專為要求更高亮度等級的應用而設計。LED 提供不同顏色與強度，可根據特定設計需求進行客製化。典型應用包括電視機、電腦顯示器、電話及一般電腦周邊設備，常用於狀態指示燈、按鍵背光或顯示器照明。

2. 技術參數深入解析

本節根據規格書，對 LED 的電氣、光學及熱特性提供詳細且客觀的分析。

2.1 元件選擇與材料組成

此 LED 採用 AlGaInP（磷化鋁鎵銦）半導體晶片材料。此材料系統以能在紅光至琥珀光譜範圍內產生高效率發光而聞名。發光顏色指定為亮紅色，LED 封裝的樹脂顏色為紅色擴散型，有助於散射光線以達到指定的寬視角。

2.2 絕對最大額定值

絕對最大額定值定義了可能導致元件永久損壞的應力極限。這些額定值是在環境溫度（Ta）為 25°C 時指定的。連續順向電流（IF）不得超過 25 mA。對於脈衝操作，在 1 kHz 頻率、工作週期為 1/10 的條件下，允許峰值順向電流（IFP）為 60 mA。LED 可承受的最大反向電壓（VR）為 5 V。元件的總功耗（Pd）限制為 60 mW。工作溫度範圍（Topr）為 -40°C 至 +85°C，儲存溫度範圍（Tstg）為 -40°C 至 +100°C。焊接溫度（Tsol）指定為 260°C，最長持續時間為 5 秒，這是無鉛焊接製程的標準要求。

2.3 電光特性

電光特性是在標準測試條件 Ta=25°C、順向電流（IF）為 20 mA 下測量，除非另有說明。發光強度（Iv）的典型值為 20 毫燭光（mcd），最小值為 10 mcd。視角（2θ1/2）定義為發光強度降至峰值一半時的角度，典型值為 170 度，表示發光模式非常寬廣。峰值波長（λp）典型值為 632 奈米（nm），主波長（λd）典型值為 624 nm，兩者皆落在可見光譜的紅色區域內。光譜輻射頻寬（Δλ）典型值為 20 nm。順向電壓（VF）在 20 mA 電流下，典型測量值為 2.0 伏特，範圍從 1.7 V（最小）到 2.4 V（最大）。當施加 5 V 反向電壓時，反向電流（IR）的最大值為 10 微安培（μA）。

規格書包含關於量測不確定性的重要註記：順向電壓為 ±0.1V，發光強度為 ±10%，主波長為 ±1.0nm。在電路設計與品質控制時必須考慮這些公差。

3. 性能曲線分析

圖形數據提供了在不同條件下 LED 行為的更深入見解。

3.1 相對強度 vs. 波長

此曲線顯示了發射光的光譜功率分佈。其峰值通常位於 632 nm（紅色）附近，並具有定義的頻寬，確認了色彩純度。指向性圖案圖說明了在 170 度視角內的強度分佈，顯示出擴散型 LED 常見的朗伯或近朗伯發光輪廓。

3.2 順向電流 vs. 順向電壓（IV 曲線）

此基本曲線描繪了流經 LED 的電流與其兩端電壓之間的關係。它是非線性的，為二極體的特性。曲線顯示在典型工作電流 20 mA 下，順向電壓約為 2.0V。設計人員使用此曲線來決定在給定電源電壓下所需的限流電阻值。

3.3 相對強度 vs. 順向電流

此圖表顯示光輸出（相對強度）如何隨著順向電流的增加而增加。在建議的工作範圍內通常是線性的，但在電流接近絕對最大額定值時可能會飽和或導致過度發熱。

3.4 溫度相依性

兩個關鍵圖表分析了溫度效應：相對強度 vs. 環境溫度與順向電流 vs. 環境溫度。第一張圖通常顯示隨著環境溫度升高，光輸出會下降，這對於高亮度或高密度應用中的熱管理至關重要。第二張圖可能顯示二極體順向電壓與溫度之間的關係，在某些應用中可用於溫度感測，儘管此處未明確說明。

4. 機械與封裝資訊

4.1 封裝尺寸

規格書包含 LED 封裝的詳細機械圖。所有尺寸均以毫米為單位提供。關鍵註記指定法蘭的高度必須小於 1.5mm（0.059 英吋），且除非另有聲明，尺寸的一般公差為 ±0.25mm。圖紙定義了引腳間距、本體尺寸和整體佔位面積，這些對於 PCB（印刷電路板）佈局設計至關重要。

4.2 極性識別

雖然提供的文本中未明確詳述，但標準 LED 封裝具有陽極和陰極標記，通常以較長的引腳（陽極）、封裝上的平坦邊緣或陰極附近的點來表示。PCB 佈局必須遵守此極性。

5. 焊接與組裝指南

正確的操作對於可靠性至關重要。本節整合了規格書中的關鍵注意事項。

5.1 引腳成型

如果需要彎曲引腳，必須在距離環氧樹脂燈泡底部至少 3mm 的位置進行。成型應始終在焊接前完成。必須避免在成型過程中對 LED 封裝施加應力，以防止內部損壞或斷裂。引腳應在室溫下切割。PCB 孔洞必須與 LED 引腳完美對齊，以避免安裝應力。

5.2 儲存條件

LED 應儲存在 30°C 或以下、相對濕度（RH）70% 或以下的環境中。建議的運輸後儲存壽命為 3 個月。如需更長時間儲存（最長一年），應將其保存在充滿氮氣並放有吸濕材料的密封容器中。應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

焊點必須距離環氧樹脂燈泡至少 3mm。建議條件如下：
手工焊接：烙鐵頭最高溫度 300°C（適用於最大 30W 烙鐵），焊接時間最長 3 秒。
波峰/浸焊：預熱最高溫度 100°C（最長 60 秒），焊錫槽最高溫度 260°C，最長 5 秒。
建議使用焊接溫度曲線圖進行製程控制。當 LED 處於高溫時，不應對引腳施加應力。浸焊和手工焊接不應執行超過一次。焊接後，必須保護 LED 免受機械衝擊，直到冷卻至室溫。不建議使用快速冷卻製程。

5.4 清潔

如果需要清潔，請在室溫下使用異丙醇，時間不超過一分鐘，然後風乾。通常不建議使用超音波清洗。如果必須使用，必須預先驗證製程參數（功率、時間），以確保不會造成損壞。

5.5 熱管理

熱管理是關鍵的設計考量。應根據環境溫度適當降低工作電流，可參考提供的降額曲線。必須控制應用中 LED 周圍的溫度，以確保長期可靠性並維持光輸出。

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。它們被放置在防靜電袋中。這些袋子隨後被裝入內箱，然後再裝入外箱以便運輸。

6.2 包裝數量

標準包裝數量為每個防靜電袋最少 200 至 500 顆。四個袋子裝入一個內箱。十個內箱裝入一個外箱。

6.3 標籤說明

包裝上的標籤包含多個代碼：CPN（客戶生產編號）、P/N（生產編號）、QTY（包裝數量）、CAT（等級 - 可能為性能分級代碼）、HUE（主波長）、REF（參考）和 LOT No（批號，用於追溯）。

7. 應用建議與設計考量

7.1 典型應用電路

最常見的應用是作為指示燈，由直流電源透過限流電阻驅動。電阻值（R）使用歐姆定律計算：R = (V_電源 - V_F) / I_F，其中 V_F 是 LED 的順向電壓（穩健設計建議使用典型值 2.0V 或最大值 2.4V），I_F 是所需的順向電流（例如 20 mA）。例如，使用 5V 電源時：R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 歐姆。使用稍高值的電阻（例如 180 歐姆）可提供安全餘量。

7.2 設計考量

• 電流驅動：始終使用恆定電流或帶有串聯電阻的電壓源來驅動 LED。切勿在沒有電流限制的情況下直接連接到電壓源。
• PCB 佈局：確保焊盤圖案與封裝尺寸相符。如果在大電流或高環境溫度下工作，請提供足夠的銅箔面積以利散熱。
• 視角：170 度的視角使此 LED 適合需要從廣泛位置都能看到光線的應用。
• ESD 防護：雖然袋子在儲存期間提供保護，但如果 LED 連接到容易產生靜電放電的外部介面，請考慮在 PCB 上加入 ESD 防護電路。

8. 常見問題（基於技術參數）

問：峰值波長與主波長有何不同？
答：峰值波長（λp）是發射光功率達到最大值時的波長。主波長（λd）是與 LED 光線感知顏色相匹配的單色光波長。對於 LED 而言，主波長通常與人類的色彩感知更為相關。

問：我可以讓此 LED 在其絕對最大連續電流 25mA 下工作嗎？
答：雖然可以，但不建議用於可靠的長期運作。在典型的 20mA 下工作，可以針對順向電壓、電源電壓和溫度的變化提供安全餘量，否則可能使元件超出其極限。

問：為什麼要求焊點距離環氧樹脂燈泡 3mm？
答：此距離可防止來自烙鐵或焊錫波的過多熱量傳遞到敏感的環氧樹脂透鏡和內部半導體晶粒，這可能導致破裂、變色（黃化）或光學與電氣性能退化。

問：發光強度有 ±10% 的量測不確定性。這對我的設計有何影響？
答：此公差意味著同一型號不同單元之間的實際光輸出可能有所不同。如果您的應用對亮度一致性要求嚴格（例如，在指示燈陣列中），您可能需要實施校準步驟、使用同一生產批次的 LED，或選擇經過強度分級的零件（如果有的話）。

9. 技術比較與定位

雖然此規格書未提供與其他特定型號的直接比較，但可以推斷此 LED 的主要差異化優勢。其主要優點包括非常寬廣的 170 度視角，非常適合全向指示燈。與舊技術相比，使用 AlGaInP 技術通常在紅色光譜中提供更高的效率和更好的色彩飽和度。在 20mA 下典型 20mcd 的強度與低至 2.0V 的順向電壓相結合，使其具有高能效。全面的焊接與操作指南表明其專為標準工業組裝製程而設計。符合 RoHS 和無鉛規範確保其滿足現代電子製造的環保標準。