目錄
- 1. 產品概述
- 1.1 核心優勢與目標市場
- 2. 技術參數深度解析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電光特性
- 2.3 量測公差
- 3. 分級系統說明 本產品採用分級系統，依據關鍵光學與電氣參數對元件進行分類。這確保了同一生產批次內的一致性，並讓設計師能選擇符合特定應用需求的 LED。 3.1 波長與發光強度分級 LED 會根據主波長（HUE）和發光強度（CAT）進行分級排序。典型主波長為 624nm，但實際元件會落在圍繞此值的指定分級範圍內。同樣地，雖然典型發光強度為 20mcd，但實際元件會根據量測輸出值分入不同類別（CAT）。設計師必須查閱製造商的特定分級代碼文件，以選擇符合其應用色彩與亮度一致性需求的 HUE 和 CAT 代碼。 3.2 順向電壓分級 元件亦會根據順向電壓（REF）進行分級。典型 VF 為 2.0V，最大值為 2.4V。按電壓分級有助於設計高效的驅動電路，並確保多顆 LED 並聯時電流分佈均勻。 4. 性能曲線分析
- 4.1 光譜分佈與指向性
- 4.2 電氣與熱特性
- 5. 機械與封裝資訊
- 5.1 封裝尺寸與圖面
- 5.2 極性識別與焊墊設計
- 6. 焊接與組裝指南
- 6.1 導線成形與儲存
- 6.2 焊接參數與溫度曲線
- 6.3 清潔與熱管理
- 7. 包裝與訂購資訊
- 7.1 包裝規格
- 7.2 標籤說明與型號
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用情境
- 8.2 設計考量
- 9. 技術比較與差異化 與標準紅光 LED 相比，此款採用 AlGaInP 的超紅光元件具有更高的發光效率，在相同驅動電流下能提供更高的亮度。其 180 度視角明顯比許多視角僅 120-140 度的 SMD LED 更寬廣。這使其成為需要全方位可見度應用的優選方案。其符合現代環保標準（RoHS、無鹵素）的特性，在受監管的市場中是一項關鍵的差異化優勢。 10. 常見問題（基於技術參數）
- 10.1 峰值波長與主波長有何不同？
- 10.2 我可以持續以 25mA 驅動這顆 LED 嗎？
- 10.3 焊接時保持 3mm 最小距離的規定有多重要？
- 11. 實務設計與使用案例
- 12. 工作原理簡介
- 13. 技術趨勢與背景
1. 產品概述
513SURD/S530-A3 是一款表面黏著 LED 燈珠，專為需要高亮度與可靠性能的應用而設計。它採用 AlGaInP 晶片產生超紅光，典型主波長為 624nm。此元件的特點在於其寬廣的 180 度視角，使其非常適合需要廣泛可見度的背光與指示燈應用。
1.1 核心優勢與目標市場
此 LED 的主要優勢包括其堅固的結構、符合 RoHS、REACH 及無鹵素等環保法規，以及提供捲帶包裝以利自動化組裝。其目標市場明確指向消費性電子產品，包括電視機、電腦顯示器、電話及一般運算設備等需要穩定且明亮的紅色指示或背光的應用。
2. 技術參數深度解析
本節針對規格書中列出的關鍵技術參數，提供詳細且客觀的分析。
2.1 絕對最大額定值
此元件的連續順向電流（IF）額定值為 25 mA。超過此值可能導致永久性損壞。最大反向電壓（VR）為 5V。元件可承受 2000V（人體放電模型）的靜電放電（ESD），這是基本元件處理的標準等級。功率耗散（Pd）限制為 60 mW。工作溫度範圍（Topr）為 -40°C 至 +85°C，儲存溫度（Tstg）可達 +100°C。焊接溫度額定值為 260°C 持續 5 秒，與標準無鉛迴焊製程相容。
2.2 電光特性
所有量測值均在接面溫度（Tj）25°C 及順向電流 20 mA 的條件下指定。典型發光強度（Iv）為 20 毫燭光（mcd）。視角（2θ1/2）定義為強度降至峰值一半的角度，為完整的 180 度。峰值波長（λp）典型值為 632 nm，而主波長（λd）典型值為 624 nm。光譜輻射頻寬（Δλ）為 20 nm。順向電壓（VF）在 20mA 下的典型值為 2.0V，最大值為 2.4V。反向電流（IR）在反向電壓 5V 下的最大值指定為 10 µA。
2.3 量測公差
規格書註明了重要的量測不確定性：順向電壓為 ±0.1V，發光強度為 ±10%，主波長為 ±1.0nm。在電路設計與分級選擇時必須考慮這些公差，以確保系統性能符合規格。
3. 分級系統說明
本產品採用分級系統，依據關鍵光學與電氣參數對元件進行分類。這確保了同一生產批次內的一致性，並讓設計師能選擇符合特定應用需求的 LED。
3.1 波長與發光強度分級
LED 會根據主波長（HUE）和發光強度（CAT）進行分級排序。典型主波長為 624nm，但實際元件會落在圍繞此值的指定分級範圍內。同樣地，雖然典型發光強度為 20mcd，但實際元件會根據量測輸出值分入不同類別（CAT）。設計師必須查閱製造商的特定分級代碼文件，以選擇符合其應用色彩與亮度一致性需求的 HUE 和 CAT 代碼。
3.2 順向電壓分級
元件亦會根據順向電壓（REF）進行分級。典型 VF 為 2.0V，最大值為 2.4V。按電壓分級有助於設計高效的驅動電路，並確保多顆 LED 並聯時電流分佈均勻。
4. 性能曲線分析
規格書包含數條特性曲線，用以說明元件在不同條件下的行為。
4.1 光譜分佈與指向性
相對強度 vs. 波長曲線顯示了發射光譜，中心約在 632nm（峰值），頻寬約為 20nm。而指向性曲線則直觀地證實了非常寬廣的 180 度視角，顯示出接近朗伯分佈的發光模式，強度從中心逐漸減弱。
4.2 電氣與熱特性
順向電流 vs. 順向電壓（IV 曲線）展示了二極體的指數關係。相對強度 vs. 順向電流曲線顯示光輸出隨電流增加而增加，但在較高電流下可能因熱效應而呈現次線性關係。相對強度 vs. 環境溫度與順向電流 vs. 環境溫度曲線對於熱管理至關重要。它們顯示發光輸出會隨著環境溫度上升而降低，且順向電壓具有負溫度係數（隨溫度升高而降低）。
5. 機械與封裝資訊
5.1 封裝尺寸與圖面
此 LED 採用表面黏著封裝。尺寸圖面詳細說明了元件的長、寬、高，以及接腳間距與尺寸。關鍵註記包括：所有尺寸單位為毫米，凸緣高度必須小於 1.5mm，除非另有說明，一般公差為 ±0.25mm。嚴格遵守這些尺寸對於 PCB 焊墊設計與自動化取放組裝至關重要。
5.2 極性識別與焊墊設計
陰極通常可透過封裝上的視覺標記來識別，例如凹口、圓點或較短的接腳。PCB 焊墊圖案（Footprint）必須根據尺寸圖面中建議的焊墊佈局進行設計，以確保正確焊接與機械穩定性。焊接點與環氧樹脂透鏡之間必須保持足夠的間隙（最小 3mm），以防止焊接過程中的熱損傷。
6. 焊接與組裝指南
正確的處理與組裝對於可靠性至關重要。
6.1 導線成形與儲存
若需對導線進行成形，必須在焊接前完成。彎曲處應距離環氧樹脂燈體至少 3mm，以避免對密封處造成應力。切割應在室溫下進行。LED 應儲存在 ≤30°C 且 ≤70% 相對濕度的環境中。若需長期儲存超過 3 個月，建議使用含乾燥劑的氮氣環境。避免在潮濕環境中溫度劇烈變化，以防凝結。
6.2 焊接參數與溫度曲線
規格書提供了手焊與波焊/浸焊的建議焊接條件。手焊：烙鐵頭溫度 ≤300°C（最大功率 30W），時間 ≤3 秒，焊接點距離燈體至少 3mm。波焊：預熱 ≤100°C 持續 ≤60 秒，焊錫槽溫度 ≤260°C 持續 ≤5 秒，同樣遵守 3mm 距離規定。建議參考焊接溫度曲線圖，顯示溫度應逐漸上升，峰值 260°C，並進行受控冷卻。避免快速冷卻。焊接（浸焊或手焊）不應進行超過一次。
6.3 清潔與熱管理
若需清潔，應使用室溫下的異丙醇，時間 ≤1 分鐘。不建議使用超音波清洗，除非經過預先驗證，因為它可能造成損壞。有效的散熱至關重要。工作電流應根據環境溫度參照降額曲線進行降額。在最終應用中控制 LED 周圍的溫度，對於維持發光輸出與長期可靠性至關重要。
7. 包裝與訂購資訊
7.1 包裝規格
LED 以防靜電袋包裝以提供 ESD 保護。包裝層級為：每袋 200-500 顆，每內盒 5 袋，每主箱 10 個內盒。包裝材料具有防潮性。
7.2 標籤說明與型號
包裝標籤包含數個代碼：CPN（客戶料號）、P/N（製造商料號：513SURD/S530-A3）、QTY（數量）、CAT（發光強度等級）、HUE（主波長等級）、REF（順向電壓等級）以及 LOT No.（追溯批號）。
8. 應用建議
8.1 典型應用情境
此 LED 非常適合用於狀態指示燈、按鍵或面板背光，以及消費性電子產品中的一般照明。其寬廣視角使其特別適合 LED 可能從各種角度觀看的應用，例如顯示器或電視的前面板。
8.2 設計考量
設計驅動電路時，請使用恆流源或與 LED 串聯的限流電阻，以維持亮度穩定並防止熱失控。需考慮順向電壓分級與溫度係數。確保 PCB 佈局提供足夠的散熱設計，尤其是在接近最大額定值運作時。在 PCB 焊墊設計中，務必遵守焊墊與環氧樹脂透鏡之間的最小距離（3mm）規定。
9. 技術比較與差異化
與標準紅光 LED 相比，此款採用 AlGaInP 的超紅光元件具有更高的發光效率，在相同驅動電流下能提供更高的亮度。其 180 度視角明顯比許多視角僅 120-140 度的 SMD LED 更寬廣。這使其成為需要全方位可見度應用的優選方案。其符合現代環保標準（RoHS、無鹵素）的特性，在受監管的市場中是一項關鍵的差異化優勢。
10. 常見問題（基於技術參數）
10.1 峰值波長與主波長有何不同？
峰值波長（λp=632nm）是光譜功率分佈達到最大值時的波長。主波長（λd=624nm）則是與 LED 感知顏色相匹配的單色光波長。關注色彩感知的設計師應著重於主波長。
10.2 我可以持續以 25mA 驅動這顆 LED 嗎？
雖然 25mA 是絕對最大額定值，但電光特性是在 20mA 下指定的。為了確保長期可靠運作並考慮溫升，建議以 20mA 或更低的電流驅動 LED，若環境溫度較高則應進行適當的降額。
10.3 焊接時保持 3mm 最小距離的規定有多重要？
這項規定非常重要。焊接點距離環氧樹脂燈體少於 3mm 會將過多熱量傳遞至內部晶粒與打線接合處，可能導致立即失效或環氧樹脂密封的長期劣化，從而降低可靠性並導致早期失效。
11. 實務設計與使用案例
案例：設計網路路由器狀態指示燈面板
設計師需要多顆明亮的紅色狀態 LED，能從路由器的各個側面清楚看見。選擇 513SURD/S530-A3 是因為其 180° 視角與超紅光色彩。設計了一個恆流驅動電路，為每顆 LED 提供 18mA 電流（從 20mA 降額以保留餘裕）。PCB 焊墊圖案完全依照尺寸圖面建立，確保焊墊邊緣與 LED 放置位置之間有 3.5mm 的間隙。訂購了相同 HUE 和 CAT 分級的 LED，以確保整個面板的色彩與亮度均勻。使用建議的迴焊溫度曲線組裝後，指示燈提供了一致且寬廣的可見度。
12. 工作原理簡介
此 LED 基於 AlGaInP（磷化鋁鎵銦）半導體晶片。當施加順向電壓時，電子與電洞被注入半導體的主動區。它們復合，以光子的形式釋放能量。AlGaInP 合金的特定成分決定了能隙能量，進而定義了發射光的波長，在此案例中為超紅光譜（約 624nm）。環氧樹脂透鏡封裝了晶片，提供機械保護，並塑造光輸出以實現所需的 180 度視角。
13. 技術趨勢與背景
AlGaInP 技術已相當成熟，對於生產紅光、橙光與黃光 LED 具有高效率。指示燈與背光 LED 的趨勢是朝向更高效率（每瓦更多光輸出）、更小封裝與更寬廣視角發展。此元件符合寬廣視角的趨勢。此外，業界對環保合規性的推動也反映在其 RoHS、REACH 及無鹵素認證上。未來的發展可能聚焦於更高的效率以及與智慧驅動器的整合，但對於標準指示燈應用而言，像這樣可靠的元件仍然是基礎。
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。 |