橢圓形LED燈珠 3474BKRR/MS 規格書 - 橢圓外型 - 2.0x3.0x4.5mm - 順向電壓 1.6-2.6V - 亮紅色 - 120mW

1. 產品概述

本文件詳述一款精密光學性能橢圓形LED燈珠的規格。其主要設計用途在於乘客資訊顯示器及類似應用，這些應用需要在特定區域提供清晰、明確的照明。橢圓形狀與匹配的輻射模式是其關鍵特色，使其在與黃色、藍色或綠色LED搭配使用的應用中，能實現有效的色彩混合。

本元件採用抗紫外線環氧樹脂材料製成，確保在陽光照射環境下的長期可靠性。它符合關鍵的環境與安全標準，包括歐盟RoHS指令、歐盟REACH法規，並以無鹵素元件製造（溴含量<900 ppm，氯含量<900 ppm，總和<1500 ppm）。

2. 技術參數深入解析

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。不保證在此條件下運作。

• 逆向電壓 (V_R):5 V。在逆向偏壓下超過此電壓可能導致接面崩潰。
• 順向電流 (I_F):50 mA (連續)。
• 峰值順向電流 (I_FP):160 mA。此電流僅允許在脈衝條件下使用，工作週期為1/10，頻率1 kHz。這允許短暫的超額驅動，例如在多工顯示應用中。
• 功率消耗 (P_d):120 mW。這是元件內部允許的最大功率損耗，計算方式為順向電壓 (V_F) * 順向電流 (I_F)。在此極限附近運作需要謹慎的熱管理。
• 工作溫度 (T_opr):-40 至 +85 °C。本元件額定適用於工業級溫度範圍。
• 儲存溫度 (T_stg):-40 至 +100 °C。
• 焊接溫度 (T_sol):260 °C 持續 5 秒。此定義了迴焊製程的溫度曲線耐受度。

2.2 電氣光學特性 (T_a=25°C)

這些是在標準測試條件下量測的典型性能參數。

• 發光強度 (I_v):1205-2490 mcd (典型值: 1605 mcd) @ I_F=20mA。此高輸出適合用於日光下可讀的顯示器。
• 視角 (2θ_1/2):110° (X軸) / 60° (Y軸)。橢圓輻射模式提供寬廣的水平擴散與較集中的垂直光束，非常適合從不同水平角度觀看的標誌。
• 峰值波長 (λ_p):632 nm (典型值)。這是光功率輸出最大的波長。
• 主波長 (λ_d):619-629 nm (典型值: 621 nm)。這定義了人眼感知的光線顏色，位於亮紅色區域。
• 光譜輻射頻寬 (Δλ):20 nm (典型值)。這是衡量發射光譜純度的指標。
• 順向電壓 (V_F):1.6 - 2.6 V @ I_F=20mA。這是LED導通時的跨壓。設計驅動器時必須考慮此電壓範圍。
• 逆向電流 (I_R):10 μA (最大值) @ V_R=5V。這是關閉狀態下極低的漏電流。

3. 分級系統說明

為確保生產中的色彩與亮度一致性，LED會根據關鍵參數進行分級。

3.1 發光強度分級

分級定義為與標稱分級值有±10%的容差。分級代碼 (RA, RB, RC, RD) 代表在20mA下遞增的最低發光強度等級。

• RA:1205 - 1445 mcd
• RB:1445 - 1730 mcd
• RC:1730 - 2075 mcd
• RD:2075 - 2490 mcd

3.2 主波長分級

波長分級確保一致的紅色視覺效果，具有嚴格的±1nm容差。這些分級有助於在色彩均勻性至關重要的應用中匹配LED。

• R1:619 - 624 nm
• R2:624 - 629 nm

4. 性能曲線分析

規格書提供了幾條特性曲線，對於理解元件在不同工作條件下的行為至關重要。

4.1 光譜分佈

相對強度 vs. 波長曲線顯示典型的窄發射光譜，中心約在632 nm，這是AlGaInP材料技術的特徵，能產生高效率的紅光。

4.2 IV曲線與效率

順向電流 vs. 順向電壓曲線呈現標準的二極體指數關係。相對強度 vs. 順向電流曲線在正常工作範圍內（最高至50mA）大致呈線性，表示效率穩定。設計師必須確保驅動器提供穩定的電流（而非電壓），以維持一致的光輸出。

4.3 熱特性

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。發光強度通常會隨著接面溫度上升而下降。順向電壓也具有負溫度係數（隨溫度升高而降低），在恆壓驅動情境中必須考慮此點以避免熱失控。對於高電流或高環境溫度的操作，建議提供足夠的PCB銅箔面積或散熱措施。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

此LED遵循標準表面黏著封裝外型。關鍵尺寸包括引腳間距（2.54 mm），這是適用於通孔轉接或直接PCB安裝的常見規格。橢圓形透鏡從主體突出。所有未指定的尺寸預設容差為±0.25 mm。法蘭下方的最大樹脂突出量為1.5 mm，這對於PCB組裝時的間隙很重要。

5.2 極性識別

陰極通常由透鏡上的平面、封裝體上的凹口或較短的引腳（若為通孔版本）來標示。關於此3474BKRR/MS型號的具體標記，請參閱規格書中的圖示。正確的極性對於防止逆向偏壓損壞至關重要。

6. 焊接與組裝指南

6.1 迴焊焊接參數

本元件可承受峰值焊接溫度260°C持續5秒。這符合標準無鉛（SnAgCu）迴焊曲線。溫度應在LED引腳處量測，而非爐內空氣溫度。

6.2 關鍵注意事項

• 引腳成型:如需彎折引腳，請在距離環氧樹脂燈體基部至少3mm處進行。請在焊接前完成彎折，以避免對焊點施加應力。使用適當工具以避免對封裝施加壓力，否則可能導致環氧樹脂破裂或損壞內部打線。
• PCB孔位對齊:PCB孔位必須與LED引腳精確對齊。在機械應力下安裝會隨著時間降低環氧樹脂密封性與LED性能。
• 焊點位置:焊點與環氧樹脂燈體之間需保持超過3mm的距離。建議在連接桿基部以外進行焊接。

6.3 儲存條件

收到後，LED應儲存在≤30°C且相對濕度≤70%的環境中。在此狀態下的建議儲存壽命為3個月。如需更長時間儲存（最長1年），應將元件置於充有氮氣並放置乾燥劑的密封容器中，以防止吸濕，這對於符合MSL（濕度敏感等級）要求及防止迴焊時發生爆米花效應至關重要。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 包裝規格

本元件以防潮包裝供應。標準包裝數量為每內盒2500顆，每外箱包含10個內盒（總計25,000顆）。元件置於具有特定尺寸的凸版載帶上，適用於自動化取放設備。

7.2 標籤說明與型號

捲盤標籤包含用於追溯與正確應用的重要資訊：客戶料號（CPN）、製造商料號（P/N）、包裝數量（QTY），以及發光強度（CAT）、主波長（HUE）和順向電壓（REF）的特定分級代碼，連同生產批號。

完整產品型號遵循以下模式:3474 B K R R - □ □ □ □

• 3474:封裝類型/尺寸。
• B:可能表示亮度或特定系列。
• K:可能表示顏色（儘管特指此紅色型號）。
• R R:表示顏色亮紅色。
• - □ □ □ □:這些佔位符代表訂單所選的強度（CAT）、波長（HUE）和電壓（REF）的特定分級代碼。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

• 乘客資訊顯示器（PIS）:用於公車、火車和機場，其中高亮度與寬廣水平視角至關重要。
• 用於交通資訊、廣告和公共公告。橢圓形光束有助於在單一像素或區段上創造均勻的照明。彩色圖形標誌與商業戶外廣告:
• 在全彩或多色顯示器中作為紅色元件使用。其匹配的輻射模式有助於與相鄰的藍色、綠色或黃色LED進行色彩混合。8.2 設計考量

電流驅動:

• 務必使用恆流驅動器。建議工作電流為20mA以獲得典型亮度，但若考慮到增加的功率消耗與熱管理需求，可驅動至高達50mA連續電流以獲得更高輸出。串聯/並聯配置:
• 當串聯多個LED時，請確保驅動器電壓能容納順向電壓的總和（考慮最大V）。對於並聯連接，理想情況下每個LED應有自己的限流電阻，以應對V_F分級差異並防止電流不均。_F光學設計:
• 110°x60°的視角是封裝透鏡固有的特性。如有需要，可使用二次光學元件（擴散片、透鏡）進一步塑形光束，但其主要模式非常適合直視型標誌。9. 技術比較與差異化

與標準圓形透鏡LED相比，此橢圓形燈珠提供一個關鍵優勢：非對稱輻射模式（110° x 60°），能自然地契合典型標誌區段或像素的矩形形狀。這提供了更有效的光利用，減少在期望視角區域外的光浪費，並可能允許使用較低的驅動電流，從目標觀看走廊達到相同的標誌感知亮度。其高發光強度（最高達2490 mcd）使其在需要卓越對比度的戶外及高環境光應用中具有競爭力。

10. 常見問題（基於技術參數）

10.1 峰值波長（632nm）與主波長（~621nm）有何不同？

峰值波長（λ

）是光功率輸出最高的物理波長。主波長（λ_p）是一個計算值，基於整個發射光譜與CIE配色函數，對應於人眼感知的顏色。對於像此紅色LED這樣的單色LED，兩者接近但不完全相同。主波長對於顯示器中的色彩規格更為相關。_d10.2 我可以連續以50mA驅動此LED嗎？

可以，50mA是絕對最大連續順向電流。然而，在此極限下運作會產生更多熱量（P

≈ V_d*I_F）。您必須確保PCB設計提供足夠的散熱措施（足夠的銅箔面積、可能的散熱孔），以將LED接面溫度維持在安全範圍內，特別是在高環境溫度下。降低額定電流（例如降至30-40mA）將改善長期可靠性與流明維持率。_F10.3 為何儲存壽命限制為3個月？什麼是MSL？

環氧樹脂封裝會從空氣中吸收濕氣。當受到迴焊焊接的高溫時，這些被困住的濕氣會迅速蒸發，產生內部壓力，可能導致封裝破裂（爆米花效應）。3個月的儲存指南是基於標準工廠防潮袋的條件。對於更長時間的儲存，充氮乾燥的容器會重置濕氣暴露計時。濕度敏感等級（MSL）評級定義了防潮袋打開後的確切使用期限，應在包裝標籤上查閱。

11. 實際使用案例

情境：為公車設計單行紅色字母數字可變訊息標誌。

像素佈局:

1. 每個字元以5x7點矩陣排列橢圓形LED。其110°水平視角確保訊息能從走道對面的座位清晰閱讀。驅動電路:
2. 選擇一個恆流LED驅動IC，配置為每通道提供20mA。同一列的LED串聯連接，由驅動器管理累積的順向電壓。熱管理:
3. PCB設計採用連接到LED陰極焊盤的大面積銅箔作為散熱片。公車內部環境溫度被認為在-40至+85°C範圍內。分級:
4. 為確保整個顯示器外觀均勻，訂單中指定使用相同主波長分級（R1或R2）及窄範圍發光強度分級（例如僅RB和RC）的LED。12. 技術原理介紹

此LED採用AlGaInP（磷化鋁鎵銦）半導體晶片。當施加順向電壓時，電子與電洞在晶片的主動區域復合，以光子形式釋放能量。晶格中鋁、鎵和銦的特定比例決定了能隙能量，這直接對應於發射光的波長——在此案例中為紅色（~621-632 nm）。橢圓形環氧樹脂透鏡經過精密成型以控制輻射模式，內部反射和折射光線以實現所需的110°x60°視角。

13. 產業趨勢

標誌與顯示器LED的趨勢持續朝向更高效率（每瓦更多流明）發展，從而降低功耗與熱負載。同時也著重於改善色彩一致性與更嚴格的分級容差，以實現無縫的大型顯示器。此外，在惡劣環境條件（紫外線、溫度循環、濕度）下的可靠性與壽命，仍然是材料與封裝技術進步的關鍵驅動力，例如使用更堅固的矽膠基封裝材料取代傳統環氧樹脂。

The trend in signage and display LEDs continues toward higher efficiency (more lumens per watt), allowing for lower power consumption and reduced thermal load. There is also a focus on improved color consistency and tighter binning tolerances to enable seamless large-format displays. Furthermore, reliability and longevity under harsh environmental conditions (UV, temperature cycling, humidity) remain critical drivers for material and packaging advancements, such as the use of more robust silicone-based encapsulants instead of traditional epoxy.