橢圓形LED燈珠 3474DKBR/MS 規格書 - 藍色 - 20mA順向電流 - 3.4V最大順向電壓 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件詳述一款精密橢圓形LED燈珠的規格。此元件的核心設計目標，是作為乘客資訊系統與各類標誌應用的高性能光源。其關鍵特徵在於橢圓形透鏡結構，能產生輪廓清晰、非對稱的空間輻射圖形，使其特別適用於需要透過二次光學元件或濾光片產生黃、紅或綠色輸出的標誌混色應用。

本元件採用抗紫外線環氧樹脂材料製成，確保在戶外環境下的長期可靠性與色彩穩定性。其符合RoHS、歐盟REACH及無鹵素等關鍵環保法規，溴與氯含量均受到嚴格控制。

1.1 核心優勢與目標市場

此LED的核心優勢包括其高發光強度輸出、專為均勻標誌照明設計的橢圓形輻射圖形，以及適用於嚴苛應用的堅固結構。目標市場涵蓋交通基礎設施、商業廣告及公共資訊系統的製造商。主要應用領域如下：

• 彩色圖形標誌與訊息看板
• 交通管理用可變訊息標誌
• 商業戶外廣告顯示器

2. 技術參數：深入客觀解讀

2.1 絕對最大額定值

元件的操作極限定義於特定環境條件下（Ta=25°C）。超過這些額定值可能導致永久性損壞。

• 逆向電壓（V_R）：5V。可施加於LED接腳間的反向最大電壓。
• 順向電流（I_F）：30 mA（連續）。建議的最大直流工作電流，以確保可靠運作。
• 峰值順向電流（I_FP）：100 mA。此電流僅允許在脈衝條件下使用（工作週期 1/10 @ 1kHz），不可用於連續操作。
• 功率耗散（P_d）：110 mW。封裝所能散發的最大熱功率。
• 操作與儲存溫度：範圍為 -40°C 至 +85°C（操作）及 -40°C 至 +100°C（儲存）。
• 焊接溫度：可承受 260°C 達 5 秒，相容於標準迴焊製程。

2.2 電氣-光學特性

性能規格以標準測試電流 I_F=20mA 及 Ta=25°C 為基準。

• 發光強度（I_v）：範圍從最小值 934 mcd 到最大值 2130 mcd，典型值為 1140 mcd。此高強度對於標誌在日光下的可見度至關重要。
• 視角（2θ_1/2）：為非對稱的 90°（X軸）乘以 45°（Y軸）。此橢圓形圖形專為匹配標誌上資訊文字與符號的典型長寬比而設計。
• 峰值與主波長：晶片發射藍光光譜。峰值波長（λ_p）典型值為 468 nm。主波長（λ_d）範圍從 460 nm 到 475 nm，並分級歸類。
• 順向電壓（V_F）：在 20mA 下介於 2.4V 至 3.4V 之間。設計驅動電路時，必須考量此電壓降。
• 逆向電流（I_R）：在 V_R=5V 時最大為 50 µA，顯示良好的接面品質。

3. 分級系統說明

為確保終端產品的色彩與亮度一致性，LED會根據關鍵參數進行分級歸類。

3.1 發光強度分級

強度分為五個等級（BA 至 BE），每個等級在 I_F=20mA 下測量有定義的最小/最大值範圍。總公差為 ±10%。例如，BC 等級涵蓋 1340 至 1600 mcd。系統設計師應指定所需等級，或注意不同生產批次間可能的亮度差異。

3.2 主波長分級

波長分為五個等級（B1 至 B5），每個等級涵蓋 3 nm，從 460-463 nm（B1）到 472-475 nm（B5）。公差為 ±1 nm。此精確分級允許嚴格的色彩控制，當藍光LED與螢光粉或濾光片結合以產生其他顏色時尤為重要。

4. 性能曲線分析

規格書提供了數條特性曲線，對於理解元件在不同條件下的行為至關重要。

4.1 光譜分佈與指向性

相對強度 vs. 波長曲線顯示約 20 nm 的窄頻譜頻寬（Δλ），中心位於藍光區域。指向性圖則直觀地確認了非對稱橢圓形輻射圖形，強度在指定的 90° 和 45° 角度處降至峰值的一半。

4.2 電氣與熱特性

順向電流 vs. 順向電壓（I-V）曲線呈現二極體的典型指數關係。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. 環境溫度曲線則展示了溫度上升對光輸出以及在固定電壓下所需驅動電流的負面影響，突顯了應用設計中熱管理的重要性。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸與圖面

機械圖面標明了橢圓形燈珠的實體尺寸。關鍵尺寸包括接腳間距、整體本體尺寸以及樹脂透鏡的突出高度。除非另有註明，所有尺寸單位為毫米，標準公差為 ±0.25 mm。樹脂在法蘭下方的最大突出高度為 1.5 mm，這對於最終組裝的間隙至關重要。

5.2 極性識別與焊墊設計

極性由接腳的物理結構標示（通常是較長的接腳或封裝上的平面側）。應查閱規格書圖面以識別陽極與陰極。PCB焊墊設計應匹配建議的佈局，以確保正確焊接與機械穩定性。

6. 焊接與組裝指南

6.1 接腳成型與處理

• 彎折必須在距離環氧樹脂燈珠本體至少 3 mm 處進行，以避免應力裂痕。
• 接腳成型必須在焊接製程之前完成。
• 在處理或插入PCB的過程中對封裝施加過度應力，可能損壞內部晶片黏著或打線，導致性能下降或故障。
• 接腳應在室溫下進行裁切。

6.2 儲存條件

為防止吸濕導致迴焊時發生爆米花效應，LED應儲存在 ≤30°C 且 ≤70% 相對濕度的環境中。自出貨起的保存期限為 3 個月。如需更長時間儲存（最長一年），元件必須存放在密封的防潮袋中，內含乾燥劑並充填氮氣。

6.3 焊接製程

在波焊或手焊過程中，焊點必須距離環氧樹脂本體至少 3 mm，以防止熱衝擊與樹脂損壞。本元件額定可承受峰值焊接溫度 260°C 達 5 秒，符合標準無鉛迴焊溫度曲線。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 防潮包裝

元件以防潮包裝供應，通常包含載帶與捲盤。規格書包含載帶的詳細尺寸，如口袋間距（P=12.70 mm）、載帶寬度（W3=18.00 mm）及其他自動貼片設備所需的關鍵尺寸。

7.2 標籤說明與包裝數量

捲盤標籤包含關鍵資訊：客戶料號、製造商料號、數量，以及發光強度、主波長與順向電壓的特定分級代碼。標準包裝數量為每內盒 2500 顆，每外箱包含 10 個內盒（共 25,000 顆）。

7.3 型號命名規則

料號 3474DKBR/MS 遵循結構化格式，其中3474可能表示系列或封裝類型，D可能表示顏色（藍色/擴散），後續字母則指定性能等級或其他變體。末尾的方塊（□□□□）用於訂購時指定確切的分級代碼（例如 CAT 和 HUE）。

8. 應用建議

8.1 典型應用電路

此LED應由定電流源驅動，而非定電壓源，以確保穩定的光輸出並防止熱失控。可使用簡單的串聯電阻搭配穩定的直流電源，計算公式為 R = (V_電源- V_F) / I_F。例如，使用 5V 電源，在 20mA 下典型 V_F為 3.0V，則 R = (5-3)/0.02 = 100 Ω。電阻的功率額定值應為 I²R = 0.04W，因此 1/8W 或 1/4W 的電阻即足夠。

8.2 設計考量

• 熱管理：儘管功率耗散低，但維持低接面溫度是確保長期可靠性和穩定光輸出的關鍵，特別是在密閉式標誌或高環境溫度下。
• 光學整合：橢圓形光束圖形專為與標誌常用的擴散板、導光板或濾色片協同工作而設計。在PCB佈局時，必須考慮LED的安裝方向（哪個軸是90°或45°）。
• 靜電防護：雖然未明確標示為靜電敏感元件，但在處理與組裝過程中實施標準的ESD防護措施，對所有半導體元件而言都是良好的實務做法。

9. 技術比較與差異化

此LED的主要差異化特點在於其橢圓形輻射圖形。大多數標準LED具有圓形（對稱）視角。此專用圖形能為矩形標誌元件提供更有效的光線分佈，與使用圓形圖形LED相比，可能減少實現均勻照明所需的LED數量。此外，其高發光強度分級（最高達2130 mcd）使其在需要高亮度的應用中極具競爭力。

10. 常見問題解答（基於技術參數）

問：我可以將此LED驅動在其最大連續電流30mA下嗎？

答：可以，但您必須確保足夠的熱管理。在30mA下操作會產生更高的光輸出，但也會產生更多熱量，這可能縮短使用壽命並導致波長偏移。20mA測試條件是標定性能的標準條件。

問：峰值波長與主波長有何不同？

答：峰值波長（λ_p）是發射光譜中強度最高的波長。主波長（λ_d）是與LED感知顏色相匹配的單色光波長。λ_d在比色應用中更為相關。

問：為什麼儲存條件如此具體（3個月，之後需氮氣）？

答：環氧樹脂封裝會吸收空氣中的濕氣。在高溫迴焊過程中，這些被吸收的濕氣會迅速汽化，產生內部壓力，可能導致封裝分層或環氧樹脂破裂——此現象稱為爆米花效應。濕度敏感等級規定了這些儲存與處理要求。

11. 實際應用案例

情境：設計用於高速公路的單行可變訊息標誌。

該標誌需要明亮、均勻照明的字元。設計師選擇此橢圓形LED。多個LED被放置在形成每個字元的分段式擴散板後方。LED的安裝方向是讓90°寬軸對齊字元筆劃的水平寬度，45°窄軸對齊垂直高度。此方向結合擴散板，確保光線均勻分佈在筆劃寬度上，而不會過度溢散到相鄰區段，從而提高對比度與可讀性。設計一個定電流驅動板，為每串LED提供20mA電流，並在物料清單中指定適當的分級代碼（例如，強度用BC，波長用B4），以確保所有標誌的一致性。

12. 工作原理簡介

這是一種半導體發光二極體。其基於InGaN（氮化銦鎵）晶片材料。當施加超過二極體閾值的順向電壓時，電子與電洞在半導體接面的主動區域內復合。此復合過程以光子（光）的形式釋放能量。InGaN材料的特定能隙決定了發射的光子位於藍光波長範圍（約468 nm）。藍光透過模製的環氧樹脂透鏡射出，該透鏡為擴散型（MS可能表示乳白色或擴散），以散射光線並將其塑造成指定的橢圓形光束圖形。

13. 技術趨勢與背景

用於標誌與專業照明的LED持續朝著更高效率（每瓦更多流明）、透過更嚴格分級改善色彩一致性，以及增強可靠性的方向發展。如本橢圓形透鏡所示，使用專用光學元件是一種趨勢，旨在將光線精確導向所需位置，減少光學損失，從而提高應用效率。此外，符合環保法規（RoHS、REACH、無鹵素）現已成為業界標準要求，這是由全球環保政策與客戶對永續產品需求所驅動。對防潮包裝與詳細處理說明的重視，反映了業界朝著更穩健、可靠的表面黏著元件製造流程邁進。