SMD LED 95-21UYC/S530-XX/XXX 資料手冊 - 超亮黃光 - 2.0x1.25x0.8mm - 2.4V - 60mW - 英文技術文件

1. 產品概述

95-21UYC/S530-XX/XXX是一款緊湊型表面黏著LED，專為指示燈和背光應用而設計。它採用AlGaInP晶片技術，透過水透明樹脂封裝發出超級黃光。其主要優勢包括相較於引線元件佔用面積顯著縮小，從而能在PCB上實現更高的元件密度、縮小設備尺寸，並適用於自動化組裝製程，確保貼裝精度。

2. 主要功能與合規性

The device is packaged on 12mm tape wound on a 7-inch diameter reel, compatible with standard automatic placement equipment. It is a mono-color type, lead-free (Pb-free), and compliant with key environmental and safety regulations. This includes adherence to the EU RoHS directive, EU REACH regulations, and halogen-free standards (Bromine <900 ppm, Chlorine <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). The product itself is maintained within RoHS compliant specifications.

3. 絕對最大額定值

這些額定值定義了可能導致設備永久損壞的極限條件。在此等條件下或超出此範圍操作，其可靠性不予保證。

• Reverse Voltage (V_R): 5 V
• 順向電流 (I_F): 20 mA (連續)
• 峰值順向電流 (I_FP): 60 mA (工作週期 1/10 @ 1kHz)
• Power Dissipation (P_d): 60 mW
• Operating Temperature (T_opr): -40°C 至 +85°C
• 儲存溫度 (T_stg): -40°C 至 +90°C
• 靜電放電 (ESD): 2000 V (人體模型)
• 焊接溫度 (T_sol): Reflow: 最高260°C，10秒；手焊: 最高350°C，3秒。

4. 電氣光學特性

所有參數均以環境溫度 (T_a) 25°C 及順向電流 (I_F) 20mA 為基準，除非另有說明。

4.1 發光強度與分檔

發光強度（I_v）分為多個等級（A2至A7），提供一系列亮度選項以增加設計靈活性。

• 等級 A2： 典型值 496 mcd（最小值 198 mcd）
• 等級 A3: 典型值 714 mcd (最小值 463 mcd)
• 等級 A4: 典型值 892 mcd (最小值 661 mcd)
• 等級 A5: 典型值 1156 mcd (最小值 793 mcd)
• 等級 A6: 典型值 1454 mcd (最小值 991 mcd)
• 等級 A7: 典型值 1600 mcd (最小值 1150 mcd)

4.2 頻譜與電氣參數

• 視角 (2θ_1/2): 25° (典型值)
• 峰值波長 (λ_p): 591 nm (典型值)
• 主波長 (λ_d): 589 nm (典型值)
• 光譜帶寬 (Δλ): 15 nm (典型值)
• 順向電壓 (V_F): 2.4 V (典型值), 2.0 V (最小值) 於 I_F=20mA
• 反向電流 (I_R): 10 μA (最大值) 於 V_R=5V

注意： 5V反向電壓額定值僅適用於I_R 測試。本裝置並非設計用於反向偏壓操作。

5. 封裝外型與機械尺寸

該LED採用標準SMD封裝。關鍵尺寸詳見工程圖（數據手冊中標示為TR7、TR9、TR10）。除非另有說明，尺寸公差為±0.1毫米。

5.1 關鍵封裝尺寸（典型值）

• 封裝長度：2.0毫米
• 封裝寬度：1.25 mm
• 封裝高度：0.8 mm
• 焊盤圖案：提供設計準則以確保正確的焊接與熱管理。

5.2 極性識別

陰極通常會在封裝上標示。請參閱詳細尺寸圖以了解確切的標記方式。

6. 標籤說明與訂購資訊

產品標籤包含多個用於追溯和規格的代碼：

• CPN: Customer's Product Number
• P/N: 產品編號 (例如：95-21UYC/S530-XX/XXX)
• 批號： 製造批號
• 數量： 包裝數量
• CAT: Luminous Intensity Rank (A2-A7)
• 色調： 主波長等級
• 參考文獻： 順向電壓等級

7. 包裝規格

元件以壓紋載帶包裝供應，便於自動化處理。

• 載帶寬度： 12 mm
• 捲盤直徑： 7英寸
• 口袋間距： 4.0毫米
• 每捲數量： 依據EIA規範之標準數量。
• 散裝包裝： 亦提供每袋1000件之包裝。

8. 搬運、儲存與焊接指南

8.1 過電流保護

必須使用外部限流電阻。LED的電壓-電流特性呈指數關係，意味著電壓的微小增加可能導致電流大幅且具破壞性的上升。

8.2 濕度敏感性與儲存

此元件對濕度敏感（MSL）。

• 開啟前： 儲存於≤30°C且≤90% RH環境中。
• 開啟後： 在溫度≤30°C且相對濕度≤60%的環境下，其車間壽命為72小時。
• 重新烘烤： 若防潮袋受損或超過儲存時間，使用前請以60±5°C烘烤24小時。

8.3 迴焊溫度曲線 (無鉛)

提供建議的溫度曲線：

• 預熱： 150-200°C，持續60-120秒（最大升溫速率3°C/秒）。
• 高於液相線（217°C）的時間： 60-150秒。
• 峰值溫度： 最高260°C，持續時間不超過10秒。
• 溫度高於255°C的時間： 最多30秒。
• 冷卻速率： 最大 6°C/秒。

關鍵注意事項： 請勿超過兩次迴焊循環。加熱過程中避免對LED施加機械應力。焊接後請勿彎曲PCB。

8.4 手工焊接與返修

若無法避免手工焊接：

• Use a soldering iron with a tip temperature <350°C.
• 每個端子的接觸時間限制在3秒內。
• Use a low-power iron (<25W).
• 焊接端子之間至少間隔2秒。
• 避免返工。若絕對必要，請使用雙頭烙鐵同時加熱兩個端子，以減少熱應力。返工後請驗證裝置功能。

9. 應用領域

此LED適用於多種低功耗指示燈與背光功能，特別是在空間和重量受限的場合。

• 消費性電子產品中的狀態指示燈（室內使用）。
• LCD面板、薄膜開關與符號的背光照明。
• 辦公設備（印表機、影印機）的指示器與面板照明。
• 電池供電裝置指示器（遙控器、便攜式儀器）。
• 音訊/視訊設備狀態指示燈。
• 汽車內裝儀表板與開關背光照明。
• 通訊設備（電話、傳真機）的指示燈與鍵盤背光。

10. 設計考量與技術分析

10.1 驅動電路設計

考慮到典型的順向電壓為2.4V，串聯電阻是必要的。電阻值 (R_s) 可根據歐姆定律計算：R_s = (V_電源 - V_F) / I_F. 對於一個5V電源和一個目標I_F of 20mA, R_s ≈ (5 - 2.4) / 0.02 = 130 Ω。應使用具有足夠額定功率 (P = I_F² * R_s) 的標準 130Ω 或 150Ω 電阻。

10.2 熱管理

儘管功耗很低（最大60mW），但正確的PCB佈局對於長期可靠性至關重要。請確保焊盤連接到足夠的銅箔區域以作為散熱片，尤其是在接近最大電流或環境溫度較高的情況下運行時。

10.3 光學性能

25°視角提供相對集中的光束，使其適用於定向指示應用。Super Yellow顏色（λ_d ~589nm）提供高視覺對比度，常用於警示或注意指示器。

10.4 與替代技術的比較

與舊式通孔黃色LED相比，此SMD版本大幅縮小了尺寸與重量，實現了現代化、微型化的設計。AlGaInP材料系統為黃光提供了高效率與良好的色純度。與一些用於背光的白色LED相比，它提供了飽和的色彩，無需螢光粉，可能簡化了特定顏色要求的光學設計。

11. 常見問題 (FAQ)

11.1 我可以不接電阻直接驅動這個LED嗎？

編號 若未使用限流電阻，即使採用如3V鈕扣電池般的小型電壓源，也幾乎肯定會因過電流而損壞LED。

11.2 Peak Wavelength 和 Dominant Wavelength 有什麼區別？

峰值波長 (λ_p): 光譜功率分佈達到最大值時的波長（典型值為591奈米）。 主波長 (λ_d): 人眼感知到與該光色相符的單一波長（典型值為589奈米）。對於此類單色LED，兩者非常接近。

11.3 如何選擇正確的亮度等級 (CAT)？

請根據應用所需的光強度進行選擇。等級A2最暗，A7最亮。需考慮環境光條件與觀看距離。在高環境光的場合，可能需要較高的等級（A5-A7）。

11.4 此LED是否適合戶外使用？

資料手冊中指定的應用為「室內」。其工作溫度範圍（-40°C 至 +85°C）雖廣，但若用於戶外，則需針對如紫外線暴露、防潮密封與熱循環等本文件未涵蓋的因素，進行額外的設計驗證。

12. 實際應用範例

情境： 為手持式醫療設備設計低電量指示器。

• 元件選擇： 選擇等級A5中的95-21UYC，因其具有明亮、引人注目的黃光。
• 電路設計： 該裝置由一個3.3V穩壓器供電。計算出一個47Ω的串聯電阻：(3.3V - 2.4V) / 0.02A = 45Ω。最接近的標準值47Ω會產生約19.1mA的正向電流，此電流值安全且能提供足夠亮度。
• PCB佈局： LED被放置在裝置顯示器附近。PCB焊盤連接到頂層的一個小面積銅箔，以協助散熱。
• 組裝： LED使用貼片機從12毫米載帶上放置，並使用指定的無鉛迴焊曲線進行焊接。
• 結果： 一個可靠、緊湊且清晰可見的低電量警告指示器。

13. 運作原理

這是一種半導體發光二極體。當施加超過其特性順向電壓 (V_F) 的順向偏壓時，電子與電洞會在 AlGaInP 半導體晶片的發光區域內復合。此復合過程會以光子（光）的形式釋放能量。AlGaInP 合金的特定成分決定了能隙能量，這直接定義了發射光的波長（顏色）——在此例中為黃色（約 589 nm）。透明樹脂封裝體充當透鏡，將光輸出塑造成指定的 25° 視角。

14. 產業背景與趨勢

諸如95-21系列的SMD LED代表了指示燈應用領域的產業標準，由於其自動化相容性與節省空間的優勢，已大致取代了插件式LED。產業趨勢持續朝向更小的封裝尺寸（例如0402、0201公制）發展，以用於超緊湊型裝置。此外，整個產業強力推動更高的效率（每mA電流產生更多光輸出）以及改善不同分檔間的色彩一致性。符合無鹵與RoHS標準，反映了電子產業對環境責任與材料安全的持續承諾。此類元件是物聯網（IoT）與便攜式電子產品的基礎組件，其中微型化與低功耗至關重要。