LED 燈 383-2SUGC/S 400-A4 規格書 - 超級綠光 - 20mA - 4000mcd - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

383-2SUGC/S 400-A4 是一款專為需要卓越光輸出之應用而設計的高亮度 LED 燈。它採用 AlGaInP 晶片技術，以水清樹脂封裝產生超級綠光發射顏色。此元件屬於提供多種視角的系列產品，並以捲帶包裝形式提供，適用於自動化組裝製程。

本產品設計可靠且堅固，確保性能一致。它符合關鍵的環境與安全標準，包括 RoHS、歐盟 REACH，並歸類為無鹵素，其溴 (Br) 與氯 (Cl) 含量維持在指定限值以下（Br<900 ppm，Cl<900 ppm，Br+Cl<1500 ppm）。

1.1 核心優勢

• 高發光強度：在標準順向電流 20mA 下，提供典型 4000 毫燭光 (mcd) 的發光強度。
• 窄視角：具備典型的 20 度半強度視角 (2θ1/2)，適用於聚焦照明。
• 環境合規性：符合 RoHS、REACH 及無鹵素要求，使其適用於具有嚴格環境規範的現代電子產品。
• 堅固結構：為各種應用環境中的可靠性而設計。

1.2 目標市場與應用

此 LED 主要針對消費性與專業電子產品中的背光與指示燈應用。其高亮度與特定顏色使其成為以下應用的理想選擇：

• 電視機 (TV)
• 電腦顯示器
• 電話
• 一般電腦周邊設備

2. 技術參數深入探討

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。

• 連續順向電流 (IF)：30 mA
• 峰值順向電流 (IFP)：100 mA (於 1/10 工作週期，1 kHz)
• 逆向電壓 (VR)：5 V
• 靜電放電 (ESD) 人體模型：150 V
• 功率消耗 (Pd)：120 mW
• 操作溫度範圍 (Topr)：-40°C 至 +85°C
• 儲存溫度範圍 (Tstg)：-40°C 至 +100°C
• 焊接溫度 (Tsol)：最高 260°C，持續時間最長 5 秒。

2.2 電光特性 (Ta=25°C)

這些參數是在標準測試條件下（順向電流，IF = 20mA）測量，代表元件的典型性能。

• 發光強度 (Iv)：最小 2500 mcd，典型 4000 mcd。
• 視角 (2θ1/2)：典型 20 度。
• 峰值波長 (λp)：典型 525 nm。
• 主波長 (λd)：典型 530 nm。
• 光譜輻射頻寬 (Δλ)：典型 35 nm。
• 順向電壓 (VF)：典型 3.4 V，最大 4.0 V。
• 逆向電流 (IR)：於 VR=5V 時，最大 50 μA。

測量公差：發光強度 (±10%)、主波長 (±1.0nm)、順向電壓 (±0.1V)。

3. 分級系統說明

規格書標示了關鍵參數的分級系統，以確保生產批次的一致性。標籤說明指定了分級代碼：

• CAT：發光強度等級。此根據測量的光輸出將 LED 分組（例如，典型 4000mcd 會歸入特定分級）。
• HUE：主波長等級。此根據 LED 特定的綠色色調（約在典型 530nm 附近）進行分類。
• REF：順向電壓等級。此根據測試電流下的電壓降對 LED 進行排序。

此系統允許設計師為色彩或亮度均勻性至關重要的應用（例如顯示器背光陣列）選擇具有嚴格控制特性的元件。

4. 性能曲線分析

規格書提供了數條特性曲線，說明元件在不同條件下的行為。

4.1 相對強度 vs. 波長

此曲線顯示了發射的超級綠光的光譜功率分佈，中心位於峰值波長 525nm，頻寬 (FWHM) 為 35nm。窄頻寬有助於產生飽和的綠色。

4.2 指向性圖案

此圖表可視化了 20 度視角，顯示了當觀察角度偏離中心軸（0 度）時，發光強度如何降低。

4.3 順向電流 vs. 順向電壓 (IV 曲線)

此圖描述了流經 LED 的電流與其兩端電壓之間的非線性關係。在 20mA 時，典型順向電壓為 3.4V。此曲線對於設計限流驅動電路至關重要。

4.4 相對強度 vs. 順向電流

此曲線顯示光輸出（相對強度）隨順向電流增加而增加。然而，操作必須保持在絕對最大額定值（連續 30mA）內，以防止過熱和加速劣化。

4.5 熱特性

兩條關鍵曲線將性能與環境溫度 (Ta) 相關聯：
相對強度 vs. 環境溫度：顯示光輸出隨溫度升高而降低，這是 LED 由於效率下降和其他物理機制的常見特性。
順向電流 vs. 環境溫度：說明了 LED 的順向電壓如何隨溫度變化，這對於恆流驅動器的穩定性很重要。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

LED 以標準燈式封裝提供。尺寸圖以毫米標示所有關鍵尺寸。重要註記包括：

• 所有尺寸單位為毫米 (mm)。
• 凸緣高度必須小於 1.5mm (0.059\")。
• 未指定尺寸的標準公差為 ±0.25mm。

物理設計包括兩個引腳（陽極和陰極），用於在印刷電路板 (PCB) 上進行穿孔安裝。

5.2 極性識別與引腳成型

極性通常由引腳長度或封裝凸緣上的平坦處指示（較長的引腳通常是陽極）。規格書提供了焊接前引腳成型的關鍵指南：

• 彎曲必須在距離環氧樹脂燈泡（圓頂）底部至少 3mm 處進行。
• 成型必須在焊接製程之前完成。
• 彎曲時必須避免對封裝施加應力，以防止內部損壞或斷裂。
• 引腳切割應在室溫下進行。
• PCB 孔必須與 LED 引腳完美對齊，以避免安裝應力。

6. 焊接與組裝指南

6.1 儲存條件

• 建議收到貨後的儲存條件：≤30°C 且 ≤70% 相對濕度 (RH)。
• 在此條件下的保存期限：3 個月。
• 如需更長時間儲存（最長 1 年）：請使用帶有氮氣氣氛和乾燥劑的密封容器。
• 避免在潮濕環境中溫度急劇變化，以防止凝結。

6.2 焊接製程參數

提供詳細的焊接說明以確保可靠性：

手工焊接：
• 烙鐵頭溫度：最高 300°C（適用於最大 30W 烙鐵）。
• 每個引腳的焊接時間：最長 3 秒。
• 焊點到環氧樹脂燈泡的最小距離：3mm。

波峰 (DIP) 焊接：
• 預熱溫度：最高 100°C（最長 60 秒）。
• 焊錫槽溫度與時間：最高 260°C，持續 5 秒。
• 焊點到環氧樹脂燈泡的最小距離：3mm。

一般規則：
• 在高溫操作期間避免對引腳施加應力。
• 不要對同一個 LED 進行超過一次的焊接（浸焊或手工焊）。
• 焊接後冷卻至室溫期間，保護 LED 免受機械衝擊/振動。
• 使用能實現可靠焊點的最低可能溫度。
• 提供了建議的焊接溫度曲線圖，顯示了逐漸升溫、在 260°C 的穩定峰值以及受控的冷卻階段。

6.3 清潔

• 如需清潔，請在室溫下使用異丙醇，時間不超過一分鐘。
• 使用前在室溫下乾燥。
• 不建議使用超音波清洗。若絕對必要，則需要進行廣泛的預先評估，以確定安全的功率水平和條件，因為它可能損壞 LED 結構。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 包裝規格

LED 的包裝旨在防止運輸和搬運過程中的損壞：

• 初級包裝：防靜電袋。
• 次級包裝：內盒。
• 三級包裝：外箱。

包裝數量：
1. 每防靜電袋 200 至 500 件。
2. 每內盒 6 袋。
3. 每外箱 10 個內盒。

7.2 標籤說明

包裝標籤包含多個用於追溯和規格的代碼：
• CPN：客戶生產編號。
• P/N：製造商生產編號（例如，383-2SUGC/S 400-A4）。
• QTY：袋/箱中的件數。
• CAT/HUE/REF：分別為發光強度、主波長和順向電壓的分級代碼。
• LOT No：製造批號，用於追溯。

8. 應用建議與設計考量

8.1 熱管理

規格書明確指出在設計階段必須考慮 LED 的熱管理。雖然未提供熱阻 (Rθ) 值，但暗示了：
• 最大功率消耗為 120mW。
• 在高環境溫度或高電流下運作會產生熱量，必須通過引腳和 PCB 將熱量從 LED 接面導出。
• 具有足夠銅面積連接到 LED 引腳的適當 PCB 佈局對於散熱至關重要，尤其是在接近最大額定值或高溫環境下運作時。

8.2 電路設計

• 限流：必須使用外部限流電阻或恆流驅動器。順向電壓有一個範圍（典型 3.4V，最大 4.0V），因此針對最大 VF 進行設計可確保電流限制永遠不會被超過。
• 逆向電壓保護：最大逆向電壓僅為 5V。電路應設計為防止 LED 上出現任何逆向偏壓，例如在並聯連接或複雜的背光陣列中。在某些配置中，可能需要一個並聯的保護二極體（陰極對陽極）。
• ESD 預防措施：ESD 額定值為 150V (HBM)，在組裝和處理過程中需要標準的 ESD 處理預防措施。

9. 技術比較與差異化

雖然此單一規格書中沒有與其他料號的直接比較，但可以根據其陳述的參數來評估 383-2SUGC/S 400-A4：

• 高亮度焦點：其在 20mA 下典型強度為 4000mcd，是對於需要單個分離式 LED 提供高光輸出的應用的關鍵差異化因素。
• 窄視角：20 度光束比許多標準 LED（通常為 30-60 度）更窄，使其適用於定向光或需要高效耦合光的背光導光板。
• AlGaInP 技術：此材料系統以在紅、橙、黃和綠光譜中的高效率而聞名。此 LED 利用該技術實現其超級綠光顏色。
• 全面合規性：同時符合 RoHS、REACH 和無鹵素標準，使其成為全球市場的未來證明選擇。

10. 常見問題（基於技術參數）

Q1：我可以連續以 30mA 驅動此 LED 嗎？
A1：可以，30mA 是絕對最大連續順向電流。然而，為了長期可靠性並管理熱量，建議在或低於 20mA 的測試條件下運作。在 30mA 下，請確保優良的熱管理。

Q2：峰值波長 (525nm) 和主波長 (530nm) 之間有何區別？
A2：峰值波長 (λp) 是發射光譜強度達到最大值時的波長。主波長 (λd) 是與 LED 感知顏色相匹配的單色光波長。微小差異是正常的，且 λd 對於顏色規格更為相關。

Q3：為什麼儲存保存期限只有 3 個月？
A3：這主要是與塑膠封裝吸濕相關的預防措施。長時間暴露於環境濕度後，焊接期間的快速加熱可能導致內部蒸汽壓力和破裂（爆米花效應）。氮氣儲存方法可減輕此問題。

Q4：如何解讀標籤上的 CAT/HUE/REF 分級代碼？
A4：這些是製造商的內部代碼。要為您的應用選擇特定分級（例如，嚴格的波長範圍），您需要查閱製造商的詳細分級規格文件，或直接與其銷售/支援團隊合作，請求特定分級的零件。

11. 實際使用案例

情境：為網路設備設計狀態指示燈。
• 需求：一個明亮、明確的系統運作中綠燈，在辦公室照明下可見。
• 選擇理由：4000mcd 輸出確保高可見度。20 度視角在正面觀看時提供明亮的熱點，非常適合面板指示燈。
• 電路設計：假設系統電源 (Vcc) 為 5V。在 20mA 時，典型 VF 為 3.4V。使用歐姆定律：R = (Vcc - VF) / IF = (5V - 3.4V) / 0.020A = 80 歐姆。考慮到 VF 變化，為最壞情況設計：R_min = (5V - 4.0V) / 0.020A = 50 歐姆。選擇 68 歐姆電阻可提供介於 14.7mA (VF=4.0V) 和 23.5mA (VF=3.4V) 之間的安全電流，完全在限制範圍內。
• 佈局：使用連接到小面積鋪銅的 PCB 焊盤，以幫助 LED 引腳散熱。

12. 工作原理

這是一種半導體光子器件。當施加超過其特性順向電壓 (VF) 的順向電壓時，電子和電洞被注入 AlGaInP 半導體晶片的主動區域。這些電荷載子復合，以光子（光）的形式釋放能量。AlGaInP 層的特定成分決定了能隙能量，從而決定了發射光子的波長（顏色）——在本例中，是中心約 530nm 的綠光。水清環氧樹脂圓頂充當透鏡，將發射光塑造成指定的 20 度視角。

13. 技術趨勢

LED 產業持續發展。雖然這是一個成熟的穿孔元件，但影響此產品領域的趨勢包括：
• 效率提升：持續的材料和製程改進帶來更高的發光效率（每電瓦產生更多光輸出），可能允許在較低電流下實現類似亮度，從而降低功耗和熱量。
• 微型化與 SMD 轉型：更廣泛的市場趨勢是朝向表面黏著元件 (SMD) 封裝以實現自動化組裝。像這樣的穿孔燈泡對於需要更高個別亮度、更容易手動原型製作或特定機械安裝的應用仍然至關重要。
• 更嚴格的顏色與強度分級：顯示器和標誌對顏色一致性的需求推動製造商提供定義更窄的分級（CAT、HUE），從而在多 LED 陣列中實現更好的均勻性。
• 增強的可靠性規格：規格書越來越多地包含特定操作條件下的壽命評級（例如，L70、L50），為長期設計規劃提供更可預測的數據。