2820-SR3501H-AM 超紅光LED規格書 - 尺寸2.8x2.0mm - 電壓2.45V - 功率0.86W - 粵語技術文件

1. 產品概覽

2820-SR3501H-AM系列係一款高亮度、表面貼裝嘅超紅光LED，專門為要求嚴格嘅汽車照明應用而設計。呢個元件屬於一個旨在滿足嚴格汽車級可靠性同性能標準嘅產品系列。佢嘅主要功能係為車輛內嘅各種信號同照明功能提供可靠、高效同強烈嘅紅光光源。

呢款LED嘅核心優勢包括佢符合AEC-Q102標準認證，確保咗喺汽車環境中嘅穩健性，以及佢喺標準驅動電流下典型光通量輸出高達45流明。呢個器件具有120度嘅寬視角，適合需要寬角度光分佈嘅應用。佢符合RoHS、REACH同無鹵素指令，反映咗現代環境同安全法規。

目標市場專門係汽車照明，包括但不限於車廂環境照明、中央高位煞車燈 (CHMSL)、後組合燈，以及其他需要鮮明紅色同高可靠性嘅信號功能。

2. 技術參數深入分析

2.1 光度與光學特性

光度性能圍繞住喺350 mA驅動下典型光通量 (Φ_v) 為45流明。呢個測量值有±8%嘅公差，並且係喺熱焊盤穩定喺25°C時測量嘅。主波長 (λ_d) 典型值為632 nm，定義咗佢嘅超紅光色點，指定範圍為627 nm至639 nm，測量公差為±1 nm。空間光分佈嘅特徵係120度嘅寬視角 (2φ)，公差為±5度。呢種寬光束對於需要從唔同角度都有良好可見度嘅應用嚟講係理想嘅。

2.2 電氣特性

順向電壓 (V_F) 係一個關鍵電氣參數，喺350 mA下典型值為2.45 V，範圍從2.00 V到2.75 V，測量公差為±0.05 V。呢個器件額定連續順向電流 (I_F) 最高可達500 mA，對於浪湧條件（脈衝寬度≤10 μs，佔空比0.005）絕對最大值為1500 mA。必須注意，呢款LED並非為反向操作而設計；施加反向電壓可能會導致即時損壞。

2.3 熱特性

熱管理對於LED性能同壽命至關重要。結點到焊點熱阻 (R_thJS) 通過兩種方法指定：實際測量得出典型值12.8 K/W（最大值16.2 K/W），電氣測量得出典型值10 K/W（最大值13 K/W）。最大允許結點溫度 (T_J) 為150°C。呢個器件可以喺-40°C至+125°C嘅環境溫度範圍內操作同儲存。適當嘅散熱對於將結點溫度維持喺安全限度內至關重要，特別係喺較高電流下操作時。

2.4 可靠性與環境等級

呢款LED符合幾個關鍵可靠性基準。佢嘅ESD敏感度等級為2 kV（人體放電模型，HBM），呢個係汽車元件嘅標準。佢根據AEC-Q102修訂版A（汽車應用中離散光電半導體嘅全球標準）進行認證。此外，佢符合硫磺測試標準A1級，表明對腐蝕性硫磺環境具有抵抗力。呢個元件亦符合RoHS、REACH，並且係無鹵素（Br<900 ppm, Cl<900 ppm, Br+Cl<1500 ppm）。佢嘅濕度敏感等級 (MSL) 為2級。

3. 分級系統說明

為確保生產中顏色同亮度嘅一致性，LED會根據唔同標準進行分級。2820-SR3501H-AM使用三個獨立嘅分級標準。

3.1 光通量分級

LED根據佢哋喺350 mA下嘅光輸出進行分組。呢個系列嘅標準分級係F3，光通量範圍為39 lm（最小）至45 lm（最大）。其他可用分級包括F4（45-52 lm）同F5（52-60 lm）。咁樣可以讓設計師選擇適合其應用嘅亮度級別。

3.2 順向電壓分級

順向電壓分級有助於電路設計同電源匹配。分級包括2022（2.00-2.25 V）、2225（2.25-2.50 V）同2527（2.50-2.75 V）。了解V_F分級有助於更準確地預測功耗同熱負載。

3.3 主波長分級

顏色（主波長）通過分級進行嚴格控制。分組定義為2730（627-630 nm）、3033（630-633 nm）、3336（633-636 nm）同3639（636-639 nm）。咁樣可以確保陣列中個別LED之間嘅顏色偏移最小，呢個對於美觀同信號應用至關重要。

4. 性能曲線分析

4.1 IV曲線與相對光通量

順向電流與順向電壓圖顯示出典型嘅指數關係。喺350 mA時，典型V_F為2.45V。相對光通量與順向電流曲線表明，光輸出喺較低電流下係次線性嘅，隨著電流增加變得更加線性，接近額定最大電流附近嘅平台。呢個突顯咗喺推薦電流或接近推薦電流下驅動LED以實現最佳效率嘅重要性。

4.2 溫度依賴性

性能圖表清楚顯示咗溫度嘅影響。相對順向電壓與結點溫度曲線具有負斜率，意味住V_F隨著溫度升高而降低（對於紅光LED，典型值為-2 mV/°C）。呢個可以用於結點溫度監測。相對光通量與結點溫度曲線顯示光輸出隨著溫度升高而顯著下降，呢個現象稱為熱衰減。相對波長與結點溫度曲線表明主波長隨著溫度有輕微偏移（對於AlInGaP紅光LED，典型值為0.03-0.05 nm/°C），對於呢種材料系統嚟講通常係最小嘅。

4.3 順向電流降額與脈衝處理能力

順向電流降額曲線對於熱設計至關重要。佢顯示最大允許連續順向電流作為焊盤溫度 (T_S) 嘅函數。喺最高操作T_S125°C時，最大I_F為500 mA。喺較高焊盤溫度下必須降低電流，以防止超過150°C結點限制。允許脈衝處理能力圖為脈衝操作提供指引，顯示對於給定脈衝寬度 (t_FP) 同佔空比 (D)，焊點喺25°C時允許嘅峰值脈衝電流 (I_p)。

4.4 光譜分佈

相對光譜分佈圖確認咗呢款超紅光LED嘅單色性質。發射集中喺以632 nm為中心嘅窄帶內，幾乎冇藍色或綠色區域嘅發射。呢個產生咗高度飽和嘅紅色，對於顏色純度受管制嘅汽車信號功能嚟講係理想嘅。

5. 機械與封裝資訊

5.1 物理尺寸

呢款LED使用2820表面貼裝器件 (SMD) 封裝。個名表示近似尺寸：長度2.8 mm，寬度2.0 mm。精確嘅機械圖提供詳細尺寸，包括總高度、透鏡幾何形狀同引線框架位置。除非另有說明，公差通常為±0.1 mm。呢個封裝設計用於兼容自動貼片組裝設備。

5.2 建議焊盤佈局

為PCB設計提供專用嘅焊盤圖案（封裝佔位）。呢個圖案針對迴流焊接期間可靠焊點形成同從LED熱焊盤到PCB嘅有效熱傳遞進行優化。遵循呢個建議佈局對於機械穩定性、電氣性能，以及最重要嘅熱管理至關重要。焊盤設計包括裸露嘅散熱過孔或銅澆注區域作為散熱器。

5.3 極性識別

規格書嘅機械圖指示陽極同陰極端子。通常，封裝可能有標記，例如凹口、圓點或斜角，用於識別陰極。組裝期間必須觀察正確極性，因為反向連接會阻止操作並可能損壞器件。

6. 焊接與組裝指引

6.1 迴流焊溫度曲線

提供詳細嘅迴流焊溫度曲線，以確保可靠連接而不損壞LED。曲線指定關鍵參數：預熱斜率、浸泡時間同溫度、液相線以上時間 (TAL)、峰值溫度同冷卻速率。絕對最高焊接溫度為260°C，持續30秒。遵循呢個曲線對於避免熱衝擊、分層或焊點缺陷至關重要。

6.2 使用注意事項

一般注意事項包括：避免對透鏡施加機械應力、防止光學表面污染、使用適當嘅ESD處理程序（因為佢額定為2kV HBM），以及確保器件根據其MSL 2等級喺使用前儲存喺乾燥環境中。根據降額曲線所示，LED不應喺低於50 mA嘅電流下操作。

6.3 儲存條件

元件應儲存喺其原始防潮袋中，內含乾燥劑，溫度喺-40°C至+125°C之間，處於非腐蝕性環境中。一旦打開袋子，MSL 2等級嘅元件必須喺特定時間內（通常喺<30°C/60% RH下為1年）組裝，或根據製造商指示重新烘烤，以去除吸收嘅水分並防止迴流期間出現"爆米花"現象。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 包裝規格

LED以帶狀包裝 (Tape and Reel) 形式供應，呢個係自動SMD組裝嘅標準。包裝資訊詳細說明捲盤尺寸、帶寬、口袋間距同元件方向。咁樣確保咗與組裝線上標準送料器系統嘅兼容性。

7.2 零件編號系統

零件編號2820-SR3501H-AM解讀如下：

• 2820：產品系列同封裝尺寸 (2.8mm x 2.0mm)。
• SR：顏色 (超紅光)。
• 350：測試電流，單位為毫安 (350 mA)。
• 1：引線框架類型 (1 = 鍍金)。
• H：亮度級別 (H = 高)。
• AM：指定汽車應用等級。

呢個命名約定允許精確識別元件嘅關鍵屬性。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

主要應用係汽車照明。具體用途包括：

• 外部信號燈：後尾燈、煞車燈、中央高位煞車燈 (CHMSL)、轉向信號燈。
• 內部照明：儀表板背光、開關照明、環境照明、警告指示燈。

佢嘅AEC-Q102認證同抗硫性使其適合惡劣嘅引擎蓋下或外部位置，呢啲地方溫度極端、濕度同化學暴露係關注點。

8.2 設計考量

驅動電路：強烈建議使用恆流驅動器而非恆壓源，以確保穩定嘅光輸出並防止熱失控。驅動器應設計為適應V_F分級範圍。

熱管理係設計中最關鍵嘅方面。PCB必須提供從LED焊盤到散熱器或電路板接地層嘅足夠熱路徑。使用提供嘅熱阻 (R_thJS) 同降額曲線計算必要嘅熱設計，以喺最壞情況下保持T_J低於150°C。

光學設計：120度視角可能需要二次光學元件（透鏡、導光板）來塑造光束，以用於特定應用，例如創造均勻嘅照明外觀或聚焦信號。

9. 技術比較與差異化

與標準商用級紅光LED相比，2820-SR3501H-AM系列為汽車使用提供明顯優勢：

• 可靠性：AEC-Q102認證涉及嚴格嘅壓力測試（高溫操作壽命、溫度循環、耐濕性等），遠遠超出商用規格。
• 擴展溫度範圍：從-40°C到+125°C嘅操作對於汽車環境至關重要，而商用LED通常最高僅為+85°C。
• 顏色同光通量分級：更嚴格嘅分級確保車輛照明組件中所有單元嘅外觀同性能一致性。
• 抗硫性：符合A1級硫磺測試標準，可防止某些汽車環境中（例如來自輪胎或某些密封件）含硫氣體造成嘅腐蝕。
• 可追溯性：汽車級元件通常喺整個供應鏈中具有更嚴格嘅可追溯性要求。

佢嘅主要區別在於呢種經過認證嘅穩健性，專為汽車生態系統而設。

10. 常見問題解答 (FAQ)

問：我可以直接用12V汽車電池驅動呢款LED嗎？

答：唔可以。LED需要恆流驅動器。直接連接到12V會導致災難性過流同即時故障。必須使用將電流調節到350 mA（或規格內另一個所需級別）嘅驅動電路（線性或開關式）。

問：鍍金引線框架（類型"1"）嘅用途係咩？

答：鍍金提供卓越嘅耐腐蝕性同長期優異嘅可焊性，呢個對於惡劣汽車環境中嘅長期可靠性非常重要。佢亦確保穩定、低電阻嘅電氣連接。

問：我應該點樣解讀兩個唔同嘅熱阻值（實際 vs. 電氣）？

答："實際"值 (12.8 K/W) 係使用熱測試方法直接測量得出嘅。"電氣"值 (10 K/W) 係從溫度敏感嘅順向電壓特性推導出嚟嘅。為咗保守嘅熱設計，建議喺計算中使用較高嘅"實際"值或指定嘅最大值 (16.2 K/W)。

問：係咪總係需要散熱器？

答：取決於驅動電流、環境溫度同PCB設計。喺全500 mA電流和/或高環境溫度下，有效嘅熱路徑（通過PCB到散熱器或大面積銅區域）絕對係必要嘅，以保持喺結點溫度限制內。喺較低電流同涼爽環境下，PCB本身可能就足夠。

11. 實用設計案例分析

場景：設計一個高位煞車燈 (CHMSL) 陣列。

設計師需要使用10個LED創建一個CHMSL。目標係均勻嘅亮度同顏色，從車輛嘅12V系統操作，最大焊點溫度為100°C。

步驟：

1. 電氣設計：選擇一個能夠提供總共約3.5A（10 x 350mA）嘅恆流驅動器。驅動器輸出電壓必須高於串聯串中最大V_F嘅總和。對於10個串聯嘅LED，V_F(max)=2.75V，驅動器需要>27.5V輸出。或者，使用帶有鎮流電阻或獨立驅動器嘅並聯串。
2. 熱設計：使用降額曲線，喺T_S=100°C時，最大連續I_F約為520 mA，所以350 mA係安全嘅。計算從結點到環境所需嘅熱阻抗：ΔT = T_J(max)- T_S= 150°C - 100°C = 50°C。每個LED嘅功率P_D≈ I_F* V_F= 0.35A * 2.45V = 0.8575W。所需R_thJA≤ ΔT / P_D= 50°C / 0.8575W ≈ 58.3 K/W。由於R_thJS約為12.8 K/W，PCB同環境必須提供R_thSA≤ 45.5 K/W。
3. 光學/機械：根據建議焊盤佈局將LED放置喺PCB上。設計導光板或擴散器，將來自10個獨立光源嘅光混合成法規要求嘅單一、均勻嘅光條。
4. 分級：指定嚴格嘅光通量分級（例如F3或F4）同主波長分級（例如3033），以確保所有10個LED緊密匹配。

12. 工作原理

2820-SR3501H-AM基於磷化鋁銦鎵 (AlInGaP) 半導體材料系統。當施加超過材料帶隙能量嘅順向電壓於p-n結兩端時，電子同電洞被注入到有源區。佢哋嘅復合以光子（光）嘅形式釋放能量。AlInGaP層嘅特定成分經過設計，以產生波長中心約為632 nm嘅光子，人眼感知為飽和嘅紅色。環氧樹脂透鏡封裝半導體芯片，提供環境保護，並將發射光塑造成120度視角。

13. 技術趨勢

汽車LED照明（包括紅色信號功能）嘅趨勢係朝向更高效率（每瓦更多流明）、更高功率密度（更小封裝，更高光輸出）同增強可靠性。亦有一個趨勢係朝向具有診斷同通信功能（例如通過LIN或CAN總線）嘅集成智能LED驅動器。此外，推動標準化、可擴展嘅照明模組正影響封裝同光學設計。2820封裝代表一個成熟、可靠嘅平台，而更新嘅設計可能專注於芯片級封裝 (CSP) 或集成多芯片模組，以實現更大嘅設計靈活性同性能。