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綠色LED PLCC2 3.5x2.8x1.84mm 3.2V 102mW 120mcd 521nm 規格

3.5x2.8x1.84mm 綠色PLCC2 LED 的詳細技術規格,順向電壓3.2V,電流30mA,功率102mW,視角120°,通過車規AEC-Q101認證。
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PDF文件封面 - 綠色LED PLCC2 3.5x2.8x1.84mm 3.2V 102mW 120mcd 521nm 規格書

1. 產品概述

1.1 一般說明

RF-GNRA30TS-CF-Z 是一款基於 InGaN 技術的高效能綠色 LED,採用標準 PLCC2 封裝,尺寸為 3.50mm x 2.80mm x 1.84mm。此元件專為需要高亮度與廣視角之車用及一般照明應用所設計。

1.2 功能特色

1.3 應用領域

2. 技術參數

2.1 電氣與光學特性 (Ts=25°C, IF=20mA)

下表總結了關鍵參數:

參數符號最小值典型值最大值單位
順向電壓VF2.83.23.4V
反向電流IR--10μA
發光強度IV90012001500mcd
主波長Wd520521525nm
視角2θ1/2-120-deg
熱阻(接面至焊點)RTHJ-S--180°C/W

所有測量均在25°C的標準化條件下進行。順向電壓容差為±0.1V,色座標容差為±0.005,發光強度容差為±10%。

2.2 絕對最大額定值

參數符號數值單位
功率耗散PD102mW
順向電流IF30mA
峰值順向電流(1/10 工作週期,10ms)IFP100mA
逆向電壓VR5V
ESD (HBM)ESD8000V
操作溫度TOPR-40 ~ +100°C
儲存溫度TSTG-40 ~ +100°C
接面溫度TJ120°C

必須注意不要超過這些額定值。最大電流應根據實際熱條件來決定。

3. 分檔範圍與分類

3.1 順向電壓分檔 (IF=20mA)

順向電壓分為六個檔位:G1 (2.8-2.9V)、G2 (2.9-3.0V)、H1 (3.0-3.1V)、H2 (3.1-3.2V)、I1 (3.2-3.3V)、I2 (3.3-3.4V)。

3.2 發光強度分檔

定義了兩個強度檔位:1CN (900-1200mcd) 和 M1 (1200-1500mcd)。

3.3 波長分檔

主波長被歸類為E1(520-522.5nm)與E2(522.5-525nm)。

4. 性能曲線分析

提供典型光學特性曲線以輔助設計。關鍵觀察結果如下:

4.1 順向電壓 vs 順向電流

在20mA下,VF約為3.2V。該曲線呈現典型的二極體指數特性。

4.2 順向電流與相對強度之關係

相對發光強度在順向電流達到30mA之前,幾乎呈線性增加。

4.3 溫度效應

當焊接溫度從20°C上升到100°C時,相對強度會降低約15%。順向電壓也會隨溫度略微下降(在100°C範圍內約為-0.1V)。最大順向電流在高溫時會降額使用。

4.4 輻射模式

該元件具有120°的寬廣輻射角度,且強度分佈均勻。

4.5 波長穩定性

主波長會隨著順向電流略微偏移,在30mA範圍內約為0.5nm。

4.6 光譜

發射光譜峰值約在521nm,具有InGaN綠色LED典型的窄半高全寬。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

LED封裝尺寸為3.50mm(長)x 2.80mm(寬)x 1.84mm(高)。除非另有標註,公差為±0.2mm。

5.2 焊墊佈局

數據手冊中提供了建議的焊接圖案尺寸,包括用於熱管理的中央焊墊。

5.3 極性

陰極在封裝上以一個凹口標記。組裝時請確保方向正確。

6. 焊接與組裝指南

6.1 迴流焊曲線

建議的迴流焊接曲線:預熱從150°C到200°C,持續60-120秒,升溫至217°C(最高3°C/秒),峰值溫度260°C最多10秒,冷卻速率最高6°C/秒。從25°C到峰值的總時間不得超過8分鐘。請勿進行超過兩次的迴流焊接。

6.2 手工焊接

若需進行手工焊接,請使用溫度≤300°C的烙鐵,焊接時間≤3秒,且僅限一次。

6.3 清潔與處理

請使用異丙醇進行清潔;避免使用超音波清洗。請勿對矽膠透鏡表面施加壓力。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 包裝細節

標準捲盤含2000件。載帶尺寸:寬度8.0mm,間距符合EIA-481規範。捲盤尺寸:直徑178mm,輪轂60mm,主軸孔13mm。

7.2 標籤規格

每個捲盤附有標籤,標示零件編號、規格編號、批號、分 bin 代碼、光通量、色度分 bin、順向電壓、波長、數量及日期。

7.3 防潮保護

Devices are shipped in moisture barrier bags with desiccant. Before opening, store ≤30°C / ≤75%RH for up to 1 year. After opening, use within 24 hours at ≤30°C / ≤60%RH; otherwise bake at 60±5°C for >24 hours.

8. 可靠性測試條件

該產品已通過可靠性測試,包括迴焊(260°C,2次)、濕度敏感等級2(85°C/60%RH,168小時)、熱衝擊(-40°C 至125°C,1000次循環)、壽命測試(100°C,1000小時)以及高溫高濕壽命測試(85°C/85%RH,1000小時)。所有測試均通過,零失效。

9. 失效判定標準

驗收標準:順向電壓不得超過規格上限的1.1倍,逆向電流不得超過規格上限的2倍,光通量不得低於規格下限的0.7倍。

10. 操作注意事項

10.1 環境限制

配合材料的硫含量應低於100ppm。溴和氯各應低於900ppm,總和低於1500ppm。避免使用可能侵蝕矽膠的揮發性有機化合物(VOCs)。

10.2 機械操作

請使用適當工具沿側邊拿取。請勿以裸手或尖銳物品觸碰矽膠透鏡。

10.3 電氣設計

務必使用限流電阻。確保絕不施加反向電壓。設計熱管理機制,使接面溫度保持在120°C以下。

10.4 靜電放電防護

此 LED 對 ESD 敏感。請使用接地工作檯、靜電手環及導電包裝。

11. 應用須知

RF-GNRA30TS-CF-Z 非常適合用於汽車內部照明,例如儀表板指示燈、按鈕背光及氛圍燈。其寬廣的視角(120°)可確保均勻照明。通過 AEC-Q101 認證,符合嚴格的汽車可靠性標準。設計人員應考慮在高環境溫度下降低額定電流,並透過 PCB 銅平面確保足夠的散熱。

12. 技術比較

與標準 PLCC2 綠色 LED 相比,此元件提供更寬廣的視角(120° 對比典型 110°)、更高的 ESD 耐受度(8000V 對比 2000V)以及更低的熱阻(180°C/W)。針對 VF、IV 及波長的緊密分檔選項,可在生產中實現更佳的一致性。

13. 常見問題

問:為了達到最高效率,建議的電流是多少? 答:大約20mA可在亮度與效能之間取得良好平衡。較高電流雖能提升亮度,但會降低效率並產生更多熱量。

問:此LED可用於戶外應用嗎? 答:其工作溫度範圍為-40°C至+100°C,適用於許多戶外環境,但可能需要額外防潮與抗紫外線保護。

問:如何選擇正確的電阻? 答:使用公式 R = (Vcc - VF) / IF,其中VF在20mA時典型值為3.2V,IF為所需電流。請確保電阻的功率額定值。

14. 實際應用案例

在汽車儀表板背光應用中,使用這類綠色LED陣列搭配脈衝寬度調變(PWM)調光,可在維持色彩一致性的同時實現順暢的亮度控制。在LED焊盤下方及導通孔至內層採用銅澆注的散熱設計,可將接面溫度控制在限制範圍內。

15. 基本運作原理

此LED採用氮化銦鎵(InGaN)半導體技術。當順向電流通過PN接面時,電子與電洞在主動區復合,釋放出對應於綠色波長(約521nm)能量的光子。PLCC2封裝提供機械保護與高效的光萃取。

16. 發展趨勢

LED技術持續朝向更高發光效率、更佳演色性及更小封裝發展。汽車領域要求更高的可靠性及與ADAS的整合。此產品透過提供高ESD防護、廣視角及AEC-Q101認證,符合趨勢,適用於下一代車用照明。

LED規格術語

LED技術術語完整說明

光電性能

術語 單位/表示方式 簡易說明 重要性說明
發光效率 lm/W(流明每瓦) 每瓦電力的光輸出,數值越高代表越節能。 直接決定能源效率等級與電費成本。
光通量 lm(流明) 光源發出的總光量,通常稱為「亮度」。 判斷光線是否足夠明亮。
視角 °(度),例如 120° 光強度降至一半時的角度,決定光束寬度。 影響照明範圍與均勻度。
CCT(色溫) K(Kelvin),例如 2700K/6500K 光線的暖度/冷度,數值越低偏黃/暖,數值越高偏白/冷 決定照明氛圍與適用場景
CRI / Ra 無單位,0–100 準確呈現物體色彩的能力,Ra≥80 即為良好 影響色彩真實性,應用於商場、博物館等高要求場所。
SDCM MacAdam橢圓階數,例如「5-step」 色彩一致性指標,階數越小代表色彩越一致。 確保同一批LED燈具的色彩均勻一致。
主波長 nm(奈米),例如620nm(紅色) 對應彩色LED顏色的波長。 決定紅、黃、綠單色LED的色調。
光譜分布 波長對強度曲線 顯示各波長的強度分布。 影響演色性與光品質。

電氣參數

術語 符號 簡易說明 設計考量
順向電壓 Vf 點亮LED所需的最低電壓,類似「啟動門檻」。 驅動器電壓必須 ≥ Vf,串聯LED時電壓會累加。
順向電流 If 正常LED運作時的電流值。 Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan.
最大脈衝電流 Ifp 短時間內可承受的峰值電流,用於調光或閃爍控制。 Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage.
逆向電壓 Vr LED 可承受的最大反向電壓,超過可能導致擊穿。 電路必須防止反向連接或電壓突波。
Thermal Resistance Rth (°C/W) 從晶片到焊點的熱傳導阻抗,數值越低越好。 高熱阻需要更強的散熱能力。
ESD 耐受性 V (HBM),例如 1000V 承受靜電放電的能力,數值越高代表越不易受損。 生產過程中需採取防靜電措施,尤其是對敏感的LED。

Thermal Management & Reliability

術語 關鍵指標 簡易說明 影響
接面溫度 Tj (°C) LED晶片內部的實際運作溫度。 每降低10°C可能使壽命延長一倍;溫度過高則會導致光衰與色偏。
光通量衰減 L70 / L80 (hours) 亮度降至初始值70%或80%所需的時間。 直接定義LED的「使用壽命」。
流明維持率 %(例如70%) 經過一段時間後保留的亮度百分比。 表示長期使用下的亮度維持率。
色偏 Δu′v′ 或 MacAdam ellipse 使用期間的顏色變化程度。 影響照明場景中的色彩一致性。
熱老化 材料劣化 長期高溫導致的劣化。 可能導致亮度下降、顏色改變或開路失效。

Packaging & Materials

術語 常見類型 簡易說明 Features & Applications
封裝類型 EMC、PPA、陶瓷 保護晶片的外殼材料,提供光學/熱介面。 EMC:耐熱性佳、成本低;陶瓷:散熱更好、壽命更長。
晶片結構 正裝、覆晶 晶片電極配置。 覆晶封裝:更好的散熱、更高的效率,適用於高功率。
螢光粉塗層 YAG、矽酸鹽、氮化物 覆蓋藍光晶片,將部分光轉換為黃光/紅光,混合成白光。 不同螢光粉會影響效率、色溫(CCT)與演色性(CRI)。
鏡頭/光學元件 平面、微透鏡、TIR 控制光線分佈的表面光學結構。 決定視角與光線分佈曲線。

Quality Control & Binning

術語 分檔內容 簡易說明 目的
光通量分檔 代碼範例:2G、2H 按亮度分組,每組有最低/最高流明值。 確保同一批次亮度均勻。
電壓分檔 代碼範例:6W、6X 依順向電壓範圍進行分組。 有助於驅動器匹配,提升系統效率。
色光分檔 5-step MacAdam ellipse 依據色度座標分組,確保範圍緊密。 保證色彩一致性,避免燈具內出現顏色不均。
CCT Bin 2700K、3000K 等。 按CCT分組,每組皆有對應的座標範圍。 滿足不同場景的CCT需求。

Testing & Certification

術語 Standard/Test 簡易說明 Significance
LM-80 流明維持測試 在恆溫下長時間點燈,記錄亮度衰減。 用於估算LED壽命(搭配TM-21)。
TM-21 壽命估算標準 根據LM-80數據估算實際使用條件下的壽命。 提供科學化的壽命預測。
IESNA Illuminating Engineering Society 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 業界公認的測試基礎。
RoHS / REACH 環保認證 確保不含有害物質(鉛、汞)。 國際市場准入要求。
ENERGY STAR / DLC 能源效率認證 照明設備的能源效率與性能認證。 應用於政府採購、補助計畫,有助於提升競爭力。