LED 紅色 3.45x3.45x2.20mm - 順向電壓 2.0V - 功率 0.7W - 主波長 620-630nm - 繁體中文技術規格書

1. 產品概述

RF-AL-C3535L2K1RE-03 是一款專為嚴苛照明應用設計的高功率紅色 LED。它採用先進的陶瓷基板封裝技術（基板上晶片），提供卓越的熱管理與機械可靠性。封裝尺寸為 3.45mm × 3.45mm × 2.20mm，適合緊湊型照明模組。此 LED 在 350mA 下典型光通量為 60-90 lm，主波長介於 620-630nm（深紅色）。寬廣的 120° 視角確保均勻光分佈。產品符合 RoHS 規範，濕敏感度等級為 MSL 1，焊接前可無限存放。

2. 詳細技術參數分析

2.1 電性與光學特性（Ts=25°C，IF=350mA）

• 順向電壓（VF）：最小值 1.8V，典型值 2.0V，最大值 2.4V。此低順向電壓可從低電壓電源高效驅動。緊密的分檔（0.2V 間隔）可在多 LED 陣列中確保亮度一致。
• 光通量（Φv）：最小值 60 lm，典型值 75 lm，最大值 90 lm。透過最佳化的晶片設計與陶瓷封裝，實現高光效（約 215 lm/W at 350mA）。
• 總輻射通量（Φe）：最小值 200 mW，典型值 350 mW，最大值 500 mW。適用於需要總光功率的應用，如信號指示。
• 主波長（λD）：最小值 620 nm，典型值 625 nm，最大值 630 nm。此深紅色可與磷光體轉換型白光 LED 搭配用於植物照明，或符合交通信號標準。
• 反向電流（IR）：在 VR=5V 時最大值 10 µA，確保反向偏壓下漏電可忽略。
• 視角（2θ1/2）：典型值 120°，提供寬光束適用於泛光照明應用。

2.2 絕對最大額定值

• 功耗（PD）：1920 mW。
• 順向電流（IF）：連續 800 mA，峰值 900 mA（1/10 工作週期，0.1ms 脈衝）。
• 反向電壓（VR）： 5V.
• ESD 承受能力（HBM）：>2000V（典型良率 >80%）。
• 工作溫度：-40°C 至 +85°C。
• 接面溫度（TJ）：最高 125°C。

散熱設計考量：陶瓷封裝提供優異的導熱性。然而，為了在接近最大電流工作時將接面溫度保持在 125°C 以下，必須有適當的散熱。對於連續 350mA 操作，建議在標準 FR4 板上使用至少 50mm² 的銅墊面積。

3. 分檔系統說明

為確保顏色和亮度的一致性，LED 會依順向電壓、光通量和波長進行分檔。分檔代碼印在捲盤標籤上，如規格書表 1-3 所示。

訂購或設計時，請指定所需的分檔代碼，或根據應用容差接受混合分檔。

4. 性能曲線解讀

4.1 順向電壓 vs. 順向電流（圖 1-6）

曲線顯示 350mA 下典型順向電壓約 2.0V，在 800mA 下上升至約 2.4V。斜率表示串聯電阻約 0.8Ω。對於需要高電流的應用，驅動器中需要進行電壓補償。

4.2 相對發光強度 vs. 順向電流（圖 1-7）

相對強度隨電流增加幾乎線性上升，直到 700mA 後開始略有飽和。在 350mA 時相對強度為 1.0（參考點）。在 700mA 時約為 1.9，表示電流加倍可獲得<2 倍光輸出（因效率下降）。在 500mA 以上運作效率較低。

4.3 溫度 vs. 相對強度（圖 1-8）

在 Ts=25°C 時相對強度為 1.0。當溫度升至 85°C，強度下降至約 0.85。這 15% 的衰減是紅色 AlInGaP LED 的典型特性。在高溫環境下，熱管理對維持輸出至關重要。

4.4 最大順向電流 vs. Ts 溫度（圖 1-9）

在 Ts=25°C 時最大順向電流為 800mA。在 Ts=75°C 時降額至約 400mA。此曲線確保接面溫度保持在 125°C 以下。為確保可靠運作，應保持在降額線以下。

4.5 光譜分佈（圖 1-10）

發射光譜中心波長為 625nm，半高寬約 20nm。無二次峰值，確保純正的紅色。

4.6 輻射模式（圖 1-11）

輻射圖顯示近似朗伯分佈，視角 120°。在離軸 ±60° 處相對強度降至 50%。此寬廣模式非常適合洗牆燈和筒燈。

5. 機械與包裝尺寸

5.1 封裝外形

• 俯視圖：3.45mm × 3.45mm 方形外殼。
• 側視圖：高度 2.20mm，透鏡突出 0.85mm（從底部起的總高度）。
• 底視圖：兩個陽極焊盤（大）和兩個陰極焊盤（小）。焊盤尺寸：陽極 1.30mm × 0.65mm，陰極 1.30mm × 0.48mm。
• 極性：陰極側有三角形標記或倒角（如圖 1-4 所示）。

5.2 建議的焊接焊盤圖案

建議的 PCB 接點焊盤略大於元件焊盤：陽極 3.40mm × 1.30mm，間距 0.50mm。確保採用阻焊定義焊盤以避免橋接。

6. 焊接與組裝指南

6.1 迴流焊接曲線

建議的無鉛迴流焊接曲線符合 JESD22-B106。關鍵參數：

• 預熱：150°C – 200°C，持續 60-120 秒。
• 峰值溫度：最高 260°C，高於 217°C 的時間：最多 60 秒。
• 冷卻速率：最大 6°C/s。
• 迴流焊接次數：最多 2 次。若間隔超過 24 小時，需要進行烘烤。

6.2 手焊

若需手焊，請使用設定低於 300°C 的烙鐵，並在 3 秒內完成。只允許一次手焊操作。

6.3 修復

避免焊接後進行修復。如無法避免，請使用雙頭烙鐵同時加熱兩個焊盤，然後移除 LED。確認未損壞相鄰元件。

6.4 儲存與烘烤

打開鋁箔袋前：儲存在<30°C 及<75% RH 以下，最長 1 年。打開後：在<30°C、<60% RH 條件下 168 小時內使用。若時間超標，請在 60°C、<5% RH 條件下烘烤 24 小時。

7. 包裝與訂購資訊

• 標準包裝數量：每捲 1000 顆。
• 承載帶：寬度 8mm，間距 4mm，帶 5.5mm 傳送孔。腔體尺寸 3.9×3.9mm。
• 捲盤尺寸：外徑 178mm，輪轂寬度 14mm。
• 標籤：包含料號、規格號碼、批號、分檔代碼（Φ、WD、VF）、數量與日期。
• 防潮袋：包含捲盤與乾燥劑，附有 ESD 警告標籤。
• 紙箱：標準運輸紙箱，貼有產品標籤。

8. 應用建議

8.1 典型應用

• 警示燈、筒燈、洗牆燈、聚光燈。
• 交通號誌與信號燈。
• 景觀照明、舞台攝影燈、醫美設備。
• 飯店、商場、辦公室、家庭室內照明。
• 裝飾彩燈與燈條。

8.2 設計考量

• 熱管理：使用足夠的散熱片。建議在 PCB 上使用帶有導熱孔的散熱焊盤。
• ESD 防護：雖然此 LED 具有 >2000V HBM 承受能力，但仍需使用 ESD 安全操作，並考慮在高 ESD 環境中在 LED 兩端並聯一個稽納二極體。
• 電流調節：務必使用恆流源驅動。微小的電壓變化會引起較大的電流變化（例如，由於低動態電阻，0.1V 偏移可能導致電流變化約 125mA）。
• 防硫化/氯氣：確保周圍材料中硫含量低於 100ppm，且溴與氯各自低於<900ppm（總計<1500ppm），以防止鍍銀接點腐蝕。
• 透鏡清潔：若需清潔，請使用異丙醇。不可使用超音波清洗。

9. 技術比較與優勢

與標準 PPA（聚鄰苯二甲醯胺）封裝 LED 相比，陶瓷封裝具有：

• 更好的導熱性：陶瓷基板導熱係數 >10 W/mK，而<塑膠約 1 W/mK，熱阻降低 30-50%。
• 更高的高溫可靠性：陶瓷可承受 125°C 接面溫度而不劣化，而塑膠可能變色或分層。
• 更低的吸濕性：MSL 1 等級（無限存放壽命），而塑膠封裝通常為 MSL 3。
• 更廣的視角：120° 對比同類塑膠 LED 的典型 110°。

然而，陶瓷封裝通常成本較高。對於對成本敏感且功率較低的應用，可考慮塑膠替代方案。

10. 常見問題

問：我可以在 800mA 下連續驅動此 LED 嗎？
答：可以，但前提是接面溫度保持在 125°C 以下。必須有足夠的散熱。在 800mA 時，順向電壓約 2.4V，功率約 1.92W。建議在 85°C 環境下使用熱阻<30 K/W 的散熱片。

問：為什麼光通量分檔範圍相對較寬（60-90lm）？
答：標準生產會產生一個分佈。分檔可選擇較窄的範圍。對於單一 LED 應用，任何分檔都可使用。對於陣列，請使用相同分檔代碼以確保亮度均勻。

問：分檔代碼FB9是什麼意思？
答：表示光通量在 60 至 65 流明之間。所有代碼請參閱表 1-3。

問：此 LED 是否適合戶外使用？
答：可以，但需要在燈具中進行適當封裝以提供 IP 防護。LED 本身不防水。

問：我可以在電路中使用反向電壓嗎？
答：絕對最大反向電壓為 5V。若存在反向偏壓的可能性（例如啟動時或交流驅動），請串聯一個阻斷二極體。

11. 實際設計案例研究

案例：紅色筒燈模組（10W 等效，5 顆 LED）
設計目標：每顆 LED 在 350mA 下輸出 300 流明。五顆 LED 串聯：總順向電壓約 10V（每顆 2.0V）。驅動器：恆流 350mA，電壓承受 12V。散熱：5 顆 LED 總功耗約 3.5W。安裝在鋁基板上，搭配 50mm×50mm 散熱片。120° 視角可使用擴散板而不產生暗區。使用相同分檔（例如光通量 FBC，電壓 C0）可確保亮度均勻且無熱點。結果：深紅色重點照明，色彩一致性極佳。

12. 工作原理

此紅色 LED 基於 AlInGaP（鋁銦鎵磷）半導體材料，生長於 GaAs 基板上。當施加順向偏壓時，n 型層的電子與 p 型層的電洞復合，發射對應於約 1.98 eV 能隙的光子，產生 625nm 紅光。陶瓷基板提供電氣絕緣，並提供從晶片到焊盤的直接熱傳導路徑。矽膠透鏡封裝晶片並將光輸出塑形為朗伯模式。

13. 技術趨勢

業界正朝向更高光效和更小封裝尺寸發展。紅色 LED 的未來發展包括：

• 更高的通量密度：改進的晶片設計（多接面、覆晶）可使每封裝的光通量加倍。
• 更窄的波長分檔：未來高階顯示器標準可能需要 ±2nm 公差。
• 與智慧控制整合：整合顏色感測器的 LED，可自我校準。
• 陶瓷封裝成本降低：隨著製造規模擴大，陶瓷 LED 在中功率範圍內變得與塑膠具有競爭力。

本產品為當前固態照明需求提供了性能與可靠性之間的平衡解決方案。

14. 可靠性與品質保證

本產品已通過以下可靠性測試（樣本數 10 顆，零失效）：

• 迴流焊接（260°C，2 次）
• 熱衝擊（-40°C 至 100°C，500 次循環）
• 高溫儲存（100°C，1000 小時）
• 低溫儲存（-40°C，1000 小時）
• 壽命測試（TA=25°C，350mA，1000 小時）
• HHHT（60°C/90%RH，350mA，1000 小時）

標準：順向電壓偏移 <10%，光通量維持率 >80%，無開路或短路。這確保了產品在現場應用中的可靠性。<%, luminous flux maintenance >80%, no open/short. This ensures product reliability in field applications.