Table of Contents
- 1. 產品概述
- 2. 技術參數
- 2.1 電氣/光學特性(除非另有說明,Ts=25°C,IF=150mA)
- 2.2 絕對最大額定值(Ts=25°C)
- 3. 順向電壓、光通量與主波長的分級系統
- 3.1 順向電壓分級 (VF)
- 3.2 光通量分級 (Φ)
- 3.3 主波長分級 (Wd)
- 4. 性能曲線分析
- 5. 封裝尺寸與機械資訊
- 6. SMT 迴流焊焊接說明
- 7. 包裝與訂購資訊
- 8. 可靠性測試項目與標準
- 9. 操作注意事項與儲存方式
- 10. 應用建議
- 11. 與競品技術比較
- 12. 常見問題
- 13. 實際應用案例
- 14. AlGaInP LED 的工作原理
- 15. 車用 LED 照明發展趨勢
- LED 規格術語
- 光電性能
- 電氣參數
- Thermal Management & Reliability
- Packaging & Materials
- Quality Control & Binning
- Testing & Certification
1. 產品概述
RF-A4T35-R30E-R4 是一款基於 AlGaInP 基板技術的高效能紅光 LED,專為要求嚴苛的車用照明應用所設計。它採用緊湊的 PLCC6 封裝,尺寸為 3.5mm x 3.5mm x 1.9mm,適用於表面貼焊組裝 (SMT)。主要特色包括極寬的 120° 視角、符合 RoHS 與 REACH 規範,並通過車用級離散半導體 AEC-Q102 指南的認證。此 LED 具備優異的熱阻 (RthJ-S 最高 50°C/W) 且為濕度敏感等級 2。典型應用包含車內外照明,例如儀表板指示燈、車內氛圍燈、尾燈與方向燈。
2. 技術參數
2.1 電氣/光學特性(除非另有說明,Ts=25°C,IF=150mA)
| 參數 | 符號 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 | 條件 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 順向電壓 | VF | 2.0 | 2.3 | 2.6 | V | IF=150mA |
| 反向電流 | IR | — | — | 10 | µA | VR=5V |
| 光通量 | Φ | 13.0 | 15.9 | 17.7 | lm | IF=150mA |
| 主波長 | Wd | 627.5 | 631.0 | 635.0 | nm | IF=150mA |
| 視角 | 2θ1/2 | — | 120 | — | deg | IF=150mA |
| 熱阻 | RTHJ-S | — | — | 50 | °C/W | IF=150mA |
2.2 絕對最大額定值(Ts=25°C)
| 參數 | 符號 | 額定值 | 單位 |
|---|---|---|---|
| 功率耗散 | PD | 468 | mW |
| 順向電流 | IF | 180 | mA |
| 峰值順向電流(1/10 工作週期,10ms) | IFP | 300 | mA |
| 逆向電壓 | VR | 5 | V |
| ESD (HBM) | ESD | 2000 | V |
| 工作溫度 | TOPR | -40 ~ +110 | °C |
| 儲存溫度 | TSTG | -40 ~ +110 | °C |
| 接面溫度 | TJ | 125 | °C |
3. 順向電壓、光通量與主波長的分級系統
此LED在IF=150mA的測試條件下進行分Bin。下表顯示各參數的範圍。
3.1 順向電壓分級 (VF)
| Bin代碼 | 電壓範圍 (V) |
|---|---|
| C0 | 2.0 – 2.2 |
| D0 | 2.2 – 2.4 |
| E0 | 2.4 – 2.6 |
3.2 光通量分級 (Φ)
| Bin代碼 | 光通量範圍 (lm) |
|---|---|
| IA | 13.0 – 14.4 |
| IB | 14.4 – 16.0 |
| JA | 16.0 – 17.7 |
3.3 主波長分級 (Wd)
| Bin代碼 | 波長範圍 (nm) |
|---|---|
| F2 | 627.5 – 630.0 |
| G1 | 630.0 – 632.5 |
| G2 | 632.5 – 635.0 |
4. 性能曲線分析
除非另有說明,典型光學特性係基於焊接溫度25°C,並以多條曲線呈現。
- 順向電壓 vs. 順向電流(圖1-7): 順向電壓會隨著電流增加而上升。在150mA時,典型VF為2.3V。此曲線顯示,在電流高達300mA的範圍內,電壓從1.9V到2.6V呈現近乎線性的關係。
- 順向電流 vs. 相對強度(圖1-8): 相對強度會隨著順向電流上升,在150mA時達到約100%,在200mA時達到約115%。由於熱效應,在高電流時會略微趨於飽和。
- 焊接溫度 vs. 相對強度(圖1-9): 相對強度會隨著焊接溫度升高而下降。在100°C時,強度會降至25°C時數值的約85%。
- 焊接溫度 vs. 最大順向電流(圖1-10): 為使接面溫度保持在125°C以下,最大允許順向電流必須隨著溫度上升而降額使用。在25°C時,最大值為180mA,但在100°C時則會降至約90mA。
- 順向電壓 vs. 焊接溫度(圖1-11): VF 隨溫度線性下降,變化率約為 -2 mV/°C。
- 輻射圖(圖 1-12): 此 LED 具有類朗伯輻射模式,半角寬達 120°,確保均勻的光分佈。
- 順向電流 vs. 主波長(圖 1-13): 在 0 至 300mA 的電流範圍內,主波長僅有微小偏移(約 1nm),並維持在 627-635nm 的紅色區域內。
- 光譜分佈(圖 1-14): 發射峰值中心約在 630nm,具有狹窄的半高寬,此為 AlGaInP 紅光 LED 的特性。
5. 封裝尺寸與機械資訊
此LED封裝於PLCC6封裝中,尺寸為3.50mm × 3.50mm × 1.90mm(長×寬×高)。除非另有標註,所有公差皆為±0.05mm。封裝包含極性標記以利辨識方向。載帶(圖2-1)與捲盤(圖2-2)規格確保與標準SMT貼片機相容。基材為矽膠封裝材料,提供優異的光學清晰度與熱穩定性。
6. SMT 迴流焊焊接說明
請遵循以下迴流焊曲線(符合JESD22-B106規範),峰值溫度為260°C,持續時間最長10秒。預熱區從150°C升至200°C,時間為60-120秒。升溫速率≤3°C/s,降溫速率≤6°C/s。不得超過兩次迴流焊循環。手焊時,每個焊點溫度應低於300°C且時間少於3秒。冷卻過程中避免施加機械應力。詳細參數請參閱圖3-1與表3-1。
7. 包裝與訂購資訊
標準包裝:每捲盤4,000顆,採用12mm寬度載帶。包含乾燥劑與濕度指示卡的防潮袋(MBB)。外部紙箱如圖2-5所示。標籤包含料號、規格編號、批號、分 bin 碼、光通量、色度 bin、順向電壓、波長、數量與日期。本產品為濕度敏感等級2,若儲存條件超出規範則需進行烘烤。
8. 可靠性測試項目與標準
該LED已通過基於AEC-Q102規範的可靠性測試。關鍵測試包括:
- 迴焊測試 (JESD22-B106): 260°C峰值溫度,2次 – 0/1 失效。
- 濕度敏感度測試 (JESD22-A113): MSL2,於85°C/60%RH環境下168小時 – 0/1 失效。
- 熱衝擊測試 (JEITA ED-4701): -40°C至125°C,停留15分鐘,1000次循環 – 0/1 失效。
- 壽命測試 (JESD22-A108): 105°C, IF=150mA, 1000h – 0/1 失效。
- 高溫高濕壽命測試 (JESD22-A101): 85°C/85%RH, IF=150mA, 1000h – 0/1 失效。
判定標準:順向電壓變化 ≤ U.S.L × 1.1,逆向電流 ≤ U.S.L × 2.0,光通量 ≥ L.S.L × 0.7。
9. 操作注意事項與儲存方式
由於採用軟性矽膠封裝,請避免對頂部表面施加機械壓力。請使用鑷子夾持側面進行操作。儲存條件:開封鋁袋前,請儲存於 ≤30°C/≤75%RH 環境,保存期限 ≤1 年;開封後,請在 ≤30°C/≤60%RH 環境下於 24 小時內使用。若超過時間,請於 60±5°C 下烘烤 ≥24 小時。此 LED 為靜電敏感元件 (HBM 2kV),因此需要適當的靜電防護措施。請避免使用含硫、溴、氯超過 100PPM (硫) 或各 900PPM (Br/Cl) 的材料。清潔時請使用異丙醇;不建議使用超音波清洗。
10. 應用建議
此LED專為汽車照明優化,適用於車內(儀表板指示燈、氛圍燈)與車外(尾燈、煞車燈、方向燈)應用。良好的熱管理設計至關重要,以確保接面溫度低於125°C。請使用限流電阻,防止因VF變異導致的過電流。寬廣的視角(120°)可在背光應用中實現均勻的光線分佈。此LED可透過PWM訊號驅動;請確保僅在導通狀態下施加順向電壓,以避免逆向偏壓。
11. 與競品技術比較
與傳統紅光LED(例如AlGaAs)相比,AlGaInP技術在相同驅動電流下提供更高的發光效率、更佳的溫度穩定性以及更長的使用壽命。PLCC6封裝具有適合薄型設計的低輪廓,同時透過散熱焊盤維持優異的散熱性能。AEC-Q102認證使此元件在嚴苛環境下要求可靠性的汽車應用中脫穎而出。許多採用類似封裝的競爭紅光LED缺乏如此嚴格的汽車級認證。
12. 常見問題
Q:在150mA下的典型順向電壓是多少? A:2.3V(範圍2.0-2.6V)。
Q: 請問這顆LED可以在300mA下驅動嗎? A: 僅允許在1/10工作週期與10ms脈衝寬度下使用高達300mA的峰值電流;連續電流不得超過180mA。
Q: 建議的焊接溫度曲線為何? A: 遵循JEDEC標準,峰值溫度260°C最長10秒,預熱溫度150-200°C持續60-120秒。
Q: 這顆LED適合戶外使用嗎? A: 是的,其工作溫度範圍為-40°C至+110°C,並通過AEC-Q102認證,因此適用於車外照明。
Q: 焊接後如何清潔LED? A: 使用異丙醇;避免超音波清洗,因為可能損壞矽膠透鏡。
13. 實際應用案例
In an interior ambient lighting design, a strip of 20 LEDs driven at 150mA each (total 3A) can illuminate a vehicle cabin uniformly due to the 120° viewing angle. For a tail light application, a matrix of 6 LEDs in series (with appropriate resistor balancing) provides sufficient brightness (>90 lm) for compliance with FMVSS 108 regulations. The device's wide operating temperature range ensures reliable operation in both cold starts (-40°C) and hot engine bays (+110°C).
14. AlGaInP LED 的工作原理
紅色LED採用生長於GaAs基板上的AlGaInP(鋁鎵銦磷)多量子井主動層。在正向偏壓下,電子與電洞在主動區內進行輻射複合,發出波長約630nm的光子。AlGaInP材料系統具備高內部量子效率與良好的溫度表現。PLCC6封裝包含一個反射腔體以提升光萃取效率,並搭配矽膠透鏡以實現寬廣的發光角度。
15. 車用 LED 照明發展趨勢
Automotive lighting continues to evolve toward higher efficiency, smaller packages, and greater functionality. Emerging trends include matrix LED headlights with individual pixel control, adaptive driving beams, and integrated ambient lighting with tunable colors. Red LEDs like this device will remain essential for rear signal functions. Future developments may include higher flux per chip (e.g., >20lm at same current) and improved thermal management to reduce derating. The move toward automotive qualification (AEC-Q102) is becoming standard, providing designers with confidence in long-term reliability.
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 | 簡要說明 | 為何重要 |
|---|---|---|---|
| 發光效率 | lm/W(每瓦流明) | 每瓦電力的光輸出,數值越高代表越節能。 | 直接決定能效等級與電費成本。 |
| 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 | 光線的暖冷感,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。 | 影響演色性與品質。 |
電氣參數
| 術語 | 符號 | 簡要說明 | 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操作時的電流值。 | 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。 | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| 逆向電壓 | Vr | LED 可承受的最大逆向電壓,超過可能導致擊穿。 | 電路必須防止逆向連接或電壓突波。 |
| 熱阻 | Rth (°C/W) | 從晶片到焊點的熱傳導阻抗,數值越低越好。 | 高熱阻抗需要更強的散熱措施。 |
| 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,特別是針對敏感的 LED。 |
Thermal Management & Reliability
| 術語 | 關鍵指標 | 簡要說明 | 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;過高則會導致光衰與色偏。 |
| 光通量衰減 | L70 / L80 (小時) | 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情況。 |
| 色彩偏移 | Δu′v′ 或 MacAdam 椭圆 | 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、顏色改變或開路故障。 |
Packaging & Materials
| 術語 | 常見類型 | 簡要說明 | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC, PPA, Ceramic | 封裝材料保護晶片,提供光學/熱介面。 | EMC:耐熱性佳,成本低;Ceramic:散熱更好,壽命更長。 |
| 晶片結構 | 正面、覆晶 | 晶片電極配置。 | 覆晶封裝:散熱更佳、效率更高,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。 | 不同的螢光粉會影響效率、色溫(CCT)與演色性(CRI)。 |
| 透鏡/光學元件 | 平面、微透镜、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 | 簡要說明 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分檔 | 代碼範例:2G, 2H | 按亮度分組,每組有最小/最大流明值。 | 確保同一批次的亮度均勻。 |
| 電壓分檔 | 代碼範例:6W, 6X | 按順向電壓範圍分組。 | 有助於驅動器匹配,提升系統效率。 |
| 顏色分檔 | 5-step MacAdam ellipse | 按色坐標分組,確保範圍緊密。 | 保證顏色一致性,避免燈具內顏色不均。 |
| 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 | 標準/測試 | 簡要說明 | 重要性 |
|---|---|---|---|
| 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 | 壽命評估標準 | 根據LM-80數據估算實際條件下的壽命。 | 提供科學的壽命預測。 |
| IESNA | Illuminating Engineering Society | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 業界公認的測試基準。 |
| 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 | 用於政府採購、補貼計畫,有助於提升競爭力 |