目錄
- 1. 產品概述
- 1.1 一般說明
- 1.2 特色
- 1.3 應用領域
- 2. 技術參數深入分析
- 2.1 電氣/光學特性(Ts=25°C)
- 2.2 絕對最大額定值
- 3. 分級系統說明
- 3.1 順向電壓與發光強度分級(IF=350mA)
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 順向電壓與順向電流關係
- 4.2 順向電流與相對強度關係
- 4.3 溫度與相對強度關係
- 4.4 Ts 溫度與順向電流降額
- 4.5 輻射圖(發光角度)
- 4.6 光譜分佈
- 5. 機構與包裝資訊
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 承載帶與捲盤尺寸
- 5.3 標籤資訊
- 6. 焊接與組裝指南
- 6.1 SMT 迴流焊接曲線
- 6.2 操作注意事項
- 7. 包裝與訂購資訊
- 8. 應用建議
- 8.1 典型使用案例
- 8.2 設計考量
- 9. 技術比較
- 10. 常見問題
- 11. 實際應用範例
- 12. 工作原理
- 13. 技術趨勢
- LED規格術語詳解
- 一、光電性能核心指標
- 二、電氣參數
- 三、熱管理與可靠性
- 四、封裝與材料
- 五、質量控制與分檔
- 六、測試與認證
1. 產品概述
Refond RF-AL-C3535L2K1**-H4 是一款專為一般照明應用設計的高功率白光 LED。它採用藍光晶片搭配螢光粉來產生白光。LED 封裝尺寸為 3.45mm x 3.45mm x 2.20mm,適合用於緊湊型照明燈具。
1.1 一般說明
此 LED 採用陶瓷封裝,提供優異的熱管理效能與高可靠性。其發光角度為 120 度,非常適合大面積照明。本元件相容於所有 SMT 組裝與焊接製程,並以捲帶包裝供應以利自動化生產。產品符合 RoHS 規範,滿足環保標準。
1.2 特色
- 陶瓷封裝,散熱效能優異
- 120° 發光角度
- 高可靠性
- 適用於所有 SMT 組裝與焊接製程
- 提供捲帶包裝(1000 顆/捲)
- 符合 RoHS 規範
1.3 應用領域
此 LED 設計適用於多種照明應用,包括:
- 警示燈、筒燈、洗牆燈、聚光燈、路燈
- 植物照明、景觀照明、舞台攝影燈光
- 飯店、商場、辦公室、居家等室內用途
- 一般用途
2. 技術參數深入分析
2.1 電氣/光學特性(Ts=25°C)
所有測量均在 Refond 標準化環境下進行,焊接溫度為 25°C。順向電壓(VF)在 IF=350mA 條件下量測,範圍介於 2.6V(最小值)至 3.4V(最大值),典型值依分級而異。光通量依型號不同而變化:
- RF-AL-C3535L2K127-H4:140-170 lm @ 350mA,260-320 lm @ 700mA
- RF-AL-C3535L2K130-H4:150-180 lm @ 350mA,280-340 lm @ 700mA
- RF-AL-C3535L2K135-H4:160-190 lm @ 350mA,300-360 lm @ 700mA
- RF-AL-C3535L2K140-H4:160-190 lm @ 350mA,300-360 lm @ 700mA
- RF-AL-C3535L2K145-H4:160-190 lm @ 350mA,300-360 lm @ 700mA
- RF-AL-C3535L2K150-H4:160-190 lm @ 350mA,300-360 lm @ 700mA
- RF-AL-C3535L2K157-H4:160-190 lm @ 350mA,300-360 lm @ 700mA
- RF-AL-C3535L2K160-H4:160-190 lm @ 350mA,300-360 lm @ 700mA
- RF-AL-C3535L2K165-H4:150-180 lm @ 350mA,280-340 lm @ 700mA
各型號的相關色溫(CCT)對應零件編號最後兩位數字:27=2700K,30=3000K,35=3500K,40=4000K,45=4500K,50=5000K,57=5700K,60=6000K,65=6500K。在 IF=350mA 條件下,演色性指數(Ra)最低為 80。逆向電流在 VR=5V 時小於 10 μA。發光角度為 120 度。熱阻(接點至焊點)在 IF=700mA 及 Ta=25°C 時典型值為 1.90°C/W。
2.2 絕對最大額定值
在任何情況下都不得超過絕對最大額定值:
- 功率消耗(PD):6800 mW
- 順向電流(IF):2000 mA
- 峰值順向電流(IFP):3000 mA(1/10 工作週期,0.1ms 脈衝寬度)
- 逆向電壓(VR):5 V
- 靜電放電(HBM):2000 V
- 工作溫度(TOPR):-40°C 至 +85°C
- 儲存溫度(TOPR):-40°C 至 +85°C
- 接面溫度(TJ):125°C
3. 分級系統說明
3.1 順向電壓與發光強度分級(IF=350mA)
此 LED 依順向電壓與光通量進行分級,以確保一致性。電壓分級:F0(2.6-2.8V)、G0(2.8-3.0V)、H0(3.0-3.2V)、I0(3.2-3.4V)。光通量分級:FC6(140-150 lm)、FC7(150-160 lm)、FC8(160-170 lm)、FC9(170-180 lm)、FD1(180-190 lm)。色度座標在 CIE 1931 色度空間中針對每個 CCT 區域定義,並包含多個子區域(例如 2700K 的 27A、27B、27C、27D)。詳細座標表請參閱規格書。
4. 性能曲線分析
4.1 順向電壓與順向電流關係
圖 1-6 呈現近乎線性關係:在 2.6V 順向電壓下,電流約為 200mA,在 3.3V 時增加至約 1600mA。此曲線有助於設計者設定適當的限流措施。
4.2 順向電流與相對強度關係
圖 1-7 顯示相對強度隨順向電流線性增加,直至約 1000mA 後開始飽和。在 1600mA 時,相對強度約為 350mA 時的 3.5 倍。
4.3 溫度與相對強度關係
圖 1-8 顯示當焊點溫度(Ts)從 25°C 上升至 125°C 時,相對強度線性下降,在 125°C 時約為 0.85。散熱設計時必須考慮此因素。
4.4 Ts 溫度與順向電流降額
圖 1-9 提供降額曲線:在 Ts=25°C 時,最大順向電流為 1600mA;在 Ts=85°C 時,降為約 600mA。此設計可確保接面溫度不超過 125°C。
4.5 輻射圖(發光角度)
圖 1-10 顯示輻射模式。相對發光強度在 0° 時最大,於約 ±60° 時降至 50%,符合 120° 發光角度的特性。
4.6 光譜分佈
圖 1-11 顯示在 Ra80 條件下,4000K 與 5000K CCT 的相對發射強度對波長的關係。光譜在約 450nm(藍光)處達到峰值,並在 500nm 至 700nm 之間呈現寬頻螢光發射。
5. 機構與包裝資訊
5.1 封裝尺寸
LED 封裝尺寸為 3.45mm x 3.45mm x 2.20mm。俯視圖顯示中央發光區域與兩個陽極/陰極焊墊。底視圖顯示散熱焊盤(尺寸 3.30mm x 3.30mm)與極性標記(靠近接腳 1 的小圓圈)。焊接佈局(圖 1-5)建議使用 3.50mm x 3.40mm 的焊墊,中央散熱焊盤寬度為 1.30mm。所有尺寸單位為毫米,公差 ±0.2mm,除非另有標註。
5.2 承載帶與捲盤尺寸
承載帶寬度為 12.0mm,口袋間距為 4.0mm,元件深度為 3.9mm。捲盤直徑為 178mm,寬度為 14.0mm。每捲包含 1000 顆。包裝包含防潮鋁箔袋與乾燥劑。
5.3 標籤資訊
標籤包含零件編號、規格編號、批號、分級碼(含光通量分級與色度分級 XY)、順向電壓分級、數量及日期。紙箱尺寸符合標準運輸規格。
6. 焊接與組裝指南
6.1 SMT 迴流焊接曲線
建議的迴流焊接曲線(圖 3-1)規定:平均升溫速率 ≤3°C/s,預熱區 150°C 至 200°C 持續 60-120 秒,高於 217°C(TL)的時間最多 60 秒,峰值溫度 260°C,且於峰值溫度 5°C 範圍內的最長時間(tp)為 10 秒。冷卻速率 ≤6°C/s。從 25°C 升至峰值的總時間不得超過 8 分鐘。迴流焊接次數不得超過兩次。若需手工焊接,請使用烙鐵溫度<300°C,時間少於 3 秒,僅限一次。
6.2 操作注意事項
- LED 封裝膠體為矽膠,質地柔軟。避免對頂部表面施加壓力。請使用力道適當的取放吸嘴。
- 請勿安裝於翹曲的 PCB 上。焊接後請勿彎折電路板。
- 避免焊接後施加機械應力或快速冷卻。
- 工作環境中,配合材料的硫含量須低於 100PPM。外部材料的溴單一含量<900PPM,氯單一含量<900PPM,總溴+氯含量<1500PPM。
- 治具材料釋放的揮發性有機物可能使矽膠變色;請避免使用釋氣黏著劑。
- 使用鑷子或適當工具夾持元件側面,請勿直接觸碰矽膠透鏡。
- 驅動電路中務必包含限流電阻。逆向電壓可能造成損壞。
- 散熱設計至關重要;確保接面溫度不超過 125°C。
- 必要時可使用異丙醇清潔;不建議使用超音波清洗。
- 儲存:開封前,溫度 ≤30°C,濕度<75% RH,期限 6 個月。開封後,請在 168 小時內使用完畢,環境溫度 ≤30°C,<60% RH。若超過時限,請在 60±5°C、<5% RH 條件下烘烤 24 小時。
- LED 對 ESD 與 EOS 敏感;必須採取適當的防護措施。
7. 包裝與訂購資訊
標準包裝為每捲 1000 顆。承載帶的前端與尾端各有 100 個空口袋。使用內含乾燥劑的防潮鋁箔袋。產品以 16 位數的零件編號(RF-AL-C3535L2K1**-H4)識別,最後兩位數字代表 CCT 分級。標籤上的分級碼包含 VF 分級與色度分級。紙箱尺寸符合標準運輸多捲的規格。
8. 應用建議
8.1 典型使用案例
此 LED 適用於警示燈、筒燈、洗牆燈、聚光燈、路燈、植物照明、景觀照明、舞台攝影燈光,以及飯店、商場、辦公室、居家等一般室內照明。其高光通量(350mA 時高達 190 lm)與寬發光角度使其用途廣泛。
8.2 設計考量
設計電路時,請確保流經每個 LED 的電流不超過絕對最大額定值。採用適當的散熱管理(散熱片)以保持接面溫度低於 125°C。底部的散熱焊盤必須焊接至 PCB 上的散熱銅箔區域,並確保有足夠的銅箔面積。對於並聯陣列,應考慮使用均流電阻。對於串聯燈串,請確保總電壓不超過驅動器能力。由於此 LED 的熱阻低(1.9°C/W),良好的 PCB 散熱設計至關重要。
9. 技術比較
與標準 PLCC 封裝相比,C3535 的陶瓷封裝提供更低的熱阻與更高的可靠性,因此適用於高達 2A 的高電流應用。120° 的發光角度寬於典型的中功率 LED(通常為 120°-140°),窄於某些晶片級封裝。80 的 CRI 符合大多數一般照明需求。提供多種 CCT 分級(2700K-6500K),可靈活滿足不同的氛圍需求。
10. 常見問題
問:在焊點溫度 85°C 時,最大電流是多少?
答:根據降額曲線(圖 1-9),在 Ts=85°C 時,最大順向電流約為 600mA。
問:此 LED 能否在 700mA 下連續運作?
答:可以,表格中已給出 700mA 下的典型光通量。但須確保提供足夠的散熱,使接面溫度不超過 125°C。
問:開封防潮鋁箔袋後,應如何儲存 LED?
答:儲存於 ≤30°C 且<60% RH 的環境,並在 168 小時內使用。若超過時限,請在 60±5°C 下烘烤 24 小時。
問:典型的發光角度是多少?
答:發光角度為 120 度(半角 ±60°,強度 50%)。
問:此 LED 是否需要逆向電壓保護二極體?
答:需要,逆向電壓超過 5V 可能會損壞 LED。請務必確保驅動電路不會施加逆向電壓。
11. 實際應用範例
考慮一個使用 10 顆 LED 串聯的筒燈設計。在 IF=350mA 時,每顆 LED 約壓降 3.0V(典型值),因此總順向電壓為 30V。使用額定輸出 350mA、30-40V 的定電流驅動器。散熱方面:每顆 LED 消耗約 1.05W(3.0V*0.35A)。熱阻為 1.9°C/W 時,接面溫度高於焊點溫度的上升值約為 2°C。若環境溫度為 25°C,搭配良好的散熱片可將焊點溫度維持在低水準,確保長壽命。
12. 工作原理
此白光 LED 使用發射藍光的 InGaN 晶片,並塗覆黃色螢光粉(通常為 YAG:Ce)。藍光激發螢光粉,使其發出黃光。藍光與黃光混合後呈現白色。確切的 CCT 由螢光粉的組成與厚度控制。LED 晶片安裝在帶有金屬焊墊的陶瓷基板上,用於電氣與熱連接。矽膠透鏡封裝晶片與螢光粉,提供保護與光萃取。
13. 技術趨勢
高功率 LED 的業界趨勢正朝向低熱阻的陶瓷封裝發展,以支援更高的驅動電流與更小的佔板面積。C3535 封裝是標準尺寸(3.45mm x 3.45mm),在光輸出與熱性能之間取得平衡。未來的發展可能包括更高的發光效率(lm/W)與更佳的演色性(CRI >90),同時維持可靠性。Refond 的 C3535 系列透過寬 CCT 範圍與高光通量選項滿足這些需求。
LED規格術語詳解
LED技術術語完整解釋
一、光電性能核心指標
| 術語 | 單位/表示 | 通俗解釋 | 為什麼重要 |
|---|---|---|---|
| 光效(Luminous Efficacy) | lm/W(流明/瓦) | 每瓦電能發出的光通量,越高越節能。 | 直接決定燈具的能效等級與電費成本。 |
| 光通量(Luminous Flux) | lm(流明) | 光源發出的總光量,俗稱"亮度"。 | 決定燈具夠不夠亮。 |
| 發光角度(Viewing Angle) | °(度),如120° | 光強降至一半時的角度,決定光束寬窄。 | 影響光照範圍與均勻度。 |
| 色溫(CCT) | K(開爾文),如2700K/6500K | 光的顏色冷暖,低值偏黃/暖,高值偏白/冷。 | 決定照明氛圍與適用場景。 |
| 顯色指數(CRI / Ra) | 無單位,0–100 | 光源還原物體真實顏色的能力,Ra≥80為佳。 | 影響色彩真實性,用於商場、美術館等高要求場所。 |
| 色容差(SDCM) | 麥克亞當橢圓步數,如"5-step" | 顏色一致性的量化指標,步數越小顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色無差異。 |
| 主波長(Dominant Wavelength) | nm(奈米),如620nm(紅) | 彩色LED顏色對應的波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED的色相。 |
| 光譜分佈(Spectral Distribution) | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出的光在各波長的強度分佈。 | 影響顯色性與顏色品質。 |
二、電氣參數
| 術語 | 符號 | 通俗解釋 | 設計注意事項 |
|---|---|---|---|
| 順向電壓(Forward Voltage) | Vf | LED點亮所需的最小電壓,類似"啟動門檻"。 | 驅動電源電壓需≥Vf,多個LED串聯時電壓累加。 |
| 順向電流(Forward Current) | If | 使LED正常發光的電流值。 | 常採用恆流驅動,電流決定亮度與壽命。 |
| 最大脈衝電流(Pulse Current) | Ifp | 短時間內可承受的峰值電流,用於調光或閃光。 | 脈衝寬度與佔空比需嚴格控制,否則過熱損壞。 |
| 反向電壓(Reverse Voltage) | Vr | LED能承受的最大反向電壓,超過則可能擊穿。 | 電路中需防止反接或電壓衝擊。 |
| 熱阻(Thermal Resistance) | Rth(°C/W) | 熱量從晶片傳到焊點的阻力,值越低散熱越好。 | 高熱阻需更強散熱設計,否則結溫升高。 |
| 靜電放電耐受(ESD Immunity) | V(HBM),如1000V | 抗靜電打擊能力,值越高越不易被靜電損壞。 | 生產中需做好防靜電措施,尤其高靈敏度LED。 |
三、熱管理與可靠性
| 術語 | 關鍵指標 | 通俗解釋 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 結溫(Junction Temperature) | Tj(°C) | LED晶片內部的實際工作溫度。 | 每降低10°C,壽命可能延長一倍;過高導致光衰、色漂移。 |
| 光衰(Lumen Depreciation) | L70 / L80(小時) | 亮度降至初始值70%或80%所需時間。 | 直接定義LED的"使用壽命"。 |
| 流明維持率(Lumen Maintenance) | %(如70%) | 使用一段時間後剩餘亮度的百分比。 | 表徵長期使用後的亮度保持能力。 |
| 色漂移(Color Shift) | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色的變化程度。 | 影響照明場景的顏色一致性。 |
| 熱老化(Thermal Aging) | 材料性能下降 | 因長期高溫導致的封裝材料劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色變化或開路失效。 |
四、封裝與材料
| 術語 | 常見類型 | 通俗解釋 | 特點與應用 |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保護晶片並提供光學、熱學介面的外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低;陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 晶片結構 | 正裝、倒裝(Flip Chip) | 晶片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高,適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、矽酸鹽、氮化物 | 覆蓋在藍光晶片上,部分轉化為黃/紅光,混合成白光。 | 不同螢光粉影響光效、色溫與顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面的光學結構,控制光線分佈。 | 決定發光角度與配光曲線。 |
五、質量控制與分檔
| 術語 | 分檔內容 | 通俗解釋 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分檔 | 代碼如 2G、2H | 按亮度高低分組,每組有最小/最大流明值。 | 確保同一批產品亮度一致。 |
| 電壓分檔 | 代碼如 6W、6X | 按順向電壓範圍分組。 | 便於驅動電源匹配,提高系統效率。 |
| 色區分檔 | 5-step MacAdam橢圓 | 按顏色坐標分組,確保顏色落在極小範圍內。 | 保證顏色一致性,避免同一燈具內顏色不均。 |
| 色溫分檔 | 2700K、3000K等 | 按色溫分組,每組有對應的坐標範圍。 | 滿足不同場景的色溫需求。 |
六、測試與認證
| 術語 | 標準/測試 | 通俗解釋 | 意義 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明維持測試 | 在恆溫條件下長期點亮,記錄亮度衰減數據。 | 用於推算LED壽命(結合TM-21)。 |
| TM-21 | 壽命推演標準 | 基於LM-80數據推算實際使用條件下的壽命。 | 提供科學的壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認的測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質(如鉛、汞)。 | 進入國際市場的准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品的能效與性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目,提升市場競爭力。 |