藍光LED 3535 - 3.45x3.45x2.20mm - 電壓2.6-3.4V - 功率5.1W - 主波長465-475nm - 技術資料表

1. 產品概述

RF-AL-C3535L2K1RB-05 是一款高效能藍光發光二極體 (LED)，採用先進的 InGaN-on-substrate 技術製成。專為要求嚴苛的一般照明與特殊應用而設計，此 3535 封裝 (3.45mm x 3.45mm x 2.20mm) 提供 465-475nm 的主波長範圍，產生深藍光。在 350mA 下典型順向電壓為 2.6-3.4V，最大順向電流為 1500mA，具備優異的光通量 (30-50 流明) 與總輻射通量 (400-800mW)。陶瓷封裝確保了卓越的熱管理與可靠性，使其適用於標準 SMT 組裝與高功率照明設計。

1.1 核心優勢

• 採用陶瓷基板，實現低熱阻與更佳的散熱效果
• 極寬視角（120度），確保光線均勻分佈
• 相容於所有SMT組裝製程與焊接曲線
• 提供編帶與捲盤包裝（1000顆/捲），便於高效生產
• 濕度敏感等級1（MSL1）– 使用前無需烘烤
• 符合RoHS規範 – 不含有害物質

1.2 目標應用

這款藍光LED非常適合多種應用，包括重點色彩照明、軟性LED燈條、植物生長照明（用於光合作用的藍光光譜）、景觀照明、舞台攝影照明、飯店、零售空間、辦公室以及一般室內照明。其高輻射通量也使其適用於需要藍光波長的UV固化與特殊工業照明。

2. 技術參數分析

2.1 電光特性（於25°C，IF=350mA）

此LED的順向電壓（VF）範圍為2.6V至3.4V，典型值約為3.0V。光通量（IV）介於30至50流明之間，而總輻射通量（Φe）範圍則為400mW至800mW。主波長（λD）指定為465-475nm，量測公差為±1nm。在VR=5V下的逆向電流（IR）小於10µA，確保極低的漏電流。視角（2θ1/2）為120度，提供寬廣的光束覆蓋範圍。

2.2 絕對最大額定值

• 功率消耗 (PD)：5100 mW
• 順向電流 (IF)：1500 mA
• 峰值順向電流 (IFP)：1650 mA (1/10 工作週期，0.1ms 脈衝)
• 逆向電壓 (VR)：5 V
• ESD (HBM)：2000 V
• 工作溫度 (TOPR)：-40°C 至 +85°C
• 儲存溫度 (TSTG)：-40°C 至 +85°C
• 接面溫度 (TJ)：125°C

必須注意確保功率耗散不超過絕對最大額定值。接面溫度應保持在125°C以下，以維持可靠性。

3. 分檔系統

3.1 順向電壓分檔（IF=350mA）

順向電壓被分為四個類別：

• F0：2.6 – 2.8 V
• G0：2.8 – 3.0 V
• H0：3.0 – 3.2 V
• I0：3.2 – 3.4 V

3.2 光通量分檔（IF=350mA）

• FA3: 30 – 35 lm
• FA4: 35 – 40 lm
• FA5: 40 – 45 lm
• FA6: 45 – 50 lm

3.3 主波長分檔

• D00: 465 – 470 nm
• E00：470 – 475 nm

量測公差：VF ±0.1V，λD ±1nm，發光強度 ±10%。分檔（Binning）可讓客戶針對其應用選擇精確的顏色與光通量組合。

4. 性能曲線

4.1 順向電流 vs. 順向電壓

在導通門檻電壓（約2.6V）之後，順向電流會隨著電壓急遽增加。在3.0V時，電流約為350mA；在3.4V時，電流接近1500mA。此陡峭的IV特性需要精確的電流調節，以避免過度驅動。

4.2 相對強度 vs. 順向電流

相對光輸出量隨著電流增加而近乎線性提升，直到約1000mA後開始趨於飽和。在1500mA時，相對強度約為350mA時的3.0倍。然而，高電流下的熱效應可能會降低效率。

4.3 溫度 vs. 相對強度

當焊點溫度（Ts）從25°C上升至105°C時，相對強度會降低約20-30%。在高功率操作中，充分的散熱對於維持光輸出至關重要。

4.4 Ts 溫度 vs. 順向電流（降額）

允許的最大順向電流必須隨溫度升高而降額：在Ts為85°C時，最大電流會降至約800mA（相較於25°C時的1500mA）。此降額曲線可確保接面溫度不超過125°C。

4.5 光譜分佈

光譜輸出峰值約在465-475nm，半高全寬（FWHM）約為25-30nm。此光譜為典型的InGaN藍光LED，無明顯的二次發射。

4.6 輻射圖

輻射模式近似朗伯分佈，半角為60度（全角120度）。相對發光強度在偏離光軸±60°時降至50%。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

LED封裝尺寸為3.45mm x 3.45mm x 2.20mm（長 x 寬 x 高）。俯視圖顯示方形發光區域；側視圖顯示包含陶瓷基座與矽膠透鏡的總厚度為2.20mm。底視圖顯示兩個電極焊墊（陽極與陰極），尺寸分別為1.30mm x 0.65mm 與 0.50mm x 0.65mm，並提供極性標記。

5.2 建議焊接圖案

建議的PCB焊墊佈局包含兩個矩形焊墊：陽極尺寸為1.30mm x 0.85mm，陰極尺寸為1.30mm x 0.50mm，兩者之間間距為0.45mm。建議額外增加散熱焊墊（3.50mm x 3.40mm）以利散熱。所有尺寸公差為±0.2mm。

5.3 極性辨識

陰極在封裝邊緣以一個小凹口標示。從底部視角來看，較大的焊墊通常為陽極（正極）。極性錯誤可能導致LED永久損壞。

6. 焊接與組裝指南

6.1 迴流焊曲線

建議的SMT迴流焊曲線遵循J-STD-020規範。關鍵參數如下：

• 升溫速率：最大3°C/s
• 預熱區：150°C至200°C，持續60-120秒
• 高於217°C（TL）的時間：最大60秒
• 峰值溫度（TP）：260°C，持續時間最長10秒
• 峰值溫度±5°C內的持續時間：最大30秒
• 降溫速率：最高 6°C/s
• 從 25°C 到峰值總時間：最長 8 分鐘

迴流焊不應超過兩次。若兩次迴流焊間隔超過 24 小時，建議進行烘烤以去除矽膠透鏡吸收的水分。

6.2 手動焊接

手工焊接時，烙鐵溫度應低於 300°C，接觸時間少於 3 秒。僅允許進行一次手工焊接操作。避免在高溫時對矽膠透鏡施加壓力。

6.3 操作與儲存

Store the LEDs in the original sealed bag at <30°C and <75% RH. After opening, the device should be used within 168 hours (30°C/60% RH). 如果 storage exceeds 6 months or the moisture indicator changes color, bake at 60±5°C, <5% RH for at least 24 hours before use.

7. 包裝與訂購資訊

7.1 包裝形式

標準包裝：每卷1000顆。載帶尺寸：寬度12mm，間距8mm，起點與終點各保留50個空槽。捲盤直徑：178mm ±1mm，輪轂直徑59mm。標籤包含料號、規格編號、批號、分 bin 碼（光通量、波長、電壓）、數量及日期碼。使用含乾燥劑的防潮袋及ESD警示標籤。

7.2 紙箱

捲盤以紙箱包裝，以在運送過程中提供機械保護。客戶可指定標籤要求。

8. 應用建議

8.1 散熱設計

由於高功率密度（最高可達5.1W），有效的熱管理至關重要。請在PCB上使用導熱墊，並連接至大面積銅箔或散熱片。接面溫度必須保持在125°C以下。在350mA電流下，接面至焊點的熱阻應約為10-15°C/W（典型值）。在高環境溫度下，有必要對電流進行降額使用。

8.2 電路設計

務必使用限流電阻或恆流驅動器，以防止因微小電壓偏移而導致的過電流。若電路可能施加反向偏壓，請加入反向電壓保護（例如蕭特基二極體）。對於並聯燈串，請使用個別電阻以確保均流。

8.3 材料相容性

Avoid exposing the LED to environments with high sulfur content (>100ppm), as sulfur can corrode the silver pads. Bromine and chlorine content in surrounding materials should each be below 900ppm, and total halogen below 1500ppm. Select adhesives and potting compounds that do not outgas volatile organic compounds (VOCs) which may fog the silicone lens.

9. 與競爭方案的技術比較

相較於標準塑膠封裝的3535 LED（例如PLCC），此款LED的陶瓷封裝具有更低的熱阻（典型值5-10°C/W vs 15-20°C/W），可支援更高的驅動電流並維持更好的光通量維持率。矽膠透鏡比環氧樹脂透鏡提供更高的光學效率與更寬的視角。此外，MSL 1等級免除了組裝前繁瑣的烘烤程序，減少生產停機時間。然而，陶瓷封裝成本略高，但此差異可被其在高功率應用中的優越可靠性所抵消。

10. 常見問題

10.1 我可以持續以1A驅動此LED嗎？

可以，但前提是散熱設計必須將接面溫度保持在125°C以下。在1A（1000mA）時，順向電壓約為3.2-3.4V，導致約3.2-3.4W的功耗。必須使用良好的散熱片。請參考降額曲線：在85°C環境溫度下，最大電流約為800mA。

10.2 此LED的典型壽命為何？

Under rated conditions (350mA, Tj<105°C), lumen maintenance of >70% after 50,000 hours is expected. Higher currents or temperatures will reduce lifetime. For detailed projections, consult the reliability test data (life test: 1000h at 350mA/25°C with no failures).

10.3 如何處理ESD敏感度？

此LED的ESD額定值為2000V HBM。請使用接地工作檯、防靜電腕帶及導電包裝。在人工操作時，避免觸碰電氣接點。

11. 實務設計案例研究

Consider a blue LED strip for a plant growth light fixture. Using 24 LEDs per meter, each driven at 350mA (total ~0.84A per meter), the total power per meter is about 24 * 3.0V * 0.35A = 25.2W. The PCB must have a thick copper layer (≥2 oz) and an aluminum core for heat dissipation. To achieve a uniform light distribution, the LEDs are spaced 41.6mm apart. A constant-current driver with a 24V output and current limiting per channel ensures stable operation. The blue wavelength (470nm) is selected for the vegetative growth stage. No additional phosphor is required. The fixture achieves >90% efficiency in converting electrical power to radiant flux.

12. 運作原理

This LED uses InGaN (Indium Gallium Nitride) quantum wells as the active layer. When forward biased, electrons and holes recombine in the quantum wells, emitting photons with energy corresponding to the bandgap (approximately 2.6eV for 475nm blue). The substrate is typically sapphire or silicon carbide, on which the epitaxial layers are grown. The ceramic package acts as a heat spreader and provides electrical isolation. A silicone lens encapsulates the die to improve light extraction and protect the chip. The LED's direct bandgap ensures high internal quantum efficiency (>80% at low currents).

13. 發展趨勢

The industry is moving towards higher efficacy and higher color rendering in white LEDs by combining blue LEDs with phosphors. However, dedicated blue LEDs remain essential for specialty applications such as plant lighting (blue + red spectra), medical phototherapy, and entertainment lighting. Trends include increasing luminous efficacy (target >200 lm/W for blue chips), reducing thermal resistance via improved package designs (e.g., thin-film flip-chip), and integrating ESD protection within the package. The adoption of automated binning at the wafer level allows tighter color and flux distributions, enabling consistent performance in mass production.