RF-A3H40-W60P-E5 白光LED規格書 - 5.6x3.0x0.8mm - 12V - 12W - 1200-1750lm

1. 產品概述

此款白光LED採用藍光晶片與螢光粉轉換技術製成，提供適用於車外照明的寬廣白光光譜。封裝尺寸為5.6mm x 3.0mm x 0.8mm，採用堅固的陶瓷基板，確保優異的熱管理與可靠性。主要特點包括極寬的120度發光角度、相容於所有SMT組裝與焊接製程、以編帶與捲盤包裝、濕度敏感等級2、完全符合RoHS規範，並通過車用級分立半導體AEC-Q102應力測試標準認證。此款LED專為要求嚴苛的車燈應用而設計，例如頭燈、日行燈與霧燈，這些應用對高光通量、長使用壽命及環境耐受性有極高要求。

2. 技術參數解讀

2.1 電氣與光學特性（於 Ts=25°C，IF=1000mA 條件下）

下表總結了關鍵參數：

• 順向電壓 (VF)：最小值 12.0V，典型值 12.0V（典型曲線），最大值 14.4V。（備註：典型曲線顯示在 1000mA 時為 12.0V。）
• 逆向電流 (IR)：在 VR=20V 時，最大值 10 µA。
• 光通量 (Φ)：最小值 1200 lm，典型值 1300-1750 lm（依分檔而定），最大值 1750 lm。
• 視角 (2θ1/2)：典型值 120 度。
• 熱阻 (RTHJ-S)：典型值 0.83 °C/W，最大值 1.08 °C/W。

這些參數顯示這是一個高效率、高功率的元件。低熱阻對於維持接面溫度低於最高額定值 150°C 至關重要，特別是在高電流操作下。

2.2 絕對最大額定值

• 功率消耗 (PD)：21600 mW (21.6 W)
• 順向電流 (IF)：1500 mA DC，峰值順向電流 (IFP) 2000 mA (1/10 工作週期，10ms 脈衝)
• 逆向電壓 (VR)：20 V
• Electrostatic Discharge (ESD HBM): 8000 V (>90% yield)
• 操作溫度 (TOPR)：-40°C ~ +125°C
• 儲存溫度 (TSTG)：-40°C ~ +125°C
• 接面溫度 (TJ)：最高 150°C

設計人員必須確保功耗絕不超過絕對最大額定值。良好的散熱至關重要，且在高焊接溫度下應降低電流額定值（請參閱性能曲線）。

3. 分級系統

3.1 順向電壓分檔 (IF=1000mA)

順向電壓分為三個級別：D1 (12.0-12.8V)、E1 (12.8-13.6V)、F1 (13.6-14.4V)。這有助於嚴格調節系統電壓設計。

3.2 光通量分檔

光通量分級如下：DF（1200-1300 lm）、EA（1300-1450 lm）、EB（1450-1600 lm）、EC（1600-1750 lm）。

3.3 色度分檔

定義了三種色域：57N、60N、65N，每個色域包含四個四邊形角點座標（CIE 1931）。例如，色域57N：X1=0.3221 Y1=0.3255，X2=0.3206 Y2=0.3474，X3=0.3375 Y3=0.3628，X4=0.3365 Y4=0.3381。使用者可根據特定應用需求選擇所需的色點。

4. 性能曲線分析

4.1 順向電壓 vs. 順向電流（圖 1-7）

該曲線顯示從0mA時的9V典型上升至1500mA時的14V，並在10-11V附近出現轉折點。在1000mA時，VF約為12V。在驅動電流設計中必須考慮此非線性行為。

4.2 順向電流 vs. 相對強度（圖 1-8）

相對光通量隨電流呈次線性增加。在1000mA時，相對強度約為100%（歸一化）。在500mA時約為60%；在1500mA時約為140%。這有助於估算不同驅動電流下的光通量。

4.3 焊接溫度 vs. 相對強度（圖 1-9）

相對強度隨焊點溫度升高而下降：-40°C時約為130%，25°C時約為100%，125°C時約為70%。熱管理對於維持高光輸出至關重要。

4.4 焊接溫度 vs. 順向電流（圖 1-10，Tj≤150°C）

此降額定曲線顯示，最大允許順向電流從25°C時的1500mA降至100°C時的800mA，並在125°C以上降至0mA。針對最嚴峻的焊接溫度進行設計至關重要。

4.5 順向電壓與焊接溫度之關係（圖 1-11）

順向電壓隨溫度線性下降（約 -2mV/°C）。在 -40°C 時 VF~13.6V，在 125°C 時 VF~12.2V。這會影響功率耗散的計算。

4.6 輻射圖（圖 1-12）

輻射模式近似朗伯分佈：在 ±60° 時相對強度降至 50%，在 ±90° 時降至 10%。寬達 120° 的視角使此 LED 適用於需要均勻照明的應用。

4.7 色度與焊接溫度之關係（圖 1-13）

色坐標會隨溫度略微偏移。例如，在25°C時，CIE x ~0.325, y ~0.330；在125°C時，x ~0.318, y ~0.323。此偏移幅度很小，且在車用照明的可接受範圍內。

4.8 光譜分布（圖 1-14）

發射光譜範圍廣泛，涵蓋400nm至750nm，在450nm附近有一個藍光峰值，並在560nm附近有一個寬廣的黃色螢光粉峰值。這提供了高演色性，適合用於外部信號燈。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

此LED封裝於5.60mm × 3.00mm × 0.80mm的陶瓷封裝中。底部視圖顯示兩個大型散熱焊墊（2.75mm × 1.20mm）以及兩個較小的陽極/陰極焊墊。極性透過頂部的凹口標記。建議的焊接圖案採用2.35mm × 1.25mm的焊墊，間距為5.05mm。除非另有標註，所有尺寸公差為±0.2mm。

5.2 極性識別

底部陽極焊墊較大，陰極焊墊較小。頂部的切角標示極性（參見圖1-4）。

5.3 焊接圖樣建議

為優化熱能與電氣性能，建議的PCB焊墊圖案應與底部焊墊尺寸相符。對稱佈局有助於平衡熱膨脹。

6. 焊接與組裝指南

6.1 迴流焊溫度曲線

標準迴流焊曲線包含：升溫速率 ≤3°C/s；預熱從150°C至200°C，時間60-120秒；高於217°C (TL) 的時間最多60秒；峰值溫度 (TP) 260°C 最多10秒；冷卻速率 ≤6°C/s。從25°C升至峰值的總時間最長8分鐘。迴流焊接不得超過兩次，且兩次迴流之間隔不得超過24小時，以避免濕氣損害。

6.2 修補與重工

應避免維修。若有必要，可使用雙頭烙鐵，但必須預先驗證其對可靠度的影響。

6.3 操作注意事項

矽膠封裝材質較軟；必須避免對透鏡表面施加機械壓力。請勿安裝於翹曲的PCB上，並在冷卻過程中避免施加外力或震動。如需清潔，可使用異丙醇；不建議使用超音波清洗，因為可能損壞LED。

6.4 儲存與烘烤

Before opening the aluminum bag: store at ≤30°C and ≤75% RH, use within 1 year. After opening: use within 24 hours at ≤30°C and ≤60% RH. 如果 storage exceeds these conditions, bake at 60±5°C for >24 hours before use.

7. 包裝與訂購資訊

7.1 包裝規格

LED以編帶與捲盤包裝出貨：每捲4000顆。載帶尺寸：A0=3.40±0.1mm，B0=6.10±0.1mm，K0=1.00±0.1mm，P0=4.00±0.1mm，W=12.0±0.1mm，T=0.25±0.05mm等。捲盤尺寸：A=13.6±0.1mm，B=180±1mm，C=100±1mm，D=13.0±0.5mm。

7.2 標籤資訊

每個捲盤均附有標籤，內容包含：料號、規格編號、批號、Bin Code（光通量、色度、順向電壓、波長）、數量及日期。

7.3 防潮包裝

捲盤密封於防潮袋中，內含乾燥劑與濕度指示卡。開封後，LED應立即使用或存放於乾燥櫃中。

8. 應用建議

8.1 典型應用

車用外部照明：頭燈（近光燈、遠光燈）、日行燈（DRL）、前霧燈、方向燈與尾燈。

8.2 設計考量

• 熱管理：使用足夠的散熱措施，確保焊點溫度低於125°C。從接面到焊點的典型熱阻為0.83°C/W。
• 電流調節：務必串聯電阻或使用恆流驅動器，以防止因VF溫度係數導致的電流失控。
• ESD防護：雖然此元件可承受8kV HBM，但在組裝過程中仍必須採取適當的ESD處理措施。
• Sulfur and halogen limits: Avoid materials containing >100ppm sulfur compounds, and keep bromine and chlorine each <900ppm (total <1500ppm) to prevent LED degradation.

9. 比較優勢

與傳統塑膠封裝的高功率LED相比，此陶瓷封裝元件提供優異的散熱性能（低熱阻）、更高的熱衝擊可靠性，並符合AEC-Q102認證。120°的寬廣發光角度可減少擴散光應用中二次光學元件的需求。高發光效率（12W時高達1750 lm）使其在同功率等級的其他車規級LED中極具競爭力。

10. 常見問題

Q1：為達到最高可靠性，建議的操作電流是多少？
A1：為確保長期可靠性，請在1000mA或更低電流下操作，並搭配適當的散熱措施。絕對最大值為1500mA直流，但在高溫環境下需進行降額使用。

Q2：此LED可用於室內照明嗎？
A2：此產品專為汽車外部應用最佳化，但若熱管理與環境條件符合要求，也可用於高棚燈或戶外照明。

Q3：焊接後應如何清潔LED？
A3：請使用異丙醇搭配軟毛刷進行清潔。請勿使用超音波清洗或可能侵蝕矽膠的溶劑。

Q4：預期使用壽命為何？
A4: Based on AEC-Q102 testing, the LED should maintain >90% lumen maintenance for >5000 hours at rated current and temperature. Contact manufacturer for detailed LM-80 data.

11. 實務設計案例

案例1：近光燈模組
典型設計採用6-8顆LED串聯，由1000mA恆定電流驅動，總電壓約72-96V。使用帶有導熱孔的鋁基板（MCPCB）連接散熱片。模擬顯示，在85°C環境溫度下搭配適當散熱片，接面溫度可維持在130°C以下。

案例2：日行燈（DRL）
對於線性DRL燈條，採用3-4顆LED以700mA串聯，可達到約1000 lm。寬廣的發光角度確保均勻配光。陶瓷封裝則有助於實現緊湊、低輪廓的設計。

12. 工作原理

此款白光LED採用藍光InGaN晶片，發光波長約為450nm。藍光激發矽膠封裝中的黃光螢光粉（YAG:Ce或類似材料），藍光與黃光混合後產生白光。可微調螢光粉配方以達到特定色溫；本規格中的分檔對應適用於車頭燈照明的冷白光（5000-6000K）。

13. 技術趨勢

Automotive lighting LEDs are evolving toward higher luminous efficacy (>200 lm/W), smaller footprints, and integration of advanced features like adaptive driving beams (ADB) and matrix lighting. The trend toward all-LED lighting systems drives demand for packages that offer high reliability under harsh conditions. Ceramic packages like this one are becoming the standard for high-power automotive LEDs due to their superior thermal performance and long-term stability. Future developments may include multi-chip modules, higher voltage configurations, and even tighter binning for color uniformity.