Table of Contents
- 1. 產品概述
- 1.1 一般說明
- 1.2 產品特色
- 1.3 應用領域
- 2. 封裝尺寸
- 2.1 焊接墊佈局
- 3. 技術參數
- 3.1 電氣與光學特性(在 Ts=25°C, IF=350mA 條件下)
- 3.2 絕對最大額定值
- 4. 分檔範圍與色度
- 4.1 順向電壓與光通量分檔 (IF=350mA)
- 4.2 色度分檔
- 5. 典型光學特性曲線
- 5.1 順向電壓 vs. 順向電流
- 5.2 相對光通量 vs. 順向電流
- 5.3 溫度效應
- 5.4 輻射圖
- 5.5 光譜分佈
- 5.6 色度座標偏移
- 6. 封裝資訊
- 6.1 載帶與捲盤尺寸
- 6.2 標籤與防潮袋
- 7. 可靠性測試與認證
- 8. SMT 迴流焊指導方針
- 9. 操作與儲存注意事項
- 9.1 操作注意事項
- 9.2 儲存條件
- 10. 應用說明
- 11. 設計考量
- 12. 技術比較
- 13. 常見問題
- 14. 實際應用案例
- 15. 運作原理
- 16. 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
1.1 一般說明
本產品是一款採用陶瓷封裝結構的高功率琥珀色LED,專為要求嚴苛的車用外部照明應用設計,具備高可靠性。元件尺寸為1.65mm x 1.25mm x 0.80mm,結構緊湊,適合空間受限的模組。在車用應力條件下,能提供優異的散熱效能與長使用壽命。
1.2 產品特色
- 陶瓷封裝,提供卓越的散熱效能與可靠性。
- 高功率與高亮度輸出。
- 相容於無鉛迴流焊製程。
- 濕度敏感等級:等級2。
- 符合RoHS與REACH指令規範。
- 通過AEC-Q102車用等級分立半導體應力測試認證。
1.3 應用領域
汽車外部照明包含日行燈、頭燈及霧燈。堅固的陶瓷封裝與高發光效率,使其成為嚴苛汽車環境的理想選擇。
2. 封裝尺寸
此LED封裝尺寸為1.65mm(長)x 1.25mm(寬)x 0.80mm(高)。除非另有標示,所有公差皆為±0.2mm。底部視圖顯示兩個帶有極性標記的陽極/陰極焊墊。建議的焊接圖案可提供最佳的熱傳導與電氣連接。
2.1 焊接墊佈局
建議的焊墊尺寸為每側0.45mm x 0.76mm,焊墊間距為0.30mm。適當的焊墊設計可確保良好的熱傳導與機械穩定性。
3. 技術參數
3.1 電氣與光學特性(在 Ts=25°C, IF=350mA 條件下)
| 參數 | 符號 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|
| 順向電壓 | VF | 2.8 | — | 3.4 | V |
| 逆向電流 | IR | — | — | 10 | µA |
| 光通量 | Φ | 90 | — | 135 | lm |
| 視角 | 2θ1/2 | — | 120 | — | deg |
| 熱阻(捲盤) | RTHJ-S reel | — | 7.6 | 8.3 | °C/W |
| 熱阻(電氣) | RTHJ-S el | — | 5.1 | 5.6 | °C/W |
備註:在25°C脈衝模式下,光電轉換效率為42%。熱阻值是在25°C、1000mA條件下測量所得。
3.2 絕對最大額定值
| 參數 | 符號 | 數值 | 單位 |
|---|---|---|---|
| 功率消耗 | PD | 2380 | mW |
| 順向電流 | IF | 700 | mA |
| 峰值順向電流(1/10 工作週期,10ms) | IFP | 1000 | mA |
| 逆向電壓 | VR | 5 | V |
| 靜電放電 (HBM) | ESD | 8000 | V |
| 操作溫度 | TOPR | -40 ~ +125 | °C |
| 儲存溫度 | TSTG | -40 ~ +125 | °C |
| 接面溫度 | TJ | 150 | °C |
必須注意不要超過這些限制。最大電流應根據實際散熱情況來決定,且接面溫度必須保持在150°C以下。
4. 分檔範圍與色度
4.1 順向電壓與光通量分檔 (IF=350mA)
LED 會根據順向電壓與光通量進行分 Bin。電壓 Bin:G0 (2.8-3.0V)、H0 (3.0-3.2V)、I0 (3.2-3.4V)。光通量 Bin:AC (90-105 lm)、AD (105-120 lm)、AE (120-135 lm)。此分 Bin 系統可讓客戶選擇所需的效能範圍。
4.2 色度分檔
定義了兩個色度 Bin:AM1 和 AM2。其座標標示於資料表中,涵蓋 CIE 1931 色度圖的琥珀色區域。Bin AM1 的中心約在 x=0.57, y=0.42,而 AM2 的中心約在 x=0.58, y=0.41。這可確保車用照明應用中顏色的一致性。
5. 典型光學特性曲線
5.1 順向電壓 vs. 順向電流
順向電壓會隨著順向電流增加而上升,此為典型LED的預期特性。在350mA時,電壓範圍介於2.8V至3.4V之間。設計者在設計定電流驅動器時,必須將此變異納入考量。
5.2 相對光通量 vs. 順向電流
相對光通量會隨著電流呈非線性增加。在較高電流下,由於熱效應影響,光通量的增加速率會趨緩。在接近最大額定電流下運作時,需要謹慎的熱管理。
5.3 溫度效應
接面溫度會顯著影響光通量:隨著溫度升高,光通量會下降。曲線顯示,在150°C的接面溫度下,相對光通量會降至25°C時數值的約70%。同樣地,順向電壓會隨溫度產生負向偏移。
5.4 輻射圖
此LED具有120度(半高全寬)的寬廣視角,適用於需要大範圍照明的應用,例如霧燈與日行燈。其輻射型態是對稱的。
5.5 光譜分佈
琥珀色LED的光譜峰值約在590-595 nm,具有狹窄的半高寬。這是用於汽車訊號燈的InGaAlP基琥珀色LED的典型特徵。
5.6 色度座標偏移
色度座標會隨著接面溫度與順向電流而略微偏移。這些偏移在汽車外部照明的可接受範圍內,確保在操作範圍內維持一致的色彩表現。
6. 封裝資訊
6.1 載帶與捲盤尺寸
LED 以載帶包裝,尺寸為:A0=1.50mm、B0=1.80mm、K0=1.00mm、間距 P0=4.00mm、P1=2.00mm、P2=2.00mm、寬度 W=8.00mm。捲盤外徑為 180±2mm,輪轂直徑 60±1mm,寬度 12±0.3mm。每捲盤包含 4000 顆。
6.2 標籤與防潮袋
捲盤連同乾燥劑及濕度指示卡密封於防潮袋中。標籤包含料號、規格編號、批號、分 bin 代碼、光通量與色度 bin、順向電壓 bin、數量及日期。
7. 可靠性測試與認證
The product is qualified according to AEC-Q102. Key tests include: MSL2 preconditioning with reflow, thermal shock (-40°C to 125°C, 1000 cycles), life test at 120°C with 350mA for 1000 hours, and high temperature high humidity life test (85°C/85%RH, 350mA, 1000 hours). Acceptance criteria: forward voltage change <10% of initial max spec, reverse current <200% of max spec, luminous flux degradation <30% of initial min spec.
8. SMT 迴流焊指導方針
請遵循建議的迴流曲線:預熱區從 150°C 升至 200°C,持續 60-120 秒;升溫速率 ≤3°C/s;溫度高於 217°C 的時間維持 60-120 秒;峰值溫度為 260°C,最長持續 10 秒;冷卻速率 ≤6°C/s。請勿進行超過兩次的迴流焊接。若焊接間隔超過 24 小時,LED 必須進行烘烤。加熱過程中請勿施加應力。不建議進行修補;若無法避免,請使用雙頭烙鐵。
9. 操作與儲存注意事項
9.1 操作注意事項
- 避免對矽膠透鏡表面施加機械應力。
- 請勿安裝在翹曲的PCB上,亦不可在焊接後彎折PCB。
- 冷卻期間請勿施加機械力或震動。
- 需具備ESD防護:此LED對靜電放電敏感,最高承受等級為8kV HBM。
- 環境中的硫化物含量必須低於100PPM;溴化物與氯化物含量各需低於900PPM,總量低於1500PPM。
- 燈具材料釋出的VOCs可能導致LED變色;使用前請先驗證相容性。
- 請使用適當的限流電阻,切勿超過絕對最大額定值。
- 熱設計至關重要:需考慮發熱問題,以避免光通量下降和色偏。
9.2 儲存條件
開啟鋁袋前:請在 ≤30°C 及 ≤75% RH 條件下儲存,最長可達一年。開啟後:請在 ≤30°C 及 ≤60% RH 條件下於 24 小時內使用。若超過儲存時間,請在 60±5°C 下烘烤至少 24 小時。若防潮袋已損壞,請勿使用。
10. 應用說明
此琥珀色 LED 非常適合用於車外照明,例如日行燈、頭燈和霧燈。陶瓷封裝提供優異的導熱性,搭配適當的散熱設計即可實現高電流操作。建議使用具備足夠降額設計的恆流驅動器。若採用並聯電路,請確保良好的電流均流性。寬達 120° 的發光角度適用於信號燈。本產品符合 AEC-Q102 要求,確保在嚴苛的車用環境下具備可靠性。
11. 設計考量
設計PCB時,請在LED下方使用散熱焊盤以有效散熱。應遵循數據手冊中顯示的焊盤圖案,以達到最佳的熱能與電氣性能。若可能,建議使用帶有散熱導孔的4層PCB。驅動電路必須僅允許順向電壓;必須防止逆向電壓損壞。對於高溫環境,請參考特性曲線中顯示的光通量降額。務必在最終燈具中測試LED,以驗證其熱能與光學性能。
12. 技術比較
與塑膠封裝LED相比,此陶瓷封裝LED具有更高的導熱性、更佳的耐溫度循環能力以及更低的熱阻,使其更適合汽車應用。AEC-Q102認證進一步使其與標準商用LED區分開來。其分檔系統提供了更嚴格的顏色與光通量控制,這對於車輛中一致的照明至關重要。
13. 常見問題
Q: 建議的驅動電流是多少? A: 典型驅動電流為350mA,但在適當的熱管理下,最高可使用700mA。為延長使用壽命,建議維持在350mA或以下。
Q: 這款LED可以用於方向燈嗎? A: 可以,琥珀色與高亮度使其適用於方向燈,前提是光學設計符合法規。
Q: 焊接後應如何清潔LED? A: 請使用異丙醇。請勿使用超音波清洗,以免損壞元件。
Q: 這款LED的使用壽命是多久? A: 規格書中未明確標示壽命,但根據AEC-Q102測試,在額定條件下預期可持續超過10,000小時。
14. 實際應用案例
在一個案例中,一款日行燈模組使用了12顆此類LED,每顆以350mA驅動,實現超過800流明的亮度,且其光束分佈符合ECE法規。陶瓷封裝使該模組能在85°C的環境溫度下運作,無需主動散熱。另一款霧燈設計則使用了6顆LED,總光通量為600流明,並通過了從-40°C到125°C的熱衝擊測試。
15. 運作原理
此LED基於InGaAlP材料系統,透過電致發光發出琥珀色光。當施加正向偏壓時,電子與電洞在主動區複合,釋放出光子。陶瓷基板提供了高效的熱傳導,將接面溫度維持在限制範圍內。
16. 發展趨勢
車用照明正朝向更高效率與更小封裝發展。通過AEC-Q102認證的陶瓷基LED已成為車外照明的標準。未來趨勢包括與智慧驅動器及自適應照明系統的整合。本產品已做好充分準備,以滿足當前及未來的車用需求。
LED 規格術語
LED技術名詞完整解說
光電性能
| 名詞 | 單位/表示法 | 簡易說明 | 重要性說明 |
|---|---|---|---|
| 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。 | 直接決定能源效率等級與電費成本。 |
| 光通量 | lm(流明) | 光源發出的總光量,一般稱為「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 (克爾文),例如 2700K/6500K | 光的暖度/冷度,數值越低偏黃/暖,越高偏白/冷。 | 決定照明氛圍與適用場景。 |
| CRI / Ra | 無單位,0–100 | 精準呈現物體顏色的能力,Ra≥80即為良好。 | 影響色彩真實性,用於商場、博物館等高要求場所。 |
| SDCM | MacAdam 橢圓階數,例如「5 階」 | 色彩一致性指標,階數越小代表色彩越一致。 | 確保同一批 LED 具有均勻一致的顏色。 |
| 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 | 波長與強度曲線 | 顯示各波長的強度分布。 | 影響演色性與光品質。 |
電氣參數
| 名詞 | 符號 | 簡易說明 | 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運作時的電流值。 | 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,用於調光或閃爍控制。 | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| 逆向電壓 | Vr | LED可承受的最大反向電壓,超過可能導致擊穿。 | 電路必須防止反向連接或電壓突波。 |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | 從晶片到焊點的熱傳導阻力,數值越低越好。 | 高熱阻需要更強的散熱能力。 |
| 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
| 名詞 | 關鍵指標 | 簡易說明 | 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;溫度過高則會導致光衰與色偏。 |
| 光通量衰減 | L70 / L80 (hours) | 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。 | 表示長期使用後的亮度保持能力。 |
| 色偏 | Δu′v′ 或 MacAdam ellipse | 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。 | 可能造成亮度下降、顏色改變或開路失效。 |
Packaging & Materials
| 名詞 | 常見類型 | 簡易說明 | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保護晶片的外殼材料,提供光學/熱介面。 | EMC:耐熱性佳、成本低;陶瓷: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:更好的散熱效果、更高的效能,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能、CCT 及 CRI。 |
| 鏡頭/光學元件 | 平面、微透鏡、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
| 名詞 | 分檔內容 | 簡易說明 | 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。 | 確保同一批次亮度均勻。 |
| 電壓分檔 | 代碼範例:6W, 6X | 依順向電壓範圍進行分組。 | 有助於驅動器匹配,提升系統效率。 |
| 顏色分檔 | 5-step MacAdam ellipse | 依色坐標進行分組,確保範圍緊湊。 | 確保色彩一致性,避免燈具內出現顏色不均。 |
| 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
| 名詞 | 標準/測試 | 簡易說明 | 重要性 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明維持測試 | 在恆溫下長期點燈,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 | 照明產品的能源效率與性能認證。 | 應用於政府採購、補助計畫,有助於提升競爭力。 |