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LED RF-A4H11-WYSH-E2S Datasheet - 陶瓷封裝 1.65x1.25x0.80mm - 2.8-3.4V - 1W - 琥珀色 - 車規等級

陶瓷封裝高功率琥珀色LED,適用於車外照明。尺寸1.65x1.25x0.80mm,順向電壓2.8-3.4V,光通量90-135lm,通過AEC-Q102認證。
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PDF文件封面 - LED RF-A4H11-WYSH-E2S 規格書 - 陶瓷封裝 1.65x1.25x0.80mm - 2.8-3.4V - 1W - 琥珀色 - 車用等級

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

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VF2.83.4V
逆向電流IR10µA
光通量Φ90135lm
視角2θ1/2120deg
熱阻(捲盤)RTHJ-S reel7.68.3°C/W
熱阻(電氣)RTHJ-S el5.15.6°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PD2380mW
順向電流IF700mA
峰值順向電流(1/10 工作週期,10ms)IFP1000mA
逆向電壓VR5V
靜電放電 (HBM)ESD8000V
操作溫度TOPR-40 ~ +125°C
儲存溫度TSTG-40 ~ +125°C
接面溫度TJ150°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

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。