LED Red 3.0x3.0x2.1mm - 2.2V - 1.1W - 620nm 技術規格

1. 產品概述

RF-E30AG-OUH-FS 是一款採用 EMC（環氧樹脂模塑料）封裝的高功率紅光 LED，具備優異的可靠性與散熱性能。其緊湊的尺寸為 3.00mm x 3.00mm，低高度僅 2.10mm，適用於多種應用，包括安全監控、感測器、景觀照明及一般光學指示器。此 LED 符合 RoHS 規範，並通過濕度敏感等級 3（MSL 3）認證，適合無鉛迴流焊製程。

2. 機械細節與封裝尺寸

2.1 封裝外型

此 LED 採用表面貼裝封裝，尺寸為 3.00mm x 3.00mm x 2.10mm（長 x 寬 x 高）。俯視圖顯示透明透鏡並帶有極性標記：焊墊①為陽極，焊墊②為陰極。側視圖標示總高度為 2.10mm。底視圖顯示焊墊佈局尺寸：陽極焊墊為 2.26mm x 0.69mm，陰極焊墊為 1.45mm x 0.50mm，兩焊墊間距為 0.46mm。提供建議的焊接圖案以確保良好的散熱與機械穩定性。除非另有標註，所有尺寸公差為 ±0.2mm。

3. 電氣與光學特性

3.1 順向電壓與電流

在測試條件 IF = 500mA 且 Ts = 25°C 下，順向電壓 (VF) 的典型值為 2.2V，最小值為 1.8V，最大值未指定（開放）。此元件可承受最大順向電流 500mA 及高達 1.1W 的功率消耗。逆向電壓額定最大值為 5V，在 VR = 5V 時的逆向電流 (IR) 最大值為 10µA。

3.2 光學性能

主波長 (λD) 為 620nm（紅色），具有典型值，頻寬 (Δλ) 為 30nm。在 500mA 下的光通量 (Φ) 典型值為 45lm。視角 (2θ1/2) 為 90 度，提供寬光束，適用於指示燈與照明應用。從接點到焊點的熱阻 (RTHJ-S) 為 14°C/W，確保有效的熱傳導。

3.3 絕對最大額定值

絕對最大額定值如下：功率消耗1.1W、順向電流500mA（需考慮降額設計）、逆向電壓5V、靜電放電（HBM）2000V、操作溫度範圍-40°C至+85°C、儲存溫度範圍-40°C至+100°C，以及接面溫度115°C。請注意，在脈衝操作（1/10工作週期，0.1ms脈衝寬度）下，可能允許更高的電流，但不得超過接面溫度限制。

4. 典型光學特性曲線

4.1 順向電壓 vs. 順向電流

The typical IV curve shows a non-linear relationship. At low currents (<100mA), the forward voltage rises steeply, while above 200mA the slope decreases, indicating the ohmic resistance of the die and package. At 500mA, the forward voltage is approximately 2.2V.

4.2 順向電流 vs. 相對強度

相對光輸出在順向電流達到500mA之前幾乎呈線性增加。在規格範圍內未觀察到飽和效應，這表示該LED可在其額定電流下被有效率地驅動。

4.3 溫度 vs. 相對強度

光輸出會隨著焊點溫度升高而降低。在85°C時，相對強度約下降至25°C時數值的75%。系統設計時必須考慮此熱衰減效應。

4.4 光譜分佈

光譜功率分佈在約620nm處出現峰值，半高全寬（FWHM）為30nm。其顏色為純紅色，適用於信號指示與裝飾照明。

4.5 輻射圖

輻射模式近似朗伯分佈，在偏離光軸±45°時強度降至50%。此特性可提供寬廣且均勻的照明光束。

4.6 焊點溫度 vs. 順向電流

最大允許順向電流會隨著焊點溫度升高而降低。在85°C時，建議電流需降至約350mA，以確保接面溫度維持在最大額定值以下。

5. 可靠性測試項目與條件

此LED已通過一系列基於JEDEC標準的可靠性測試。關鍵測試項目包括：

• 迴流焊：最高260°C持續10秒，3個循環，10個樣本中0個失效。
• 溫度循環：-40°C至100°C，300個循環，0個失效。
• 熱衝擊：-40°C 至 100°C，100 次循環，0 次失效。
• 高溫儲存：100°C 持續 1000 小時，0 次失效。
• 低溫儲存：-40°C 持續 1000 小時，0 次失效。
• 壽命測試：25°C，IF=500mA 持續 1000 小時，0 次失效。

Failure criteria: forward voltage increase >1.1x upper spec limit, reverse current >2x upper spec limit, or luminous flux <0.7x lower spec limit.

6. 包裝資訊

LED以捲帶包裝，每捲3000顆。承載帶設有特定凹槽設計並標示極性。捲盤尺寸為：法蘭直徑330.2±2mm，輪轂直徑79.5±1mm，寬度14.3±0.2mm，厚度12.7±0.3mm。每捲均密封於防潮袋中，內含乾燥劑與濕度指示卡。外紙箱尺寸如規格書所示（PDF中未明確列出，但為330mm捲盤的典型尺寸）。標籤包含料號、規格編號、批號、分檔代碼、光通量、主波長、順向電壓、數量及日期代碼。

7. 焊接與組裝指南

7.1 SMT 回流焊接曲線

此LED相容於無鉛迴流焊。建議的焊接曲線參數如下：

• 平均升溫速率：最高3°C/s（從Tsmax到Tp）
• 預熱：150°C至200°C，持續60-120秒
• 溫度超過217°C的時間：最長60秒
• 峰值溫度：260°C，峰值溫度±5°C內的持續時間：最長30秒，絕對峰值時間(tp)：最長10秒
• 冷卻速率：最高6°C/s
• 從25°C升至峰值的時間：最長8分鐘

迴流焊接不得超過兩次。若第一次與第二次焊接間隔超過24小時，LED可能因吸收濕氣而受損。允許使用烙鐵進行手工焊接，烙鐵頭溫度需低於300°C，且焊接時間少於3秒，僅限一次。不建議進行修補作業；若確有必要，請使用雙頭烙鐵並預先驗證製程。

7.2 操作注意事項

• LED封裝材料為矽膠，材質較軟。在取放或組裝過程中，請避免對透鏡表面施加壓力。請使用適當的吸嘴並控制合適的力度。
• 請勿將LED安裝在翹曲的PCB上，亦不可在焊接後彎折電路板。
• 焊接後的冷卻過程中，應避免機械應力或震動。
• 操作環境及搭配材料中的硫化物含量須低於100PPM，溴含量低於900PPM，氯含量低於900PPM，且溴與氯的總含量低於1500PPM。
• 來自治具材料的揮發性有機化合物（VOCs）可能會滲入矽膠並導致變色。使用前請測試所有材料的相容性。
• 請採取適當的ESD防護措施；此LED雖額定承受2000V HBM，但仍需做好靜電防護。
• 儲存條件：在開啟鋁袋前，應儲存於≤30°C及≤75% RH的環境中，最長可達1年。開啟後，需在≤30°C及≤60% RH的條件下於168小時內使用。若超過時限，請以60±5°C烘烤≥24小時。
• 清潔：建議使用異丙醇。其他溶劑必須經過驗證，確認不會損壞封裝。不建議使用超音波清洗。

8. 應用考量

此LED專為光學指示燈、景觀照明及一般照明而設計。設計驅動電路時，務必加入限流電阻，以防止因電壓變化導致的過電流。熱管理設計至關重要：接面溫度不得超過115°C。請確保足夠的散熱措施，特別是在高電流操作時。寬廣的視角（90°）與高光通量（500mA下45lm）使其適用於區域照明與背光應用。620nm的紅光波長非常適合用於警示燈、交通號誌及裝飾用途。若採用脈衝操作，必須仔細控制工作週期與峰值電流，以避免超過最大接面溫度。

9. 工作原理

此LED基於由AlGaInP（鋁鎵銦磷）材料系統製成的半導體p-n接面，此為紅光波長的典型材料。當施加正向偏壓時，電子與電洞在主動區複合，以光子形式釋放能量，其波長對應於材料的能隙。EMC封裝提供堅固且低應力的封裝體，可保護晶片，並透過透明的矽膠透鏡實現高效的光萃取。

10. 發展趨勢

高功率LED的發展趨勢朝向更高效率、更佳的熱管理以及更小的封裝尺寸。此產品採用EMC封裝與3.0x3.0mm的外型，符合業界朝向緊湊、可靠表面貼裝元件的發展方向。未來的發展可能包括更高的光通量與更佳的色穩定性。使用矽膠封裝而非環氧樹脂，也是當前提升在熱循環與紫外線照射下可靠性的趨勢。