白色LED RF-A3E31-WYSH-B2 規格書 - 尺寸3.0x3.0x0.55mm - 電壓3.1V - 功率1.1W - 繁體中文技術文件

2. 產品概述

2.1 一般說明

RF-A3E31-WYSH-B2 是一款高效能白色 LED，採用藍色 LED 晶片搭配螢光粉轉換技術製成。它封裝在緊湊的 3.0mm × 3.0mm × 0.55mm 表面貼裝 EMC（環氧樹脂模塑化合物）封裝中，具有優異的耐熱性和可靠性。此 LED 專為嚴苛的車用照明應用（包括室內和室外）而設計，並符合 AEC-Q102 應力測試認證指南對於車用等級分立半導體的要求。

2.2 主要特點

• EMC 封裝：與傳統塑膠封裝相比，EMC 材料提供更優異的散熱性能和機械強度。
• 極寬視角：120° 半強度角，確保均勻的光分佈，適用於各種照明設計。
• SMT 相容性：適用於所有標準 SMT 組裝和迴流焊接製程。
• 帶裝與捲盤包裝：採用 8mm 載帶和 180mm 捲盤，每捲 5000 顆，適合高效自動化貼裝。
• 濕度敏感等級：MSL 等級 2，對於濕氣敏感元件僅需最低限度的操作防護。
• 環境合規性：符合 RoHS 和 REACH 規範，不含有害物質。
• AEC-Q102 認證：產品認證測試計畫基於 AEC-Q102 指南，確保在車用環境中的可靠性。

2.3 應用領域

• 車用照明：室內照明（儀表板、車頂燈）和室外照明（尾燈、方向燈、日行燈）。
• 一般照明：適用於任何需要在緊湊尺寸中實現高亮度和寬視角的應用。

3. 深入技術參數分析

3.1 電氣與光學特性

在焊接溫度 25°C 與順向電流 350mA 條件下測試，LED 呈現以下標稱特性：

• 順向電壓 (VF)：最小值 2.8V，典型值 3.1V，最大值 3.4V。此狹窄分佈可確保串並聯陣列設計的一致性。
• 光通量 (Φ)：最小值 83.7 lm，典型值 102 lm，最大值 117 lm。此範圍對應 0.35A 驅動電流下的高效能，適用於信號照明與環境照明。
• 視角 (2θ1/2)：120°（半高全寬），可實現寬面積照明。
• 熱阻 (RTHJ-S)：12°C/W，表示從接面到焊接點的熱傳導效率佳，對高電流操作下的熱管理至關重要。
• 逆向電流 (IR)：不設計用於逆向操作；不應施加逆向電壓。

3.2 絕對最大額定值

LED 的安全操作極限已明確界定：

• 功率消耗 (PD)：最大 1700 mW。
• 順向電流 (IF)：連續 500 mA；脈衝 700 mA（1/10 工作週期，脈衝寬度 10ms）。
• 逆向電壓 (VR)：不設計用於逆向操作。
• ESD (HBM)：耐受 8000V，良率超過 90%。
• 操作溫度 (TOPR)：-40°C 至 +125°C。
• 儲存溫度：-40°C 至 +125°C。
• 接面溫度 (TJ)：最高 150°C。

注意：所有測量均在標準化條件下進行。最大電流應在量測封裝溫度後決定，以確保接面溫度不超過額定限制。

3.3 熱特性

從接面到焊接點的熱阻為 12°C/W，此 LED 具有良好的熱性能。例如，在 350mA 與典型 VF 3.1V 下，功率約為 1.085W，導致接面到焊接點的溫升約為 13°C。適當的散熱對於將接面溫度維持在 150°C 以下至關重要，特別是在較高電流或環境溫度較高時。

4. 分檔系統說明

4.1 順向電壓分檔

此 LED 在 350mA 下分為六個電壓檔位：G1 (2.8-2.9V)、G2 (2.9-3.0V)、H1 (3.0-3.1V)、H2 (3.1-3.2V)、I1 (3.2-3.3V)、I2 (3.3-3.4V)。緊密的分檔確保量產時亮度與功耗的一致性。

4.2 光通量分檔

定義三個光通量檔位：RA (83.7-93.2 lm)、RB (93.2-105 lm)、SA (105-117 lm)。選擇合適的光通量檔位可讓客戶滿足特定亮度需求，同時保持色彩均勻性。

4.3 色度分檔

此 LED 提供色度檔位 5E，由四個 CIE 坐標定義：(0.5536,0.4221)、(0.5764,0.4075)、(0.5883,0.4111)、(0.5705,0.4289)。此對應於暖白色區域（琥珀白），通常用於車用信號照明，例如方向燈與尾燈組合。

5. 性能曲線分析

5.1 順向電壓 vs. 順向電流 (I-V 曲線)

I-V 曲線顯示在 100mA 時順向電壓約為 2.7V，350mA 時約為 3.1V，500mA 時接近 3.4V。此曲線為 GaN 基藍光 LED 的典型特徵，動態電阻在高電流時略微增加。

5.2 順向電流 vs. 相對強度

相對發光強度在順向電流約 300mA 以下時幾乎線性增加，之後因發熱與效率下降而開始飽和。在 500mA 時，相對強度約為 350mA 時的 160%，顯示良好的電流承載能力。

5.3 溫度依賴性

LED 的性能隨焊接點溫度 (TS) 而變化：

• 相對強度 vs. TS：在 TS=125°C 時，相對強度降至 25°C 時的約 65%，突顯其溫度敏感性。
• 順向電流降額：為維持接面溫度 ≤150°C，最大順向電流從 TS=25°C 時的 500mA 降額至 TS=125°C 時的約 200mA。
• 順向電壓 vs. TS：VF 隨溫度升高而下降（負溫度係數約 -2mV/°C），為 LED 的典型特性。

5.4 輻射模式

輻射圖顯示近似朗伯分佈，半角為 60° (120° FWHM)。強度在 0° 時最大，在 ±60° 時降至 50%，可提供大面積均勻照明。

5.5 色度坐標偏移 vs. 順向電流

當順向電流從 0 增加到 500mA 時，CIE x 坐標偏移約 +0.012，y 坐標偏移約 +0.006。此偏移源於不同電流密度下光譜功率分佈的變化。設計人員在需要嚴格色公差的应用中應考慮此顏色偏移。

5.6 光譜分佈

光譜為典型白色 LED 光譜：藍光峰值約 450nm，寬廣的黃色螢光粉發射峰值約 560nm。藍光峰值的相對強度約為螢光粉峰值的 0.2，顯示暖白色外觀。光譜範圍從 430nm 到 750nm。

6. 機械與包裝資訊

6.1 封裝尺寸

LED 封裝尺寸為 3.00mm × 3.00mm × 0.55mm（長×寬×高）。底部視圖顯示兩個陰極焊墊和兩個陽極焊墊：較大焊墊 (2.60mm × 1.50mm) 為陽極，較小焊墊 (2.40mm × 0.65mm) 為陰極。詳細尺寸參見規格書圖紙。除另有標註外，所有尺寸公差為 ±0.2mm。

6.2 建議焊接圖案

建議的 PCB 焊盤圖案包括兩個矩形焊盤：一個為陽極 (1.55mm × 0.65mm)，一個為陰極 (0.65mm × 0.55mm)，間距與封裝底部匹配。適當的焊盤設計可確保良好的焊點形成與熱傳導。

6.3 極性標識

極性已清楚標示於封裝上：頂視圖上的凹口或點表示陰極側。底部視圖亦顯示較大焊盤對應陽極。極性錯誤可能導致 LED 損壞，因為不允許逆向操作。

7. 焊接與組裝指南

7.1 迴流焊接參數

此 LED 相容於無鉛迴流焊接。建議的迴流曲線包括：

• 平均升溫速率：最大 3°C/s（從 Tsmin 到 Tp）。
• 預熱：150°C 至 200°C，持續 60-120 秒。
• 高於 217°C 的時間：60-120 秒。
• 峰值溫度：260°C，處於峰值溫度 ±5°C 內的時間最長 10 秒。
• 冷卻速率：最大 6°C/s。
• 從 25°C 到峰值的時間：最長 8 分鐘。

迴流焊接不得超過兩次。若焊接操作間隔超過 24 小時，LED 可能因吸收濕氣而損壞。可使用烙鐵進行手焊，溫度 ≤300°C，時間 ≤3 秒，僅限一次。

7.2 操作注意事項

• 機械應力：請勿對矽膠透鏡表面施加壓力，因其材質柔軟，可能損壞內部電路。請使用適當工具從側面操作。
• 翹曲：請勿在翹曲的 PCB 上安裝元件；焊接後避免彎曲電路板。
• 冷卻：迴流後應緩慢冷卻；快速冷卻或冷卻期間的振動可能導致損壞。
• 清潔：建議使用異丙醇進行清潔。不建議使用超音波清潔，因為可能損壞 LED。
• 濕氣儲存：未開封袋：≤30°C，≤75% RH，最長 1 年。開封後：≤30°C，≤60% RH，24 小時內使用。若超過時限，請在 60±5°C 下烘烤 ≥24 小時。
• ESD 防護：此 LED 對靜電放電敏感；操作時應採取適當的 ESD 防護措施。

8. 包裝與訂購資訊

8.1 包裝規格

LED 以帶裝與捲盤包裝供應：每捲 5000 顆。載帶尺寸：A0=3.30±0.1mm，B0=3.30±0.1mm，K0=0.90±0.1mm，標準 8mm 帶寬。捲盤直徑 180mm，輪轂直徑 60mm，中心孔 13mm。捲盤置於含乾燥劑與濕度指示卡的防潮袋中。

8.2 標籤資訊

每個捲盤貼有標籤，包含：料號（型號）、規格編號、批號、分檔代碼（光通量、色度、電壓）、數量與日期。便於追溯與庫存管理。

9. 應用建議

9.1 典型應用場景

由於其高亮度、寬視角及 AEC-Q102 認證，RF-A3E31-WYSH-B2 非常適用於：

• 車用外部照明：尾燈、方向燈、煞車燈、日行燈 (DRL)。
• 車用內部照明：車頂燈、閱讀燈、環境照明條。
• 工業與商業照明：標誌、裝飾照明、緊急照明。

9.2 設計考量

• 熱管理：確保足夠的散熱以將焊接點溫度維持在 125°C 以下，以獲得最佳使用壽命。在 LED 焊盤下方使用導熱孔與銅平面。
• 電流調節：使用定電流驅動器或串聯電阻來限制電流，防止因 VF 變化導致的熱失控。避免逆向電壓。
• 硫與鹵素控制：操作環境中硫化合物含量應低於 100ppm。周圍材料中單一溴和氯含量各應低於 900ppm，總量低於 1500ppm，以防止矽膠透鏡腐蝕與變色。
• 揮發性有機化合物 (VOCs)：避免使用會釋出有機蒸氣的黏合劑與灌封材料，因為它們可能滲入矽膠並導致黃化與光衰。

10. 常見問題 (FAQ)

問：我可以用 500mA 連續驅動此 LED 嗎？
答：絕對最大連續順向電流為 500mA，但僅在焊接點溫度夠低、能保持接面溫度 ≤150°C 時方可。實際上，在高環境溫度下需要降額。請參考降額曲線（圖 1-10）作為指引。

問：此 LED 的典型色溫是多少？
答：根據色度檔位 5E（CIE 坐標約 0.57,0.41），相關色溫約為 2700-3000K，屬於暖白色/琥珀色。這是車用信號照明的典型值。

問：LED 在逆向偏壓下會如何？
答：此 LED 不設計用於逆向操作。施加逆向電壓可能導致永久性損壞。務必確保電路設計防止逆向電壓。

問：開封防潮袋後建議的儲存條件為何？
答：LED 應儲存在 ≤30°C 及 ≤60% RH 的環境中，並在 24 小時內使用。若未使用，請在迴流前以 60±5°C 烘烤 ≥24 小時。

問：焊接後可以使用超音波清潔嗎？
答：不建議使用超音波清潔，因為可能對 LED 造成機械損傷，特別是對鍵合線與矽膠透鏡。請使用異丙醇與溫和的清潔方法。

11. 實際應用範例

11.1 車用方向燈模組

在典型的車用方向燈模組中，6-8 顆此類 LED 串聯限流電阻，並由 12V 車用電氣系統驅動。假設典型 VF 為 3.1V，電流 350mA，六顆串聯需要 18.6V，加上電阻壓降。建議使用升降壓定電流驅動器以獲得效率。120° 的寬光束角確保從各個角度均可見。

11.2 車內環境照明條

對於環境照明，可將 LED 以 10-15mm 間距排列在軟性 PCB 上。以 100-200mA 驅動時，可產生柔和的暖白光。可使用矽膠擴散片消除亮點。由於 MSL 等級 2，組裝必須在開袋後 24 小時內完成，且 PCB 需保持無污染物。

12. 工作原理

此白色 LED 基於螢光粉轉換 LED (pc-LED) 原理運作。藍色 InGaN/GaN LED 晶片發出約 450nm 的藍光。此藍光激發塗覆在晶片上的黃色螢光粉（通常為 YAG:Ce 或類似材料）。藍光與黃光混合產生白光。確切的色點（色度）由螢光粉層的厚度與成分決定。元件由定電流驅動；電流直接控制亮度，並因螢光粉與晶片的不同熱行為而略微影響色溫。

13. 產業趨勢與發展方向

車用照明產業正快速從傳統鹵素燈與氙氣燈轉向 LED 解決方案。主要趨勢包括：

• 更高效率：螢光粉效率與晶片技術的持續進步，使白色 LED 的效率超過 150 lm/W。
• 小型化：3.0x3.0mm 等更小的封裝實現更薄、更靈活的照明設計。
• 色彩調節：多色與可調白色 LED 在自適應頭燈與環境氛圍照明中越來越受歡迎。
• 可靠性：AEC-Q102 等標準確保車用等級可靠性，並經過熱循環、濕度與振動的嚴格測試。
• 智慧照明：與感測器及通訊模組（Li-Fi、V2X）的整合是下一個前沿領域。

RF-A3E31-WYSH-B2 LED 憑藉其 AEC-Q102 認證與高性能，能夠充分滿足汽車領域這些不斷演進的需求。