Spezifikation für Vollfarb-RGB-SMD-LED RF-W1SA15IS-A44 - Größe 1,6x1,7x1,6mm - Durchlassspannung R:1,7-2,4V G/B:2,4-3,2V - Leistungsaufnahme 48mW pro Kanal - IPX6 wasserdicht

1. Produktübersicht

Dieses Dokument enthält die vollständige technische Spezifikation für die Vollfarb-RGB-SMD-LED RF-W1SA15IS-A44, ein Bauelement mit gemeinsamer Anode, das für Hochleistungsanzeige- und Beleuchtungsanwendungen entwickelt wurde. Die LED verfügt über ein kompaktes Gehäuse von 1,6 mm x 1,7 mm x 1,6 mm mit einer Oberflächenbürstentinte, die einen außergewöhnlich hohen Kontrast und eine matte Oberfläche bietet. Sie ist nach IPX6 wasserdicht und für den Einsatz im Freien geeignet. Das Bauelement ist RoHS-konform und für bleifreies Reflow-Löten ausgelegt. Die Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe beträgt 5a, was eine sorgfältige Handhabung und Lagerung erfordert. Mit einem extrem weiten Abstrahlwinkel von 110° und hoher Lichtstärke ist diese LED ideal für farbige Videowände im Freien, dekorative Innen- und Außenbeleuchtung, Vergnügungsanwendungen und den allgemeinen Einsatz.

2. Technische Parameter und elektrische Eigenschaften

Die elektrischen und optischen Eigenschaften werden bei Ts = 25°C angegeben. Das Produkt enthält drei unabhängige LED-Chips: Rot (R), Grün (G) und Blau (B), die separat angesteuert werden. Zu den wichtigsten Parametern gehören Durchlassspannung (VF), dominante Wellenlänge, Lichtstärke, Sperrstrom und spektrale Bandbreite.

2.1 Durchlassspannung (VF)

Rot-Chip: VF min 1,7 V, max 2,4 V bei IF = 10 mA. Grün- und Blau-Chips: VF min 2,4 V, max 3,2 V bei IF = 10 mA (Grün) und IF = 5 mA (Blau). Diese Werte gewährleisten die Kompatibilität mit üblichen Treiberschaltungen. Messtoleranz ±0,1 V.

2.2 Dominante Wellenlänge und Farbbins

Wellenlängenbereiche: Rot 617~628 nm (5 nm pro Bin), Grün 520~545 nm (3 nm pro Bin), Blau 460~475 nm (3 nm pro Bin). Die enge Binning-Sortierung gewährleistet Farbkonsistenz über Produktionschargen hinweg. Die spektrale Strahlungsbandbreite (Δλ) beträgt 24 nm für Rot, 38 nm für Grün, 30 nm für Blau.

2.3 Lichtstärke (IV)

Lichtstärkewerte bei Testströmen: Rot min 250 mcd, typ 420 mcd, max 715 mcd; Grün min 680 mcd, typ 1150 mcd, max 1950 mcd; Blau min 70 mcd, typ 110 mcd, max 175 mcd. Das Bin-Verhältnis beträgt 1:1,3 für alle Farben, sodass eine Auswahl für gleichbleibende Helligkeit möglich ist. Messtoleranz ±10%.

2.4 Sperrstrom und absolute Maximalwerte

Der Sperrstrom beträgt ≤6 μA bei VR = 5 V für alle Chips. Absolute Maximalwerte: Vorwärtsstrom Rot 20 mA, Grün 15 mA, Blau 15 mA; Sperrspannung 5 V; Betriebstemperatur -30°C bis +85°C; Lagertemperatur -40°C bis +100°C; Leistungsaufnahme 48 mW pro Kanal; Sperrschichttemperatur 100°C; ESD (HBM) 1000 V. Es ist darauf zu achten, diese Grenzen nicht zu überschreiten.

3. Binning-System

Die LED wird nach Durchlassspannung (VF), dominanter Wellenlänge (Wd) und Lichtstärke (IV) sortiert. Die Binning-Informationen sind zusammen mit Teilenummer, Chargennummer und Menge auf dem Produktetikett aufgedruckt. Dadurch können Kunden spezifische Kombinationen für eine gleichmäßige Anzeige bestellen. Typische Bin-Bereiche: VF-Bins für Rot (z.B. 1,7-1,9 V, 1,9-2,1 V, usw.), Wellenlängen-Bins in 5 nm/3 nm-Schritten und Intensitäts-Bins mit einem Verhältnis von 1:1,3. Das Etikett enthält außerdem die Prüfbedingung für den Vorwärtsstrom (IF) und den Datumscode.

4. Leistungskurven und optische Eigenschaften

Die Spezifikation enthält mehrere typische optische Kennlinien, die für das Verständnis des Bauelementverhaltens unter verschiedenen Bedingungen unerlässlich sind.

4.1 Durchlassspannung in Abhängigkeit vom Durchlassstrom (V-I-Kennlinie)

Die V-I-Kennlinie zeigt die für LEDs typische exponentielle Beziehung. Für Rot beträgt die VF bei 10 mA etwa 2,0 V; für Grün und Blau etwa 2,8 V bei 10 mA. Die Kurven ermöglichen es Entwicklern, Stromänderungen bei kleinen Spannungsschwankungen vorherzusagen.

4.2 Durchlassstrom in Abhängigkeit von der relativen Intensität

Die relative Intensität steigt linear mit dem Strom bis zum maximalen Nennwert an. Bei 20 mA erreicht Rot etwa 200% relative Intensität; Grün bei 20 mA etwa 150%; Blau bei 10 mA etwa 120%. Dies hilft bei der Einstellung des Treiberstroms, um die gewünschte Helligkeit zu erreichen.

4.3 Lichtstärke in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur

Die Intensität nimmt mit steigender Temperatur ab. Bei 85°C sinkt die Rot-Intensität auf etwa 80% des Wertes bei 25°C, Grün auf 70%, Blau auf 75%. Ein ordnungsgemäßes Wärmemanagement ist entscheidend, um die Helligkeitsstabilität aufrechtzuerhalten.

4.4 Löttemperatur in Abhängigkeit von der Durchlassstrom-Derating

Die Derating-Kurven zeigen, dass bei hohen Lötpad-Temperaturen der maximal zulässige Durchlassstrom reduziert werden muss. Zum Beispiel wird bei 85°C der empfohlene Strom für Rot von 20 mA auf etwa 12 mA reduziert, für Grün von 15 mA auf 10 mA, für Blau von 15 mA auf 10 mA.

4.5 Spektrale Verteilung und Abstrahlwinkel

Die spektrale Verteilung zeigt Spitzenwellenlängen bei etwa 625 nm (Rot), 530 nm (Grün) und 470 nm (Blau). Die FWHM-Werte bestätigen gesättigte Farben. Das Abstrahlverhalten ist nahezu lambertsch mit einem Halbwinkel von 110°, was eine breite gleichmäßige Ausleuchtung ermöglicht.

5. Mechanische Informationen und Verpackung

Die Abmessungen des LED-Gehäuses sind mit Toleranzen von ±0,1 mm präzise festgelegt. Die Draufsicht zeigt die Pin-Belegung: Pin 1 ist die gemeinsame Anode (+), Pin 2 ist die Kathode Rot (R-), Pin 3 ist die Kathode Grün (G-), Pin 4 ist die Kathode Blau (B-). Das Gehäuse hat eine deutliche Polarisationsmarkierung. Die Unterseite zeigt das Lötpad-Layout mit empfohlenen Lötmustern: Pad-Größe 0,7 x 0,5 mm für die gemeinsame Anode, 0,4 mm für jede Farbe. Es wird eine Klebstofffüllung empfohlen: Die Füllhöhe muss ≥0,65 mm betragen, um mechanischen Schutz und Wasserbeständigkeit zu gewährleisten. Das Bauelement wird in Gurt und Rolle geliefert: 15.500 Stück pro Rolle. Die Abmessungen des Trägergurtes sind angegeben (Teilung, Kavitätsgröße). Rollenabmessungen: Außendurchmesser 400±2 mm, Nabendurchmesser 100±0,4 mm. Das Etikett enthält alle Binning- und Rückverfolgbarkeitsinformationen. Zur Feuchtigkeitsprotection wird ein Feuchtigkeitssperrbeutel mit Trockenmittel und Feuchtigkeitsindikatorkarte verwendet. Kartonverpackung für den Versand.

6. Richtlinien zum Löten und zur Montage

Das Reflow-Lötprofil ist entscheidend für die Zuverlässigkeit. Das empfohlene Profil: Vorheizen von 150°C auf 200°C für 60-120 Sekunden, Aufheizrate ≤4°C/s auf Spitzentemperatur 245°C (max. 10 Sekunden), Abkühlrate ≤6°C/s. Es ist nur ein Reflow-Zyklus erlaubt. Verwenden Sie mitteltemperaturbeständiges Lotpasten. Stickstoff-Reflow wird empfohlen, um Oxidation zu vermeiden. Handlöten: Lötkolbentemperatur ≤300°C für ≤3 Sekunden, nur einmal. Nacharbeiten sollten vermieden werden; falls erforderlich, einen Doppelspitzlötkolben verwenden. Reinigung: mit Alkohol; Wasser, Benzol, Verdünner und ionische Flüssigkeiten mit Cl oder S vermeiden. Nach dem Löten vor der Handhabung auf Raumtemperatur abkühlen lassen.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

Das Produkt wird unter der Teilenummer RF-W1SA15IS-A44 bestellt. Verpackungsmenge: 15.500 Stück pro Rolle. Die Rollen werden in antistatischen Feuchtigkeitssperrbeuteln mit Trockenmittel und Feuchtigkeitskarte versiegelt. Die Kartonabmessungen sind im PDF nicht näher angegeben. Das Etikett enthält: Teilenummer (PART NO.), Chargennummer (LOT NO.) inklusive Verpackungsmaschinennummer, Seriennummer, Bin-Codes für IV, VF, Wd, IF, Menge (QTY) und Datumscode (DATE). Kunden sollten bei der Bestellung die Binning-Anforderungen angeben.

8. Anwendungshinweise und Designüberlegungen

Diese LED ist für farbige Videowände im Freien, dekorative Innen-/Außenbeleuchtung, Vergnügungsanlagen und allgemeine Beschilderung konzipiert. Wichtige Designüberlegungen: Sicherstellen einer ordnungsgemäßen Strombegrenzung (Konstantstromtreiber verwenden), Sperrspannung >5V vermeiden, ausreichendes Wärmemanagement (LED-Oberflächentemperatur<55°C, Lötpadtemperatur<75°C, Sperrschichttemperatur<100°C). Für hochdichte Arrays den Wärmewiderstand der Leiterplatte und den Abstand berücksichtigen. Das Bauelement ist nach IPX6 wasserdicht, aber für den Außeneinsatz wird eine zusätzliche Abdichtung (Klebstofffüllung) empfohlen. Für eine langfristige Zuverlässigkeit innerhalb der Derating-Kurven betreiben. In Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit, Schwefelwasserstoff oder Salz kann die Lebensdauer verkürzt sein. Beim ersten Einschalten nach der Lagerung mit 20% des Zielstroms beginnen, um die Feuchtigkeit allmählich zu desorbieren.

9. Technischer Vergleich mit alternativen Produkten

Im Vergleich zu standardmäßigen RGB-SMD-LEDs (z. B. Gehäuse 3528, 5050) bietet dieses Bauelement mit 1,6x1,7x1,6mm einen kleineren Footprint, was eine höhere Pixeldichte ermöglicht. Die Oberflächenbürstentinte sorgt für ein überlegenes Kontrastverhältnis (matte Oberfläche reduziert Reflexion). Die IPX6-Einstufung ist bei RGB-LEDs ähnlicher Größe einzigartig; die meisten Wettbewerber bieten nur IPX4 oder keine Wasserdichtigkeit. Der weite Abstrahlwinkel von 110° ist wettbewerbsfähig. Allerdings ist der maximale Durchlassstrom (20/15/15 mA) im Vergleich zu größeren Gehäusen, die höhere Ströme verarbeiten können, niedriger, sodass dieses Bauelement am besten für Anwendungen geeignet ist, die viele kleine Pixel anstelle einer extrem hohen Helligkeit pro Pixel erfordern. Die Binning-Granularität (5 nm und 3 nm) ist feiner als bei einigen Alternativen und gewährleistet eine bessere Farbgleichmäßigkeit.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F1: Kann ich die roten, grünen und blauen Chips gleichzeitig mit maximalem Strom betreiben?
Nein. Die Gesamtleistungsaufnahme des Gehäuses darf 48 mW pro Kanal nicht überschreiten. Wenn alle drei Chips gleichzeitig mit maximalem Strom betrieben werden (R 20 mA, G 15 mA, B 15 mA), würde die Gesamtleistung den Nennwert überschreiten. Sie müssen den kombinierten Strom begrenzen oder PWM mit niedrigem Tastverhältnis verwenden, um innerhalb der thermischen Grenzen zu bleiben.

F2: Was sind die empfohlenen Lagerbedingungen vor der Verwendung?
Im Original-Feuchtigkeitssperrbeutel bei ≤30°C und ≤60% relativer Luftfeuchtigkeit lagern. Nach dem Öffnen des Beutels innerhalb von 12 Stunden verwenden. Nicht verwendete Teile sollten bei ≤30°C und ≤10% rF gelagert und vor der nächsten Verwendung 24 Stunden bei 65±5°C gebacken werden.

F3: Kann ich diese LED mit einem gemeinsamen Kathodentreiber verwenden?
Nein. Das Bauelement hat eine gemeinsame Anode. Sie müssen die gemeinsame Anode mit der positiven Versorgung verbinden und jede Kathode mit Konstantstromsenken ansteuern.

F4: Wie interpretiere ich den Lichtstärke-Bin-Code?
Die Bin-Codes (z. B. IV) sind auf dem Etikett angegeben. Jeder Bin deckt einen Bereich von 1:1,3 ab. Wenn die typische IV z. B. 420 mcd beträgt, könnte der Bin-Bereich 420-546 mcd sein. Sie müssen bestimmte Bins bestellen, um die Helligkeit über eine Anzeige hinweg abzugleichen.

11. Praktische Designfälle

Fall 1: Outdoor-P8-LED-Anzeigemodul
Eine häufige Anwendung für diese kleine RGB-LED sind Außenbildschirme mit einem Pixelabstand von ≤8 mm. Bei einer 16x16-Pixel-Matrix muss jede LED eine Helligkeit von 1000-2000 cd/m² erzeugen. Bei einem typischen Treiberstrom von 10 mA pro Farbe liefert Rot ~420 mcd, Grün ~1150 mcd, Blau ~110 mcd. Um einen Weißabgleich (z. B. 6500 K) zu erreichen, müssen die Ströme für Rot und Blau erhöht (aber durch die Maximalwerte begrenzt) werden, während Grün über PWM reduziert wird. Die kompakte Größe ermöglicht eine dichte Packung. Eine ordnungsgemäße Klebstofffüllung (≥0,65 mm) gewährleistet die IPX6-Konformität.

Fall 2: Dekorative Innen-LED-Leiste
Die LED kann in flexiblen Streifen für Akzentbeleuchtung verwendet werden. Bei Konstantstrombetrieb mit niedrigem Strom (z. B. 2-5 mA) ist der Wirkungsgrad höher, die Helligkeit jedoch geringer. Der weite Abstrahlwinkel sorgt für eine gleichmäßige Lichtverteilung. Die matte Oberfläche eliminiert Hot Spots. Die geringe Größe des Bauelements ermöglicht schmale Streifendesigns.

12. Funktionsprinzip einer RGB-SMD-LED

Diese LED ist ein oberflächenmontierbares Bauelement, das drei separate Halbleiterchips (rot, grün, blau) in einem einzigen Epoxidharzgehäuse integriert. Jeder Chip emittiert Licht durch Elektrolumineszenz, wenn er in Durchlassrichtung vorgespannt wird. Das gemeinsame Anoden-Design bedeutet, dass alle drei Anoden intern mit einem gemeinsamen positiven Anschluss (Pin 1) verbunden sind. Die Kathoden sind getrennt. Durch unabhängige Steuerung des Stroms durch jeden Chip kann jede Farbe innerhalb des RGB-Farbraums erzeugt werden. Es wird kein Leuchtstoff verwendet (direkte Emission). Das Kontrastverhältnis wird durch ein schwarzes oder dunkles Epoxidharz mit matter Oberfläche verbessert, das Umgebungslicht absorbiert. Die IPX6-Wasserdichtigkeit wird durch die Klebstofffüllung erreicht, die den Innenraum abdichtet.

13. Technologietrends und Zukunftsausblick

Der Trend bei SMD-RGB-LEDs geht zu kleineren Gehäusen (z. B. 1,5x1,5 mm, 1,0x1,0 mm) für ultrafeine Pixelabstände. Die Aufrechterhaltung einer hohen Lichtausbeute und eines weiten Abstrahlwinkels in kleineren Gehäusen ist jedoch eine Herausforderung. Dieses Bauelement bietet einen ausgewogenen Kompromiss zwischen Größe und Leistung. Zukünftige Entwicklungen umfassen eine höhere Effizienz (lm/W) durch verbesserte Chippmaterialien (z. B. GaN auf Si für Blau/Grün, AlInGaP für Rot), besseres Wärmemanagement (z. B. eingebettete Keramiksubstrate) und integrierten ESD-Schutz. Die Verwendung einer gemeinsamen Anode vereinfacht das PCB-Layout, schränkt jedoch die Kompatibilität mit einigen Treiber-ICs ein. Neuere Treiber-ICs unterstützen sowohl gemeinsame Anode als auch gemeinsame Kathode. Die IPX6-Wasserdichtigkeit wird zum Standard für Außenbeschilderung. Mit der zunehmenden Reife der MicroLED-Technologie könnte diese traditionelle SMD-RGB-LEDs in hochwertigen Anwendungen ersetzen, aber Kosten und Fertigungsausbeute bleiben Hindernisse.