目录
- 1. 产品概述
- 1.1 总体说明
- 1.2 功能特点
- 1.3 应用领域
- 2. 技术参数
- 2.1 电气与光学特性(Ts=25°C,IF=20mA)
- 2.2 绝对最大额定值
- 3. 分档范围与筛选
- 3.1 正向电压分档(IF=20mA)
- 3.2 发光强度分档
- 3.3 波长分档
- 4. 性能曲线分析
- 4.1 正向电压与正向电流的关系
- 4.2 正向电流与相对光强的变化
- 4.3 温度效应
- 4.4 辐射方向图
- 4.5 波长稳定性
- 4.6 光谱
- 5. 机械与封装信息
- 5.1 封装尺寸
- 5.2 焊盘布局
- 5.3 极性
- 6. 焊接与组装指南
- 6.1 回流焊温度曲线
- 6.2 手工焊接
- 6.3 清洁与操作
- 7. 包装与订购信息
- 7.1 包装详情
- 7.2 标签规范
- 7.3 防潮保护
- 8. 可靠性测试条件
- 9. 失效判据
- 10. 操作注意事项
- 10.1 环境限制
- 10.2 机械操作
- 10.3 电气设计
- 10.4 ESD 防护
- 11. 应用说明
- 12. 技术对比
- 13. 常见问题解答
- 14. 实际应用案例
- 15. 基本工作原理
- 16. 发展趋势
- LED规格术语
- 光电性能
- 电学参数
- Thermal Management & Reliability
- Packaging & Materials
- Quality Control & Binning
- Testing & Certification
1. 产品概述
1.1 总体说明
RF-GNRA30TS-CF-Z是一款基于InGaN技术的高性能绿色LED,采用标准PLCC2封装,尺寸为3.50mm x 2.80mm x 1.84mm。该器件专为需要高亮度和宽视角的汽车及通用照明应用而设计。
1.2 功能特点
- PLCC2封装,便于SMT贴装
- 超宽120°视角
- 适用于所有SMT贴装及回流焊工艺
- 采用载带与卷盘包装(2000件/卷)
- 湿敏等级:2级
- 符合RoHS与REACH标准
- 符合AEC-Q101汽车应用指南要求
- 高ESD耐受能力,高达8000V(HBM)
1.3 应用领域
- 汽车内饰照明(仪表盘、开关等)
- 指示灯与开关
- 通用指示与背光照明
2. 技术参数
2.1 电气与光学特性(Ts=25°C,IF=20mA)
下表汇总了关键参数:
| 参数 | 符号 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 |
|---|---|---|---|---|---|
| 正向电压 | VF | 2.8 | 3.2 | 3.4 | V |
| 反向电流 | IR | - | - | 10 | μA |
| 发光强度 | IV | 900 | 1200 | 1500 | mcd |
| 主波长 | Wd | 520 | 521 | 525 | nm |
| 视角 | 2θ1/2 | - | 120 | - | deg |
| 热阻(结到焊点) | RTHJ-S | - | - | 180 | °C/W |
所有测量均在25°C的标准条件下进行。正向电压容差为±0.1V,色坐标容差为±0.005,光强容差为±10%。
2.2 绝对最大额定值
| 参数 | 符号 | 数值 | 单位 |
|---|---|---|---|
| 功耗 | PD | 102 | mW |
| 正向电流 | IF | 30 | mA |
| 峰值正向电流(1/10占空比,10ms) | IFP | 100 | mA |
| 反向电压 | VR | 5 | V |
| ESD (HBM) | ESD | 8000 | V |
| 工作温度 | TOPR | -40 ~ +100 | °C |
| 存储温度 | TSTG | -40 ~ +100 | °C |
| 结温 | TJ | 120 | °C |
必须注意不要超过这些额定值。最大电流应根据实际热条件来确定。
3. 分档范围与筛选
3.1 正向电压分档(IF=20mA)
正向电压分为六个档位: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)。
3.2 发光强度分档
定义了两个强度档位:1CN (900-1200mcd) 和 M1 (1200-1500mcd)。
3.3 波长分档
主波长被归类为E1(520-522.5nm)和E2(522.5-525nm)。
4. 性能曲线分析
提供典型光学特性曲线以辅助设计。关键观察点:
4.1 正向电压与正向电流的关系
在20mA电流下,VF约为3.2V。该曲线呈现典型的指数型二极管特性。
4.2 正向电流与相对光强的变化
相对光强随正向电流增加而近似线性上升,直至30mA。
4.3 温度效应
当焊接温度从20°C升至100°C时,相对光强下降约15%。正向电压也随温度略有降低(100°C范围内约下降-0.1V)。高温下最大正向电流需降额使用。
4.4 辐射方向图
该器件具有120°的宽辐射角,且光强分布均匀。
4.5 波长稳定性
主波长随正向电流略有偏移,在30mA范围内约为0.5nm。
4.6 光谱
发射光谱峰值约在521nm处,具有InGaN绿色LED典型的窄半高全宽。
5. 机械与封装信息
5.1 封装尺寸
LED封装尺寸为3.50mm(长)x 2.80mm(宽)x 1.84mm(高)。除非另有说明,公差为±0.2mm。
5.2 焊盘布局
数据手册中提供了推荐的焊接图案尺寸,包括用于热管理的中心焊盘。
5.3 极性
阴极在封装上以凹口标记。组装时请确保方向正确。
6. 焊接与组装指南
6.1 回流焊温度曲线
推荐的回流焊温度曲线:预热阶段从150°C升至200°C,持续60-120秒;升温至217°C(最大升温速率3°C/s);峰值温度260°C,持续时间最长10秒;冷却速率最大6°C/s。从25°C升至峰值温度的总时间不应超过8分钟。回流焊次数不得超过两次。
6.2 手工焊接
如需手工焊接,应使用温度≤300°C的烙铁,焊接时间≤3秒,且仅限一次。
6.3 清洁与操作
使用异丙醇进行清洁;避免超声波清洗。请勿对硅胶透镜表面施加压力。
7. 包装与订购信息
7.1 包装详情
标准卷盘含2000件。载带尺寸:宽度8.0mm,间距符合EIA-481标准。卷盘尺寸:直径178mm,轮毂60mm,主轴孔13mm。
7.2 标签规范
每个卷盘均附有标签,标明零件号、规格号、批号、分档代码、光通量、色度分档、正向电压、波长、数量及日期。
7.3 防潮保护
Devices are shipped in moisture barrier bags with desiccant. Before opening, store ≤30°C / ≤75%RH for up to 1 year. After opening, use within 24 hours at ≤30°C / ≤60%RH; otherwise bake at 60±5°C for >24 hours.
8. 可靠性测试条件
该产品已通过可靠性测试,包括回流焊(260°C,2次)、湿敏等级2级(85°C/60%RH,168小时)、热冲击(-40°C至125°C,1000次循环)、寿命测试(100°C,1000小时)以及高温高湿寿命测试(85°C/85%RH,1000小时)。所有测试均通过,零失效。
9. 失效判据
验收标准:正向电压不超过规格上限的1.1倍,反向电流不超过规格上限的2倍,光通量不低于规格下限的0.7倍。
10. 操作注意事项
10.1 环境限制
配合材料的硫含量应低于100ppm。溴和氯各自低于900ppm,总和低于1500ppm。避免使用可能侵蚀硅胶的挥发性有机化合物。
10.2 机械操作
使用合适的工具沿侧面进行操作。请勿用裸手或尖锐物体触碰硅胶透镜。
10.3 电气设计
务必使用限流电阻。确保绝不施加反向电压。设计热管理方案,使结温保持在120°C以下。
10.4 ESD 防护
本LED对静电放电敏感。请使用接地工作台、腕带和导电包装。
11. 应用说明
RF-GNRA30TS-CF-Z非常适合汽车内部照明,例如仪表盘指示灯、按钮背光和氛围灯。其宽视角(120°)可确保均匀照明。通过AEC-Q101认证,符合严格的汽车可靠性标准。设计人员应考虑在高温环境下降低额定电流,并通过PCB铜平面确保充分散热。
12. 技术对比
与标准PLCC2绿色LED相比,该器件提供更宽的视角(120°对比典型110°)、更高的ESD耐受能力(8000V对比2000V)以及更低的热阻(180°C/W)。针对VF、IV和波长的严格分档选项,可在生产中实现更好的一致性。
13. 常见问题解答
问:实现最高效率的推荐电流是多少? 答:约20mA可在亮度与能效之间取得良好平衡。更高电流虽能提升亮度,但会降低效率并产生更多热量。
问:这款LED能否用于户外应用? 答:其工作温度范围为-40°C至+100°C,适用于多种户外环境,但可能需要额外防潮和防紫外线保护。
问:如何选择正确的电阻? 答:使用公式 R = (Vcc - VF) / IF,其中VF在20mA下典型值为3.2V,IF为所需电流。需确保电阻的额定功率。
14. 实际应用案例
在汽车仪表盘背光应用中,采用此类绿色LED阵列配合脉冲宽度调制(PWM)调光,可在保持色彩一致性的同时实现平滑亮度控制。通过在LED焊盘下方铺设铜层并设置过孔连接内层的热设计,可将结温控制在限定范围内。
15. 基本工作原理
该LED基于氮化镓(InGaN)半导体技术。当正向电流流经PN结时,电子与空穴在有源区复合,发射出对应绿色波长(约521nm)能量的光子。PLCC2封装提供了机械保护与高效的光提取性能。
16. 发展趋势
LED技术持续向更高光效、更优显色性及更小封装演进。汽车行业对可靠性及与ADAS的集成度要求日益提升。本产品通过提供高ESD防护、宽视角及AEC-Q101认证,顺应了发展趋势,适用于下一代车辆照明。
LED规格术语
LED技术术语完整解析
光电性能
| 术语 | 单位/表示方式 | 简要说明 | 重要性原因 |
|---|---|---|---|
| 光效 | lm/W(流明每瓦) | 每瓦电功率输出的光通量,数值越高代表能效越高。 | 直接决定能效等级与用电成本。 |
| 光通量 | lm(流明) | 光源发出的总光量,通常称为“亮度”。 | 判断光线是否足够明亮。 |
| 视角 | °(度),例如120° | 光强降至一半时的角度,决定光束宽度。 | 影响照明范围与均匀性。 |
| CCT(色温) | K(开尔文),例如2700K/6500K | 光的冷暖感,数值越低越偏黄/暖,数值越高越偏白/冷。 | 决定照明氛围及适用场景。 |
| CRI / Ra | 无量纲,0–100 | 准确还原物体颜色的能力,Ra≥80即为良好。 | 影响色彩真实性,用于商场、博物馆等高要求场所。 |
| SDCM | 麦克亚当椭圆步阶,例如“5步” | 颜色一致性指标,步阶越小代表颜色越一致。 | 确保同一批次LED灯珠的颜色均匀一致。 |
| 主波长 | nm(纳米),例如620nm(红色) | 彩色LED灯颜色对应的波长。 | 决定红色、黄色、绿色单色LED的色调。 |
| 光谱分布 | 波长与强度曲线 | 显示各波长上的强度分布。 | 影响显色性和质量。 |
电学参数
| 术语 | 符号 | 简要说明 | 设计考量 |
|---|---|---|---|
| 正向电压 | 正向电压 | 点亮LED所需的最低电压,类似于“启动阈值”。 | 驱动电压必须≥Vf,串联LED时电压会累加。 |
| 正向电流 | 如果 | 正常LED工作时的电流值。 | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| 最大脉冲电流 | Ifp | 短时耐受的峰值电流,用于调光或闪烁。 | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| 反向电压 | Vr | LED可承受的最大反向电压,超出可能导致击穿。 | 电路必须防止反接或电压尖峰。 |
| 热阻 | Rth (°C/W) | 从芯片到焊点的热传导阻力,数值越低越好。 | 高热阻需要更强的散热能力。 |
| ESD 抗扰度 | V (HBM),例如 1000V | 耐受静电放电的能力,数值越高表示越不易受损。 | 生产过程中需要采取防静电措施,尤其对于敏感型 LED。 |
Thermal Management & Reliability
| 术语 | 关键指标 | 简要说明 | 影响 |
|---|---|---|---|
| 结温 | Tj (°C) | LED芯片内部的实际工作温度。 | 每降低10°C可能使寿命翻倍;温度过高会导致光衰和色偏。 |
| 光通量衰减 | L70 / L80(小时) | 亮度衰减至初始值70%或80%所需的时间。 | 直接定义LED的“使用寿命”。 |
| 光通量维持率 | %(例如70%) | 经过一段时间后保持的亮度百分比。 | 表示长期使用后的亮度保持能力。 |
| 色偏 | Δu′v′ 或 MacAdam 椭圆 | 使用过程中的颜色变化程度。 | 影响照明场景中的色彩一致性。 |
| 热老化 | 材料退化 | 长期高温导致的劣化。 | 可能导致亮度下降、颜色变化或开路失效。 |
Packaging & Materials
| 术语 | 常见类型 | 简要说明 | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| 封装类型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保护芯片的外壳材料,提供光学/热学接口。 | EMC:耐热性好,成本低;陶瓷:散热更佳,寿命更长。 |
| 芯片结构 | 正装、倒装 | 芯片电极布局。 | 倒装芯片:散热更佳,效率更高,适用于大功率场景。 |
| 荧光粉涂覆 | YAG、硅酸盐、氮化物 | 覆盖蓝光芯片,将部分蓝光转换为黄光/红光,混合形成白光。 | 不同荧光粉会影响效率、色温(CCT)和显色指数(CRI)。 |
| 透镜/光学元件 | 平面、微透镜、TIR | 控制光分布的表面光学结构。 | 决定视角和配光曲线。 |
Quality Control & Binning
| 术语 | 分档内容 | 简要说明 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分档 | 代码示例:2G, 2H | 按亮度分组,每组有最小/最大流明值。 | 确保同一批次中亮度均匀。 |
| 电压分档 | 代码示例:6W、6X | 按正向电压范围分组。 | 便于驱动器匹配,提升系统效率。 |
| 颜色分档 | 5-step MacAdam ellipse | 按色坐标分组,确保范围紧密。 | 确保颜色一致性,避免灯具内出现色差。 |
| CCT Bin | 2700K, 3000K 等。 | 按CCT分组,每组对应相应的坐标范围。 | 满足不同场景的CCT需求。 |
Testing & Certification
| 术语 | 标准/测试 | 简要说明 | 重要性 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 光通量维持率测试 | 在恒温条件下长期点亮,记录亮度衰减情况。 | 用于估算LED寿命(结合TM-21)。 |
| TM-21 | 寿命评估标准 | 基于LM-80数据估算实际条件下的寿命。 | 提供科学的寿命预测。 |
| IESNA | 照明工程学会 | 涵盖光学、电气及热学测试方法。 | 行业公认的测试依据。 |
| RoHS / REACH | 环保认证 | 确保不含(铅、汞等)有害物质。 | 国际市场准入要求。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效认证 | 照明产品的能效与性能认证。 | 用于政府采购、补贴项目,提升竞争力。 |