目录
- 1. 产品概述
- 2. 技术参数解读
- 2.1 电气与光学特性(在Ts=25°C条件下)
- 2.2 绝对最大额定值(在Ts=25°C条件下)
- 3. 分档系统
- 4. 性能曲线分析
- 5. 机械与封装信息
- 5.1 封装尺寸
- 5.2 载带与卷盘尺寸
- 5.3 标签信息
- 5.4 防潮包装
- 5.5 可靠性测试项目
- 6. 焊接与组装指南
- 6.1 回流焊温度曲线
- 6.2 返修与清洁
- 7. 包装与订购信息
- 8. 应用建议
- 8.1 典型应用
- 8.2 设计注意事项
- 9. 操作注意事项
- 10. 常见问题解答
- 11. 技术原理与趋势
- 12. 典型应用案例
- 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
本文档提供了RF-W1SA28IS-A47全彩SMD LED的完整技术规格。该器件将红、绿、蓝LED芯片集成在紧凑的2.8mm x 2.7mm x 2.45mm封装中,并采用哑光表面处理以实现高对比度。它专为户外全彩视频屏幕、装饰照明、游乐应用及一般用途而设计。该LED具有超宽视角(110°)、高发光强度、低功耗、良好的可靠性和长寿命。其防水等级达到IPX6,符合RoHS标准,并适用于无铅回流焊接。防潮等级为5a。
2. 技术参数解读
2.1 电气与光学特性(在Ts=25°C条件下)
下表汇总了在20mA正向电流(R、G、B)下测得的关键电气与光学参数,除非另有说明。
- 正向电压(VF): 红色芯片:最小值1.7V,最大值2.4V;绿色和蓝色芯片:最小值2.5V,最大值3.3V。公差±0.1V。
- 主波长(λD): 红色:617~628nm(分档步长5nm);绿色:520~545nm(分档步长3nm);蓝色:460~475nm(分档步长3nm)。公差±1nm。
- 光谱辐射带宽(Δλ): 红色:24nm;绿色:38nm;蓝色:30nm。
- 发光强度 (IV): 最小值:红色 580mcd,绿色 1130mcd,蓝色 300mcd;平均值:红色 870mcd,绿色 1700mcd,蓝色 460mcd;最大值:红色 1300mcd,绿色 2550mcd,蓝色 690mcd。公差 ±10%。强度分档比为 1:1.3。
- 反向电流 (IR): 在 VR=5V 条件下测量,典型值 ≤6μA。
- 视角 (2θ1/2): 110°。
2.2 绝对最大额定值(在Ts=25°C条件下)
- 正向电流 (IF): 红色:25mA;绿色:20mA;蓝色:20mA。
- 反向电压 (VR): 所有颜色均为5V。
- 工作温度 (TOPR): -30°C 至 +85°C。
- 存储温度 (TSTG): -40°C 至 +100°C。
- 功耗 (PD): 红色:60mW;绿色:68mW;蓝色:68mW。
- 结温 (TJ): 所有颜色均为105°C。
- 静电放电 (ESD, HBM): 1000V。
3. 分档系统
LED按主波长、光强和正向电压进行分档。红色波长分档步长为5nm,绿色和蓝色为3nm。光强分档按1:1.3的比例分组。正向电压分档未明确列出,但生产公差已受控。分档代码印在标签上以便追溯。
4. 性能曲线分析
典型的光学特性曲线揭示了器件在不同条件下的性能表现:
- 正向电压与正向电流的关系(图1-6): 展示了红、绿、蓝光对应的典型正向电流与正向电压关系。在20mA电流下,正向电压分别约为2.0V(红)、2.8V(绿)、2.8V(蓝)。
- 相对光强与正向电流的关系(图1-7): 相对发光强度随正向电流增加而增大,但并非线性关系;在较高电流下,效率会降低。
- 发光强度与环境温度的关系(图1-8): 强度随温度升高而降低。在85°C时,绿色和蓝色的强度可能降至25°C时数值的约50%,而红色受影响较小。
- 最大正向电流 vs. 焊接温度(图1-9): 最大允许正向电流随环境温度升高而递减,所有颜色在100°C时降至零。
- 光谱分布(图1-10): 每种颜色的发射光谱均呈现窄峰且重叠极小,确保了良好的色纯度。
- 辐射模式(图1-11、1-12): 该LED在X-X和Y-Y方向均具有110°的对称宽视角,可实现均匀的光分布。
5. 机械与封装信息
5.1 封装尺寸
封装尺寸为2.8毫米(长)×2.7毫米(宽)×2.45毫米(高)。除非另有说明,所有尺寸公差为±0.1毫米。器件顶视图带有用于方向识别的引脚标记。底视图显示六个焊盘:1R+、2R-、3G+、4G-、5B+、6B-。极性通过引脚标记和焊盘形状指示。规格书中提供了推荐的焊接图案。该器件采用灌胶(胶体填充)工艺以实现环保要求。
5.2 载带与卷盘尺寸
LED采用间距为4.0毫米的载带包装。卷盘外径为400毫米±2毫米,内径为100.0毫米±0.4毫米,宽度为12.4毫米±0.3毫米。标准数量为每卷10,000件。
5.3 标签信息
每个卷盘上贴有标签,包含以下信息:Part Number、Lot Number(含包装机编号、序列号、分档代码及以K为单位的数量)、Luminous Intensity (IV) 分档、Forward Voltage (VF) 分档、Wavelength (Wd) 分档、Forward Current (IF) 条件、Quantity (QTY) 以及Date of manufacture。
5.4 防潮包装
LED器件采用防静电防潮铝箔袋包装,内附干燥剂和湿度指示卡(CF-HIC),包装袋已密封。存储条件:温度≤30°C,湿度≤60% RH。建议存储期不超过6个月。若包装开启,LED必须在≤30°C/60%RH条件下于12小时内完成焊接。未使用完的材料需存放于干燥环境(≤30°C/≤10%RH),并根据预处理表(例如,根据存储时长和条件,在65±5°C下烘烤12-48小时)进行烘烤后方可再次使用。
5.5 可靠性测试项目
该器件依据JEDEC和JEITA标准进行可靠性测试,包括:耐焊接热(260°C,3次)、热冲击(-40°C至100°C,500次循环)、耐湿性(85°C/85%RH + 回流焊)、高温存储(100°C,1000h)、低温存储(-40°C,1000h)、室温工作寿命(25°C,IF=20mA,1000h)、高温高湿工作寿命(85°C/85%RH,IF=10mA,500h)、温湿度存储(85°C/85%RH,1000h)、低温工作寿命(-40°C,IF=20mA,1000h)。验收标准:VF变化≤10%,IR≤10μA,光强衰减≤30%,无物理损伤。
6. 焊接与组装指南
6.1 回流焊温度曲线
The recommended reflow soldering profile is based on SAC305 solder paste. Key parameters: ramp-up rate ≤4°C/s, preheat temperature 150-200°C for 60-120s, time above liquidus (217°C) ≤60s, peak temperature 245°C (max 10s at peak), cooling rate ≤6°C/s. Only one reflow is allowed. It is recommended to use nitrogen atmosphere to prevent oxidation. The LED is designed for reflow soldering only; hand soldering is allowed with iron temperature <300°C for <3 seconds, one time only.
6.2 返修与清洁
不建议对已焊接的LED进行返修。若无法避免,请使用双头烙铁并确认无损伤。清洁应使用酒精;避免使用水、苯、稀释剂或含Cl和S元素的离子液体。
7. 包装与订购信息
标准包装单位为每卷10,000个。卷盘封装于防静电防潮袋中,内含干燥剂和湿度指示卡。每22卷装入一个纸板箱。订购时需使用包含分档代码的完整料号。具体分档请参见标签。
8. 应用建议
8.1 典型应用
- 户外全彩视频屏幕
- 室内外装饰照明
- 游乐园照明
- 通用标识与显示
8.2 设计注意事项
- 始终使用恒流源驱动每个LED芯片,以确保亮度和颜色均匀一致。
- 确保反向电压不超过5V,尤其是在矩阵驱动应用中。
- 提供适当的热管理:运行期间保持LED表面温度低于55°C,焊点温度低于75°C。结温不得超过105°C。
- 用于户外时,请注意IPX6防护等级仅适用于LED本身;最终组装件也必须满足环境要求。
- 在长期存放或潮湿环境后首次上电前,先以20%功率运行显示屏一段时间以去除湿气。
- 避免高湿度、凝露、硫化氢或盐雾环境,除非提供额外防护。
9. 操作注意事项
- 存储:采用防潮防静电包装。存储温度≤30°C/湿度≤60%RH。六个月内使用。开封后,请在12小时内完成焊接。若未使用,应存放于≤30°C/≤10%RH环境中,并在使用前进行烘烤。
- 静电防护:所有设备必须正确接地。使用腕带、防静电垫及导电容器。
- Reverse voltage: protect against reverse voltage >5V.
- 机械操作:请勿直接触碰环氧树脂表面;应使用镊子夹持元件侧面。已组装的PCB板请勿堆叠放置,以免损坏树脂。
- 除非增加额外防护,否则请勿在LED可能暴露于水汽凝结、霜冻、灰尘、腐蚀性气体或盐雾的环境中使用。
10. 常见问题解答
问:每种颜色的最大正向电流是多少? 答:红色:25mA,绿色:20mA,蓝色:20mA。
问:我可以同时以最大电流驱动所有三种颜色吗? 答:可以,但总功耗(R+G+B)不得超过各颜色最大功耗之和(60+68+68=196mW)。热管理必须确保结温保持在105°C以下。
问:打开防潮袋后,未使用的LED应如何存放? 答:存放在≤30°C且≤10% RH的环境中。若存放时间超出限制或湿度指示剂显示受潮,使用前应在65±5°C下烘烤12-48小时。
问:该LED是否兼容无铅焊接? 答:是的,峰值回流焊温度为245°C,适用于无铅焊膏。
问:该LED的保修政策是什么? 答:制造商提供可靠性测试数据,但具体保修条款需另行协商。该器件设计在额定条件下具有长寿命。
11. 技术原理与趋势
全彩SMD LED将红、绿、蓝芯片封装于同一器件中,以产生宽广的色域。红色芯片通常基于AlInGaP材料,而绿色和蓝色芯片则基于InGaN。宽视角通过封装几何结构与灌封胶实现。未来趋势包括更高的光效、更小的封装尺寸以及改进的热管理。IPX6防水等级使其无需额外密封即可用于户外环境,这在建筑照明和数字标牌领域的需求日益增长。
12. 典型应用案例
RF-W1SA28IS-A47 LED适用于需要高亮度和防水性能的户外LED视频墙。例如,使用该LED的体育场显示屏可实现P4至P10的像素间距,并具有良好的对比度和色彩一致性。在装饰照明中,宽视角和小型封装可实现无缝灯带。低正向电压有助于降低电池供电应用中的功耗。
LED规格术语
LED技术术语完整解释
光电性能
| 术语 | 单位/表示法 | 简要说明 | 重要性 |
|---|---|---|---|
| 光效 | lm/W(流明每瓦) | 每瓦电力的光输出,数值越高表示能效越高。 | 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”。 | 决定光线是否足够明亮。 |
| 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度。 |
| CCT (色温) | K (开尔文),例如 2700K/6500K | 光的冷暖感,数值越低偏黄/暖,数值越高偏白/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 | 麦克亚当椭圆步数,例如“5步” | 颜色一致性指标,步数越小表示颜色越一致。 | 确保同一批次LED灯的颜色均匀一致。 |
| 主波长 | nm(纳米),例如620nm(红色) | 对应彩色LED灯颜色的波长。 | 决定红色、黄色、绿色单色LED灯的色调。 |
| 光谱分布 | 波长-强度曲线 | 显示不同波长上的强度分布。 | 影响显色性与光品质。 |
电学参数
| 术语 | 符号 | 简要说明 | 设计考量 |
|---|---|---|---|
| 正向电压 | Vf | 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 | If | 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 | 短时内可承受的峰值电流,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,超过可能导致击穿。 | 电路必须防止反接或电压尖峰。 |
| 热阻 | Rth (°C/W) | 从芯片到焊点的热阻,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。 | 生产过程中需采取防静电措施,尤其针对敏感型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,寿命可能翻倍;温度过高会导致光衰和色偏。 |
| 光通量衰减 | L70 / L80(小时) | 亮度下降至初始值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。 | 表示长期使用中的亮度保持能力。 |
| 色偏 | Δu′v′ 或 MacAdam ellipse | 使用过程中颜色变化的程度。 | 影响照明场景中的颜色一致性。 |
| 热老化 | 材料降解 | 长期高温导致的性能劣化。 | 可能导致亮度下降、颜色变化或开路故障。 |
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 | 芯片电极排列 | 倒装:散热更佳,效率更高,适用于大功率。 |
| 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。 | 不同荧光粉会影响光效、色温和显色指数。 |
| 透镜/光学器件 | 平面、微透镜、TIR | 表面光学结构,用于控制光分布。 | 决定视角和光分布曲线。 |
Quality Control & Binning
| 术语 | 分档内容 | 简要说明 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量档位 | 代码,例如 2G、2H | 按亮度分组,每组有最小/最大流明值。 | 确保同批次亮度均匀。 |
| Voltage Bin | 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。 |
| Color Bin | 5步麦克亚当椭圆 | 按色坐标分组,确保范围紧凑。 | 保证颜色一致性,避免灯具内出现色差。 |
| 相关色温分档 | 2700K、3000K等 | 按相关色温分组,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(基于TM-21标准)。 |
| TM-21 | 寿命估算标准 | 基于LM-80数据估算实际工况下的寿命。 | 提供科学的寿命预测。 |
| IESNA | 照明工程学会 | 涵盖光学、电气、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 | 照明产品能效与性能认证 | 用于政府采购、补贴计划,提升竞争力 |