目錄
- 1. 產品概述
- 1.1 一般說明
- 1.2 功能特點
- 1.3 應用範圍
- 2. 技術參數解讀
- 2.1 電氣與光學特性(喺 Ts=25°C、IF=20mA 條件下)
- 2.2 絕對最大額定值
- 3. 分級系統
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 正向電壓 vs. 正向電流
- 4.2 正向電流 vs. 相對強度
- 4.3 溫度依賴性
- 4.4 波長偏移 vs. 電流
- 4.5 光譜分佈與輻射模式
- 5. 機械與封裝資訊
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 載帶與捲盤
- 5.3 防潮包裝
- 6. 焊接及組裝指引
- 6.1 SMT回流焊接
- 6.2 手焊及維修
- 6.3 一般注意事項
- 7. 包裝與訂購資訊
- 8. 應用建議
- 8.1 典型用途
- 8.2 設計考量
- 9. 與競爭產品的技術比較
- 10. 常見問題
- 11. 實際應用案例
- 12. 運作原理
- 13. 發展趨勢
- LED規格術語
- 光電性能
- 電氣參數
- Thermal Management & Reliability
- Packaging & Materials
- Quality Control & Binning
- Testing & Certification
1. 產品概述
1.1 一般說明
RF-P1S196TS-B51 係一款緊湊型雙色表面貼裝LED,採用黃色晶片同黃綠色晶片製成。佢採用1.6mm x 1.6mm x 0.7mm封裝,適合空間受限嘅應用場景。呢款LED專為通用光學指示、開關、符號同顯示而設計。佢支援所有標準SMT組裝同焊接工藝,並符合RoHS要求。濕敏等級根據JEDEC標準評定為第3級。
1.2 功能特點
- 極寬視角(典型值140°)。
- 適用於所有SMT組裝及焊接製程。
- 濕度敏感等級:第3級。
- 符合RoHS規範。
- 細小佔位面積:1.6mm x 1.6mm。
- 低高度:0.7mm。
1.3 應用範圍
光學指示器、開關及符號照明、顯示器背光,以及消費電子產品、汽車內飾同工業控制面板嘅通用信號指示。
2. 技術參數解讀
2.1 電氣同光學特性(喺 Ts=25°C,IF=20mA 條件下)
呢款LED提供兩個顏色通道:黃色(Y)同黃綠色(YG)。關鍵參數係喺20mA正向電流同25°C環境溫度嘅測試條件下指定。
| 參數 | 符號 | 顏色 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | Unit |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Spectral Half Bandwidth | Δλ | Y / YG | – | 15 | – | nm |
| 正向電壓 | VF | Y | 1.8 | – | 2.4 | V |
| 正向電壓 | VF | YG | 1.8 | – | 2.4 | V |
| 主波長 | λd | Y (bins D00,E00) | 585.0 / 590.0 | – | 590.0 / 595.0 | nm |
| 主波長 | λd | YG (bins B10,B20,C10,C20) | 565.0 / 567.5 / 570.0 / 572.5 | – | 567.5 / 570.0 / 572.5 / 575.0 | nm |
| 發光強度 | IV | Y (bins 1DW,1AP,G20,1AW) | 70 / 90 / 120 / 150 | – | 90 / 120 / 150 / 200 | mcd |
| 發光強度 | IV | YG (bins C00,D00,E00,F00,F20) | 18 / 28 / 43 / 65 / 80 | – | 28 / 43 / 65 / 80 / 100 | mcd |
| 可視角度 | 2θ1/2 | 兩者 | – | 140 | – | deg |
| 反向電流(喺 VR=5V) | IR | 兩者 | – | – | 10 | μA |
| 熱阻(結點到焊點) | RthJ-S | 兩者 | – | – | 450 | °C/W |
2.2 絕對最大額定值
超出呢啲數值可能會造成永久性損壞。唔建議喺推薦條件以外操作。
| 參數 | 符號 | 數值 | Unit |
|---|---|---|---|
| 功率消耗(每粒晶片) | Pd | 48 | mW |
| 正向電流(直流) | IF | 20 | mA |
| 峰值正向電流(1/10 工作週期,0.1ms 脈衝) | IFP | 60 | mA |
| ESD (HBM) | ESD | 2000 | V |
| 操作溫度 | Topr | -40 ~ +85 | °C |
| 儲存溫度 | Tstg | -40 ~ +85 | °C |
| 接面溫度 | Tj | 95 | °C |
3. 分級系統
LED會根據主波長、發光強度同埋順向電壓進行分 bin,以確保一致性。黃色通道分為 D00 (585-590nm) 同 E00 (590-595nm)。黃綠色通道分為 B10 (565-567.5nm)、B20 (567.5-570nm)、C10 (570-572.5nm) 同 C20 (572.5-575nm)。黃色嘅發光強度 bin 範圍由 70 到 200 mcd (bins 1DW, 1AP, G20, 1AW),而黃綠色就由 18 到 100 mcd (bins C00, D00, E00, F00, F20)。順向電壓分為一個代碼 (1L),典型範圍係 1.8-2.4V。分 bin 資訊會編碼喺卷盤標籤上,標示為「BIN CODE」,並有獨立代碼分別代表波長 (WLD) 同順向電壓 (VF)。
4. 性能曲線分析
4.1 正向電壓 vs. 正向電流
喺低電流 (0-5mA) 時,順向電壓會快速上升;超過 5mA 之後,斜率就會降低。呢條曲線係 GaP 基底 LED 嘅典型特徵。喺 20mA 時,兩粒晶片嘅順向電壓都大約係 2.0V。
4.2 正向電流 vs. 相對強度
相對強度隨正向電流線性增加,直至20mA,喺建議範圍內未觀察到飽和現象。較高電流可產生更高光輸出,但必須維持喺絕對最大額定值之內。
4.3 溫度依賴性
相對強度隨環境溫度上升而下降。喺100°C時,輸出降至約室溫值嘅80%。為避免超出接面溫度極限(95°C),喺60°C以上需要對正向電流進行降額。引腳溫度與正向電流曲線顯示,由25°C時嘅20mA線性降額至約115°C時嘅零電流。
4.4 波長偏移 vs. 電流
兩種顏色嘅主波長均隨正向電流輕微增加。對於黃色,偏移由0mA時嘅~589nm變至30mA時嘅~596.5nm。對於黃綠色,喺相同電流範圍內,則由~567nm偏移至~575nm。呢個效應係由於接面發熱同能帶變窄所致。
4.5 光譜分佈與輻射模式
黃色晶片嘅峰值接近590-595nm,黃綠色晶片則接近565-575nm。兩者嘅光譜半頻寬大約係15nm,能夠提供相對純淨嘅顏色。輻射模式類似Lambertian分佈,半角寬度達140°,確保喺大範圍內有均勻嘅照明。
5. 機械與封裝資訊
5.1 封裝尺寸
LED封裝尺寸為1.6mm(長)× 1.6mm(闊)× 0.7mm(高)。俯視圖顯示發光區域為1.1mm×0.9mm。側視圖顯示基板厚度為0.3mm。底部視圖顯示四個焊墊:焊墊1(黃色陰極?極性標記)、2(黃色陽極)、3(黃綠色陽極)、4(黃綠色陰極)。建議嘅焊接圖案使用0.8mm焊墊間距同0.6mm焊墊距離。極性由角落標記(引腳1識別)指示。
5.2 載帶與捲盤
載帶尺寸:闊度8.0mm,間距4.0mm,口袋尺寸1.83×1.83mm,深度0.95mm。捲盤直徑:178mm(7英寸),闊度8.0±0.1mm,輪轂直徑60±1mm,中心孔13.0±0.5mm。每個捲盤包含4000件。捲盤標籤包括零件編號、規格編號、批次編號、分 bin 代碼、數量同日期。
5.3 防潮包裝
The reel is sealed in a moisture barrier bag with desiccant and a humidity indicator card. The outer box is a standard cardboard carton for mechanical protection. Storage conditions: before opening, ≤30°C and ≤75% RH for up to 1 year from date of production; after opening, ≤30°C and ≤60% RH for 168 hours. If storage conditions are exceeded, baking at 60±5°C for >24 hours is required.
6. 焊接及組裝指引
6.1 SMT回流焊接
無鉛回流曲線:預熱由150°C升至200°C,時長60-120秒;以最大3°C/s速率升溫至217°C(TL);維持於217°C以上60-150秒;峰值溫度260°C,高於260°C(tp)時間最多10秒;冷卻速率最大6°C/s。從25°C升至峰值溫度的總時間不應超過8分鐘。請勿進行超過兩次回流焊接。若兩次回流之間隔超過24小時,則需進行烘烤。
6.2 手焊及維修
手焊:烙鐵頭溫度 ≤300°C,時間 ≤3 秒,只可進行一次。應避免回流焊後再維修;如有必要,請使用雙頭烙鐵並檢查 LED 功能。
6.3 一般注意事項
- 請勿將 LED 安裝於彎曲的 PCB 上,亦唔好喺焊接後彎曲電路板。
- 焊接後冷卻期間,應避免機械應力或震動。
- 焊接後請勿急速冷卻器件。
- 使用合適嘅清潔劑(建議用異丙醇);避免超聲波清洗。
- The operating environment should limit sulfur compounds to <100 ppm, bromine to <900 ppm, chlorine to <900 ppm, and total halogens to <1500 ppm to prevent LED damage.
- 請採取適當嘅靜電放電(ESD)控制措施;呢款LED額定值為2kV HBM。
7. 包裝與訂購資訊
標準包裝:每卷4000件,採用編帶及捲盤格式。外箱包含多個捲盤(數量可能會有變動)。每個捲盤上標有零件編號、規格編號、批次編號、分 bin 代碼(針對波長及亮度)、數量同日期代碼。防潮袋內附有乾燥劑包同濕度指示卡,用嚟監控暴露情況。如需嚴格公差,訂購時應指明所需嘅波長同亮度 bin 組合。
8. 應用建議
8.1 典型用途
適用於狀態指示燈、按鈕背光、小型顯示屏,以及任何需要喺細小空間內呈現兩種顏色嘅應用。寬闊嘅視角令佢好適合用喺側光或擴散面板。
8.2 設計考量
- 散熱:考慮到熱阻為450°C/W,建議使用足夠嘅PCB銅面積及導孔,以保持接面溫度低於95°C。若環境溫度超過60°C,請降低正向電流。
- 限流:務必使用串聯電阻以防止熱失控。由於IV曲線陡峭,電壓嘅微小變化(例如0.1V)可能會導致顯著嘅電流波動。
- 反向電壓保護:確保驅動電路唔會施加反向偏壓,否則可能會損壞LED。
- 與黏合劑嘅兼容性:避免使用會釋出有機蒸氣嘅黏合劑,因為呢啲蒸氣可能會令矽膠封裝變色。
- 清潔:如果需要清潔,異丙醇係安全嘅;避免使用會侵蝕封裝嘅溶劑。
9. 與競爭產品的技術比較
同其他雙色1.6×1.6mm LED相比,RF-P1S196TS-B51提供咗好寬嘅視角(140°對比典型嘅120°)同低熱阻(450°C/W喺呢種封裝尺寸下好有競爭力)。分 bin 選項提供咗2個黃色波長 bin 同4個黃綠色波長 bin,令客戶可以揀選窄色域。絕對最大ESD額定值2kV係晶片LED嘅標準。明確包含鹵素同硫磺處理指引,顯示出穩健嘅可靠性工程。部分競爭產品可能提供更高強度嘅 bin,但通常係以較窄視角或較高電壓為代價。總括嚟講,呢款LED喺一般指示用途上,喺性能、尺寸同可靠性之間取得咗良好平衡。
10. 常見問題
問:我可唔可以同時驅動兩個晶片? 可以,黃色同黃綠色晶片可以獨立或一齊操作。總驅動電流唔可以超過每個晶片嘅絕對最大額定值。
問:為達到最佳使用壽命,建議使用幾多電流? 喺15-20mA下操作可以確保良好亮度同長壽命。喺高環境溫度下需要降額使用。
問:應該點樣處理矽膠封裝? 避免直接觸摸透鏡表面;用鑷子夾住封裝側邊。矽膠質地柔軟,容易吸附灰塵。
問:如果防潮袋脹氣咁點算? If the bag is swollen, the desiccant may be exhausted. Bake the LEDs at 60±5°C for >24 hours before use.
問:呢款LED可以用喺戶外應用嗎? 操作溫度範圍(-40至+85°C)容許戶外使用,但應避免直接暴露喺紫外線、高濕度或腐蝕性氣體中。可能需要做適當嘅保形塗層。
11. 實際應用案例
智能家居恆溫器中的雙色狀態指示燈: 一款緊湊型恆溫器使用雙色LED指示系統狀態:黃色代表加熱,黃綠色代表冷卻。寬達140°的視角確保從房間另一邊都能清楚看到。細小的1.6mm封裝尺寸適合安裝在纖薄邊框內。恆溫器使用MCU透過獨立GPIO引腳配合限流電阻來控制每個通道。為管理熱量,PCB在每個LED下方設有小銅墊並帶有導熱孔。LED與其他表面貼裝元件一起使用標準回流焊接曲線進行焊接。濕度敏感度通過使用未開封的新料捲來管理。在20mA電流下進行超過1000小時的壽命測試,未發現性能衰減,證實其可靠性。
12. 運作原理
此雙色LED將兩個獨立的LED晶片集成在一個環氧樹脂或矽膠封裝內:一個黃色晶片(AlGaInP/GaP,波長約590nm)和一個黃綠色晶片(GaP,波長約570nm)。每個晶片都有自己的陽極和陰極連接。當正向電流通過晶片時,電子與電洞在p-n結中複合,發射出能量對應於半導體材料能隙的光子。光線透過透明封裝材料提取出來。通過獨立控制每個晶片的電流,可以產生任一顏色,或同時操作兩個晶片以產生混合色(例如橙黃色)。寬光束角是通過擴散封裝材料或透鏡設計實現的。
13. 發展趨勢
雙色SMD LED的市場持續向更小封裝(例如1.0×1.0mm)及更高光效的方向發展。新興材料如矽基InGaN正被開發用於綠色和藍色LED,但對於黃色和黃綠色,AlGaInP憑藉其高效率仍然佔據主導地位。預計未來會出現更精細分檔及更嚴格公差的多晶片集成封裝。此外,針對硫化物及鹵素暴露的增強可靠性正成為標準,正如本規格書中明確列出的限制所體現。汽車及工業應用的趨勢要求更寬的工作溫度範圍及改進的熱管理,本產品以其95°C的結溫部分滿足了這些要求。未來的設計可能會在晶片正下方直接整合散熱墊,以將熱阻降低至300°C/W以下。
LED規格術語
LED技術術語完整解釋
光電性能
| 術語 | 單位/表示方式 | 簡單解釋 | 點解重要 |
|---|---|---|---|
| 發光效率 | lm/W(流明每瓦特) | 每瓦電力嘅光輸出,數值越高代表越節能。 | 直接決定能源效益級別同電費成本。 |
| 光通量 | lm(流明) | 光源發出嘅總光量,通常稱為「亮度」。 | 決定光線係咪夠光。 |
| 可視角度 | °(度),例如 120° | 光強度衰減到一半時嘅角度,決定光束寬度。 | 影響照明範圍同均勻度。 |
| CCT (色溫) | K (開爾文),例如 2700K/6500K | 光嘅暖度/冷度,數值越低越偏黃/暖,越高越偏白/冷。 | 決定照明氣氛同適用場景。 |
| CRI / Ra | 無單位,0–100 | 能夠準確呈現物件顏色,Ra≥80為良好。 | 影響顏色真實度,適用於商場、博物館等高要求場所。 |
| SDCM | MacAdam橢圓階梯,例如「5-step」 | 顏色一致性指標,階梯數值越小代表顏色越一致。 | 確保同一批次LED的顏色均勻一致。 |
| 主波長 | nm(納米),例如620nm(紅色) | 對應有色LED顏色嘅波長。 | 決定紅色、黃色、綠色單色LED嘅色調。 |
| 光譜分佈 | 波長對強度曲線 | 顯示唔同波長嘅強度分佈。 | 影響色彩呈現同品質。 |
電氣參數
| 術語 | 符號 | 簡單解釋 | Design Considerations |
|---|---|---|---|
| 正向電壓 | Vf | 開啟LED所需嘅最低電壓,類似「啟動門檻」。 | 驅動器電壓必須≥Vf,串聯LED時電壓會疊加。 |
| 正向電流 | If | LED正常運作嘅電流數值。 | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| 最大脈衝電流 | Ifp | 短時間可承受嘅峰值電流,用於調光或閃爍。 | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| 反向電壓 | Vr | LED可承受嘅最大反向電壓,超出可能會導致擊穿。 | 電路必須防止反向連接或電壓尖峰。 |
| 熱阻 | Rth (°C/W) | 從晶片到焊料的熱傳導阻力,數值越低越好。 | 高熱阻需要更強嘅散熱設計。 |
| ESD 耐受度 | V (HBM),例如 1000V | 承受靜電放電嘅能力,數值越高代表越唔易受損。 | 生產時需要採取防靜電措施,尤其係對靜電敏感嘅LED。 |
Thermal Management & Reliability
| 術語 | 關鍵指標 | 簡單解釋 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 接面溫度 | Tj (°C) | LED晶片內部嘅實際運作溫度。 | 每降低10°C可能令壽命延長一倍;過高會導致光衰同色偏。 |
| 流明衰減 | L70 / L80(小時) | 亮度下降到初始值70%或80%所需嘅時間。 | 直接定義LED嘅「使用壽命」。 |
| 流明維持率 | %(例如:70%) | 經過一段時間後保留嘅亮度百分比。 | 表示長期使用下嘅亮度保持能力。 |
| 色偏移 | Δu′v′ 或 MacAdam ellipse | 使用期間嘅顏色變化程度。 | 影響照明場景嘅顏色一致性。 |
| Thermal Aging | 材料退化 | 長期高溫引致嘅劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色改變或開路故障。 |
Packaging & Materials
| 術語 | 常見類型 | 簡單解釋 | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC, PPA, 陶瓷 | 外殼材料保護晶片,提供光學/熱介面。 | EMC:耐熱性良好,成本低;陶瓷:散熱更佳,壽命更長。 |
| 晶片結構 | 正面,覆晶 | 晶片電極排列。 | 覆晶:散熱更佳,效能更高,適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、矽酸鹽、氮化物 | 覆蓋藍光晶片,將部分光轉換成黃/紅色,混合成白光。 | 唔同磷光體會影響效能、色溫同顯色指數。 |
| 透鏡/光學組件 | 平面、微透鏡、TIR | 表面光學結構控制光線分佈。 | 決定視角同光線分佈曲線。 |
Quality Control & Binning
| 術語 | 分級內容 | 簡單解釋 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分級 | 代碼,例如 2G、2H | 按亮度分組,每組有最低/最高流明值。 | 確保同一批次亮度均勻。 |
| 電壓分檔 | 代碼例如:6W, 6X | 按正向電壓範圍分組。 | 有助於驅動器匹配,提升系統效率。 |
| 顏色分級 | 5-step MacAdam ellipse | 按色坐標分組,確保範圍緊湊。 | 保證顏色一致性,避免燈具內出現色差。 |
| 色溫分級 | 2700K、3000K 等。 | 按CCT分組,每組都有對應嘅座標範圍。 | 滿足唔同場景嘅CCT要求。 |
Testing & Certification
| 術語 | 標準/測試 | 簡單解釋 | 重要性 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明維持測試 | 喺恆溫環境下長期點燈,記錄亮度衰減。 | 用嚟估算LED壽命(配合TM-21)。 |
| TM-21 | 壽命估算標準 | 根據LM-80數據估算實際條件下嘅壽命。 | 提供科學化嘅壽命預測。 |
| IESNA | Illuminating Engineering Society | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 業界認可嘅測試基礎。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保唔含有害物質(鉛、水銀)。 | 國際市場准入要求。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能源效益認證 | 照明產品嘅能源效益同性能認證。 | 用於政府採購、資助計劃,提升競爭力。 |