CH2525-RGBY0401H-AM LED 規格書 - SMD 陶瓷封裝 - 紅光 623nm 綠光 527nm 藍光 460nm 黃光 590nm - 40mA - 汽車級

1. 產品概覽

呢份文件對CH2525-RGBY0401H-AM呢款高性能多色表面貼裝器件（SMD）LED進行全面技術分析。呢個元件專為苛刻環境下嘅可靠性同性能而設計，採用堅固嘅陶瓷封裝，並將四個唔同顏色嘅發光體集成喺單一單元內。其主要設計目標係應用於需要精確混色、高亮度同長期穩定性嘅場合。

呢款LED嘅核心優勢在於其集成度。通過將紅、綠、藍、黃（RGBY）四種二極管整合喺一個緊湊嘅SMD封裝內，佢簡化咗PCB設計，減少咗元件數量，並且能夠產生超越標準RGB色域嘅複雜色彩，特別係增強咗暖白光同琥珀色調嘅表現。該器件專門根據離散半導體嘅嚴格AEC-Q101標準進行認證，令其成為汽車電子領域嘅理想選擇，因為呢啲應用對惡劣條件下嘅操作可靠性要求極高。

目標市場主要係汽車行業，特別係用於儀錶板背光、開關照明同環境氣氛照明等內飾照明系統。次要應用包括一般裝飾照明、標誌牌同消費電子產品，呢啲場合都需要多色功能同高可靠性。

2. 深入技術參數分析

電氣同光學特性定義咗LED嘅操作邊界同性能預期。

2.1 光度與色彩特性

呢款LED發出四種唔同顏色，每種顏色喺標準測試電流40mA同焊盤溫度25°C下都有定義好嘅光學特性。發光強度係衡量特定方向上感知亮度嘅指標，每種顏色都唔同：紅光通常輸出1200毫坎德拉（mcd），綠光2300 mcd，藍光360 mcd，黃光1300 mcd。需要特別注意，發光強度嘅測量公差為±8%。

視角定義為發光強度下降到峰值一半時嘅離軸角度，綠光同藍光發射體為150度，紅光同黃光發射體為140度，公差為±5度。呢個數值表示輻射模式非常寬廣，適合區域照明。

顏色由峰值波長（λp）同主波長（λd）共同指定。典型主波長為：紅光：623 nm，綠光：527 nm，藍光：460 nm，黃光：590 nm，主波長公差非常緊，為±1 nm。光譜分佈圖顯示每種顏色都有清晰、分離良好嘅峰值，呢點對於精確混色至關重要。

2.2 電氣參數

正向電流（I_F）嘅操作範圍係10 mA到80 mA，40 mA係典型測試條件。唔建議喺低於10 mA嘅情況下操作。由於半導體材料特性唔同，每種顏色喺40 mA時嘅正向電壓（V_F）都唔同：紅光典型值2.00V，綠光2.80V，藍光3.00V，黃光2.40V，測量公差為±0.05V。該器件唔設計用於反向偏壓操作。

2.3 熱力與可靠性參數

熱管理對於LED性能同壽命至關重要。規格書提供咗從結點到焊點嘅熱阻（Rth_JS），包括實際值同電氣等效值。例如，紅光發射體嘅Rth_JS_real為33 K/W，Rth_JS_el為25 K/W。呢啲數值用於根據功耗計算結溫升。

絕對最大額定值設定咗硬性限制：紅光/黃光嘅功耗（P_d）為220 mW，綠光/藍光為280 mW。最高結溫（T_J）為125°C。操作溫度範圍（T_opr）係-40°C到+110°C，確認咗其汽車級適用性。該器件可承受高達8 kV（人體模型）嘅靜電放電（ESD）。

3. 分級系統說明

規格書包含一個發光強度分級結構，用於根據LED嘅輸出對其進行分類。分級用字母數字代碼（L1、L2、M1... R1）標記，代表一個最小同最大發光強度嘅範圍。例如，L1級涵蓋強度從11.2 mcd到14 mcd嘅LED，而R1級則從112 mcd開始。呢個系統允許設計師選擇亮度水平一致嘅元件，以確保陣列或系統中外觀均勻。提供嘅表格似乎係一個通用模板，CH2525-RGBY0401H-AM每種顏色嘅具體分級會喺詳細產品規格或訂購指南中定義。

4. 性能曲線分析

特性曲線圖提供咗LED喺唔同條件下行為嘅重要見解。

4.1 IV曲線與發光效率

正向電流與正向電壓關係圖顯示咗二極管典型嘅指數關係。每種顏色嘅曲線都有唔同嘅膝點電壓。相對發光強度與正向電流關係圖顯示，輸出隨電流增加而增加，但可能唔完全線性，特別係喺較高電流時，由於發熱會導致效率下降。

4.2 溫度依賴性

相對發光強度與結溫關係圖對於熱設計至關重要。佢顯示發光輸出會隨住結溫升高而降低。下降速率（熱淬滅）因半導體材料而異；例如，紅光同黃光LED通常對溫度嘅敏感度低於藍光同綠光LED。主波長與結溫關係圖顯示，隨著溫度升高，顏色會發生偏移（通常向更長波長方向），喺對顏色要求嚴格嘅應用中必須考慮呢一點。

正向電流降額曲線規定咗基於焊盤溫度嘅最大允許正向電流。為確保結溫保持喺125°C以下，必須隨住環境/焊盤溫度升高而降低電流。圖表為顏色組（紅/黃、綠、藍）提供咗特定嘅降額線。

4.3 空間與光譜分佈

每種顏色嘅典型輻射特性圖（極坐標圖）直觀地確認咗寬廣嘅視角。相對光譜分佈圖將歸一化強度對應波長繪製出來，清晰顯示咗每個顏色二極管嘅主要發射峰值，呢點對於理解混色潛力同濾波要求至關重要。

5. 機械與封裝資料

呢款LED採用表面貼裝器件（SMD）陶瓷封裝。同塑膠封裝相比，陶瓷封裝提供更優異嘅導熱性同機械強度，對於高功率或高可靠性應用非常有益。具體嘅機械尺寸，包括長度、寬度、高度同引腳/焊盤間距，詳見機械尺寸部分（參考第17頁）。提供咗推薦嘅焊接焊盤佈局（第18頁），以確保喺回流焊同操作期間形成良好嘅焊點、實現熱傳遞同機械穩定性。四個顏色通道嘅極性或引腳分配，以及任何共陰極/陽極配置，都會喺呢部分定義。

6. 焊接與組裝指引

該器件適用於峰值溫度為260°C、持續時間最長30秒嘅回流焊接，與標準無鉛（Pb-free）焊接工藝兼容。應參考詳細嘅回流焊接曲線圖（第18頁），該圖通常顯示溫度上升、預熱、液相、峰值同冷卻階段。必須遵循呢個曲線，以防止熱衝擊、焊接缺陷或損壞LED芯片或封裝。濕度敏感等級（MSL）為2級，表示封裝喺需要喺回流焊接前進行烘烤之前，可以暴露喺工廠環境條件下長達一年。使用注意事項（第21頁）可能包括避免ESD嘅處理方法、儲存條件同清潔建議。

7. 包裝與訂購資料

包裝資料（第19頁）指定咗LED嘅供應方式，通常係以帶狀包裝（tape-and-reel）形式提供，用於自動貼片組裝。詳細資料包括捲盤尺寸、凹槽間距同方向。零件編號CH2525-RGBY0401H-AM遵循一個可能嘅內部編碼系統，其中CH2525可能表示封裝類型/尺寸，RGBY表示顏色，0401可能與性能分級或版本有關，AM可能表示汽車級。訂購資料（第16頁）會詳細說明如何指定唔同嘅分級或變體。

8. 應用建議

主要說明嘅應用係汽車內飾照明同環境照明。喺汽車內飾中，呢款LED可用於儀錶組、信息娛樂控制裝置嘅多色背光，以及喺車廂內創建可自定義嘅環境照明區域。對於環境照明，相比標準RGB LED，其RGBY功能允許產生更廣泛嘅顏色範圍，包括更飽和同更暖嘅白光。

設計考慮事項：

• 驅動電路：需要一個能夠獨立控制四個通道嘅恆流驅動器。必須考慮唔同嘅正向電壓，可能需要獨立嘅電流調節器或複雜嘅多通道LED驅動器IC。
• 熱管理：功耗，特別係當多種顏色同時驅動時，需要足夠嘅PCB銅面積（散熱焊盤），並且可能需要連接到散熱器，以保持低結溫，從而實現最佳光輸出、顏色穩定性同長壽命。
• 光學：寬廣嘅視角可能需要二次光學元件（透鏡、擴散片）來為特定應用塑造光束。
• 混色與控制：要實現一致同理想嘅顏色，需要進行校準，並且可能需要使用傳感器進行閉環顏色反饋，因為每個通道嘅輸出會隨電流同溫度而變化。

9. 技術比較與差異

同標準塑膠SMD RGB LED相比，呢個元件嘅主要區別在於其陶瓷封裝（用於更好嘅散熱同可靠性）以及增加咗專用嘅黃光發射體。黃光芯片顯著提高咗生成白光嘅顯色指數（CRI），並且允許直接創建琥珀色，而無需混合紅光同綠光，後者通常效率低下且可能產生渾濁嘅顏色。AEC-Q101認證係汽車應用嘅一個主要區別因素，因為佢驗證咗器件喺溫度、濕度同操作壽命測試中嘅性能，呢啲測試係標準商用級LED唔會經歷嘅。

10. 常見問題（基於技術參數）

問：點解喺相同40mA電流下，藍光發射體嘅發光強度（360 mcd）遠低於綠光（2300 mcd）？

答：呢個主要係由於人眼嘅明視覺敏感度曲線（V(λ)）。人眼對綠光（約555 nm）最敏感，對藍光（約460 nm）較唔敏感。因此，對於相同嘅輻射功率（光學瓦特），綠光喺光度單位（流明、坎德拉）上會顯得明亮得多。半導體材料內部量子效率嘅差異亦起到一定作用。

問：我可以用恆壓源驅動呢款LED嗎？

答：強烈唔建議咁做。LED係電流驅動器件。佢哋嘅正向電壓有公差並且會隨溫度變化。恆壓源可能導致電流過大、過熱同快速失效。務必使用恆流驅動器或限流電路。

問：熱阻參數中提到嘅Rth_JS_real同Rth_JS_el有咩區別？

答：Rth_JS_real係從半導體結點到焊點嘅實際測量熱阻。Rth_JS_el係一個電氣等效值，通常由對溫度敏感嘅正向電壓參數推導得出。設計師通常使用Rth_JS_real進行熱建模，而Rth_JS_el可能用於電路內結溫估算技術。

11. 實用設計與使用範例

範例1：汽車環境照明控制器：一個模組使用四粒呢款LED，每粒安裝喺汽車腳坑嘅一個角落。一個帶有PWM輸出嘅微控制器驅動一個四通道恆流驅動器。固件允許用戶從預設顏色（例如，冷白光、暖白光、藍色、橙色）中選擇，或者通過調整每個通道嘅佔空比來創建自定義顏色。儘管車廂地板附近可能環境溫度較高，但陶瓷封裝確保咗可靠性。

範例2：建築可調色筒燈：喺一個嵌入式筒燈中，一系列呢款LED安裝喺金屬芯PCB上以利散熱。使用帶有顏色校準同溫度補償功能嘅高級驅動器。該系統可以動態地將白點從早上嘅冷色、提神白光（高藍/綠混合）轉變為晚上嘅暖色、放鬆白光（高紅/黃混合），同時保持高顯色性。

12. 工作原理

該器件基於半導體材料中嘅電致發光原理工作。當施加超過二極管帶隙能量嘅正向偏壓時，電子同空穴喺半導體嘅有源區複合，以光子（光）嘅形式釋放能量。發射光嘅特定波長（顏色）由每個芯片所用半導體材料嘅帶隙能量決定：使用唔同嘅化合物半導體（例如，紅光/黃光用AlInGaP，綠光/藍光用InGaN）來實現所需顏色。四個芯片封裝喺單個陶瓷封裝內，具有獨立嘅電氣連接以實現獨立控制。

13. 技術趨勢與背景

將多種顏色發射體（超越RGB）集成到單一封裝中係一個增長趨勢，驅動力來自汽車、專業照明同顯示應用中對更高質量光線同更靈活顏色控制嘅需求。加入專用嘅白光或琥珀光發射體，或者好似呢款咁加入黃光，可以提高某些顏色嘅顯色性同效率。同時，業界持續推動更高功率密度同效率（每瓦更多流明），呢點更加強調熱管理，令陶瓷同其他先進封裝材料更加普及。此外，將控制電子器件（例如驅動器IC）直接同LED封裝集成係一個新興趨勢，旨在簡化系統設計。