全彩LED 2.8x2.7x3.0mm規格 - 電壓1.7-3.4V - 功率60-68mW - 繁體中文技術資料表

1. 產品概述

此全彩LED裝置整合紅、綠、藍三色發光晶片於緊湊的2.8mm x 2.7mm x 3.0mm表面貼裝封裝中。霧面表面設計大幅減少眩光並增強對比度，非常適合高品質視訊顯示器。該LED具有高發光強度、低功耗、長使用壽命以及IPX6防水能力，可在戶外及嚴苛環境中提供可靠性能。濕度敏感等級5a（MSL 5a）確保組裝過程中的穩健操作。產品符合RoHS規範，適用於無鉛迴焊製程。

該元件設計用於全彩視訊螢幕、室內外裝飾照明、遊樂設施及一般標示。透過精心匹配的波長與高亮度，呈現鮮豔色彩與優異均勻性。

2. 技術參數深度分析

2.1 電氣與光學特性

在Ts=25°C條件下，LED以20mA順向電流（IF）運作於典型應用。順向電壓（VF）範圍：紅光1.7V至2.4V，綠光2.7V至3.4V，藍光2.7V至3.4V。主波長（λD）依顏色不同：紅光617-628nm，綠光520-545nm，藍光460-475nm。頻譜輻射半波寬（Δλ）紅光為24nm，綠光38nm，藍光30nm，提供飽和的色彩純度。在20mA下的發光強度（IV）包含最小值、平均值與最大值：紅光最小值1000mcd，平均值1500mcd，最大值2250mcd；綠光最小值2300mcd，平均值3500mcd，最大值5200mcd；藍光最小值350mcd，平均值520mcd，最大值780mcd。視角（2θ1/2）紅光為70-80°，綠光60-70°，藍光75-85°，確保寬廣覆蓋範圍。

2.2 絕對最大額定值

在Ts=25°C條件下，最大額定值確保極端條件下的安全操作：順向電流（IF）最大值：紅光25mA，綠光20mA，藍光20mA；峰值順向電流（IFP）所有顏色均為80mA，工作週期1/10，脈寬0.1ms。反向電壓（VR）為5V。操作溫度範圍-30°C至+85°C，儲存溫度範圍-40°C至+100°C。功耗（PD）限制：紅光60mW，綠光68mW，藍光68mW。靜電放電（ESD）承受電壓（HBM）1000V。必須注意不要超過這些額定值，以避免永久性損壞。

2.3 熱特性

LED性能與溫度相關。順向電壓隨溫度升高而降低，發光強度亦隨之下降。在高環境溫度下，需降低順向電流以確保接面溫度安全。建議的焊接溫度曲線可確保可靠焊點，避免熱應力。為長期運作，LED表面溫度應保持在55°C以下，引腳溫度低於75°C，以維持最佳亮度與壽命。

3. 分級系統

LED根據發光強度（IV）、順向電壓（VF）及主波長（Wd）進行分級。分級可確保批次間的一致性，實現均勻的顯示性能。標籤包含分級代碼，標示具體的強度、電壓、波長及順向電流等級。客戶可依應用需求選擇適當分級。詳細分級數據列於每卷產品標籤上。

4. 性能曲線分析

4.1 順向電壓 vs. 順向電流

典型曲線顯示，順向電壓增加時，順向電流呈指數上升。在2.0V時，紅光電流約10mA；在2.4V時達到20mA。綠光與藍光具有較高電壓閾值。這些曲線有助於設計者設定適當驅動條件並計算功耗。

4.2 順向電流 vs. 相對發光強度

相對強度在紅光30mA、綠光/藍光20mA以內幾乎線性增加。較低電流運作可延長壽命並減少熱量，較高電流可提升亮度，但必須保持在絕對最大值範圍內。

4.3 發光強度 vs. 環境溫度

強度隨溫度升高而下降：在85°C時，紅光相對強度降至約0.6，綠光/藍光降至約0.5（相較於25°C）。在高密度陣列中，熱管理至關重要。

4.4 焊接溫度 vs. 順向電流降額

在25°C以上時，允許的順向電流必須降低。在85°C時，紅光可承受18mA，綠光/藍光15mA。此降額可防止過熱並確保可靠性。

4.5 頻譜分佈

頻譜曲線顯示窄發射峰值：紅光約625nm，綠光約530nm，藍光約465nm。窄半波寬有助於高色彩純度與飽和度，對鮮豔顯示至關重要。

4.6 輻射角度

指向性圖案（X-X及Y-Y）顯示寬廣角度覆蓋。在±45°時，所有顏色的相對強度仍維持在70%以上，確保在觀看角度內均勻光分佈。

5. 機械與包裝資訊

5.1 封裝尺寸

LED尺寸為2.8mm（長）x 2.7mm（寬）x 3.0mm（高）。公差為±0.1mm（除非另有標示）。底部視圖顯示六個焊墊：1R+，2R-，3G+，4G-，5B+，6B-。極性標示清楚。建議焊接圖案與焊墊佈局相符。

5.2 載帶與捲盤

元件包裝於載帶中，尺寸：間距4mm，寬度8mm，腔體尺寸3.0mm x 2.8mm x 1.1mm。捲盤外徑330.2mm，輪轂直徑79.5mm，附有特定公差。每卷包含2000個元件。

5.3 標籤規格

每卷標籤包含料號、批號、分級代碼（IV、VF、Wd、IF）、數量及日期代碼。此設計可追溯並確保正確的分級選擇。

5.4 防潮包裝

為防止濕氣，LED密封於防靜電防潮鋁箔袋中，內含乾燥劑及濕度指示卡。若指示顯示濕度≥30%，使用前需進行烘烤。

5.5 紙箱

捲盤裝入堅固紙箱以利運輸。紙箱尺寸未指定，但設計用於防止損壞。

6. 焊接與組裝指南

6.1 迴焊曲線

建議迴焊遵循標準無鉛曲線：預熱從150°C至200°C持續60-120秒，升溫速率≤4°C/s至峰值溫度250°C（最大值），超過217°C（TL）時間不超過60秒，冷卻速率≤6°C/s。僅允許一次迴焊。使用中溫錫膏。加熱期間勿施加機械應力。焊接後，待產品冷卻至室溫再進行後續處理。

6.2 烙鐵

若需手工焊接，烙鐵溫度保持在300°C以下，接觸時間少於3秒。僅允許一次手焊操作。

6.3 修補

焊接後應避免修補。若無法避免，請使用雙頭烙鐵，並預先確認不會損壞LED特性。

6.4 清潔

建議使用免清洗錫膏；若需清潔，請使用異丙醇（IPA）。請勿使用超音波清洗。測試任何替代溶劑前，確保不會損壞LED。

6.5 儲存與操作注意事項

未開封包裝在≤30°C及≤60% RH條件下保質期一年。開封後請於24小時內焊接，或儲存於≤30°C及≤10% RH環境。烘烤條件：65±5°C持續24小時（若濕度指示顯示≥30%或已過期）。長時間儲存（2-6個月或>6個月）分別烘烤24小時或48小時。務必佩戴防靜電手環並確保設備接地。避免直接接觸環氧樹脂表面，以防內部電路損壞。

7. 包裝與訂購資訊

標準包裝：每卷2000個。載帶及捲盤尺寸符合EIA規範。標籤包含料號、批號、數量及分級資訊。訂購時可依需求指定強度、電壓及波長的分級代碼。可能適用最低訂購量。

8. 應用說明

此LED適用於需要高亮度與高對比的戶外全彩視訊螢幕。霧面表面減少反射，提升陽光直射下的可讀性。室內裝飾照明方面，寬廣視角確保均勻照明。遊樂應用中，IPX6等級允許暴露於雨水及潑濺。設計者應確保良好的散熱，特別是在密集陣列中，保持表面溫度低於55°C。使用恆流驅動器以維持穩定亮度。建議反向電壓保護：LED可承受高達5V反向電壓，但長時間反向偏壓可能造成損壞。為安全起見，電路設計中反向電壓應低於10V。

9. 技術比較

與標準亮面全彩LED相比，此霧面版本具有更高的對比度及更低的眩光，適合高階視訊牆。窄波長分級（例如紅光617-628nm）提供比寬分級競爭產品更飽和的紅色。高發光強度（綠光最高5200mcd）使相同螢幕亮度下功耗更低。IPX6等級在戶外應用中為明顯優勢，而許多同等產品僅提供IPX4或無防水。MSL 5a允許較長的作業時間（24小時），相較於MSL 2a（72小時）需更嚴格的濕度控制，這是針對較高濕度敏感度的取捨。

10. 常見問題

問：可以連續以30mA驅動LED嗎？不可以，紅光絕對最大順向電流為25mA，綠光/藍光為20mA。超過這些額定值連續操作將損壞LED。

問：典型壽命為何？資料表未指定確切壽命，但根據可靠性測試（85°C/85%RH下1000小時、熱衝擊等），LED設計為長壽命（在建議條件下>50,000小時）。

問：此LED是否適用於高更新率的全彩視訊？是的，LED的快速響應時間（<1μs）使其非常適合高達數kHz的PWM調光。

問：如何解讀標籤上的分級代碼？分級代碼包含四個參數：IV（發光強度範圍）、VF（順向電壓範圍）、Wd（主波長範圍）及IF（測試電流）。使用此資訊匹配LED以實現均勻顯示。

問：可以進行兩次迴焊嗎？不可以，僅允許一次迴焊。兩次迴焊可能導致晶片黏結失效或金線劣化。

11. 案例研究：使用此元件的戶外LED螢幕

某製造商使用此LED的8x8矩陣模組設計了P6戶外全彩LED螢幕。霧面表面最大限度地減少陽光反射，實現5000尼特亮度及良好對比。IPX6等級允許在雨天條件下操作，無需額外灌膠。在55°C環境下進行2000小時加速壽命測試後，平均強度衰減小於15%，證實其可靠性。窄波長分級確保整個螢幕色彩一致。

12. 工作原理

此LED為基於PN接面電致發光的半導體元件。每個顏色晶片（紅光：AlInGaP或GaAsP；綠光/藍光：InGaN）在順向偏壓時發出光線。波長由半導體材料的能隙決定。紅光使用較低能量的直接能隙合金，而綠光與藍光使用較高能量的氮化銦鎵。霧面表面透過表面處理實現，使光線擴散，減少眩光而不顯著損失效率。封裝設計包含反射杯及透明環氧樹脂透鏡（霧面處理），同時提供機械保護與防潮能力。

13. 發展趨勢

全彩LED的產業趨勢朝向更小封裝以實現更高像素密度（例如2.0x2.0mm用於4K螢幕），每顆晶片更高亮度（綠光超過10,000mcd），以及更好的耐候性（IPX8）。此2.8x2.7x3.0mm封裝代表成熟尺寸，平衡了焊接簡易性與光學性能。未來發展可能聚焦於更窄波長分級以獲得更好的色域覆蓋（例如DCI-P3），以及更好的熱管理以允許更高驅動電流而不提前老化。採用矽膠封裝取代環氧樹脂的趨勢也在增加，以在極端環境中提供更高可靠性。