全彩RGB SMD LED RF-W1SA15IS-A44 規格書 - 尺寸 1.6x1.7x1.6mm - 順向電壓 R:1.7-2.4V G/B:2.4-3.2V - 每通道功耗 48mW - IPX6 防水等級

1. 產品概述

本文件提供全彩RGB SMD LED型號RF-W1SA15IS-A44的完整技術規格，這是一款專為高效能顯示與照明應用設計的共陽極元件。此LED採用尺寸為1.6 mm x 1.7 mm x 1.6 mm的緊湊封裝，並運用表面刷墨技術，帶來極高的對比度與霧面質感。其防水等級為IPX6，適合戶外環境使用。該元件符合RoHS規範，並設計用於無鉛迴流焊。濕度敏感等級為5a，需謹慎處理與儲存。憑藉極寬的110°視角與高發光強度，此LED非常適合戶外全彩視頻螢幕、室內外裝飾照明、遊樂設施應用及一般用途。

2. 技術參數與電氣特性

電氣與光學特性係在Ts = 25°C條件下標定。本產品包含三個獨立的LED晶片：紅光 (R)、綠光 (G) 與藍光 (B)，分別獨立驅動。關鍵參數包括順向電壓 (VF)、主波長、發光強度、逆向電流與光譜帶寬。

2.1 順向電壓 (VF)

Red chip: VF min 1.7V, max 2.4V at IF = 10mA。Green and Blue chips: VF min 2.4V, max 3.2V at IF = 10mA (Green) and IF = 5mA (Blue)。這些數值確保與常見驅動電路相容。測量容差為 ±0.1V。

2.2 主波長與色域分檔

波長範圍：紅光 617~628 nm（每檔 5 nm），綠光 520~545 nm（每檔 3 nm），藍光 460~475 nm（每檔 3 nm）。嚴謹的分檔確保了不同生產批次間的顏色一致性。光譜輻射頻寬（Δλ）為紅光 24 nm、綠光 38 nm、藍光 30 nm。

2.3 發光強度 (IV)

測試電流下的發光強度數值：紅光 min 250 mcd, typ 420 mcd, max 715 mcd；綠光 min 680 mcd, typ 1150 mcd, max 1950 mcd；藍光 min 70 mcd, typ 110 mcd, max 175 mcd。所有顏色的分檔比例為 1:1.3，可依此選擇以達到一致的亮度。測量容差為 ±10%。

2.4 逆向電流與絕對最大額定值

所有晶片在VR = 5V時，反向電流≤6 μA。絕對最大額定值：順向電流紅光20 mA、綠光15 mA、藍光15 mA；反向電壓5V；工作溫度-30°C至+85°C；儲存溫度-40°C至+100°C；每通道功耗48 mW；接面溫度100°C；ESD (HBM) 1000V。務必注意不得超過這些限制。

3. 分級系統

LED依順向電壓 (VF)、主波長 (Wd) 及發光強度 (IV) 進行分檔。分檔資訊連同產品型號、批號及數量印製於產品標籤上。這讓客戶能訂購特定組合以達到顯示均勻性。典型分檔範圍：紅光VF檔位（例如1.7-1.9V、1.9-2.1V等）、波長檔位依5nm/3nm間距，以及強度檔位以1:1.3比例劃分。標籤亦包含順向電流 (IF) 測試條件與日期代碼。

4. 性能曲線與光學特性

規格書中包含數條典型光學特性曲線，這些曲線對於理解元件在不同條件下的行為至關重要。

4.1 順向電壓 vs. 順向電流 (V-I 曲線)

V-I 曲線呈現 LED 典型的指數關係。對紅色 LED 而言，在 10 mA 時 VF 約為 2.0V；綠色與藍色 LED 在 10 mA 時則約為 2.8V。這些曲線讓設計者能夠預測微小電壓變化所導致的電流變動。

4.2 順向電流與相對強度

相對發光強度隨著電流增加而線性上升，直至達到最大額定值。在 20 mA 時，紅色 LED 的相對強度約達 200%；綠色 LED 在 20 mA 時約為 150%；藍色 LED 在 10 mA 時則約為 120%。這有助於設定驅動電流以達到所需的亮度。

4.3 發光強度與環境溫度

發光強度會隨著溫度升高而下降。在 85°C 時，紅色 LED 的強度降至 25°C 時數值的約 80%，綠色 LED 降至 70%，藍色 LED 降至 75%。適當的熱管理對於維持亮度穩定性至關重要。

4.4 焊接溫度與順向電流降額

降額曲線顯示，在較高的焊墊溫度下，必須降低最大允許順向電流。例如，在85°C時，紅光的建議電流從20 mA降至約12 mA，綠光從15 mA降至10 mA，藍光從15 mA降至10 mA。

4.5 光譜分佈與視角

光譜分佈顯示峰值波長約為625 nm（紅光）、530 nm（綠光）和470 nm（藍光）。半高寬值確認了飽和色彩。輻射模式接近朗伯分佈，半角為110°，提供寬廣均勻的照明。

5. 機械與封裝資訊

LED封裝尺寸精確定義，公差為±0.1 mm。俯視圖顯示引腳分配：引腳1為共陽極（+），引腳2為紅光陰極（R-），引腳3為綠光陰極（G-），引腳4為藍光陰極（B-）。封裝上設有清晰的極性標記。底視圖顯示焊墊佈局及建議的焊接圖案：共陽極焊墊尺寸為0.7 x 0.5 mm，每種顏色焊墊尺寸為0.4 mm。提供膠體填充建議：填充高度必須≥0.65 mm以達到機械保護與防水效果。該元件以編帶與捲盤包裝供應：每捲15,500顆。載帶尺寸已指定（間距、腔體尺寸）。捲盤尺寸：外徑400±2 mm，輪轂直徑100±0.4 mm。標籤包含所有分檔與追溯資訊。使用含乾燥劑與濕度指示卡的防潮袋進行防潮保護。出貨時採用紙箱包裝。

6. 焊接與組裝指南

Reflow 焊接曲線對可靠性至關重要。建議的曲線：預熱從 150°C 到 200°C 持續 60-120 秒，升溫速率 ≤4°C/s 至峰值溫度 245°C（最長 10 秒），冷卻速率 ≤6°C/s。僅允許一次回流焊循環。請使用中溫錫膏。建議採用氮氣回流焊以避免氧化。手工焊接：烙鐵溫度 ≤300°C，持續時間 ≤3 秒，僅限一次。應避免修補；若有必要，請使用雙頭烙鐵。清潔：使用酒精；避免使用水、苯、稀釋劑以及含氯或硫的離子液體。焊接完成後，請冷卻至室溫再進行後續處理。

7. 包裝與訂購資訊

產品以料號 RF-W1SA15IS-A44 訂購。包裝數量：每捲 15,500 顆。捲盤密封於防靜電防潮袋中，內含乾燥劑與濕度卡。紙箱尺寸有提供，但未於 PDF 中明確標示。標籤包含：料號 (PART NO.)、批號 (LOT NO.)（含包裝機號碼與序號）、IV、VF、Wd、IF 的分檔代碼 (bin codes)、數量 (QTY) 以及日期代碼 (DATE)。客戶應在訂購時指定分檔需求。

8. 應用說明與設計考量

This LED is designed for outdoor full-color video screens, indoor/outdoor decorative lighting, amusement equipment, and general signage. Key design considerations: ensure proper current limiting (use constant current drive), avoid reverse voltage >5V, provide adequate thermal management (LED surface temperature <55°C, soldering pad temperature <75°C, junction temperature <100°C). For high-density arrays, consider PCB thermal resistance and spacing. The device is IPX6 waterproof, but additional sealing (glue filling) is recommended for outdoor use. For long-term reliability, operate within derating curves. In environments with high humidity, hydrogen sulfide, or salt, life may be reduced. When first powering up after storage, start at 20% of the target current to gradually desorb moisture.

9. 與替代產品的技術比較

與標準RGB SMD LED（例如3528、5050封裝）相比，此1.6x1.7x1.6mm元件佔用面積更小，可實現更高像素密度。表面刷墨技術提供優異的對比度（霧面表面減少反射）。IPX6等級在同尺寸RGB LED中獨樹一幟；多數競爭對手僅提供IPX4或無防水功能。110°的廣視角極具競爭力。然而，其最大順向電流（20/15/15 mA）低於可承受更高電流的大型封裝，因此此元件最適合需要大量小像素而非單一像素極高亮度的應用。分檔粒度（5nm與3nm）比某些替代產品更細，確保更好的色彩均勻性。

10. 常見問題（基於技術參數）

Q1：我可以同時以最大電流驅動紅、綠、藍晶片嗎？
不行。封裝的總功耗不得超過每通道48 mW。若三個晶片同時以最大電流運作（R 20mA、G 15mA、B 15mA），總功耗將超過額定值。您必須限制總和電流，或使用低佔空比的PWM，以維持在熱限制範圍內。

Q2：使用前建議的儲存條件為何？
儲存於原始防潮袋中，溫度≤30°C且濕度≤60% RH。若袋子已開啟，請於12小時內使用。未使用的零件應儲存於≤30°C且≤10% RH的環境中，並於下次使用前以65±5°C烘烤24小時。

Q3：此LED能否搭配共陰極驅動器使用？
不行。該元件為共陽極設計。您必須將共陽極連接至正電源，並以恆流源驅動每個陰極。

Q4：如何解讀發光強度分級代碼？
分級代碼（例如IV）標示於標籤上。每個分級涵蓋1:1.3的範圍。舉例來說，若典型IV值為420 mcd，則分級範圍可能為420-546 mcd。您必須訂購特定分級以確保顯示器整體亮度一致。

11. 實際設計案例

案例1：戶外P8 LED顯示模組
此小型RGB LED常見應用於像素間距≤8mm的戶外螢幕。在16x16像素矩陣中，每顆LED需產生1000-2000 cd/m²的亮度。以每色10mA的典型驅動電流計算，紅色貢獻約420 mcd，綠色約1150 mcd，藍色約110 mcd。為達成白平衡（例如6500K），必須增加紅色與藍色電流（但受限於最大額定值），同時透過PWM降低綠色電流。其緊湊尺寸可實現高密度封裝。適當的灌膠厚度（≥0.65mm）可確保符合IPX6防護等級。

案例 2：室內裝飾用 LED 燈條
此 LED 可用於彈性燈條，作為重點照明。在低電流（例如 2-5 mA）的恆流驅動下，效率較高，但亮度較低。寬廣的視角提供了均勻的光線分佈。霧面表面可消除亮點。元件體積小巧，有助於實現窄型燈條設計。

12. RGB SMD LED 的工作原理

此 LED 為表面黏著元件，將三個獨立的半導體晶粒（紅、綠、藍）整合在單一封裝環氧樹脂中。每個晶粒在順向偏壓時，透過電致發光發出光線。共陽極設計意味著三個陽極在內部連接到一個共同的正極端子（接腳 1）。陰極則是分開的。透過獨立控制每個晶粒的電流，可以產生 RGB 色域內的任何顏色。此處未使用螢光粉（直接發光）。黑色或深色且帶有霧面的環氧樹脂能吸收環境光，從而提升對比度。透過填充膠水密封內部腔體，達到了 IPX6 防水等級。

13. 技術趨勢與未來展望

SMD RGB LED 的趨勢是朝向更小的封裝（例如 1.5x1.5mm、1.0x1.0mm），以應用於超精細間距顯示器。然而，在更小的封裝中維持高發光效率與寬廣視角是一項挑戰。此元件在尺寸與性能之間取得了平衡。未來的發展包括透過改良晶粒材料（例如用於藍/綠光的 GaN on Si，用於紅光的 AlInGaP）來提高效率（lm/W）、改善熱管理（例如嵌入式陶瓷基板），以及整合 ESD 保護。採用共陽極設計簡化了 PCB 佈局，但限制了與某些驅動 IC 的相容性。較新的驅動 IC 同時支援共陽極與共陰極。IPX6 防水等級正逐漸成為戶外看板的標準。隨著 microLED 技術日趨成熟，它最終可能會在高階應用中取代傳統的 SMD RGB LED，但成本與製造良率仍是障礙。