Table of Contents
- 1. 產品概述
- 1.1 一般說明
- 1.2 功能特色
- 1.3 應用領域
- 2. 技術參數
- 2.1 電氣與光學特性 (Ts=25°C, IF=20mA)
- 2.2 絕對最大額定值
- 3. 分檔範圍與分類
- 3.1 順向電壓分檔 (IF=20mA)
- 3.2 發光強度分檔
- 3.3 波長分檔
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 順向電壓 vs 順向電流
- 4.2 順向電流與相對強度之關係
- 4.3 溫度效應
- 4.4 輻射模式
- 4.5 波長穩定性
- 4.6 光譜
- 5. 機械與封裝資訊
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 焊墊佈局
- 5.3 極性
- 6. 焊接與組裝指南
- 6.1 迴流焊曲線
- 6.2 手工焊接
- 6.3 清潔與處理
- 7. 包裝與訂購資訊
- 7.1 包裝細節
- 7.2 標籤規格
- 7.3 防潮保護
- 8. 可靠性測試條件
- 9. 失效判定標準
- 10. 操作注意事項
- 10.1 環境限制
- 10.2 機械操作
- 10.3 電氣設計
- 10.4 靜電放電防護
- 11. 應用須知
- 12. 技術比較
- 13. 常見問題
- 14. 實際應用案例
- 15. 基本運作原理
- 16. 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-GNRA30TS-CF-Z 是一款基於 InGaN 技術的高效能綠色 LED,採用標準 PLCC2 封裝,尺寸為 3.50mm x 2.80mm x 1.84mm。此元件專為需要高亮度與廣視角之車用及一般照明應用所設計。
1.2 功能特色
- PLCC2 封裝,便於 SMT 組裝
- 極寬廣的 120° 視角
- 適用於所有 SMT 組裝與迴流焊製程
- 提供編帶與捲盤包裝(2000 件/捲)
- 濕度敏感等級:第 2 級
- 符合 RoHS 與 REACH 規範
- 符合AEC-Q101車用電子元件認證指南
- 高ESD耐受性,最高可達8000V (HBM)
1.3 應用領域
- 車內照明(儀表板、開關等)
- 指示燈與開關
- 一般指示與背光照明
2. 技術參數
2.1 電氣與光學特性 (Ts=25°C, IF=20mA)
下表總結了關鍵參數:
| 參數 | 符號 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|
| 順向電壓 | VF | 2.8 | 3.2 | 3.4 | V |
| 反向電流 | IR | - | - | 10 | μA |
| 發光強度 | IV | 900 | 1200 | 1500 | mcd |
| 主波長 | Wd | 520 | 521 | 525 | nm |
| 視角 | 2θ1/2 | - | 120 | - | deg |
| 熱阻(接面至焊點) | RTHJ-S | - | - | 180 | °C/W |
所有測量均在25°C的標準化條件下進行。順向電壓容差為±0.1V,色座標容差為±0.005,發光強度容差為±10%。
2.2 絕對最大額定值
| 參數 | 符號 | 數值 | 單位 |
|---|---|---|---|
| 功率耗散 | PD | 102 | mW |
| 順向電流 | IF | 30 | mA |
| 峰值順向電流(1/10 工作週期,10ms) | IFP | 100 | mA |
| 逆向電壓 | VR | 5 | V |
| ESD (HBM) | ESD | 8000 | V |
| 操作溫度 | TOPR | -40 ~ +100 | °C |
| 儲存溫度 | TSTG | -40 ~ +100 | °C |
| 接面溫度 | TJ | 120 | °C |
必須注意不要超過這些額定值。最大電流應根據實際熱條件來決定。
3. 分檔範圍與分類
3.1 順向電壓分檔 (IF=20mA)
順向電壓分為六個檔位:G1 (2.8-2.9V)、G2 (2.9-3.0V)、H1 (3.0-3.1V)、H2 (3.1-3.2V)、I1 (3.2-3.3V)、I2 (3.3-3.4V)。
3.2 發光強度分檔
定義了兩個強度檔位:1CN (900-1200mcd) 和 M1 (1200-1500mcd)。
3.3 波長分檔
主波長被歸類為E1(520-522.5nm)與E2(522.5-525nm)。
4. 性能曲線分析
提供典型光學特性曲線以輔助設計。關鍵觀察結果如下:
4.1 順向電壓 vs 順向電流
在20mA下,VF約為3.2V。該曲線呈現典型的二極體指數特性。
4.2 順向電流與相對強度之關係
相對發光強度在順向電流達到30mA之前,幾乎呈線性增加。
4.3 溫度效應
當焊接溫度從20°C上升到100°C時,相對強度會降低約15%。順向電壓也會隨溫度略微下降(在100°C範圍內約為-0.1V)。最大順向電流在高溫時會降額使用。
4.4 輻射模式
該元件具有120°的寬廣輻射角度,且強度分佈均勻。
4.5 波長穩定性
主波長會隨著順向電流略微偏移,在30mA範圍內約為0.5nm。
4.6 光譜
發射光譜峰值約在521nm,具有InGaN綠色LED典型的窄半高全寬。
5. 機械與封裝資訊
5.1 封裝尺寸
LED封裝尺寸為3.50mm(長)x 2.80mm(寬)x 1.84mm(高)。除非另有標註,公差為±0.2mm。
5.2 焊墊佈局
數據手冊中提供了建議的焊接圖案尺寸,包括用於熱管理的中央焊墊。
5.3 極性
陰極在封裝上以一個凹口標記。組裝時請確保方向正確。
6. 焊接與組裝指南
6.1 迴流焊曲線
建議的迴流焊接曲線:預熱從150°C到200°C,持續60-120秒,升溫至217°C(最高3°C/秒),峰值溫度260°C最多10秒,冷卻速率最高6°C/秒。從25°C到峰值的總時間不得超過8分鐘。請勿進行超過兩次的迴流焊接。
6.2 手工焊接
若需進行手工焊接,請使用溫度≤300°C的烙鐵,焊接時間≤3秒,且僅限一次。
6.3 清潔與處理
請使用異丙醇進行清潔;避免使用超音波清洗。請勿對矽膠透鏡表面施加壓力。
7. 包裝與訂購資訊
7.1 包裝細節
標準捲盤含2000件。載帶尺寸:寬度8.0mm,間距符合EIA-481規範。捲盤尺寸:直徑178mm,輪轂60mm,主軸孔13mm。
7.2 標籤規格
每個捲盤附有標籤,標示零件編號、規格編號、批號、分 bin 代碼、光通量、色度分 bin、順向電壓、波長、數量及日期。
7.3 防潮保護
Devices are shipped in moisture barrier bags with desiccant. Before opening, store ≤30°C / ≤75%RH for up to 1 year. After opening, use within 24 hours at ≤30°C / ≤60%RH; otherwise bake at 60±5°C for >24 hours.
8. 可靠性測試條件
該產品已通過可靠性測試,包括迴焊(260°C,2次)、濕度敏感等級2(85°C/60%RH,168小時)、熱衝擊(-40°C 至125°C,1000次循環)、壽命測試(100°C,1000小時)以及高溫高濕壽命測試(85°C/85%RH,1000小時)。所有測試均通過,零失效。
9. 失效判定標準
驗收標準:順向電壓不得超過規格上限的1.1倍,逆向電流不得超過規格上限的2倍,光通量不得低於規格下限的0.7倍。
10. 操作注意事項
10.1 環境限制
配合材料的硫含量應低於100ppm。溴和氯各應低於900ppm,總和低於1500ppm。避免使用可能侵蝕矽膠的揮發性有機化合物(VOCs)。
10.2 機械操作
請使用適當工具沿側邊拿取。請勿以裸手或尖銳物品觸碰矽膠透鏡。
10.3 電氣設計
務必使用限流電阻。確保絕不施加反向電壓。設計熱管理機制,使接面溫度保持在120°C以下。
10.4 靜電放電防護
此 LED 對 ESD 敏感。請使用接地工作檯、靜電手環及導電包裝。
11. 應用須知
RF-GNRA30TS-CF-Z 非常適合用於汽車內部照明,例如儀表板指示燈、按鈕背光及氛圍燈。其寬廣的視角(120°)可確保均勻照明。通過 AEC-Q101 認證,符合嚴格的汽車可靠性標準。設計人員應考慮在高環境溫度下降低額定電流,並透過 PCB 銅平面確保足夠的散熱。
12. 技術比較
與標準 PLCC2 綠色 LED 相比,此元件提供更寬廣的視角(120° 對比典型 110°)、更高的 ESD 耐受度(8000V 對比 2000V)以及更低的熱阻(180°C/W)。針對 VF、IV 及波長的緊密分檔選項,可在生產中實現更佳的一致性。
13. 常見問題
問:為了達到最高效率,建議的電流是多少? 答:大約20mA可在亮度與效能之間取得良好平衡。較高電流雖能提升亮度,但會降低效率並產生更多熱量。
問:此LED可用於戶外應用嗎? 答:其工作溫度範圍為-40°C至+100°C,適用於許多戶外環境,但可能需要額外防潮與抗紫外線保護。
問:如何選擇正確的電阻? 答:使用公式 R = (Vcc - VF) / IF,其中VF在20mA時典型值為3.2V,IF為所需電流。請確保電阻的功率額定值。
14. 實際應用案例
在汽車儀表板背光應用中,使用這類綠色LED陣列搭配脈衝寬度調變(PWM)調光,可在維持色彩一致性的同時實現順暢的亮度控制。在LED焊盤下方及導通孔至內層採用銅澆注的散熱設計,可將接面溫度控制在限制範圍內。
15. 基本運作原理
此LED採用氮化銦鎵(InGaN)半導體技術。當順向電流通過PN接面時,電子與電洞在主動區復合,釋放出對應於綠色波長(約521nm)能量的光子。PLCC2封裝提供機械保護與高效的光萃取。
16. 發展趨勢
LED技術持續朝向更高發光效率、更佳演色性及更小封裝發展。汽車領域要求更高的可靠性及與ADAS的整合。此產品透過提供高ESD防護、廣視角及AEC-Q101認證,符合趨勢,適用於下一代車用照明。
LED規格術語
LED技術術語完整說明
光電性能
| 術語 | 單位/表示方式 | 簡易說明 | 重要性說明 |
|---|---|---|---|
| 發光效率 | lm/W(流明每瓦) | 每瓦電力的光輸出,數值越高代表越節能。 | 直接決定能源效率等級與電費成本。 |
| 光通量 | lm(流明) | 光源發出的總光量,通常稱為「亮度」。 | 判斷光線是否足夠明亮。 |
| 視角 | °(度),例如 120° | 光強度降至一半時的角度,決定光束寬度。 | 影響照明範圍與均勻度。 |
| CCT(色溫) | K(Kelvin),例如 2700K/6500K | 光線的暖度/冷度,數值越低偏黃/暖,數值越高偏白/冷 | 決定照明氛圍與適用場景 |
| CRI / Ra | 無單位,0–100 | 準確呈現物體色彩的能力,Ra≥80 即為良好 | 影響色彩真實性,應用於商場、博物館等高要求場所。 |
| SDCM | MacAdam橢圓階數,例如「5-step」 | 色彩一致性指標,階數越小代表色彩越一致。 | 確保同一批LED燈具的色彩均勻一致。 |
| 主波長 | nm(奈米),例如620nm(紅色) | 對應彩色LED顏色的波長。 | 決定紅、黃、綠單色LED的色調。 |
| 光譜分布 | 波長對強度曲線 | 顯示各波長的強度分布。 | 影響演色性與光品質。 |
電氣參數
| 術語 | 符號 | 簡易說明 | 設計考量 |
|---|---|---|---|
| 順向電壓 | Vf | 點亮LED所需的最低電壓,類似「啟動門檻」。 | 驅動器電壓必須 ≥ Vf,串聯LED時電壓會累加。 |
| 順向電流 | If | 正常LED運作時的電流值。 | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| 最大脈衝電流 | Ifp | 短時間內可承受的峰值電流,用於調光或閃爍控制。 | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| 逆向電壓 | Vr | LED 可承受的最大反向電壓,超過可能導致擊穿。 | 電路必須防止反向連接或電壓突波。 |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | 從晶片到焊點的熱傳導阻抗,數值越低越好。 | 高熱阻需要更強的散熱能力。 |
| ESD 耐受性 | V (HBM),例如 1000V | 承受靜電放電的能力,數值越高代表越不易受損。 | 生產過程中需採取防靜電措施,尤其是對敏感的LED。 |
Thermal Management & Reliability
| 術語 | 關鍵指標 | 簡易說明 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 接面溫度 | Tj (°C) | LED晶片內部的實際運作溫度。 | 每降低10°C可能使壽命延長一倍;溫度過高則會導致光衰與色偏。 |
| 光通量衰減 | L70 / L80 (hours) | 亮度降至初始值70%或80%所需的時間。 | 直接定義LED的「使用壽命」。 |
| 流明維持率 | %(例如70%) | 經過一段時間後保留的亮度百分比。 | 表示長期使用下的亮度維持率。 |
| 色偏 | Δu′v′ 或 MacAdam ellipse | 使用期間的顏色變化程度。 | 影響照明場景中的色彩一致性。 |
| 熱老化 | 材料劣化 | 長期高溫導致的劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色改變或開路失效。 |
Packaging & Materials
| 術語 | 常見類型 | 簡易說明 | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保護晶片的外殼材料,提供光學/熱介面。 | EMC:耐熱性佳、成本低;陶瓷:散熱更好、壽命更長。 |
| 晶片結構 | 正裝、覆晶 | 晶片電極配置。 | 覆晶封裝:更好的散熱、更高的效率,適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、矽酸鹽、氮化物 | 覆蓋藍光晶片,將部分光轉換為黃光/紅光,混合成白光。 | 不同螢光粉會影響效率、色溫(CCT)與演色性(CRI)。 |
| 鏡頭/光學元件 | 平面、微透鏡、TIR | 控制光線分佈的表面光學結構。 | 決定視角與光線分佈曲線。 |
Quality Control & Binning
| 術語 | 分檔內容 | 簡易說明 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分檔 | 代碼範例: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 | 代碼範例:6W、6X | 依順向電壓範圍進行分組。 | 有助於驅動器匹配,提升系統效率。 |
| 色光分檔 | 5-step MacAdam ellipse | 依據色度座標分組,確保範圍緊密。 | 保證色彩一致性,避免燈具內出現顏色不均。 |
| CCT Bin | 2700K、3000K 等。 | 按CCT分組,每組皆有對應的座標範圍。 | 滿足不同場景的CCT需求。 |
Testing & Certification
| 術語 | Standard/Test | 簡易說明 | Significance |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明維持測試 | 在恆溫下長時間點燈,記錄亮度衰減。 | 用於估算LED壽命(搭配TM-21)。 |
| TM-21 | 壽命估算標準 | 根據LM-80數據估算實際使用條件下的壽命。 | 提供科學化的壽命預測。 |
| IESNA | Illuminating Engineering Society | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 業界公認的測試基礎。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保不含有害物質(鉛、汞)。 | 國際市場准入要求。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能源效率認證 | 照明設備的能源效率與性能認證。 | 應用於政府採購、補助計畫,有助於提升競爭力。 |