目錄
- 1. 產品概述
- 2. 光學與電氣特性
- 2.1 順向電壓（VF）
- 2.2 主波長（λD）
- 2.3 發光強度（IV）
- 2.4 其他光學參數
- 3. 絕對最大額定值
- 4. 分檔系統
- 4.1 波長分檔
- 4.2 發光強度分檔
- 4.3 順向電壓分檔
- 5. 典型性能曲線
- 5.1 順向電壓 vs. 順向電流
- 5.2 順向電流 vs. 相對強度
- 5.3 溫度效應
- 5.4 波長 vs. 順向電流
- 5.5 光譜與輻射圖案
- 6. 機械封裝與尺寸詳細資訊
- 7. 焊接與操作指南
- 7.1 迴流焊接曲線
- 7.2 手工焊接與重工
- 7.3 注意事項
- 8. 包裝與訂購資訊
- 9. 可靠性測試數據
- 10. 應用說明
- 10.1 典型應用
- 10.2 熱設計
- 10.3 電路設計考量
- 11. 與替代綠色LED的比較
- 12. 常見問題
- 13. 實際使用案例
- 14. 工作原理
- 15. 技術趨勢
- LED規格術語詳解
- 一、光電性能核心指標
- 二、電氣參數
- 三、熱管理與可靠性
- 四、封裝與材料
- 五、質量控制與分檔
- 六、測試與認證
1. 產品概述
本規格書說明綠色SMD LED型號RF-GNB170TS-CF，採用綠色晶片，封裝尺寸為2.0mm x 1.25mm x 0.7mm，設計用於一般光學指示、開關與符號背光及其他常見顯示應用。此LED提供極寬的視角（典型140°），適用於所有SMT組裝與焊接製程。符合濕度敏感等級3，並符合RoHS規範。
2. 光學與電氣特性
2.1 順向電壓（VF）
在20mA測試電流下，順向電壓分為多個檔位：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）、J1（3.4-3.5V）。未指定典型順向電壓，但落在這些範圍內。量測容差為±0.1V。
2.2 主波長（λD）
在20mA下的主波長範圍為515.0nm至530nm，分為以下檔位：D10（515.0-517.5nm）、D20（517.5-520.0nm）、E10（520.0-522.5nm）、E20（522.5-525.0nm）、F10（525.0-527.5nm）、F20（527.5-530nm）。對應綠色發光顏色。量測容差為±2nm。
2.3 發光強度（IV）
在20mA下的發光強度分檔如下：1AU（260-330 mcd）、1AV（330-430 mcd）、1CG（430-560 mcd）、1CL（560-700 mcd）、1CM（700-900 mcd）。典型半功率角為140°。量測容差±10%。
2.4 其他光學參數
光譜半寬度（Δλ）典型值為15nm。逆向電流（IR）在VR=5V時小於10μA。接點至焊接點的熱阻（RthJ-S）在20mA時為450°C/W。
3. 絕對最大額定值
最大功率消耗為105mW，順向電流30mA（DC），峰值順向電流60mA（1/10責任週期，0.1ms脈衝）。靜電放電耐受度（HBM）為1000V。操作溫度範圍-40°C至+85°C，儲存溫度範圍-40°C至+85°C，接面溫度最高95°C。需注意功率消耗不得超過絕對最大額定值。
4. 分檔系統
4.1 波長分檔
提供六個主波長檔位，範圍從515nm至530nm（D10、D20、E10、E20、F10、F20）。每個檔位涵蓋2.5nm範圍，可針對特定綠色色調進行選擇。
4.2 發光強度分檔
五個強度檔位涵蓋260 mcd至900 mcd（1AU、1AV、1CG、1CL、1CM）。較高檔位表示更亮的元件。
4.3 順向電壓分檔
七個電壓檔位涵蓋2.8V至3.5V（G1、G2、H1、H2、I1、I2、J1）。這允許在串聯/並聯電路中匹配LED以實現均勻亮度。
5. 典型性能曲線
5.1 順向電壓 vs. 順向電流
曲線顯示順向電壓從5mA時的約2.5V上升至30mA時超過3.0V，為InGaN綠色LED之典型特性。
5.2 順向電流 vs. 相對強度
相對強度隨著順向電流增加幾乎呈線性上升，直至30mA，在較高電流時略有飽和。
5.3 溫度效應
相對強度隨環境溫度上升而下降；在100°C時降至約25°C時值的70%。最大允許順向電流也隨接腳溫度上升而降低，從25°C時的30mA降至120°C時接近零。
5.4 波長 vs. 順向電流
由於能帶填充效應，主波長略有偏移（從10mA時的約521nm到30mA時的約527nm）。此藍移現象隨電流增加而發生，為InGaN LED之典型特性。
5.5 光譜與輻射圖案
光譜分佈峰值約在520-530nm，半寬度約15nm。輻射圖顯示寬廣視角140°，相對強度在±70°時降至50%。
6. 機械封裝與尺寸詳細資訊
封裝尺寸為2.00mm × 1.25mm × 0.70mm（公差±0.2mm）。俯視圖顯示矩形形狀並帶有倒角（R0.20）。底部視圖指示極性（焊墊1為陰極，焊墊2為陽極）。建議焊接圖案為3.2mm × 1.2mm的焊墊，間距0.8mm。建議焊接圖案尺寸詳見數據表。
7. 焊接與操作指南
7.1 迴流焊接曲線
建議迴流曲線：預熱從150°C至200°C持續60-120秒；升溫速率≤3°C/s；超過217°C（TL）時間60-120秒；峰值溫度260°C，最多10秒；冷卻速率≤6°C/s。從25°C到峰值的總時間≤8分鐘。最多兩次迴流循環。加熱期間請勿施加機械應力。
7.2 手工焊接與重工
手工烙鐵溫度應低於300°C，時間少於3秒，僅一次。如需重工，請使用雙頭烙鐵。焊接後避免快速冷卻。
7.3 注意事項
請勿將LED安裝在翹曲的PCB部分。冷卻期間請勿施加機械力或振動。避免將LED暴露於含硫化合物中（硫含量限制<100ppm）。外部材料中溴和氯的含量各需<900ppm，總計<1500ppm。應避免使用釋氣黏著劑。需要適當的ESD處理。
8. 包裝與訂購資訊
包裝數量：每捲4000顆。載帶尺寸：寬度8mm，間距4mm，附有上帶。捲軸直徑178mm ±1mm，輪轂60mm ±0.1mm。對於濕度敏感等級3元件，使用含乾燥劑的防潮袋。標籤包含料號、規格編號、批號、亮度色度分檔碼、順向電壓分檔碼、波長分檔碼、數量及日期。
9. 可靠性測試數據
可靠性測試符合JEDEC標準：迴流焊接（260°C，10秒，2次）– 22顆；溫度循環（-40°C至100°C，停留30分鐘，100次循環）– 22顆；熱衝擊（-40°C至100°C，停留15分鐘，300次循環）– 22顆；高溫儲存（100°C，1000小時）– 22顆；低溫儲存（-40°C，1000小時）– 22顆；壽命測試（Ta=25°C，IF=20mA，1000小時）– 22顆。允收標準：順向電壓不得超過1.1×USL，逆向電流不得超過2×USL，光通量不得低於0.7×LSL。
10. 應用說明
10.1 典型應用
適用於光學指示器、開關與符號背光、消費性電子產品、家電及汽車內部照明的普通照明。
10.2 熱設計
散熱至關重要，以避免接面溫度超過95°C。建議使用足夠的PCB銅面積和散熱導孔。450°C/W的熱阻表示封裝較小；在高電流操作下，良好的熱管理是必要的。
10.3 電路設計考量
每個LED必須配備限流電阻。需要逆向電壓保護（例如並聯二極體），以防止逆向偏壓損壞。設計串聯燈串時，應考慮不同分檔之間的順向電壓變化。
11. 與替代綠色LED的比較
此2.0x1.25mm封裝提供緊湊的佔位面積，視角寬達140°，比許多標準0603（1.6x0.8mm）或0805（2.0x1.25mm）替代品（通常提供120°視角）更寬。波長範圍（515-530nm）涵蓋純綠色與黃綠色區域，適合匹配特定顏色需求。高達900mcd的強度範圍為指示應用提供足夠亮度。然而，與較大封裝的LED相比，熱阻相對較高；需要仔細的熱管理。
12. 常見問題
問：此LED是否可以連續以30mA驅動？
答：可以，但前提是接面溫度保持在95°C以下。需要足夠的散熱。在高環境溫度下，必須降額使用。
問：未打開密封袋前的儲存壽命是多少？
答：在原始包裝中，於30°C/75%RH條件下可存放長達1年。打開後，必須在30°C/60%RH條件下168小時內使用，否則需要烘烤（60°C，24小時）。
問：15nm的光譜半寬度是什麼意思？
答：它表示發射光譜的半高全寬。較窄的頻寬表示顏色更純；15nm是InGaN綠色LED的典型值。
問：此LED能否用於戶外應用？
答：操作溫度範圍-40°C至+85°C適合許多戶外用途，但未經保形塗層直接暴露於高濕度（>75%RH）可能影響可靠性。必須避免硫和鹵素污染。
13. 實際使用案例
在智慧家庭控制面板中，多個綠色LED用於指示設備狀態。使用F10分檔（525-527.5nm，560-700mcd）可提供均勻的綠色背光。5V電源下串聯150Ω電阻將電流限制在20mA。140°寬視角確保從各個角度均可讀取。緊湊的2.0x1.25mm封裝允許在小PCB上密集佈局。如果面板組裝未在打開防潮袋後168小時內完成，則需要烘烤，因為LED為濕度敏感等級3。
14. 工作原理
此SMD LED基於InGaN（氮化銦鎵）綠色晶片。當施加順向偏壓時，電子與電洞在主動層中複合，發出能量對應於綠色波長（515-530nm）的光子。晶片封裝在透明的矽膠或環氧樹脂透鏡中，設計用於有效提取光線並提供寬廣的光束角。封裝採用標準側視SMT設計，帶有兩個焊接焊墊用於電氣連接。
15. 技術趨勢
基於InGaN的綠色LED在效率方面持續改進。近期趨勢包括更高的發光效率（高端元件超過200 lm/W）、更窄的光譜頻寬以獲得更好的色彩純度，以及更小的封裝以實現小型化。本產品代表一種成熟的技術，適合成本敏感的量產。未來發展可能包括在相同佔位面積內更好的熱管理以及增強的ESD耐受性。
LED規格術語詳解
LED技術術語完整解釋
一、光電性能核心指標
| 術語 | 單位/表示 | 通俗解釋 | 為什麼重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦電能發出的光通量，越高越節能。 | 直接決定燈具的能效等級與電費成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源發出的總光量，俗稱"亮度"。 | 決定燈具夠不夠亮。 |
| 發光角度（Viewing Angle） | °（度），如120° | 光強降至一半時的角度，決定光束寬窄。 | 影響光照範圍與均勻度。 |
| 色溫（CCT） | K（開爾文），如2700K/6500K | 光的顏色冷暖，低值偏黃/暖，高值偏白/冷。 | 決定照明氛圍與適用場景。 |
| 顯色指數（CRI / Ra） | 無單位，0–100 | 光源還原物體真實顏色的能力，Ra≥80為佳。 | 影響色彩真實性，用於商場、美術館等高要求場所。 |
| 色容差（SDCM） | 麥克亞當橢圓步數，如"5-step" | 顏色一致性的量化指標，步數越小顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色無差異。 |
| 主波長（Dominant Wavelength） | nm（奈米），如620nm（紅） | 彩色LED顏色對應的波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED的色相。 |
| 光譜分佈（Spectral Distribution） | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出的光在各波長的強度分佈。 | 影響顯色性與顏色品質。 |
二、電氣參數
| 術語 | 符號 | 通俗解釋 | 設計注意事項 |
|---|---|---|---|
| 順向電壓（Forward Voltage） | Vf | LED點亮所需的最小電壓，類似"啟動門檻"。 | 驅動電源電壓需≥Vf，多個LED串聯時電壓累加。 |
| 順向電流（Forward Current） | If | 使LED正常發光的電流值。 | 常採用恆流驅動，電流決定亮度與壽命。 |
| 最大脈衝電流（Pulse Current） | Ifp | 短時間內可承受的峰值電流，用於調光或閃光。 | 脈衝寬度與佔空比需嚴格控制，否則過熱損壞。 |
| 反向電壓（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受的最大反向電壓，超過則可能擊穿。 | 電路中需防止反接或電壓衝擊。 |
| 熱阻（Thermal Resistance） | Rth（°C/W） | 熱量從晶片傳到焊點的阻力，值越低散熱越好。 | 高熱阻需更強散熱設計，否則結溫升高。 |
| 靜電放電耐受（ESD Immunity） | V（HBM），如1000V | 抗靜電打擊能力，值越高越不易被靜電損壞。 | 生產中需做好防靜電措施，尤其高靈敏度LED。 |
三、熱管理與可靠性
| 術語 | 關鍵指標 | 通俗解釋 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 結溫（Junction Temperature） | Tj（°C） | LED晶片內部的實際工作溫度。 | 每降低10°C，壽命可能延長一倍；過高導致光衰、色漂移。 |
| 光衰（Lumen Depreciation） | L70 / L80（小時） | 亮度降至初始值70%或80%所需時間。 | 直接定義LED的"使用壽命"。 |
| 流明維持率（Lumen Maintenance） | %（如70%） | 使用一段時間後剩餘亮度的百分比。 | 表徵長期使用後的亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色的變化程度。 | 影響照明場景的顏色一致性。 |
| 熱老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因長期高溫導致的封裝材料劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色變化或開路失效。 |
四、封裝與材料
| 術語 | 常見類型 | 通俗解釋 | 特點與應用 |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保護晶片並提供光學、熱學介面的外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低；陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 晶片結構 | 正裝、倒裝（Flip Chip） | 晶片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高，適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、矽酸鹽、氮化物 | 覆蓋在藍光晶片上，部分轉化為黃/紅光，混合成白光。 | 不同螢光粉影響光效、色溫與顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面的光學結構，控制光線分佈。 | 決定發光角度與配光曲線。 |
五、質量控制與分檔
| 術語 | 分檔內容 | 通俗解釋 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分檔 | 代碼如 2G、2H | 按亮度高低分組，每組有最小/最大流明值。 | 確保同一批產品亮度一致。 |
| 電壓分檔 | 代碼如 6W、6X | 按順向電壓範圍分組。 | 便於驅動電源匹配，提高系統效率。 |
| 色區分檔 | 5-step MacAdam橢圓 | 按顏色坐標分組，確保顏色落在極小範圍內。 | 保證顏色一致性，避免同一燈具內顏色不均。 |
| 色溫分檔 | 2700K、3000K等 | 按色溫分組，每組有對應的坐標範圍。 | 滿足不同場景的色溫需求。 |
六、測試與認證
| 術語 | 標準/測試 | 通俗解釋 | 意義 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明維持測試 | 在恆溫條件下長期點亮，記錄亮度衰減數據。 | 用於推算LED壽命（結合TM-21）。 |
| TM-21 | 壽命推演標準 | 基於LM-80數據推算實際使用條件下的壽命。 | 提供科學的壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認的測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質（如鉛、汞）。 | 進入國際市場的准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品的能效與性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目，提升市場競爭力。 |