橙色SMD LED RF-OUL150TS-CA-E1 - 3.2x1.6x1.88mm - 電壓1.8-2.3V - 功率69mW - 技術規格書

1. 產品概述

1.1 一般說明

RF-OUL150TS-CA-E1 是一款採用橘色晶片製造的表面黏著型橘色發光二極體。其緊湊的封裝尺寸為 3.2 mm × 1.6 mm × 1.88 mm，非常適合空間受限的應用。此 LED 專為所有 SMT 組裝與焊接製程設計，提供優異的可靠性與穩定的性能。

1.2 主要特色

• 窄視角： 該元件展現出僅 30° 的 50% Iv 視角，提供集中的光輸出。
• 支援 SMT： 適用於所有標準SMT組裝與迴流焊接製程。
• 濕度敏感等級： 額定為濕度敏感等級3（MSL 3），需謹慎處理與儲存。
• RoHS 合規： 完全符合RoHS環保指令。

1.3 應用領域

• 光學指示燈與信號燈
• 開關、符號與顯示器背光
• 消費性電子產品與工業設備中的通用視覺指示

2. 技術規格

2.1 封裝尺寸

此LED採用3.2 mm × 1.6 mm × 1.88 mm（長×寬×高）的表面貼裝封裝。底部視圖顯示兩個端子（焊墊1與焊墊2），並帶有極性標記以確保正確方向。數據表中提供了建議的焊接圖案，以確保最佳的熱能與電氣性能。除非另有說明，所有尺寸單位為毫米，一般公差為±0.2 mm。

2.2 電氣與光學特性 (Ts = 25°C)

下表總結了在環境溫度25°C與順向電流20 mA下的關鍵電氣與光學參數。

參數	符號	最小值	典型值	最大值	單位
光譜半頻寬	Δλ	--	15	--	nm
順向電壓（B1 bin）	Vf	1.8	--	1.9	V
順向電壓（B2 分檔）	Vf	1.9	--	2.0	V
順向電壓（C1 分檔）	Vf	2.0	--	2.1	V
順向電壓（C2 bin）	Vf	2.1	--	2.2	V
順向電壓（D1 bin）	Vf	2.2	--	2.3	V
主波長（E00 bin）	λd	620	--	625	nm
主波長（F00 分檔）	λd	625	--	630	nm
發光強度（M00 分檔）	Iv	1200	--	1800	mcd
發光強度（N00 bin）	Iv	1800	--	2800	mcd
發光強度（O00 bin）	Iv	2800	--	4300	mcd
50% Iv 下的視角	2θ½	--	30	--	Deg
逆向電流（Vr = 5 V）	Ir	--	--	10	μA
熱阻（接面至焊點）	Rth(j-s)	--	--	450	°C/W

2.3 絕對最大額定值 (Ts = 25°C)

參數	符號	額定值	單位
功率耗散	Pd	69	mW
順向電流	IF	30	mA
峰值順向電流（1/10 工作週期，0.1 ms 脈衝）	IFP	60	mA
靜電放電（HBM）	ESD	2000	V
操作溫度	Topr	-40 ~ +85	°C
儲存溫度	Tstg	-40 ~ +85	°C
接面溫度	Tj	95	°C

必須注意不得超過絕對最大額定值。在任何操作條件下，接面溫度應保持在95°C以下。實際最大順向電流應透過測量封裝溫度來確定，以確保不超過接面溫度限制。

3. 分級系統與選擇

3.1 波長/色度分檔

主波長分為兩個群組：E00（620–625 nm）與F00（625–630 nm）。這讓設計人員能夠為其應用選擇所需的確切橙色色調。

3.2 發光強度分檔

提供三個強度分級：M00（1200–1800 mcd）、N00（1800–2800 mcd）和O00（2800–4300 mcd）。選擇取決於所需的亮度以及系統的光學效率。

3.3 順向電壓分檔

順向電壓被分為五個分級（B1、B2、C1、C2、D1），範圍從1.8 V到2.3 V。這種分級方式可確保LED在並聯使用時電流分配一致。

4. 性能曲線與分析

4.1 順向電壓 vs. 順向電流

Vf-I 曲線呈現典型的指數關係。在 20 mA 時，順向電壓落在指定的分檔範圍內。此曲線有助於設計限流電阻或定電流驅動器。

4.2 相對強度 vs. 順向電流

相對發光強度在電流達到 30 mA 之前大致呈線性增加。在更高電流下，飽和效應會降低效率。典型曲線顯示在 20 mA 時相對強度為 100%。

4.3 溫度效應

焊接溫度與相對發光強度曲線顯示，隨著溫度上升，強度會略微下降。同樣地，在高溫環境下必須降低順向電流，以避免超過最高接面溫度。450 °C/W 的熱阻凸顯了良好熱管理的重要性，特別是在高電流驅動時。

4.4 光譜分佈

相對強度與波長的曲線證實了典型值為15 nm的窄光譜半高寬。峰值波長大約位於620–630 nm範圍的中心，提供純淨的橙色發光。

4.5 輻射模式

輻射特性圖顯示出窄光束模式，視角為30°（50% Iv）。這使得此LED適用於需要定向光的應用，例如點狀指示器或小型符號的背光照明。

5. 機械與封裝資訊

5.1 載帶與捲盤尺寸

LED包裝於8 mm寬的載帶中，搭配直徑178 mm的捲盤。每捲盤包含2000顆。載帶口袋間距專為標準SMT貼片設備設計。捲盤上附有標籤，標示料號、批號、分 bin 代碼、數量及日期代碼。

5.2 防潮袋與儲存

為防止吸濕，捲盤連同乾燥劑及濕度指示卡密封於防潮袋中。使用前務必保持密封。儲存條件：開袋前 – 溫度 ≤ 30°C，濕度 ≤ 75%，可存放一年；開袋後 – 溫度 ≤ 30°C，濕度 ≤ 60%，可存放168小時（7天）。若儲存時間超過上述限制，則在焊接前需以60±5°C烘烤至少24小時。

5.3 紙箱

多個捲盤包裝於標準紙箱中進行運送。紙箱上標示產品資訊及搬運注意事項。

6. 焊接與組裝指南

6.1 迴流焊曲線

此LED適用於無鉛迴流焊接，建議的溫度曲線是依據JEDEC標準：

• 平均升溫速率（Tsmax 至 Tp）：最高 3°C/s
• 預熱：150°C 至 200°C，持續 60–120 秒
• 高於 217°C（TL）的時間：60–150 秒
• 峰值溫度（Tp）：260°C，最長 10 秒
• Tp 附近 ±5°C 內的持溫時間：最長 30 秒
• 冷卻速率：最大6°C/秒
• 從25°C到峰值溫度的總時間：最長8分鐘

迴流焊接不得執行超過兩次。若兩次焊接間隔超過24小時，LED可能因吸收濕氣而受損。

6.2 手工焊接

若需進行手工焊接，請使用溫度低於300°C的烙鐵，每個焊點加熱時間少於3秒。每顆LED僅允許進行一次手工焊接作業。

6.3 注意事項

• 請勿將LED安裝在彎曲或非共平面的PCB上。
• 在焊接後的冷卻過程中，避免施加機械應力或過度震動。
• 迴流焊後請勿快速冷卻元件。
• 若需進行維修，請使用雙頭烙鐵，並確認LED特性未受損。

7. 可靠性測試與標準

7.1 測試條件

該LED已通過以下可靠性測試（每項測試22個樣品，允收標準0/1）：

• 迴焊（JESD22-B106）：最高260°C，持續10秒，2次
• 溫度循環（JESD22-A104）：-40°C至100°C，100個循環
• 熱衝擊（JESD22-A106）：-40°C至100°C，300個循環
• 高溫儲存（JESD22-A103）：100°C，持續1000小時
• 低溫儲存（JESD22-A119）：-40°C，持續1000小時
• 壽命測試 (JESD22-A108)：25°C，IF=20 mA 持續 1000 小時

7.2 失效判定標準

失效定義為任何參數超出以下限制：

• Forward voltage: > 1.1 × Upper Standard Limit (U.S.L)
• Reverse current: > 2.0 × U.S.L (max 10 μA)
• Luminous flux: < 0.7 × Lower Standard Limit (L.S.L)

這些測試確認了LED在典型應用條件下的穩固性。

8. 設計考量與應用注意事項

8.1 熱管理

考量到450°C/W的熱阻，在接近最大電流運作時，適當的散熱措施至關重要。接面溫度必須保持在95°C以下。設計人員應在PCB上提供足夠的銅箔面積，並在必要時考慮主動式散熱。

8.2 硫與鹵素敏感度

LED封裝膠體可能因硫化物而劣化。周圍環境及搭配材料中的硫含量應保持在100 PPM以下。同樣地，溴與氯化合物應各低於900 PPM，總量低於1500 PPM，以防止對內部結構造成化學侵蝕。

8.3 靜電放電 (ESD) 防護

與所有半導體元件相同，此LED對ESD敏感。其HBM額定值為2000 V。在操作與組裝過程中，應採用標準ESD防護措施（接地工作檯、防靜電腕帶、導電包裝）。

8.4 電路設計

每個LED或燈串必須使用限流電阻，以防止因順向電壓變異而導致的電流失控。驅動電路應確保絕不施加逆向電壓於LED上，否則可能導致遷移現象與故障。

9. 與替代技術之比較

9.1 對比標準廣角橙色 LED

RF-OUL150TS-CA-E1 的窄30°視角使其在需要集中光輸出與高軸向強度的應用中更具優勢。廣角LED（例如120°）則需要額外的光學元件才能達到相同的指向性，這會增加成本與複雜度。

9.2 對比相似封裝之紅色 LED

在環境光下，橘色LED（620–630 nm）相較於深紅色（660 nm）對人眼偵測具有更佳的可視性。它們也為狀態指示提供獨特的顏色，有別於標準的紅色或綠色指示燈。

10. 常見問題

10.1 連續操作的最大順向電流是多少？

絕對最大額定值為30 mA，但實際限制取決於熱條件。在25°C環境溫度且散熱良好的情況下，30 mA是可接受的。在較高溫度下，則需要降額使用。

10.2 如何為我的應用選擇正確的Bin？

根據所需的色調選擇波長bin（E00或F00）。根據所需的亮度選擇亮度bin（M00、N00、O00）。對於電壓，請選擇與驅動器輸出電壓範圍匹配的bin，以最小化限流電阻上的功率損耗。

10.3 這款LED能否用於戶外應用？

工作溫度範圍（-40°C至+85°C）適用於許多戶外環境。然而，該LED並未針對濕氣侵入或紫外線暴露進行特別額定。在惡劣的戶外條件下，可能需要額外的保形塗層或封裝。

11. 案例研究：設計方向性狀態指示燈

在一個需要從3公尺外可見的明亮、聚焦橙色指示燈的控制面板中，工程師選擇了bin為O00（2800–4300 mcd）和F00（625–630 nm）的RF-OUL150TS-CA-E1。每個LED由設定為20 mA的恆流驅動器供電。PCB焊盤設計遵循了建議的焊接圖案，並具有足夠的銅箔用於散熱。狹窄的視角消除了對二次光學元件的需求。最終組件通過了所有可靠性測試，並實現了均勻的光輸出，相鄰指示燈之間的串擾極小。

12. 基本原理與未來趨勢

12.1 發光原理

此LED採用基於AlInGaP（鋁銦鎵磷）材料系統的橘色晶片，當電子在直接能隙半導體中與電洞復合時會發出光線。狹窄的光譜寬度顯示出高色彩純度。

12.2 產業趨勢

晶片技術的持續發展正推動更高的發光效率與更小的封裝尺寸。微型化與更高亮度的趨勢持續進行，使得設計更為緊湊且節能。此外，自動光學檢測與更嚴格的bin分類的採用，提升了顯示與標示應用的產品一致性。