紅色 PLCC LED RF-RSRB14TS-BB 規格書 - 尺寸 2.2x1.4x1.3mm - 電壓 1.8-2.4V - 功率 72mW - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件提供一款專為表面黏著技術應用設計之紅色發光二極體完整規格。此元件採用生長於基板上的 AIGaInP 半導體材料，以實現高效率紅光發射。主要封裝為塑膠引腳晶片載體，其緊湊尺寸為長 2.2mm、寬 1.4mm、高 1.3mm。此 LED 專為大量生產設計，目標應用為在自動化組裝環境中需要可靠且一致性能的場合。

1.1 核心優勢與目標市場

此 LED 具備多項關鍵特性，使其適用於現代電子製造。它擁有極寬的視角，確保光線分佈均勻。元件完全相容於標準 SMT 組裝與迴焊製程，有利於大量生產。產品以捲帶包裝供應，適用於自動化取放設備。其濕度敏感等級為 Level 2，表示需要標準的防潮處理。產品符合 RoHS 與 REACH 環保指令。值得注意的是，其產品認證測試計畫遵循 AEC-Q101 標準，使其適合考慮用於車規級應用，特別是汽車內裝照明。

2. 深入技術參數分析

LED 的性能是在特定測試條件下進行表徵，通常為環境溫度 25°C 與標準測試電流 20mA。

2.1 電氣與光學特性

在 20mA 電流下，順向電壓範圍為最小值 1.8V 至最大值 2.4V，典型值則取決於特定分級。當施加 5V 逆向電壓時，保證逆向電流小於 10µA。發光強度範圍廣泛，從最低 530 毫燭光到最高 1000 毫燭光。決定感知顏色的主波長落在 627.5nm 至 635nm 之間的紅色光譜內。元件提供非常寬廣的視角，典型值為 120 度。從接面到焊點的熱阻典型值為 300°C/W。

2.2 絕對最大額定值

這些額定值定義了可能導致永久損壞的極限。最大連續順向電流為 30mA。在脈衝條件下允許 100mA 的峰值順向電流。最大逆向電壓為 5V。總功耗不得超過 72mW。元件可承受人體放電模型 2000V 的靜電放電，良率超過 90%。工作溫度範圍為 -40°C 至 +100°C，與儲存溫度範圍相同。最大允許接面溫度為 120°C。

3. 分級系統說明

為確保生產中的顏色與亮度一致性，LED 會根據在 20mA 電流下量測的關鍵參數進行分級。

3.1 順向電壓分級

順向電壓分為六個等級，每個等級涵蓋 0.1V 的範圍，從 1.8-1.9V 到 2.3-2.4V。這讓設計師能選擇電壓公差更小的 LED，以用於串聯或並聯電路中的電流匹配。

3.2 發光強度分級

發光強度分為三個等級：K1、K2 和 L1。這使得能根據應用所需的亮度等級進行選擇。

3.3 主波長分級

決定紅色色調的主波長分為三個等級：F2、G1 和 G2。這確保了組裝件內精確的顏色一致性。

4. 性能曲線分析

規格書提供了數條特性曲線，說明元件在不同條件下的行為。

4.1 順向電壓 vs. 順向電流

圖 1-6 顯示了順向電壓與順向電流之間的關係。該曲線是非線性的，為二極體的典型特性。電壓隨電流增加而上升，具體斜率取決於半導體特性。設計師使用此曲線來確定在與測試條件不同的工作電流下的電壓降。

4.2 順向電流 vs. 相對發光強度

圖 1-7 描繪了光輸出如何隨順向電流變化。通常，光輸出隨電流增加而增加，但關係可能並非完全線性，特別是在較高電流下，效率可能因發熱而下降。

4.3 溫度相依性

圖 1-8 和 1-9 分別顯示了焊點溫度對相對光通量與順向電流的影響。LED 效率通常隨溫度升高而降低。圖 1-10 顯示順向電壓如何隨溫度升高而降低，這是半導體中常見的負溫度係數。

4.4 輻射圖型與光譜

圖 1-11 是輻射圖，顯示了光強度的角度分佈，確認了 120 度的寬廣視角。圖 1-12 顯示主波長隨順向電流的偏移，對此材料系統而言通常很小。圖 1-13 呈現了光譜功率分佈，顯示了單色 LED 以主波長為中心的窄峰特性。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸與公差

LED 封裝本體尺寸為長 2.2mm、寬 1.4mm、高 1.3mm。除非另有規定，所有尺寸公差均為 ±0.20mm。文件包含頂視、側視與底視圖，詳細說明了物理外型。

5.2 極性識別與焊墊設計

圖 1-4 標示了極性。陰極通常有標記，例如封裝上的凹口、圓點或綠色標記。圖 1-5 提供了 PCB 設計的建議焊接墊尺寸，以確保在迴焊過程中正確焊接與機械穩定性。

6. 焊接與組裝指南

6.1 SMT 迴焊焊接說明

專屬章節概述了 SMT 迴焊焊接的說明。雖然摘要中未提供具體的溫度曲線細節，但它強調產品適用於所有 SMT 製程。用戶必須參考焊膏製造商的建議，並確保溫度曲線不超過元件的最大額定溫度，特別是 120°C 的接面溫度限制。

6.2 操作注意事項

列出了通用操作注意事項。由於 MSL 等級為 Level 2，元件必須在乾燥包裝袋打開後的指定時間內使用，或在焊接前根據標準 IPC/JEDEC 指南進行烘烤。操作期間需採取 ESD 防護措施。必須小心避免對透鏡與引腳施加機械應力。

7. 包裝與可靠性

7.1 包裝規格

LED 以凸版載帶包裝供應，捲繞於捲盤上。規格書包含載帶凹槽、捲盤直徑與軸心尺寸，以相容於標準 SMT 送料器。標籤格式規範確保了可追溯性，包含料號、數量與日期碼等資訊。

7.2 防潮包裝與裝箱

元件包裝在防潮袋中，內含乾燥劑與濕度指示卡，以在儲存與運輸期間維持 MSL Level 2 的完整性。這些袋子隨後裝入紙箱中進行運送。

7.3 可靠性測試項目與條件

產品根據 AEC-Q101 指南進行一系列可靠性測試。雖然摘要中未詳細說明具體測試與條件，但其包含表明產品經過嚴格認證，以確保在汽車內裝等嚴苛環境中的長期性能。

8. 應用建議與設計考量

8.1 典型應用場景

主要陳述的應用是汽車內裝照明。這包括儀表板背光、指示燈、開關照明、氣氛燈與中控台顯示器。其 AEC-Q101 認證使其成為此類應用的候選者。它也可用於需要可靠紅色 SMT LED 的一般消費性電子產品、標誌與指示器。

8.2 設計考量

限流：務必使用串聯限流電阻或恆流驅動器。最大連續電流為 30mA；為確保壽命，標準操作電流為 20mA 或以下。
熱管理：由於熱阻為 300°C/W，必須管理功耗。在 20mA 與典型 VF 2.1V 下，功耗為 42mW。確保 PCB 設計提供足夠的散熱，特別是在使用多個 LED 或在較高電流下操作時。
光學設計：120 度視角非常寬廣。如需聚焦光線，可能需要二次光學元件。應審視輻射強度圖型以滿足均勻性要求。
分級選擇：對於要求外觀一致的應用，應指定主波長與發光強度的嚴格分級。對於成本敏感的應用，較寬的分級可能可以接受。

9. 技術比較與差異化

與標準紅色 LED 相比，此元件提供特定優勢：
材料：與舊技術相比，提供高效率與良好的溫度及電流下顏色穩定性。
封裝：與更小的晶片級封裝相比，提供良好的機械穩定性與散熱性。
汽車認證：這是關鍵差異化因素，意味著比商業級 LED 更嚴格的製程控制與可靠性測試，使其適用於嚴苛環境。
寬廣視角：120 度視角非常適合需要寬廣照明而無需二次光學元件的應用。

10. 常見問題

問：建議的工作電流是多少？
答：標準測試條件為 20mA，這是一個常見且可靠的工作點。絕對最大連續電流為 30mA。

問：如何識別陽極與陰極？
答：請參考規格書中的圖 1-4。陰極通常在封裝本體上有標記。

問：是否需要散熱片？
答：在正常環境條件下以 20mA 或以下電流操作時，通常不需要專用散熱片。然而，建議良好的 PCB 熱設計，特別是在使用多個 LED 或高環境溫度時。

問：這可以用於汽車外部照明嗎？
答：規格書特別列出汽車內裝照明。外部應用通常對溫度範圍、濕度與紫外線曝露有更嚴格的要求。請向製造商諮詢外部等級產品。

問：典型壽命是多少？
答：雖然未明確說明，但符合 AEC-Q101 標準的 LED 在額定範圍內操作時，通常表現出非常長的壽命。

11. 實際使用案例

情境：設計儀表板指示燈群組。
設計師需要多個紅色警告/狀態指示燈。他們選擇此 LED 是因為其汽車認證與寬廣視角。為確保亮度與顏色均勻，他們指定發光強度等級 L1 與主波長等級 G1。他們使用圖 1-5 的建議焊墊佈局設計 PCB。每個 LED 由 5V 電源透過計算約 18mA 的限流電阻驅動。焊墊下方放置熱導孔，將熱量散發到內部接地層。MSL Level 2 的要求已傳達給組裝廠，以確保在迴焊前進行適當處理。

12. 工作原理

這是一種半導體光源。核心是生長在基板上的 AIGaInP 層製成的晶片。當施加超過二極體閾值的順向電壓時，電子與電洞被注入主動區並在此復合。此復合過程以光子形式釋放能量。AIGaInP 合金的特定成分決定了能隙能量，直接定義了發射光的波長，在此案例中為紅色。塑膠 PLCC 封裝封裝了晶片，提供機械保護，容納用於電氣連接的引線框架，並包含一個模製透鏡以塑造光輸出，實現寬廣視角。

13. 技術趨勢

LED 技術持續進步。對於紅色指示 LED，趨勢包括：
效率提升：持續的材料與磊晶生長改進帶來更高的發光效率。
微型化：雖然 PLCC 封裝是標準，但正朝著更小的晶片級封裝發展，以用於高密度電路板。
增強可靠性：對於汽車與工業用途，超越 AEC-Q101 的更嚴格認證標準正變得普遍。
整合解決方案：具有內建限流電阻、保護二極體甚至驅動 IC 的 LED 已問世，簡化了電路設計。此特定元件代表了 SMT 指示 LED 領域中一個成熟、可靠且特性明確的元件。