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. 封裝尺寸與極性
- 2.1 機械圖面
- 2.2 焊接圖案
- 3. 技術參數
- 3.1 電氣與光學特性 (Ts=25°C)
- 3.2 絕對最大額定值 (Ts=25°C)
- 3.3 熱特性
- 4. 分級系統
- 4.1 順向電壓分級
- 4.2 波長分檔
- 4.3 發光強度分檔
- 5. 光學特性曲線
- 5.1 順向電壓與順向電流之關係
- 5.2 順向電流與相對強度之關係
- 5.3 溫度效應
- 5.4 光譜分佈
- 5.5 輻射圖樣
- 6. 封裝資訊
- 6.1 載帶與捲盤
- 6.2 標籤規格
- 6.3 防潮包裝
- 7. 可靠性測試
- 7.1 測試項目與條件
- 7.2 失效判定標準
- 8. SMT 迴流焊
- 8.1 迴流曲線
- 8.2 手工焊接與修補
- 8.3 注意事項
- 9. 操作與儲存注意事項
- 9.1 環境考量
- 9.2 電路設計說明
- 9.3 儲存條件
- 9.4 靜電放電保護
- 10. 應用說明
- 10.1 典型使用案例
- 10.2 設計考量
- 11. 常見問題
- 11.1 典型的順向電壓是多少?
- 11.2 如何處理濕度敏感問題?
- 11.3 這款LED可以用於戶外應用嗎?
- 12. 工作原理
- 13. 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-BU1608TS-DC-E0 是一款採用藍光晶片製成的彩色 LED。它採用緊湊的 1.6mm x 0.8mm x 0.55mm 表面貼裝封裝,適合空間受限的應用。此 LED 提供 120 度的寬視角,並設計用於所有 SMT 組裝和焊接製程。它符合 RoHS 標準,且濕度敏感等級為 3。
1.2 功能特色
- 極寬視角 (120°)
- 適用於所有SMT組裝與焊接製程
- 濕度敏感等級:Level 3
- 符合RoHS規範
1.3 應用領域
- 光學指示器
- 開關與符號顯示
- 通用指示用途
2. 封裝尺寸與極性
2.1 機械圖面
LED封裝尺寸為1.6mm(長)x 0.8mm(寬)x 0.55mm(高)。除非另有標註,公差為±0.2mm。所有尺寸單位為毫米。俯視圖顯示LED位置,底視圖則標示極性。共有兩個焊墊:焊墊1為陽極,焊墊2為陰極。
2.2 焊接圖案
建議的焊接圖案(footprint)已提供於規格書中,其設計旨在達到最佳的熱性能與機械性能。圖案尺寸係根據封裝footprint制定。
3. 技術參數
3.1 電氣與光學特性 (Ts=25°C)
在IF=20mA下的關鍵電氣與光學參數:
| 參數 | 符號 | 最小值 | Typ | Max | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|
| 順向電壓(Bin G1) | VF | 2.8 | - | 2.9 | V |
| 順向電壓 (Bin G2) | VF | 2.9 | - | 3.0 | V |
| 順向電壓 (Bin H1) | VF | 3.0 | - | 3.1 | V |
| 順向電壓 (Bin H2) | VF | 3.1 | - | 3.2 | V |
| 順向電壓(Bin I1) | VF | 3.2 | - | 3.3 | V |
| 順向電壓(Bin I2) | VF | 3.3 | - | 3.4 | V |
| 順向電壓(Bin J1) | VF | 3.4 | - | 3.5 | V |
| 主波長 (Bin C00) | λD | 460 | - | 465 | nm |
| 主波長(Bin D00) | λD | 465 | - | 470 | nm |
| 主波長(Bin E00) | λD | 470 | - | 475 | nm |
| 主波長(Bin F00) | λD | 475 | - | 480 | nm |
| 發光強度 (Bin H00) | IV | 150 | - | 230 | mcd |
| 發光強度 (Bin I00) | IV | 230 | - | 350 | mcd |
| 發光強度 (Bin J00) | IV | 350 | - | 530 | mcd |
| 發光強度 (Bin K00) | IV | 530 | - | 800 | mcd |
| 發光強度 (Bin L00) | IV | 800 | - | 1200 | mcd |
| 光譜半頻寬 | Δλ | - | 15 | - | nm |
| 視角 | 2θ1/2 | - | 120 | - | deg |
| 反向電流(VR=5V) | IR | - | - | 10 | µA |
| 熱阻 | RTHJ-S | - | - | 450 | °C/W |
量測公差:順向電壓 ±0.1V,主波長 ±2nm,發光強度 ±10%。
3.2 絕對最大額定值 (Ts=25°C)
| 參數 | 符號 | 額定值 | 單位 |
|---|---|---|---|
| 功率消耗 | Pd | 105 | mW |
| 順向電流 | IF | 30 | mA |
| 峰值順向電流(1/10 工作週期,0.1ms) | IFP | 60 | mA |
| ESD (HBM) | - | 1000 | V |
| 工作溫度 | Topr | -40 ~ +85 | °C |
| 儲存溫度 | Tstg | -40 ~ +85 | °C |
| 接面溫度 | Tj | 95 | °C |
必須注意不要超過這些額定值。最大電流應在測量封裝溫度後確定,以確保接面溫度不超過95°C。
3.3 熱特性
從接面到焊點的熱阻(RTHJ-S)典型值為 450°C/W。這表示在 20mA 順向電流下,溫度上升幅度將較為溫和。適當的熱管理對於維持 LED 性能與使用壽命至關重要。
4. 分級系統
4.1 順向電壓分級
順向電壓分為七個等級: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)。這使得電路設計更為精確,並能在應用中維持一致的亮度。
4.2 波長分檔
主波長分為四個區間:C00(460-465nm)、D00(465-470nm)、E00(470-475nm)、F00(475-480nm)。這些涵蓋了從深藍色到略帶綠色的藍色區域。
4.3 發光強度分檔
發光強度分為五個區間:H00(150-230mcd)、I00(230-350mcd)、J00(350-530mcd)、K00(530-800mcd)、L00(800-1200mcd)。此寬廣範圍可針對不同指示燈亮度需求進行選擇。
5. 光學特性曲線
5.1 順向電壓與順向電流之關係
典型的 I-V 曲線顯示,在 5mA 時順向電壓約為 2.8V,在 25mA 時則上升至約 3.2V。該曲線遵循標準的二極體指數關係。
5.2 順向電流與相對強度之關係
相對強度在順向電流達30mA前幾乎呈線性增加。在20mA時,相對強度約為1.0(歸一化),而在10mA時則約為0.5。
5.3 溫度效應
當環境溫度從0°C升至100°C時,相對強度會下降約30%。同樣地,最大允許順向電流會隨著接腳溫度升高而遞減。在100°C時,順向電流必須降至約10mA以避免過熱。
5.4 光譜分佈
在20mA與25°C條件下的光譜分佈顯示,峰值約在470nm處,半頻寬為15nm。該光譜狹窄,確認其為飽和藍色。
5.5 輻射圖樣
輻射場型近似於朗伯分佈,具有寬達120度的半角。在離軸±60度範圍內,相對發光強度仍維持在50%以上。
6. 封裝資訊
6.1 載帶與捲盤
LED以寬度8.0±0.1mm的載帶進行包裝。捲盤尺寸為:外徑178±1mm,內輪轂直徑60±1mm,主軸孔直徑13.0±0.5mm。每盤包含4000顆。
6.2 標籤規格
卷標包含零件編號、規格編號、批號、發光強度分級碼、色度分級碼 (XY)、順向電壓分級碼、波長代碼 (WLD)、數量及製造日期。
6.3 防潮包裝
LED 產品以含乾燥劑的防潮袋 (MBB) 出貨。袋子採真空密封以維持低濕度環境,可能附有濕度指示卡。MSL 等級為 3,表示在環境條件低於 30°C 及 60% RH 的情況下,開袋後車間壽命為 168 小時。
7. 可靠性測試
7.1 測試項目與條件
可靠性測試包括:迴流焊(最高 260°C,10 秒,2 次)、溫度循環(-40°C 至 100°C,100 次循環)、熱衝擊(-40°C 至 100°C,300 次循環)、高溫儲存(100°C,1000 小時)、低溫儲存(-40°C,1000 小時)以及壽命測試(25°C,IF=20mA,1000 小時)。所有測試均以 22 個樣品進行,允收標準為 0/1。
7.2 失效判定標準
失效定義為:順向電壓升高超過規格上限的1.1倍、逆向電流超過規格上限的2.0倍(在VR=5V條件下),以及光通量下降至低於規格下限的0.7倍。
8. SMT 迴流焊
8.1 迴流曲線
建議的迴流曲線具有以下參數:預熱從150°C至200°C持續60-120秒、升溫速率≤3°C/s、高於217°C(TL)的時間為60-150秒、峰值溫度(TP)260°C且峰值±5°C內的最長時間為30秒(實際tp最大值為10秒),以及冷卻速率≤6°C/s。從25°C到峰值的總時間不應超過8分鐘。迴流焊接次數不得超過兩次。
8.2 手工焊接與修補
若需手焊,請使用溫度≤300°C的烙鐵,焊接時間少於3秒,且僅限一次。不建議在迴流焊後進行修補;若無法避免,請使用雙頭烙鐵,並確認LED特性正常。
8.3 注意事項
請勿將LED安裝在彎曲的PCB區域。冷卻過程中避免機械應力或震動。焊接後請勿快速冷卻。確保PCB清潔且平整。
9. 操作與儲存注意事項
9.1 環境考量
The sulfur content in the operating environment and mating materials should not exceed 100PPM. Halogen content: Bromine <900PPM, Chlorine <900PPM, total Bromine+Chlorine <1500PPM. Avoid volatile organic compounds (VOCs) that can penetrate the silicone encapsulant and cause discoloration.
9.2 電路設計說明
務必加入限流電阻,以防止電流突波。確保不施加反向電壓,否則可能導致遷移現象及LED損壞。正向電壓僅應在電路開啟或關閉時施加。
9.3 儲存條件
開啟鋁箔袋前:儲存於≤30°C及≤75% RH環境,自製造日起最長可存放1年。開啟後:若儲存於≤30°C及≤60% RH環境,請於168小時內使用。若超出上述條件,請將LED置於60±5°C下烘烤≥24小時。
9.4 靜電放電保護
LED對靜電放電(ESD)及電性過載(EOS)敏感。請遵循標準ESD防護措施:使用接地工作檯、防靜電腕帶及導電包裝。
10. 應用說明
10.1 典型使用案例
此藍色LED非常適合用於狀態指示燈、開關與符號的背光照明,以及在消費性電子產品、汽車內裝與工業控制中的通用指示用途。
10.2 設計考量
設計電路時,需考慮順向電壓分檔以確保亮度一致。寬廣的視角(120°)允許以多種角度安裝。對於高環境溫度的應用,必須降低順向電流。建議在PCB上使用至少1oz的銅箔以確保足夠的散熱。
11. 常見問題
11.1 典型的順向電壓是多少?
順向電壓範圍為2.8V至3.5V,視bin別而定。在20mA下,大多數bin別的典型值落在3.0-3.2V之間。
11.2 如何處理濕度敏感問題?
此LED的MSL等級為3級。打開防潮袋後,在≤30°C/≤60%RH的環境下,地板壽命為168小時。若在此時間內未使用,請在迴流焊前以60°C烘烤24小時。
11.3 這款LED可以用於戶外應用嗎?
只要維持在操作溫度範圍(-40°C至+85°C)內,即可用於室內或戶外應用。然而,直接暴露於陽光下可能會降低對比度。若暴露於惡劣環境,請確保適當的封裝保護。
12. 工作原理
此LED採用藍光氮化鎵(GaN)晶片,在正向偏壓時發光。晶片封裝於透明環氧樹脂或矽膠中,並具有特定的光學透鏡形狀,以達到120°的視角。未使用螢光粉轉換,發射光為晶片波長的直接藍光。
13. 發展趨勢
SMD LED的趨勢朝向更小的封裝(例如0402)及更高的發光效率。此0603尺寸的LED在體積與光輸出之間取得了良好的平衡。晶片技術的進步持續在維持可靠性的同時,提升效率與亮度。藍光LED在指示燈應用中的使用依然強勁,因其具有高可見度與低功耗。
LED規格術語
LED技術術語完整說明
光電性能
| 術語 | 單位/表示法 | 簡要說明 | 重要性說明 |
|---|---|---|---|
| 發光效率 | lm/W (lumens per watt) | 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。 |
| Luminous Flux | lm (lumens) | 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 | °(度數),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(克爾文),例如 2700K/6500K | 光的冷暖色調,數值越低偏黃/暖色,數值越高偏白/冷色。 | 決定照明氛圍與適用場景。 |
| CRI / Ra | 無單位,0–100 | 準確呈現物體顏色的能力,Ra≥80 為良好。 | 影響色彩真實度,用於商場、博物館等高要求場所。 |
| SDCM | MacAdam 橢圓階數,例如「5 階」 | 色彩一致性指標,階數越小代表色彩越一致。 | 確保同一批 LED 具有均勻一致的顏色。 |
| 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 | 波長與強度曲線 | 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 | 簡要說明 | 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操作時的電流值。 | 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。 | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| 反向電壓 | Vr | LED 能承受的最大反向電壓,超過可能導致崩潰。 | 電路必須防止反向連接或電壓突波。 |
| 熱阻 | Rth (°C/W) | 從晶片到焊料的熱傳導阻抗,越低越好。 | 高熱阻抗需要更強的散熱能力。 |
| 靜電放電耐受度 | V (HBM),例如 1000V | 承受靜電放電的能力,越高代表越不易受損。 | 生產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 | 簡要說明 | 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;溫度過高會導致光衰與色偏。 |
| 流明衰減 | L70 / L80(小時) | 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%) | 亮度隨時間保留的百分比。 | 表示長期使用下的亮度維持程度。 |
| 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、顏色變化或開路失效。 |
Packaging & Materials
| 術語 | 常見類型 | 簡要說明 | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC、PPA、陶瓷 | 外殼材料保護晶片,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 | 正面,覆晶封裝 | 晶片電極配置。 | 覆晶封裝:散熱更佳、效率更高,適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG, Silicate, Nitride | 覆蓋藍光晶片,將部分光轉換為黃光/紅光,混合成白光。 | 不同的螢光粉會影響效率、色溫及演色性。 |
| 透鏡/光學元件 | 平面、微透鏡、TIR | 表面上的光學結構用於控制光線分佈。 | 決定視角與光線分佈曲線。 |
Quality Control & Binning
| 術語 | 分級內容 | 簡要說明 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分級 | 代碼範例:2G、2H | 按亮度分組,每組有最低/最高流明值。 | 確保同一批次的亮度均勻一致。 |
| 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。 |
| 顏色分檔 | 5-step MacAdam ellipse | 按色坐標分組,確保範圍緊湊。 | 保證色彩一致性,避免燈具內出現色差。 |
| CCT Bin | 2700K、3000K 等。 | 按CCT分組,每組皆有對應的坐標範圍。 | 滿足不同場景的CCT需求。 |
Testing & Certification
| 術語 | 標準/測試 | 簡要說明 | 重要性 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 光通量維持測試 | 在恆溫下長期點燈,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 | 照明產品的能源效率與性能認證。 | 用於政府採購、補貼計畫,有助提升競爭力。 |