RGB SMD LED 3.7x3.5x2.8mm 全彩 - 電壓紅1.7-2.4V, 綠/藍2.5-3.3V - 每晶片功耗高達68mW - 繁體中文技術規格書

1. 產品概述

1.1 一般說明

RF-W1SA35IS-A40 是一款全彩 RGB SMD LED，專為高效能顯示與照明應用所設計。其採用緊湊的 3.7mm x 3.5mm x 2.8mm 封裝，具有霧面表面與高對比度設計。此元件在同一封裝內整合三個獨立的 LED 晶片（紅、綠、藍），提供豐富的混色能力。LED 具有IPX6 防水等級，適合戶外環境。憑藉 110 度的寬視角與高發光強度，可在各種角度提供卓越的可視性。本產品符合 RoHS 規範，並可進行無鉛回流焊接，符合現代環保標準。

1.2 特點

• 極寬視角（110°）。
• 高發光強度且低功耗。
• 優異的可靠性與長使用壽命。
• 防水等級達 IPX6。
• 濕度敏感等級：5a（MSL 5a）。
• 符合 RoHS 規範，可進行無鉛回流焊接。
• 霧面表面處理以提升對比度。
• 表面拉絲設計以實現高對比度。

1.3 應用

• 戶外全彩視頻螢幕與顯示器。
• 室內及戶外裝飾照明。
• 遊樂園照明與娛樂系統。
• 通用色彩指示與標誌。

2. 技術參數

2.1 電氣與光學特性（於 Ts=25°C）

下表彙總了每個顏色晶片的關鍵電氣與光學參數。在 IF=20mA 條件下，正向電壓（VF）範圍：紅光 1.7V 至 2.4V，綠光 2.5V 至 3.3V，藍光 2.5V 至 3.3V。主波長範圍：紅光 617-628nm，綠光 520-545nm，藍光 460-475nm，分檔步長為紅光 5nm，綠光/藍光 3nm。光譜輻射帶寬：紅光 24nm，綠光 38nm，藍光 30nm。發光強度（IV）範圍：紅光最小 730mcd，典型 1100mcd，最大 1600mcd；綠光最小 1540mcd，典型 2300mcd，最大 3450mcd；藍光最小 380mcd，典型 570mcd，最大 850mcd。所有顏色的強度分檔比率為 1:1.3。反向電流（IR）在 VR=5V 時最大為 6μA。視角為 110°。

2.2 絕對最大額定值

絕對最大額定值表示可能導致元件損壞的極限。正向電流：紅光 25mA，綠光/藍光 20mA。反向電壓：所有顏色均為 5V。工作溫度範圍：-30°C 至 +85°C。儲存溫度範圍：-40°C 至 +100°C。功耗：紅光 60mW，綠光/藍光 68mW。結溫（TJ）最高：115°C。靜電放電（ESD）耐受電壓（HBM）：1000V。必須注意確保功耗不超過絕對最大額定值。所有測量均在製造商指定的標準化環境下進行。

2.3 分級系統

為確保色彩一致性與亮度均勻性，每個顏色晶片均按主波長、發光強度及正向電壓進行分級。紅光的主波長分級間隔為 5nm，綠光/藍光為 3nm。發光強度按每級 1:1.3 的比例分組。每種顏色亦提供正向電壓分級。這些分級資訊標示於產品標籤上，方便客戶選擇公差嚴格、均勻性佳的 LED。

3. 性能曲線

3.1 正向電壓 vs. 正向電流

曲線（圖 1-6）顯示三種顏色的正向電壓與正向電流之間的關係。當正向電壓從 1.5V 增加至 3.5V 時，正向電流呈指數上升，其中紅光在相同電流下具有較低電壓，相較於綠光與藍光。這有助於設計適當的限流電路。

3.2 正向電流 vs. 相對強度

圖 1-7 說明相對強度隨正向電流增加而上升。在 25mA 時，相對於參考點，紅光的相對強度約達 250%，綠光約 200%，藍光約 180%。在約 20mA 以下的線性行為表示最佳效率；超過此值，熱效應可能降低流明維持率。

3.3 發光強度 vs. 環境溫度

圖 1-8 顯示發光強度隨環境溫度升高而下降。在 100°C 時，相對強度降至約 25°C 時的 80%。在高温環境下，良好的熱管理對於維持亮度至關重要。

3.4 焊接溫度 vs. 正向電流降額

圖 1-9 提供了基於焊接點溫度（Ts）的正向電流降額曲線。例如，在 Ts=85°C 時，綠光與藍光的最大正向電流必須降至約 10mA，紅光降至約 15mA。這確保結溫保持在安全範圍內。

3.5 光譜分佈

圖 1-10 顯示紅、綠、藍晶片的標準化發射光譜。紅光峰值約在 620-625nm，綠光約在 530nm，藍光約在 465nm。窄頻寬有助於實現良好的色彩飽和度與混色能力。

3.6 輻射圖案（指向性）

圖 1-11 與 1-12 說明了在 X-X 與 Y-Y 方向上的角度輻射分佈。強度在 ±60° 時仍維持在 50% 以上，證實了 110° 的寬視角。這使得 LED 適用於需要均勻亮度的大面積顯示。

4. 機械尺寸與包裝

4.1 封裝尺寸

封裝外型尺寸為 3.7mm x 3.5mm x 2.8mm（長 x 寬 x 高）。俯視圖顯示 6 引腳配置，每個顏色均有陽極/陰極：1R+、2R-、3G+、4G-、5B+、6B-。引腳標記指示極性。底視圖顯示焊接墊。提供建議的焊接圖案（圖 1-5）以確保良好的散熱與機械穩定性。封裝包含膠水填充層（圖 1-6）以提供額外保護。除非另有說明，所有尺寸單位為毫米，公差為 ±0.1mm。

4.2 載帶與卷盤尺寸

LED 包裝在載帶中，間距適合自動化取放。卷盤尺寸：A=400.2mm，B=100.0mm，C=14.3mm，D=2.6mm，E=16.4mm，F=12.7mm。載帶寬度通常為 16mm。除非另有說明，公差為 ±0.1mm。每個卷盤包含 4000 顆。

4.3 標籤資訊

標籤包含型號、批號、強度（IV）、正向電壓（VF）、波長（Wd）、正向電流（IF）的分級代碼以及數量（QTY）。同時標示製造日期。此資訊對於可追溯性以及確保組裝中使用匹配分級至關重要。

4.4 防潮包裝

LED 以防靜電防潮鋁箔袋出貨，內含乾燥劑與濕度指示卡。這可在儲存與運輸過程中保護 MSL 5a 敏感元件。袋子採真空密封以保持內部低濕度。

5. 焊接指南

5.1 回流焊接曲線

建議使用標準無鉛回流曲線。關鍵參數：平均升溫速率 ≤4°C/s，預熱從 150°C 至 200°C 持續 60-120s，高於 217°C（TL）時間 ≤60s，峰值溫度（TP）≤245°C 持續 ≤10s，距離峰值 5°C 以內時間 ≤30s。冷卻速率 ≤6°C/s。從 25°C 到峰值總時間 ≤8 分鐘。僅允許一次回流焊接循環。建議使用氮氣回流以防止氧化並維持光學性能。建議使用中溫焊膏。

5.2 手工焊接與修補

若需手工焊接，請使用設定低於 300°C 的烙鐵，並保持接觸時間在 3 秒內。僅允許一次手工焊接操作。不建議焊接後修補；若無法避免，請使用雙頭烙鐵，並事先驗證對 LED 特性的影響。

5.3 清潔

請勿使用水、苯或稀釋劑進行清潔。建議使用異丙醇（IPA）。若使用其他溶劑，請確認不會侵蝕 LED 封裝。避免使用含氯或硫元素的離子性液體，以免造成腐蝕。

6. 處理注意事項

6.1 儲存條件

防潮包裝在低於 30°C 與 60% RH 條件下有效期限為 6 個月。開封前請檢查是否有漏氣；若有，請在產品使用前進行烘烤。開封後請在 12 小時內於 30°C/60% RH 條件下使用。未使用完的材料必須儲存在 30°C/10% RH 條件下，並在下次使用前進行烘烤（65±5°C 烘烤 24 小時）。烘烤要求依據生產日期與潮濕狀態而定，詳見表格。

6.2 靜電放電（ESD）防護

所有處理 LED 的設備必須妥善接地。使用防靜電腕帶、墊子、工作服、手套與容器。受損的 LED 可能呈現較低的正向電壓或在低電流下無法點亮。

6.3 反向電壓防護

正常 LED 的反向電流非常小，但重複施加超過 5V 的反向電壓可能造成損壞並增加反向電流，影響顯示灰階。電路設計應確保反向電壓絕不超過 5V。

6.4 安全工作溫度

運行期間，LED 表面溫度應低於 55°C，引腳溫度低於 75°C。需要良好的熱管理，使用適當的 PCB 銅面積與間距，以確保結溫低於最高 115°C。驅動電流必須根據環境溫度進行降額。

6.5 設計與使用注意事項

• 每個晶片的正向電流不得超過絕對最大值。
• 建議對每個顏色使用恆流驅動。
• 當多個晶片同時點亮時，總功耗必須保持在限制範圍內。
• 避免反向電壓；不使用時請關閉電源。長期儲存後，重新使用前應除濕。
• 在矩陣驅動中，確保反向電壓不超過額定值。防止雷擊突波。
• 組裝後對顯示器進行老化測試以檢測缺陷，使用適當的電流等級且無冷凝環境。
• 對於惡劣環境（高濕度、鹽、硫化物），提供額外保護。
• 安裝後首次通電應以 20% 功率運行一段時間以釋放濕氣。
• 對於租賃顯示器，使用匹配的分級以確保色彩與亮度均勻性。運輸時使用防潮包裝並保護 LED 實體。

6.6 其他處理須知

請勿直接觸碰環氧樹脂表面；使用鑷子從側面拿取。避免裸手接觸以防止污染。請勿堆疊已組裝的 PCB 以避免損壞樹脂與焊線。更多注意事項請參閱製造商完整用戶手冊。

6.7 聲明

本規格書以英文與中文提供，中文版本具有權威性。製造商保留修改規格之權利，恕不另行通知。量產前經雙方簽署之規格書方為有效版本。

7. 可靠性測試

7.1 測試項目與條件

LED 依照 JEDEC 與 JEITA 標準進行多項可靠性測試。測試項目包括耐焊接熱（260°C 峰值，3 次）、熱衝擊（-40°C 至 +100°C，500 次循環）、耐濕性（85°C/85%RH + 3 次回流）、高溫儲存（100°C 1000 小時）、低溫儲存（-40°C 1000 小時）、室溫操作壽命（25°C，20mA 1000 小時）、高溫高濕壽命（85°C/85%RH，10mA 500 小時）、溫濕度儲存（85°C/85%RH 1000 小時）、低溫操作壽命（-40°C，20mA 1000 小時）。樣本數 22 顆，允收標準為 0/1 個缺陷。

7.2 失效判定標準

判定標準：正向電壓變化 ≤10%，5V 下反向電流 ≤10μA，發光強度衰減平均 ≤30%，且無機械缺陷如裂縫、分層或死燈。可靠性測試是在良好散熱條件下對單一/條狀 LED 進行；實際應用條件可能影響壽命。

8. 訂購資訊

標準包裝單位為每卷盤 4000 顆。產品附有標籤，標示型號、批號、分級代碼與數量。訂購時，客戶需指定所需波長、強度與電壓分級。請聯繫供應商確認特定分級的可供性。

9. 應用建議

9.1 驅動電路設計

對每個顏色通道使用恆流驅動器，以維持穩定的亮度與混色。設計驅動器順向電壓時，應考量分級間的正向電壓差異。小批量生產可採用串聯電阻或線性穩壓器，但大型顯示器建議使用恆流 PWM 調光以避免色偏。

9.2 熱管理

由於最高結溫為 115°C，必須透過 PCB 銅面與散熱過孔進行適當散熱。對於高像素密度間距，考慮增加間距或使用強制對流。根據焊接溫度降額曲線（圖 1-9）降額驅動電流，以避免過熱。

9.3 混色與校準

為實現準確的白平衡，使用色度計校準 RGB 通道的 PWM 比率。窄頻寬（尤其是紅光與藍光）提供寬廣色域，但分級變異需要補償。利用標籤上的分級代碼將 LED 分組為公差嚴格的類別。

9.4 環境考量

IPX6 等級允許在雨中戶外使用，但長時間暴露於高濕度、鹽霧或腐蝕性氣體（如硫化氫）可能導致性能下降。為戶外模組提供保形塗層或封裝。在沿海地區，採取額外保護措施。