目錄
- 1. 產品概述
- 1.1 主要特性
- 1.2 應用領域
- 2. 技術參數深入解析
- 2.1 電氣 / 光學特性（IF=20mA）
- 2.2 絕對最大值額定值
- 3. 分級系統說明
- 3.1 主波長分級
- 3.2 發光強度分級
- 3.3 順向電壓分級
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 順向電壓 vs. 順向電流（圖 1-6）
- 4.2 相對強度 vs. 順向電流（圖 1-7）
- 4.3 引腳溫度 vs. 相對強度（圖 1-8）
- 4.4 引腳溫度 vs. 順向電流（圖 1-9）
- 4.5 主波長 vs. 順向電流（圖 1-10 至 1-12）
- 4.6 相對強度 vs. 波長（圖 1-13）
- 4.7 輻射模式（圖 1-14）
- 5. 機構與包裝資訊
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 建議銲接焊墊佈局
- 5.3 載帶與捲盤尺寸
- 5.4 標籤資訊
- 5.5 防潮袋（MBB）
- 6. 銲接與組裝指南
- 6.1 迴流銲接溫度曲線
- 6.2 手工銲接
- 6.3 儲存與烘烤
- 7. 包裝與訂購資訊
- 8. 應用設計建議
- 8.1 典型應用
- 8.2 設計考量
- 9. 技術比較
- 10. 常見問題
- 11. 設計案例研究：多色狀態指示器
- 12. 工作原理
- 13. 市場趨勢與未來發展
- 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
RF-W2S118TS-A42-E1 是一款高效能的三色 SMD LED，專為一般指示與顯示應用而設計。它整合了藍色、綠色和橙色 LED 晶片於緊湊的 3.2mm x 1.0mm x 1.48mm 封裝中，提供優異的色彩混合效果與寬廣的視角。本產品適用於所有 SMT 組裝製程，並符合 RoHS 規範，濕度敏感等級為 3。其小巧的佔位面積與低矮的輪廓使其成為需要多種色彩的空間受限設計的理想選擇。
1.1 主要特性
- 極寬的視角（典型值 140°），提供均勻的光線分佈。
- 適用於所有 SMT 組裝與迴流銲接製程。
- 濕度敏感等級：Level 3（開封後可於環境中使用 168 小時）。
- 符合 RoHS 規範，環境友善。
- 三色輸出：橙色（620-630nm）、綠色（515-530nm）、藍色（465-475nm）。
1.2 應用領域
- 光學指示器與狀態信號。
- 開關、符號與顯示器背光。
- 消費性電子、汽車與工業設備中的通用照明。
2. 技術參數深入解析
除非另有標示，所有參數均在 Ts=25°C 條件下測量。以下各節提供電氣、光學與熱特性的詳細說明。
2.1 電氣 / 光學特性（IF=20mA）
| 參數 | 顏色 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|
| 頻譜半頻寬 | 橙色 | -- | 15 | -- | nm |
| 頻譜半頻寬 | 綠色 | -- | 30 | -- | nm |
| 頻譜半頻寬 | 藍色 | -- | 30 | -- | nm |
| 順向電壓（VF） | 橙色 | 1.8 | -- | 2.4 | V |
| 順向電壓（VF） | 綠色 | 2.8 | -- | 3.5 | V |
| 順向電壓（VF） | 藍色 | 2.8 | -- | 3.5 | V |
| 主波長（λd） | 橙色 | 620.0 | -- | 630.0 | nm |
| 主波長（λd） | 綠色 | 515.0 | -- | 530.0 | nm |
| 主波長（λd） | 藍色 | 465.0 | -- | 475.0 | nm |
| 發光強度（IV） | 橙色 | 70 | -- | 900 | mcd |
| 發光強度（IV） | 綠色 | 70 | -- | 330 | mcd |
| 發光強度（IV） | 藍色 | 70 | -- | 260 | mcd |
| 視角（2θ1/2） | 全部 | -- | 140 | -- | deg |
| 逆向電流（IR）@ VR=5V | 全部 | -- | -- | 10 | µA |
| 熱阻（RTHJ-S） | 全部 | -- | -- | 450 | ℃/W |
2.2 絕對最大值額定值
| 參數 | 橙色 | 綠色 | 藍色 | 單位 |
|---|---|---|---|---|
| 功率消耗（Pd） | 48 | 70 | 70 | mW |
| 順向電流（IF） | 20 | mA | ||
| 峰值順向電流（IFP）（1/10 工作週期，0.1ms） | 60 | mA | ||
| ESD（HBM） | 1000 | V | ||
| 工作溫度（Topr） | -40 ~ +85 | ℃ | ||
| 儲存溫度（Tstg） | -40 ~ +85 | ℃ | ||
| 接面溫度（Tj） | 95 | ℃ | ||
3. 分級系統說明
本 LED 依據主波長、發光強度與順向電壓進行分級，以確保生產一致性。分級代碼標示於產品標籤上。
3.1 主波長分級
橙色：代碼 E00-F00（620-630nm）。綠色：D10-F20（515-530nm）。藍色：D10-E20（465-475nm）。每個分級涵蓋 2.5nm 或 5nm 範圍，以實現嚴格的色彩控制。
3.2 發光強度分級
強度分級以代碼表示，如 1DW、1AP、G20 等，每個代碼涵蓋特定範圍（例如 1DW 為 70-90 mcd，1AP 為 90-120 mcd）。橙色範圍最廣（1DW 至 1CL），最高 900 mcd。綠色範圍為 1DW 至 1GK（70-260 mcd）。藍色範圍為 1DW 至 1AU（70-330 mcd）。
3.3 順向電壓分級
橙色使用代碼 1L（1.8-2.4V）。綠色與藍色使用代碼 1N（2.8-3.5V）。
4. 性能曲線分析
本規格書提供典型光學特性曲線，幫助設計者預測在不同條件下的行為。
4.1 順向電壓 vs. 順向電流（圖 1-6）
隨著順向電流從 0 增加到 30mA，順向電壓非線性上升。在 20mA 時，橙色約為 2.0V，綠色/藍色約為 3.0V。此曲線對於設計限流電阻至關重要。
4.2 相對強度 vs. 順向電流（圖 1-7）
相對強度幾乎隨順向電流線性增加，最高可達 30mA，在更高電流時會出現輕微飽和。在 20mA 下工作可達到亮度與效率的良好平衡。
4.3 引腳溫度 vs. 相對強度（圖 1-8）
隨著環境溫度從 25°C 升至 100°C，所有顏色的相對強度約下降 20%。在高溫環境中，良好的熱管理對於維持穩定的亮度至關重要。
4.4 引腳溫度 vs. 順向電流（圖 1-9）
最大允許順向電流隨引腳溫度升高而降低，以避免超過接面溫度限制。例如，在 85°C 時，電流必須降至約 15mA。
4.5 主波長 vs. 順向電流（圖 1-10 至 1-12）
對於藍色晶片，電流從 0 增加到 30mA 會導致藍移（波長減少約 3nm）。橙色與綠色則幾乎沒有偏移。在需要穩定色彩的多色應用中，必須考慮此效應。
4.6 相對強度 vs. 波長（圖 1-13）
光譜分佈顯示藍色（~468nm）、綠色（~522nm）與橙色（~624nm）的窄峰值。半高全寬（FWHM）對於橙色為 15nm，綠色與藍色為 30nm。
4.7 輻射模式（圖 1-14）
視角為 140°（半角），表示為寬廣的朗伯型分佈，適用於均勻的面照明。
5. 機構與包裝資訊
5.1 封裝尺寸
LED 封裝尺寸為 3.20mm x 1.00mm x 1.48mm（長 x 寬 x 高）。規格書中提供俯視圖與側視圖。底視圖顯示四個焊墊：焊墊 1（極性標記，可能為藍色陰極？）、焊墊 2（綠色陽極）、焊墊 3（藍色陽極）、焊墊 4（橙色陽極）。極性標記以頂部的三角形或凹口指示。
5.2 建議銲接焊墊佈局
建議的 PCB 焊盤包含四個矩形焊墊：每個 0.80mm x 0.35mm，行間距 1.30mm。建議提供適當的熱釋放與防焊開窗，以確保可靠的組裝。
5.3 載帶與捲盤尺寸
LED 以 8mm 寬的載帶供貨，孔距為 4mm。載帶厚度為 1.25mm。捲盤直徑為 178mm（7 英寸），輪轂直徑為 60mm，主軸孔徑為 13mm。每個捲盤含 3000 顆。
5.4 標籤資訊
捲盤上的標籤包含料號、規格編號、批號、分級代碼（光通量、色度、順向電壓、波長）、數量與日期代碼。
5.5 防潮袋（MBB）
捲盤密封於鋁箔防潮袋中，內含乾燥劑與濕度指示卡。袋子採真空包裝，以維持濕度低於指定閾值。
6. 銲接與組裝指南
6.1 迴流銲接溫度曲線
建議的迴流曲線依據 JEDEC J-STD-020。關鍵參數：預熱從 150°C 至 200°C，持續 60-120 秒。升溫速率 ≤3°C/s。高於 217°C 時間：60-150 秒。峰值溫度：260°C（最多 10 秒）。冷卻速率 ≤6°C/s。從 25°C 到峰值總時間：最多 8 分鐘。可進行兩次迴流，但兩次迴流之間的間隔不得超過 24 小時，以避免吸濕損壞。
6.2 手工銲接
若需手工銲接，請使用銲鐵溫度<300°C，每個焊點少於 3 秒，且僅一次。冷卻期間請勿施加機械力。
6.3 儲存與烘烤
打開防潮袋前，請在 ≤30°C 且 ≤75% RH 條件下儲存，最長可達 1 年。打開後，LED 必須在 168 小時內使用，條件為 ≤30°C 且 ≤60% RH。若濕度指示卡顯示暴露或儲存時間已超過，使用前請在 60°C ±5°C 下烘烤 24 小時以上。
7. 包裝與訂購資訊
標準包裝為每捲 3000 顆，採用 8mm 載帶。每個捲盤獨立標籤並密封於防潮袋中。大量訂單時，多個捲盤裝於紙箱中。料號 RF-W2S118TS-A42-E1 包含具體配置細節。如需客製分級或包裝選項，請聯絡供應商。
8. 應用設計建議
8.1 典型應用
狀態指示燈、按鈕背光、RGB 裝飾照明、顯示面板、汽車內裝照明與消費性電子產品。
8.2 設計考量
- 限流：務必使用串聯電阻將每個通道的電流限制在 20mA。由於 LED 的指數型 I-V 特性，電源電壓的小幅變化可能導致電流大幅變動。
- 熱管理：最大接面溫度為 95°C。確保透過 PCB 銅面提供足夠的散熱。在高環境溫度下需降額使用電流。
- ESD 保護：本 LED 額定為 1000V HBM。在處理與組裝過程中請採用標準 ESD 預防措施。對於需要更強固的設計，可考慮加入 TVS 二極體。
- 色彩混合：若要產生白光，請使用適當的 PWM 或類比電流驅動所有三個晶片。寬廣的視角有助於均勻混合。
- 環境：避免暴露於超過建議限制的硫、氯、溴化合物（S<100ppm，Br<900ppm，Cl<900ppm，總鹵素<1500ppm）。
9. 技術比較
與傳統 3528 或 2835 SMD LED 相比，RF-W2S118TS-A42-E1 具有更小的佔位面積（3.2x1.0mm 對比典型 3.5x2.8mm）以及非常寬廣的視角（140° 對比典型 120°）。它是市面上最薄（1.48mm）的三色 LED 之一，適用於超薄設計。整合的三個晶片允許獨立控制，實現動態色彩混合，無需外部光學元件。
10. 常見問題
- 每種顏色的最大電流是多少？絕對最大順向電流為 20mA DC，脈衝電流為 60mA（1/10 工作週期，0.1ms）。請勿超過這些額定值以避免損壞。
- 是否可以同時以 20mA 驅動所有三種顏色？可以，但需確保總功率消耗不會導致接面溫度超過 95°C。實務上，此封裝可承受 48mW（橙色）+ 70mW（綠色）+ 70mW（藍色）= 188mW 總功率，若散熱設計足夠，此值仍在安全範圍內。
- 每種顏色的典型發光強度是多少？橙色：70-900 mcd，綠色：70-330 mcd，藍色：70-260 mcd（在 20mA 條件下）。這些範圍取決於分級。請檢查標籤上的分級代碼以取得確切數值。
- 銲接後應如何清潔 LED？請使用異丙醇（IPA）。請勿使用可能侵蝕矽膠封裝的溶劑。不建議使用超音波清洗。
- 儲存濕度要求為何？打開防潮袋後，LED 必須在 168 小時（7 天）內使用，條件為<60% RH 及<30°C。若違反這些條件則需進行烘烤。
- 此 LED 是否相容於無鉛迴流銲？是的，峰值溫度 260°C 符合無鉛銲接標準。
11. 設計案例研究：多色狀態指示器
在典型的網路交換器中，RF-W2S118TS-A42-E1 可用於指示連結狀態（綠色）、活動（橙色）與錯誤（藍色）。每個 LED 由恆流源以 15mA 驅動，以降低功耗並延長壽命。寬廣的視角確保從多個角度皆可看見。小巧的尺寸允許在 1U 面板上密集佈置。熱分析顯示，在 25°C 環境溫度下，使用 0.5oz 銅箔 PCB 搭配適當的導孔陣列，接面溫度可保持在 75°C 以下。
12. 工作原理
每個顏色晶片都是一個半導體二極體，在順向偏壓時發光。橙色晶片採用 AlGaInP 技術，而綠色與藍色採用 InGaN 技術。發射波長由半導體材料的能隙決定。矽膠封裝保護晶片，並提供折射率匹配以實現高效率的光提取。
13. 市場趨勢與未來發展
LED 封裝的趨勢是朝向更小的佔位面積、更高的發光效率與多色整合。本產品反映了業界在保持高效能的同時邁向微型化的方向。未來改進可能包括更高導熱率的基板與更嚴格的色彩分級，以實現模組化顯示器之間更佳的一致性。
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。 |