LTST-C195TGKSKT 雙色SMD LED 規格書 - EIA封裝 - 綠/黃色 - 20mA/30mA - 粵語技術文件

1. 產品概覽

LTST-C195TGKSKT 係一款雙色表面貼裝LED，專為需要細尺寸同可靠性能嘅現代電子應用而設計。佢將兩個唔同嘅半導體晶片集成喺單一EIA標準封裝內：一個用於發綠光嘅InGaN（氮化銦鎵）晶片，同一個用於發黃光嘅AlInGaP（磷化鋁銦鎵）晶片。呢種配置可以喺極細嘅佔位面積內實現雙色指示或簡單混色。器件以8mm載帶包裝，捲喺7英寸捲盤上，完全兼容高速自動貼片組裝設備。其設計符合RoHS指令，確保唔含鉛、汞、鎘等有害物質。

1.1 核心優勢

• 雙色光源：將綠光同黃光發射結合喺一個封裝內，節省電路板空間，簡化多狀態指示嘅設計。
• 高亮度：採用先進嘅InGaN同AlInGaP晶片技術，提供高發光強度。
• 堅固封裝：EIA標準封裝確保機械兼容性同可靠焊接。
• 製程兼容性：適用於標準紅外（IR）回流焊、氣相回流焊同波峰焊製程，包括無鉛（Pb-free）組裝溫度曲線。
• 自動化就緒：以載帶同捲盤包裝，適合高效、大批量生產。

2. 深入技術參數分析

除非另有說明，所有參數均喺環境溫度（Ta）為25°C時指定。理解呢啲規格對於可靠電路設計同實現預期性能至關重要。

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗器件可能發生永久損壞嘅應力極限。喺呢啲極限下或超出極限操作唔保證性能。

• 功耗（Pd）：綠色：76 mW，黃色：75 mW。呢個係LED可以作為熱量散發嘅最大功率。
• 峰值正向電流（I_FP）：綠色：100 mA，黃色：80 mA。僅適用於脈衝條件（1/10佔空比，0.1ms脈衝寬度）。
• 直流正向電流（I_F）：綠色：20 mA，黃色：30 mA。建議嘅連續工作電流。
• 降額：綠色：0.25 mA/°C，黃色：0.4 mA/°C。當環境溫度高於25°C時，必須根據呢個係數線性降低最大正向電流。
• 反向電壓（V_R）：兩種顏色均為5 V。反向偏壓下超過此電壓可能導致結擊穿。
• 溫度範圍：工作：-20°C 至 +80°C；儲存：-30°C 至 +100°C。
• 焊接溫度：可承受260°C 5秒（IR/波峰焊）或215°C 3分鐘（氣相焊）。

2.2 電氣及光學特性

呢啲係正常工作條件下（I_F= 20mA）嘅典型性能參數。

• 發光強度（I_V）：亮度嘅關鍵量度。
  • 綠色：典型值180 mcd（最小值45 mcd，見分級代碼）。
  • 黃色：典型值75 mcd（最小值28 mcd，見分級代碼）。
  • 使用經過濾波以匹配人眼明視覺響應（CIE曲線）嘅傳感器測量。
• 視角（2θ_1/2）：兩種顏色均為130度（典型值）。呢個係強度下降到軸上值一半時嘅全角，表示寬廣嘅視覺圖案。
• 峰值波長（λ_P）：綠色：525 nm（典型值），黃色：591 nm（典型值）。發射光功率最大時嘅波長。
• 主波長（λ_d）：綠色：530 nm（典型值），黃色：589 nm（典型值）。人眼感知嘅單一波長，定義CIE色度圖上嘅色點。
• 頻譜帶寬（Δλ）：綠色：35 nm（典型值），黃色：15 nm（典型值）。發射頻譜喺其最大功率一半處嘅寬度（FWHM）。黃色AlInGaP LED嘅頻譜通常比綠色InGaN LED窄。
• 正向電壓（V_F）：
  • 綠色：典型值3.30 V，最大值3.50 V @ 20mA。較高電壓係基於InGaN嘅藍/綠/白LED嘅特徵。
  • 黃色：典型值2.00 V，最大值2.40 V @ 20mA。較低電壓係基於AlInGaP嘅紅/黃/橙LED嘅特徵。
• 反向電流（I_R）：兩種顏色喺V_R=5V時最大值為10 µA。
• 電容（C）：黃色晶片喺V_F=0V，f=1MHz時典型值為40 pF。綠色未指定。

3. 分級系統說明

為確保亮度一致性，LED會根據性能分級。LTST-C195TGKSKT使用發光強度分級系統。

3.1 發光強度分級

強度喺標準測試電流20mA下測量。每個分級有±15%嘅公差。

綠色分級：

• 分級 P：45.0 mcd（最小）至 71.0 mcd（最大）
• 分級 Q：71.0 mcd 至 112.0 mcd
• 分級 R：112.0 mcd 至 180.0 mcd
• 分級 S：180.0 mcd 至 280.0 mcd

黃色分級：

• 分級 N：28.0 mcd 至 45.0 mcd
• 分級 P：45.0 mcd 至 71.0 mcd
• 分級 Q：71.0 mcd 至 112.0 mcd
• 分級 R：112.0 mcd 至 180.0 mcd

設計師訂購時應指定所需嘅分級代碼，以保證應用中多個器件嘅亮度均勻性。

4. 性能曲線分析

雖然規格書中參考咗特定圖表（圖1，圖6），但以下趨勢係呢類LED嘅標準，可以從提供嘅數據推斷出嚟：

4.1 正向電流 vs. 正向電壓 (I-V曲線)

I-V關係係指數關係。指定嘅V_F@ 20mA提供一個工作點。對於相同電流，綠色LED較高嘅V_F需要比黃色LED更高嘅驅動電壓。限流電阻對於正確設定工作點同防止熱失控至關重要。

4.2 發光強度 vs. 正向電流

喺正常工作範圍內（最高至I_F），發光強度大致與正向電流成正比。喺建議嘅直流電流以上操作會增加亮度，但亦會增加功耗同結溫，可能縮短壽命同改變顏色。

4.3 溫度依賴性

降額係數（0.25-0.4 mA/°C）表明最大允許電流隨環境溫度升高而降低。此外，大多數LED嘅發光強度隨結溫升高而降低。對於AlInGaP（黃色），呢種熱淬滅效應可能比InGaN（綠色）更明顯。對於高可靠性應用，建議喺PCB上進行適當嘅熱管理。

5. 機械及封裝資料

5.1 引腳分配

器件有四個引腳（1， 2， 3， 4）。

• 綠色晶片：連接至引腳1同3。
• 黃色晶片：連接至引腳2同4。

呢種配置通常允許獨立控制每種顏色。封裝透鏡係水清色。

5.2 封裝尺寸同焊盤圖案

LED符合EIA標準SMD封裝外形。除非另有說明，所有尺寸均以毫米為單位，標準公差為±0.10mm。規格書包括器件本身嘅詳細尺寸圖同建議嘅焊盤圖案，以確保正確焊接同機械穩定性。遵循建議嘅焊盤佈局對於喺回流焊期間實現可靠焊點同正確對齊至關重要。

6. 焊接及組裝指引

6.1 回流焊溫度曲線

規格書提供兩個建議嘅紅外（IR）回流焊溫度曲線：

1. 適用於普通製程：適用於錫鉛（SnPb）焊料嘅標準曲線。
2. 適用於無鉛製程：專為較高溫度無鉛焊料合金（例如SAC305）設計嘅曲線。呢個曲線通常有更高嘅峰值溫度（符合260°C 5秒嘅額定值）。

溫度曲線包括預熱、保溫、回流同冷卻區。控制液相線以上時間同峰值溫度對於防止損壞LED封裝或內部鍵合線至關重要。

6.2 清潔

如果焊接後需要清潔，應只使用指定溶劑。規格書建議將LED浸入常溫乙醇或異丙醇中少於一分鐘。未指定嘅化學品可能損壞環氧樹脂透鏡或封裝材料。

6.3 儲存同處理

• ESD預防措施：LED對靜電放電（ESD）敏感。處理時必須包括使用接地腕帶、防靜電手套同正確接地嘅工作站。建議使用離子發生器中和靜電荷。
• 濕度敏感性：雖然未明確評級（例如MSL），但規格書建議從原始防潮包裝中取出嘅LED應喺一週內進行回流焊接。如需更長時間儲存，應將佢哋存放喺帶有乾燥劑嘅密封容器或氮氣環境中。如果未包裝儲存超過一週，建議喺組裝前以60°C烘烤24小時，以去除吸收嘅水分並防止回流焊期間出現"爆米花"現象。

7. 包裝及訂購資料

7.1 載帶及捲盤規格

產品以標準壓紋載帶供應：

• 捲盤尺寸：直徑7英寸。
• 每捲數量：4000件。
• 最小訂購量（MOQ）：剩餘數量為500件。
• 載帶寬度： 8mm.
• 載帶用頂部蓋帶密封。規格遵循ANSI/EIA 481-1-A-1994標準。

8. 應用備註及設計考慮

8.1 驅動電路設計

LED係電流驅動器件。最重要嘅設計規則係與每個LED晶片串聯使用一個限流電阻。

• 推薦電路（模型A）：每個LED（或雙色LED內嘅每個顏色晶片）都有自己專用嘅限流電阻連接到驅動電壓。通過補償不同LED之間正向電壓（V_F）嘅自然變化，確保亮度均勻。
• 不推薦（模型B）：唔建議將多個LED直接並聯共用一個電阻。V_F嘅微小差異可能導致顯著嘅電流不平衡，導致亮度不均勻，以及V_F.

最低嘅LED可能過流。電阻值（R）使用歐姆定律計算：R = (V_電源- V_F) / I_F。使用規格書中嘅最大V_F進行保守設計，以保證即使V_F較低時，I_F part.

亦唔會超過限制。

• 8.2 典型應用場景雙色狀態指示燈：
• 用於消費電子、工業控制面板同汽車儀表板，以顯示不同系統狀態（例如，開機=綠色，待機=黃色，故障=交替閃爍）。符號/圖標背光：
• 用於照明多功能按鈕或顯示器，其中顏色表示功能。裝飾照明：

用於空間有限、無法容納多個單色LED嘅緊湊設備中。

9. 技術比較及差異

呢個元件嘅關鍵區別在於將兩種化學性質不同嘅半導體材料（InGaN同AlInGaP）集成喺一個封裝內。呢種設計提供咗綠色同黃色之間清晰嘅顏色分離，而使用單一熒光粉轉換LED可能更難實現。每個晶片嘅獨立控制提供咗設計靈活性，呢係具有共陽極/陰極嘅預混合雙色LED所冇嘅。EIA封裝確保咗廣泛嘅行業焊盤兼容性。

10. 常見問題 (FAQs)

10.1 我可唔可以同時以全額定電流驅動綠色同黃色晶片？

可以，但你必須考慮總功耗。如果兩個晶片都以最大直流電流驅動（綠色 20mA @ ~3.3V = 66mW，黃色 30mA @ ~2.0V = 60mW），總功率約為126mW。呢個數值超過咗單個Pd額定值（76mW， 75mW），亦可能超過總封裝額定值。對於連續同時操作，建議降低電流，使總功耗保持喺安全限度內，特別係喺較高環境溫度下。

10.2 點解兩種顏色嘅正向電壓唔同？

正向電壓係半導體材料帶隙能量嘅基本屬性。InGaN（綠色）嘅帶隙（~2.4 eV for 525nm）比AlInGaP（黃色， ~2.1 eV for 589nm）更寬。更寬嘅帶隙需要更多能量讓電子穿過，呢種現象喺相同電流下表現為更高嘅正向電壓。

10.3 點樣解讀零件編號中嘅分級代碼？

發光強度嘅分級代碼並未嵌入基本零件編號LTST-C195TGKSKT中。特定強度分級（例如，綠色R級，黃色Q級）通常標示喺捲盤標籤或訂單文件中。你必須與供應商協商，為你嘅訂單指定並確認所需嘅分級。

11. 實用設計案例分析場景：

為一個5V USB供電設備設計一個雙狀態指示燈。綠色表示"工作中"，黃色表示"充電中"。

1. 設計步驟：選擇工作電流：_F為兩種顏色選擇I
2. = 20mA，以獲得良好亮度同壽命。
   • 計算限流電阻：_F對於綠色（使用最大V_{= 3.5V）：R}綠色
   • = (5V - 3.5V) / 0.020A = 75Ω。使用最接近嘅標準值（例如75Ω或82Ω）。_F對於黃色（使用最大V_{= 2.4V）：R}黃色
3. = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130Ω。使用130Ω或120Ω。電阻額定功率：²P = I_R。P綠色
4. = (0.02^2)*75 = 0.03W。標準1/10W（0.1W）電阻已足夠。微控制器驅動：
5. 將陰極引腳（通過電阻）連接到配置為開漏/開源嘅微控制器GPIO引腳。將引腳驅動為低電平會點亮LED。確保MCU GPIO可以吸收/提供20mA電流。PCB佈局：

遵循規格書中建議嘅焊盤尺寸。確保焊盤之間有足夠間隙。將LED遠離主要熱源。

12. 工作原理

LED中嘅光發射基於半導體p-n結中嘅電致發光。當施加正向電壓時，來自n型區域嘅電子同來自p型區域嘅空穴被注入到有源區域。當呢啲電荷載流子復合時，佢哋會以光子（光）嘅形式釋放能量。發射光嘅波長（顏色）由半導體材料嘅帶隙能量決定。InGaN材料用於較短波長（藍色、綠色），而AlInGaP材料用於較長波長（紅色、橙色、黃色）。水清環氧樹脂透鏡封裝晶片，提供機械保護，並塑造光輸出光束。

13. 技術趨勢

• 像呢款SMD LED嘅發展由小型化、更高效率同更大集成度嘅趨勢推動。未來方向可能包括：效率提升：
• 外延生長同晶片設計嘅持續改進帶來更高嘅發光效率（每電瓦輸出更多光）。顏色調節：
• 熒光粉技術同多晶片設計嘅進步實現更精確同穩定嘅色點，包括可調白光。改善熱管理：
• 新嘅封裝材料同結構可以更好地散熱，允許更高嘅驅動電流並喺高溫下保持性能。智能集成：