LTST-C155KGJRKT 雙色SMD LED 規格書 - 封裝尺寸 - 綠/紅 - 20mA - 粵語技術文件

1. 產品概覽

呢份文件詳細說明咗一款雙色表面貼裝器件（SMD）LED嘅規格。呢個元件將兩個唔同嘅AlInGaP半導體晶片集成喺單一封裝內，能夠發出綠光同紅光。呢個設計係為咗喺極細嘅空間內，需要緊湊、雙色指示或狀態顯示嘅應用而優化嘅。器件符合RoHS指令，並被歸類為環保產品。

LED以業界標準包裝供應，具體係將8mm寬嘅載帶捲喺直徑7英寸嘅卷盤上。呢種格式確保咗同現代電子製造中常用嘅高速自動貼片組裝設備兼容。封裝亦設計成能夠承受標準紅外線（IR）同氣相回流焊接製程，方便佢整合到印刷電路板（PCB）組裝中。

2. 技術參數深度客觀解讀

2.1 絕對最大額定值

絕對最大額定值定義咗器件可能受到永久損壞嘅應力極限。為咗確保可靠運作，絕對唔可以超過呢啲極限，即使係瞬間超過都唔得。

• 功耗（P_D）：每個晶片（綠同紅）75 mW。呢個參數限制咗可以喺LED晶片內轉化為熱能嘅總電功率。超過呢個值會有熱失控同半導體材料退化嘅風險。
• 峰值正向電流（I_FP）：80 mA，喺1/10佔空比、0.1ms脈衝寬度下指定。呢個額定值僅適用於脈衝操作，允許短時間嘅高亮度，例如喺閃光燈或信號應用中。
• 連續正向電流（I_F）：30 mA直流電。呢個係建議用於連續運作嘅最大穩態電流。佢係設計LED驅動電路嘅主要參數。
• 電流降額：從25°C開始，線性降額0.4 mA/°C。隨住環境溫度（T_a）升高，最大允許連續電流必須按比例降低，以防止超過結溫極限。
• 反向電壓（V_R）：5 V。施加超過呢個值嘅反向偏壓會導致LED晶片擊穿同災難性故障。
• 工作同儲存溫度：-55°C 至 +85°C。器件可以喺呢個完整嘅工業溫度範圍內儲存同運作。
• 焊接溫度耐受性：封裝可以承受260°C波峰焊或紅外線焊接5秒，或者215°C氣相焊接3分鐘，確認咗佢適合無鉛（Pb-free）組裝製程。

2.2 電氣同光學特性

呢啲參數喺標準測試條件下（T_a=25°C，I_F=20mA）測量，定義咗器件嘅典型性能。

• 發光強度（I_V）：綠光晶片嘅典型強度係35.0 mcd（毫坎德拉），而紅光晶片通常更光，典型值為45.0 mcd，兩者嘅最小值都係18.0 mcd。強度係使用經過濾波以匹配明視覺（CIE）人眼響應曲線嘅感測器測量嘅。
• 視角（2θ_1/2）：130度（典型值）。呢個寬視角定義為強度下降到軸上值一半時嘅全角，令呢款LED適合需要廣泛可見性嘅應用。
• 峰值波長（λ_P）：綠光：574 nm（典型值），紅光：639 nm（典型值）。呢個係光譜功率輸出最大時嘅波長。
• 主波長（λ_d）：綠光：571 nm（典型值），紅光：631 nm（典型值）。呢個係從CIE色度圖推導出嚟嘅，係人眼感知到嘅、定義光顏色嘅單一波長。
• 光譜帶寬（Δλ）：綠光：15 nm（典型值），紅光：20 nm（典型值）。呢個表示發射光嘅光譜純度；帶寬越窄，顏色越飽和。
• 正向電壓（V_F）：喺20mA下，兩種顏色嘅典型值為2.0 V，最大值為2.4 V。呢個係設計限流電路嘅關鍵參數。
• 反向電流（I_R）：喺V_R=5V時，最大值為10 µA，表明二極體特性良好，漏電流極小。
• 電容（C）：喺0V偏壓同1 MHz下，典型值為40 pF。呢個低電容對高頻開關或多路復用應用有益。

3. 分級系統說明

LED會根據性能分級，以確保同一生產批次內嘅一致性。咁樣設計師就可以選擇符合特定強度或顏色要求嘅部件。

3.1 發光強度分級

綠光同紅光晶片喺20mA下嘅發光強度分級方式相同。分級代碼（M、N、P、Q）代表最小同最大強度嘅遞增範圍。例如，'M'級涵蓋18.0至28.0 mcd，而'Q'級涵蓋71.0至112.0 mcd。每個分級內有±15%嘅公差，以考慮測量同生產變化。

3.2 主波長分級（僅限綠光）

綠光LED會根據主波長進一步分級，以控制顏色一致性。定義咗三個分級：'C'（567.5-570.5 nm）、'D'（570.5-573.5 nm）同'E'（573.5-576.5 nm）。每個分級保持±1 nm嘅嚴格公差，確保同一分級內嘅器件具有統一嘅綠色調。

4. 性能曲線分析

雖然規格書中引用咗特定嘅圖形曲線（例如圖1、圖6），但對佢哋嘅典型解讀對設計至關重要。

• I-V曲線：正向電壓（V_F）同正向電流（I_F）呈現對數關係。V_F嘅微小增加會導致I_F嘅大幅增加，呢個就係點解恆流驅動對穩定光輸出至關重要。
• 發光強度 vs. 電流：喺正常工作範圍內（直至額定連續電流），強度大致同正向電流成正比。然而，喺極高電流下，由於熱量增加，效率可能會下降。
• 溫度特性：發光強度通常隨住結溫升高而降低。正向電壓亦具有負溫度係數，即係話V_F會隨住溫度升高而輕微下降。應用0.4 mA/°C嘅降額因數嚟管理熱效應。
• 光譜分佈：AlInGaP LED嘅發射光譜相對較窄，呈高斯形狀，以峰值波長為中心。主波長係根據呢個光譜同CIE配色函數計算出嚟嘅。

5. 機械同包裝資訊

5.1 器件同引腳分配

LED採用透明透鏡。內部雙色晶片有特定嘅引腳分配：引腳1同3分配畀綠色AlInGaP晶片，而引腳2同4分配畀紅色AlInGaP晶片。呢種配置允許獨立控制每種顏色。

5.2 封裝同帶/卷盤尺寸

器件符合EIA標準封裝外形。所有尺寸均以毫米為單位提供，標準公差為±0.10 mm，除非另有說明。元件包裝喺8mm寬嘅凸面載帶上，然後捲喺直徑7英寸（約178 mm）嘅卷盤上。包含器件外形、建議PCB焊盤圖案同帶/卷盤尺寸嘅詳細機械圖紙，以指導PCB設計同組裝設置。

6. 焊接同組裝指引

6.1 推薦回流焊曲線

提供咗兩條建議嘅紅外線（IR）回流焊曲線：一條用於標準（錫鉛）焊接製程，一條用於無鉛（Pb-free）焊接製程。無鉛曲線專門為使用SnAgCu（錫銀銅）焊膏而校準。關鍵參數包括受控嘅升溫速率、定義嘅液相線以上時間、峰值溫度（通常最高240-260°C）同受控嘅冷卻速率，以最小化元件上嘅熱應力。

6.2 儲存同處理

LED應儲存喺溫度唔超過30°C、相對濕度唔超過70%嘅環境中。從原裝防潮包裝中取出嘅元件應喺一週內進行回流焊接。如果喺原包裝外儲存更長時間，必須將佢哋放喺有乾燥劑嘅密封容器或氮氣環境中。如果儲存超過一週，建議喺焊接前以約60°C烘烤至少24小時，以去除吸收嘅水分，防止回流焊期間出現"爆米花"現象。

6.3 清潔

如果焊接後需要清潔，只應使用指定嘅酒精類溶劑，例如乙醇或異丙醇。LED應喺常溫下浸泡少於一分鐘。使用未指定或強力嘅化學清潔劑可能會損壞塑膠透鏡同封裝材料。

7. 包裝同訂購資訊

標準包裝係每個7英寸卷盤3000件。剩餘數量嘅最低訂購量為500件。帶同卷盤系統符合ANSI/EIA-481-1-A規範。關鍵帶規格包括：空嘅元件袋用蓋帶密封，根據標準，每個卷盤最多允許連續缺失兩個元件（"缺失燈"）。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

呢款雙色LED非常適合空間有限、需要傳達多種狀態嘅狀態同指示應用。例子包括：消費電子產品上嘅電源/狀態指示燈（例如充電/待機）、工業控制面板上嘅雙色信號燈、網絡設備上嘅狀態顯示，以及需要兩種顏色嘅薄膜開關或圖標背光。

8.2 設計考量同驅動方法

關鍵：LED係電流驅動器件。為確保亮度均勻，特別係當多個LED並聯時，必須為每個LED或每個顏色通道使用一個串聯限流電阻。推薦電路（電路A）顯示一個電阻同LED串聯。避免將多個LED直接並聯而無獨立電阻（電路B），因為佢哋正向電壓（V_F）特性嘅微小差異會導致電流分配同亮度出現顯著差異。

驅動電流應根據所需亮度同絕對最大額定值設定，並考慮到環境溫度升高時任何必要嘅降額。

8.3 靜電放電（ESD）保護

LED對靜電放電敏感。為防止處理同組裝期間嘅ESD損壞：

• 人員應佩戴接地腕帶或防靜電手套。
• 所有設備、工作台同儲物架必須妥善接地。
• 可以使用離子發生器嚟中和可能積聚喺塑膠透鏡上嘅靜電荷。

9. 技術比較同區分

呢個元件嘅主要區分特點係將兩個高性能AlInGaP晶片（綠同紅）集成喺一個緊湊嘅SMD封裝中。相比舊技術如GaAsP，AlInGaP技術為紅色同琥珀色提供更高效率同更好嘅溫度穩定性。130度寬視角同每種顏色獨立引腳控制嘅結合，提供咗單色LED或具有共陽極/陰極嘅預混合雙色LED所冇嘅設計靈活性。佢同自動化組裝同無鉛回流製程嘅兼容性，令佢成為一個現代、可製造嘅解決方案。

10. 常見問題（基於技術參數）

問：我可以同時以各自嘅全額30mA驅動綠光同紅光LED嗎？

答：唔可以。每個晶片嘅總功耗絕對最大額定值係75 mW。以30mA驅動兩個晶片，典型V_F為2.0V時，每個晶片功耗為60 mW（P=I*V），喺限額內。然而，如果V_F處於最大值2.4V，功耗就變成72 mW，非常接近極限。為咗可靠嘅長期運作，特別係喺較高環境溫度下，建議喺連續驅動兩種顏色時降低電流額定值。

問：峰值波長同主波長有咩區別？

答：峰值波長（λ_P）係LED發射最多光功率嘅物理波長。主波長（λ_d）係一個基於人眼如何感知該光譜顏色而計算出嚟嘅值。對於單色光源，佢哋係相同嘅。對於具有一定光譜寬度嘅LED，λ_d係指睇起嚟具有相同顏色嘅單一波長。λ_d對於顯示應用中嘅顏色規格更相關。

問：我點樣選擇正確嘅限流電阻值？

答：使用歐姆定律：R = (V_電源- V_{F_LED}) / I_{F_目標}。使用規格書中嘅最大V_F（2.4V）進行保守設計，確保即使部件之間存在差異，電流亦永遠唔會超過目標值。例如，使用5V電源同目標I_F20mA：R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130歐姆。可以使用最接近嘅標準值（例如120或150歐姆），然後重新計算實際電流。

11. 實用設計同使用案例

案例：便攜式設備嘅雙狀態指示燈

一位設計師正在創建一個緊湊嘅手持儀表。需要一個指示燈嚟顯示三種狀態：關閉、測量中（綠光）同錯誤/低電量（紅光）。相比使用兩個獨立嘅LED，使用LTST-C155KGJRKT節省咗電路板空間。

實施：微控制器（MCU）有兩個配置為開漏輸出嘅GPIO引腳。每個引腳通過一個限流電阻（如上計算）連接到一種顏色嘅陰極。兩種LED顏色嘅陽極都連接到系統嘅3.3V電源軌。要啟動綠光，MCU將綠色GPIO引腳驅動為低電平。要啟動紅光，佢將紅色GPIO引腳驅動為低電平。要關閉LED，兩個GPIO引腳都設置為高阻抗狀態。呢個電路以最少嘅元件提供獨立控制。

考量：設計師必須確保MCU嘅GPIO引腳能夠吸收所需嘅LED電流（例如20mA）。如果唔得，可以添加一個簡單嘅晶體管開關。寬視角確保喺手持設備時，指示燈可以從各個角度都睇到。

12. 原理介紹

發光二極體（LED）係通過電致發光發光嘅半導體器件。當正向電壓施加喺p-n結兩端時，來自n型區域嘅電子同來自p型區域嘅電洞復合，以光子形式釋放能量。發射光嘅波長（顏色）由半導體材料嘅能帶隙決定。呢個器件嘅兩個晶片都使用AlInGaP（磷化鋁銦鎵），呢種材料系統以喺紅色、橙色、琥珀色同綠色光譜區域具有高效率而聞名。"透明"透鏡係非擴散嘅，允許晶片固有嘅高度定向光圖案發射，從而產生指定嘅寬視角。

13. 發展趨勢

指示LED嘅趨勢繼續朝向更高效率（每單位電功率更多光輸出）、更細封裝尺寸以適應更密集嘅PCB佈局，以及通過更嚴格嘅分級提高顏色一致性。將多個晶片（RGB、雙色）集成到單一封裝中嘅趨勢亦日益增長，以實現緊湊外形尺寸下嘅多色同混色能力。此外，兼容日益嚴格嘅環境法規（RoHS、REACH）同高溫無鉛組裝製程仍然係基本要求。新半導體材料同螢光粉嘅發展繼續擴展LED喺整個可見光譜範圍內嘅色域同效率。