LTST-C195KFKGKT 雙色SMD LED 規格書 - 橙燈 & 綠燈 - 20mA - 粵語技術文件

1. 產品概覽

呢份文件提供咗一款雙色表面貼裝LED元件嘅完整技術規格。呢個器件將兩個唔同嘅發光芯片集成喺一個行業標準封裝內，能夠產生橙色同綠色光。佢嘅設計兼容自動化組裝流程同現代焊接技術，適合用於消費電子產品、指示燈同背光嘅大批量生產應用。

1.1 主要特點同產品定位

呢個元件嘅主要特點包括符合環保法規、採用高亮度AlInGaP半導體技術實現高效光輸出，以及針對帶裝及捲盤自動貼裝優化嘅封裝。其設計兼容紅外線 (IR) 同氣相回流焊接工藝，呢啲係表面貼裝技術 (SMT) 組裝線嘅標準。單一封裝內嘅雙色功能，相比使用兩個獨立嘅單色LED，可以節省電路板空間並簡化設計。

2. 技術參數：深入客觀解讀

以下部分對規格書中定義嘅器件電氣、光學同熱特性進行詳細分析。

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呢啲極限嘅操作唔保證可靠，電路設計中應避免。

• 功耗 (Pd)：每粒芯片 (橙燈同綠燈) 75 mW。呢個係LED喺環境溫度 (Ta) 25°C時可以作為熱量散發嘅最大功率。超過呢個值有熱失控同失效嘅風險。
• 峰值正向電流 (I_FP)：80 mA。呢個係最大允許嘅瞬時正向電流，通常喺脈衝條件下 (1/10 佔空比，0.1ms 脈衝寬度) 指定，以防止結溫過度升高。
• 連續正向電流 (I_F)：30 mA DC。呢個係正常情況下連續操作嘅最大建議電流。
• 電流降額：從25°C開始，每升高1°C線性降低0.4 mA。當環境溫度高於25°C時，必須按此係數降低最大允許連續正向電流，以將結溫保持喺安全範圍內。
• 反向電壓 (V_R)：5 V。施加超過呢個值嘅反向偏壓會導致擊穿並損壞LED結。
• 工作及儲存溫度：分別係-30°C至+85°C同-40°C至+85°C。呢啲定義咗可靠操作同非操作儲存嘅環境極限。
• 焊接溫度極限：器件可以承受260°C波峰焊或紅外線焊接5秒，以及215°C氣相焊接3分鐘。呢啲參數對於定義PCB組裝期間嘅回流焊曲線至關重要。

2.2 電氣及光學特性

除非另有說明，否則呢啲參數喺標準測試條件 Ta=25°C 同 I_F=20mA 下測量。佢哋定義咗器件嘅典型性能。

• 發光強度 (I_V)：
  • 橙燈芯片：最小值 45.0 mcd，典型值未指定，最大值 280.0 mcd。
  • 綠燈芯片：最小值 18.0 mcd，典型值未指定，最大值 71.0 mcd。

  最小值同最大值之間嘅寬範圍表明器件有唔同嘅光強分級 (見第3節)。喺相同驅動電流下，橙燈芯片明顯比綠燈芯片更光。

• 視角 (2θ_1/2)：兩種顏色均為130度 (典型值)。呢個寬視角表明係擴散透鏡類型，適合需要寬廣照明而非聚焦光束嘅應用。
• 波長：
  • 橙燈：峰值波長 (λ_P) ~611 nm，主波長 (λ_d) ~605 nm。
  • 綠燈：峰值波長 (λ_P) ~574 nm，主波長 (λ_d) ~571 nm。

  主波長係人眼感知嘅顏色，由CIE色度圖計算得出。

• 譜線半寬 (Δλ)：橙燈約17 nm，綠燈約15 nm。呢個表示發射光嘅光譜純度或帶寬。
• 正向電壓 (V_F)：兩種顏色喺20mA下，典型值2.0V，最大值2.4V。呢個低正向電壓係AlInGaP技術嘅特徵，對於計算串聯電阻值同功耗好重要。
• 反向電流 (I_R)：喺 V_R=5V 時，最大值 10 µA。呢個係LED反向偏置時嘅漏電流。
• 電容 (C)：喺0V，1MHz下，典型值 40 pF。呢個參數喺高頻開關應用中可能相關。

3. 分級系統說明

LED嘅發光強度被分級，以確保同一生產批次內嘅一致性。分級代碼定義咗特定嘅光強範圍。

3.1 橙燈LED 光強分級

光強喺 I_F=20mA 下測量。每個分級嘅公差為 +/-15%。

• 分級 P：45.0 - 71.0 mcd
• 分級 Q：71.0 - 112.0 mcd
• 分級 R：112.0 - 180.0 mcd
• 分級 S：180.0 - 280.0 mcd

3.2 綠燈LED 光強分級

光強喺 I_F=20mA 下測量。每個分級嘅公差為 +/-15%。

• 分級 M：18.0 - 28.0 mcd
• 分級 N：28.0 - 45.0 mcd
• 分級 P：45.0 - 71.0 mcd

設計師落單時應指定所需嘅分級代碼，以確保應用中達到期望嘅亮度水平。

4. 性能曲線分析

規格書參考咗典型特性曲線，呢啲曲線對於理解器件喺唔同條件下嘅行為至關重要。雖然具體圖表冇喺度複製，但會分析佢哋嘅含義。

4.1 電流對電壓 (I-V) 曲線

LED嘅I-V曲線係指數型嘅。喺20mA下典型V_F為2.0V，提供咗一個關鍵操作點。曲線顯示，電壓稍微超過拐點就會導致電流大幅且可能具破壞性嘅增加。呢點強調咗限流方法 (例如串聯電阻或恆流驅動器) 嘅必要性。

4.2 發光強度對正向電流

呢條曲線喺一定範圍內通常係線性嘅。發光強度大致同正向電流成正比。以最大連續電流 (30mA) 驅動LED會比標準測試條件20mA產生更高亮度，但必須評估熱管理同壽命考慮因素。

4.3 溫度依賴性

LED性能對溫度敏感。正向電壓 (V_F) 通常隨結溫升高而降低。更重要嘅係，發光強度會隨溫度升高而下降。電流降額規格 (0.4 mA/°C) 係管理呢種熱效應同保持可靠性嘅直接設計限制。

5. 機械及封裝資料

器件符合EIA標準表面貼裝封裝佔位面積。

5.1 引腳分配

雙色LED有四個引腳 (1, 2, 3, 4)。根據規格書：

• 引腳1同3分配畀橙燈LED芯片。
• 引腳2同4分配畀綠燈LED芯片。

呢種配置通常意味著內部係共陰極或共陽極排列，必須從封裝外形圖中確認以進行正確嘅電路連接。

5.2 封裝尺寸同帶裝及捲盤

器件以8mm帶裝形式供應，裝喺7英寸直徑嘅捲盤上，兼容自動貼片機。帶裝及捲盤規格遵循ANSI/EIA 481-1-A-1994標準。關鍵包裝細節包括：

• 每7英寸捲盤4000件。
• 剩餘零件嘅最小包裝數量為500件。
• 帶裝中最多允許連續缺失兩個元件 ("燈")。

提供建議嘅焊接焊盤尺寸，以確保回流焊期間可靠嘅焊點同正確對齊。

6. 焊接及組裝指引

6.1 建議回流焊曲線

建議兩種焊接曲線：

1. 標準紅外線回流焊曲線：適用於傳統錫鉛焊接工藝。
2. 無鉛 (Pb-Free) 紅外線回流焊曲線：必須與Sn-Ag-Cu (SAC) 焊膏一齊使用。呢個曲線通常具有更高嘅峰值溫度 (例如260°C)，但要嚴格控制喺液相線以上嘅時間，以防止對LED嘅塑料透鏡同內部結構造成熱損壞。

絕對最大條件係紅外線/波峰焊260°C持續5秒，氣相焊215°C持續3分鐘。

6.2 儲存同處理注意事項

• 儲存：建議唔好超過30°C同70%相對濕度。從原裝防潮袋中取出嘅LED應喺一星期內進行回流焊接。對於更長時間嘅儲存，應將佢哋存放喺乾燥、密封嘅環境中 (例如使用乾燥劑或氮氣)，並喺使用前喺約60°C下烘烤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。
• 清潔：只應使用指定嘅清潔劑。建議使用常溫下嘅異丙醇或乙醇，時間少於一分鐘。未指定嘅化學品可能會損壞LED封裝或透鏡。
• 靜電放電 (ESD) 保護：LED對靜電放電敏感。處理期間必須採取適當嘅ESD控制措施：使用接地腕帶、防靜電墊、離子發生器中和透鏡上嘅靜電，並確保所有設備正確接地。

7. 應用建議

7.1 典型應用場景

呢款雙色LED適用於各種指示燈同狀態顯示應用，包括但不限於：

• 消費電子產品上嘅電源/狀態指示燈 (例如路由器、充電器、電器)。
• 雙色狀態燈 (例如綠色表示 "開機/正常"，橙色表示 "待機/警告")。
• 小型圖標或按鈕嘅背光。
• 汽車內飾指示燈 (需經過適當認證)。
• 工業設備狀態面板。

7.2 電路設計考慮因素

驅動方法：LED係電流驅動器件。為確保亮度均勻，特別係當多個LED並聯連接時，必須喺每個LED串聯一個限流電阻 (電路模型A)。唔建議依賴自然I-V特性喺無獨立電阻嘅並聯配置中平衡電流 (電路模型B)，因為LED之間V_F嘅微小差異會導致電流同亮度嘅顯著差異。

串聯電阻值 (R_s) 可以使用歐姆定律計算：R_s= (V_電源- V_F) / I_F。使用規格書中嘅最大V_F值 (2.4V) 以確保所有條件下都有足夠電流。

7.3 熱管理

雖然功耗較低 (每粒芯片75mW)，但適當嘅PCB佈局有助於熱性能。確保有足夠嘅銅面積連接到LED嘅散熱焊盤 (如有) 或圍繞焊接焊盤，以充當散熱器，特別係喺接近最大額定值或高環境溫度下操作時。

8. 技術比較及差異化

呢個元件嘅關鍵差異化因素係其單個SMD封裝內嘅雙色功能以及為橙色發射器使用AlInGaP技術。

• 對比單色LED：相比安裝兩個獨立嘅LED，可以節省PCB空間、減少零件數量並簡化組裝。
• AlInGaP對比其他技術：AlInGaP (磷化鋁銦鎵) 以喺紅、橙、黃波長區域嘅高效率同穩定性而聞名，通常比GaAsP等舊技術提供更高亮度同更好嘅溫度性能。
• 寬視角 (130°)：提供擴散光模式，適合廣域指示，與用於聚焦照明嘅窄角LED相反。

9. 常見問題 (基於技術參數)

9.1 我可唔可以直接用5V或3.3V微控制器引腳驅動呢個LED？

唔可以，唔可以直接驅動。LED需要電流控制。將佢直接連接到電壓源 (如MCU引腳，通常有限流但唔係為驅動LED而設計) 可能會損壞LED同微控制器輸出。務必使用串聯限流電阻或專用LED驅動電路。

9.2 峰值波長同主波長有咩分別？

峰值波長 (λ_P)) 係光譜功率分佈達到最大值時嘅波長。主波長 (λ_d)) 係單色光嘅波長，佢會匹配LED嘅感知顏色，由CIE色度坐標計算得出。λ_d對於以人為本嘅應用中嘅顏色規格更相關。

9.3 點解需要電流降額？

隨著環境溫度升高，對於給定嘅工作電流，LED結溫會上升。更高嘅結溫會加速退化機制，縮短LED壽命並可能導致災難性故障。降低電流可以減少功耗，從而降低結溫，確保長期可靠性。

10. 實用設計案例分析

場景：為一個由5V電源軌供電嘅設備設計一個雙色狀態指示燈。指示燈應顯示綠色表示 "正常操作"，橙色表示 "充電/警告"。

設計步驟：

1. 電路拓撲：使用兩個微控制器GPIO引腳。每個引腳通過一個獨立嘅限流電阻驅動LED嘅一種顏色。根據封裝圖正確配置內部連接 (共陽極/共陰極)。
2. 電阻計算 (用於20mA驅動)：
   • 假設 V_F(最大值) = 2.4V，V_電源= 5V，I_F= 20mA。
   • R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 歐姆。
   • 選擇最接近嘅標準值 (例如130Ω或120Ω)。120Ω電阻會產生略高嘅電流 (~21.7mA)，呢個係可以接受嘅，因為佢低於30mA最大值。
3. PCB佈局：將LED同其串聯電阻放喺一齊。喺LED焊盤周圍提供適量嘅鋪銅用於散熱。遵循規格書中建議嘅焊接焊盤佈局。
4. 軟件：實現邏輯以喺正常狀態時開啟綠色GPIO，警告狀態時開啟橙色GPIO。確保佢哋唔會同時開啟，除非需要混合顏色，同時要考慮封裝嘅驅動電流限制。

11. 工作原理簡介

發光二極管 (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，電子同空穴被注入到有源區，喺度佢哋重新結合。呢個重新結合過程中釋放嘅能量以光子 (光) 形式發射出來。光嘅特定波長 (顏色) 由有源區中使用嘅半導體材料嘅帶隙能量決定。喺呢個器件中，橙光由AlInGaP芯片產生，綠光由另一個芯片產生 (可能基於InGaN技術，雖然呢度冇明確說明綠色部分)。兩個芯片一齊封裝喺一個環氧樹脂封裝內，帶有擴散透鏡，將光輸出塑造成寬視角。

12. 技術趨勢

LED技術領域持續發展，有幾個與呢類元件相關嘅明顯趨勢：

• 效率提升：持續嘅材料科學同芯片設計改進帶來更高嘅發光效率 (每瓦電輸入產生更多光輸出)，允許更光嘅指示燈或更低嘅功耗。
• 微型化：對更細小電子設備嘅推動，要求LED封裝佔位面積越來越細，同時保持或改善光學性能。
• 增強可靠性及壽命：封裝材料、芯片貼裝方法同熒光粉技術 (用於白光LED) 嘅改進，繼續延長操作壽命同惡劣條件下嘅穩定性。
• 集成化：除咗多色之外，仲有將控制電子器件 (如恆流驅動器或PWM控制器) 直接與LED芯片集成或喺封裝內集成嘅趨勢，創造出簡化系統設計嘅 "智能LED" 模組。
• 環保合規：轉向無鉛 (Pb-Free) 焊接同無鹵材料現已成為標準，正如呢份規格書中提供嘅獨立焊接曲線所反映嘅一樣。