雙色SMD LED LTST-C295TBKGKT-5A 數據手冊 - 尺寸 2.0x1.25x0.55mm - 電壓 2.7V/1.75V - 功率 0.076W/0.075W - 藍色/綠色

1. 產品概覽

本文件詳細說明一款雙色表面貼裝器件（SMD）LED嘅規格。該元件將兩個獨立嘅LED晶片集成於一個超薄封裝內，能夠喺單一佔位面積下發出藍光同綠光。其設計適用於現代電子組裝製程，兼容自動貼裝設備，並適用於無鉛製程嘅紅外線（IR）回流焊接溫度曲線。本產品符合環保標準，係一款符合ROHS要求嘅綠色產品。

1.1 核心優勢

• Space-Saving Design: 僅0.55毫米嘅超薄外形，可以整合到細巧同低矮嘅電子裝置入面。
• 雙色功能： 結合藍色（InGaN）同綠色（AlInGaP）光源，為狀態指示燈、背光同裝飾照明提供設計彈性。
• 高亮度輸出： 採用先進的InGaN及AlInGaP半導體材料，實現高發光強度。
• 便於製造： 以8毫米帶狀包裝於7吋捲盤上，符合EIA標準，適合高產量、自動化PCB裝配線使用。
• 製程兼容性： 可承受標準紅外回流焊接條件，確保在標準SMT製造流程中的可靠性。

2. 深入技術參數分析

以下部分詳細闡述該裝置嘅電氣、光學同熱特性。除非另有說明，所有參數均以環境溫度 (Ta) 25°C 為準。

2.1 絕對最大額定值

這些額定值定義了可能導致器件永久損壞的極限。在此等條件下或超出此等條件運作，並不予以保證。

Parameter	Blue Chip	綠籌	單位	條件
功耗	76	75	mW	-
峰值正向電流	100	80	mA	1/10 工作週期，0.1ms 脈衝
直流正向電流	20	30	mA	連續
Operating Temperature	-20°C 至 +80°C		-	-
儲存溫度	-30°C 至 +100°C		-	-
IR Soldering Condition	260°C for 10 seconds		-	峰值温度

解读： 绿色芯片可以承受更高的连续直流电流（30mA对比20mA），而蓝色芯片则允许更高的脉冲电流。指定的IR回流焊温度曲线对于确保焊点完整性而不损坏LED封装至关重要。

2.2 Electrical & Optical Characteristics

此為器件在標準測試條件（IF = 5 mA）下定義其性能的典型工作參數。

Parameter	Symbol	藍籌晶片 (最小/典型/最大)	綠籌晶片 (最小/典型/最大)	單位	測試條件
發光強度	Iv	7.10 / - / 45.0	7.10 / - / 45.0	mcd	IF = 5 mA
視角	2θ1/2	130 (典型值)		deg	-
峰值波長	λP	468 (典型值)	574 (典型)	nm	-
Dominant Wavelength	λd	- / 470 / -	- / 571 / -	nm	IF = 5 mA
光譜半寬度	Δλ	25 (典型值)	15 (典型值)	nm	-
Forward Voltage	VF	- / 2.70 / 3.20	- / 1.75 / 2.35	V	IF = 5 mA
Reverse Current	IR	10 (最大值)	10 (最大值)	μA	VR = 5V

關鍵分析：

• Brightness & Binning: 發光強度範圍廣泛（7.1至45 mcd），此特性透過分檔系統管理（詳見第3節）。設計師必須在光學設計中考慮此差異。
• 電壓差： 正向電壓（V_F）在藍色晶片（約2.7V）與綠色晶片（約1.75V）之間存在顯著差異。此為電路設計的關鍵考量，尤其當從共同電流源或電壓軌驅動兩種顏色時。通常需要為每個顏色通道配置獨立的限流電阻。
• 視角： 130度廣闊視角令此LED適合需要寬廣可視範圍嘅應用。
• ESD敏感度： 有關靜電放電（ESD）嘅注意事項表明，該裝置對靜電放電非常敏感。在組裝同處理過程中，必須嚴格遵守正確嘅ESD處理程序（例如佩戴防靜電手帶、使用接地設備）。
• 非整流操作： 反向電流測試註明明確指出，該裝置並非為反向操作而設計。施加超過測試條件嘅反向偏壓可能導致即時故障。

3. 分級系統說明

為確保亮度一致性，LED會根據其在5 mA電流下測得嘅發光強度進行分檔。咁樣設計師就可以揀選適合其應用嘅亮度等級。

3.1 發光強度分級

藍色同綠色晶片嘅分檔結構係一樣嘅。

Bin Code	Minimum Intensity (mcd)	最高強度 (mcd)
K	7.10	11.2
L	11.2	18.0
M	18.0	28.0
N	28.0	45.0

公差： 每個光強度級別都有 +/-15% 嘅公差。例如，一個屬於「M」級別嘅LED，喺測試電流下，其實際光強度可能介乎15.3 mcd至32.2 mcd之間。

設計影響： 當需要精確匹配亮度時（例如喺多LED陣列或混色應用中），可能需要指定更嚴格嘅級別代碼，或者喺驅動電路中實施校準。

4. 性能曲線分析

雖然數據表中參考了具體的圖形數據（第6-7頁），但典型性能趨勢可從參數中推斷：

• I-V（電流-電壓）曲線： 正向電壓（V_F) 會隨正向電流 (I_F) 增加。該關係呈非線性，為二極體之特性。藍色與綠色晶片的不同 V_F 值意味著它們的 I-V 曲線會彼此偏移。
• 發光強度與電流關係： 光輸出（Iv）通常會隨正向電流增加而提升，但最終會達到飽和。若操作電流超過絕對最大直流值，將降低效率並縮短使用壽命。
• 溫度依賴性： 發光強度通常隨接面溫度上升而下降。工作溫度範圍-20°C至+80°C定義了可維持指定光學性能的環境條件。正向電壓亦具有負溫度係數（隨溫度上升而下降）。
• Spectral Distribution： 峰值波長（468nm藍光、574nm綠光）同光譜半高寬（藍光25nm、綠光15nm）決定咗顏色純度。綠光芯片嘅半高寬較窄，相比起半高寬較闊嘅藍光，能夠發出光譜更純嘅綠光。

5. Mechanical & Package Information

5.1 封裝尺寸

此元件採用業界標準SMD封裝。主要尺寸包括本體大小約為2.0mm x 1.25mm，高度僅為0.55mm。數據表中提供了公差為±0.10mm的詳細尺寸圖，以便準確設計PCB焊盤佈局。

5.2 Pin Assignment & Polarity

雙色LED有四隻腳（1、2、3、4）。腳位分配如下：

• Blue Chip： 連接至第1及第3腳。
• Green Chip： 連接至第2及第4腳。

此配置通常表示內部採用共陰極或共陽極結構，但數據手冊已註明每種顏色的腳位配對。連接驅動電路時必須注意極性。封裝上標有方向標記（可能於第1腳位置有圓點或切角）。

5.3 建議焊盤設計

建議嘅焊盤佈局已包含在內，以確保回流焊接期間嘅可靠焊接同正確機械對位。遵循呢啲建議有助防止墓碑效應（元件一端翹起），並確保良好嘅焊錫圓角。

6. Soldering & Assembly Guidelines

6.1 紅外回流焊接溫度曲線

本文為無鉛焊接製程提供詳細的建議迴流溫度曲線。關鍵參數包括：

• 預熱： 在150-200°C下最多120秒，以逐步加熱電路板並活化助焊劑。
• 峰值溫度： 最高260°C。
• 液相線以上時間： 該元件暴露於峰值溫度的時間最多不應超過10秒。
• 限制： 在此等條件下，裝置不應進行超過兩次回流焊接循環。

此溫度曲線基於JEDEC標準，以確保封裝完整性。LED的熱容量較低，需要仔細調整溫度曲線以避免過熱。

6.2 手動焊接

如必須進行人手焊接，應極度小心操作：

• 烙鐵溫度： 最高300°C。
• 焊接時間： 每個焊點最多3秒。
• 限制： 只允許進行一次手動焊接循環。

過度受熱或長時間接觸可能會損壞LED晶片或塑膠透鏡。

6.3 清潔

如需進行焊後清潔：

• 僅可使用指定溶劑：ethyl alcohol或isopropyl alcohol。
• 在正常室溫下，浸泡時間應少於一分鐘。
• 避免使用強效或未指定的化學清潔劑，以免損壞LED封裝物料及光學鏡片。

6.4 儲存條件

適當的儲存對於防止吸濕至關重要，吸濕可能導致回流焊時出現「爆米花」現象（封裝開裂）。

• Sealed Package: 存放於≤30°C及≤90%相對濕度環境。打開防潮袋後，請於一年內使用。
• 已開封包裝： 存放於≤30°C及≤60%相對濕度環境。請於一週內使用。如需更長時間儲存，請置於放有乾燥劑的密封容器或氮氣乾燥器中。
• 重新烘烤： 若元件存放於原包裝外超過一星期，焊接前應以約60°C烘烤至少20小時以去除吸收之濕氣。

7. Packaging & Ordering Information

7.1 帶裝及捲盤規格

本器件以供自動貼片機優化的包裝形式提供：

• 載帶寬度： 8mm.
• 捲盤尺寸： 直徑7英寸。
• 每捲數量： 4000件。
• 最低訂購量： 剩餘數量為500件。
• 包裝標準： 符合ANSI/EIA-481規格。空置載帶槽位以封蓋膠帶密封。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

• 狀態指示燈： 雙色功能可顯示多種狀態信號（例如：開機=綠色，待機=藍色，故障=交替閃爍）。
• 背光： 適用於空間有限嘅小型LCD顯示屏、鍵盤或面板指示燈。
• 裝飾照明： 用於需要彩色燈光效果嘅消費電子產品、玩具或電器。
• 汽車內飾照明： 對於非關鍵性內部照明，考慮到其工作溫度範圍。
• IoT Devices & Wearables: 纖薄外形同低功耗令佢好適合用喺緊湊、便攜嘅電子產品。

8.2 關鍵設計考量

• Current Limiting: 必須為每粒LED晶片串聯外置限流電阻。根據供電電壓、所需正向電流（不得超過直流額定值）及典型Vf值計算電阻數值。_F 切勿將LED直接連接至電壓源。
• 散熱管理： 儘管功耗較低，仍需確保PCB銅箔面積充足或設有散熱設計，特別是在接近最大電流或高環境溫度下工作時，以防過熱及亮度提前衰減。
• ESD保護： 若組裝環境或終端使用場景存在ESD風險，請在連接LED引腳的PCB線路上加裝ESD保護二極管。
• 光學設計： 在導光板、擴散片或透鏡的設計中，須考慮寬視角及潛在的亮度差異（分檔）。

9. Technical Comparison & Differentiation

相比單色LED或舊式雙色封裝，此器件具備明顯優勢：

• 對比兩顆獨立LED： 節省大量PCB空間（一個佔位 vs 兩個）、縮短貼裝時間，並簡化物料清單。
• vs. 較厚嘅雙色LED： 0.55毫米嘅高度適用於超薄裝置，例如現代智能手機、平板電腦同纖薄筆記本電腦，當中Z軸高度係關鍵限制。
• 對比非回流焊接兼容LED： 直接兼容標準SMT回流焊接工序，無需二次人手焊接步驟，從而提升生產良品率及可靠性。
• Chip Technology： 使用InGaN製造藍光以及AlInGaP製造綠光，代表咗先進嘅半導體材料，同舊技術相比，以高效率和亮度見稱。

10. 常見問題 (FAQs)

10.1 我可以同時以最大直流電流驅動藍色和綠色LED嗎？

唔係。絕對最大額定值係指定每粒芯片嘅功耗上限（藍色為76mW，綠色為75mW）。同時以最大直流電流（藍色20mA，綠色30mA）同典型V_F 驅動兩者，會分別產生大約54mW同52.5mW嘅功耗，呢啲數值喺上限之內。不過，必須考慮到微型封裝內產生嘅總熱量。為確保長期可靠運作，建議以低於最大額定值嘅電流驅動，尤其係當兩者持續亮着嘅時候。

10.2 點解正向電壓會相差咁大？

正向電壓係半導體材料帶隙嘅基本特性。藍光嘅光子能量較高（波長較短），需要帶隙較寬嘅半導體（InGaN），呢種材料本身就有較高嘅正向電壓。綠光（AlInGaP）嘅光子能量稍低，對應較窄嘅帶隙，因此正向電壓較低。呢個係物理特性，並非缺陷。

10.3 訂購時應該點樣解讀bin code？

分檔代碼（例如"K"、"L"、"M"、"N"）定義咗LED嘅保證最低亮度。若設計要求最低亮度為18 mcd，應指定分檔代碼"M"或更高（"N"）。若亮度要求唔關鍵，選用較低分檔代碼（"K"或"L"）可能更具成本效益。請向供應商查詢可供選擇嘅分檔代碼。

10.4 這款LED是否適合戶外使用？

其工作溫度範圍（-20°C至+80°C）涵蓋咗好多戶外環境。不過，數據手冊並無標明防塵防水嘅Ingress Protection (IP)等級。如果要喺戶外使用，呢款LED需要妥善封裝或者安裝喺密封組件內，以保護佢免受直接環境暴露、濕氣同紫外線輻射影響，因為紫外線會隨時間令塑膠鏡頭老化。

11. 實用設計案例分析

場景： 設計一個配備雙色狀態指示燈的緊湊型IoT感測器節點。該裝置由一個3.3V穩壓器供電，並使用一個GPIO引腳能夠提供20mA電流的微控制器。

實施：

1. 電路設計： 使用兩個GPIO引腳。每個引腳連接一個限流電阻，然後連接到LED的一種顏色（引腳1-3對應藍色，引腳2-4對應綠色）。公共連接（例如陰極）接地。
2. 電阻計算（以10mA驅動為例）：
   • 藍色：R_藍色 = (3.3V - 2.7V) / 0.01A = 60Ω。可使用標準62Ω或68Ω電阻。
   • 綠色：R_綠色 = (3.3V - 1.75V) / 0.01A = 155Ω。使用標準150Ω電阻。
   這確保了兩種顏色在相同電流下具有相近的視覺亮度，但最終數值可能需要根據實際V進行調整。_F 同所需強度。
3. PCB佈局： 焊盤遵循建議的焊墊設計。焊盤上使用小型散熱連接，以便於焊接，同時提供一定的熱傳導至PCB接地層以散熱。
4. 軟件： 微控制器韌體可以控制LED顯示各種狀態：恆亮綠色（運行中）、閃爍藍色（數據傳輸）、交替閃爍（錯誤）等。

此案例突顯了獨立限流計算的重要性，以及單一元件實現多種視覺反饋狀態的實用性。

12. 操作原理

LED嘅發光係基於半導體p-n接面嘅電致發光現象。當施加超過材料帶隙嘅正向電壓時，電子同電洞會注入接面兩側。當呢啲載子復合時，會以光子（光）形式釋放能量。發光顏色（波長）直接由半導體材料嘅能帶隙決定。InGaN晶片具有較寬帶隙，發射更高能量嘅藍色光子；而AlInGaP晶片帶隙較窄，發射較低能量嘅綠色光子。兩枚晶片封裝於單一組件內，配備幾乎唔改變出光特性嘅透明透鏡，提供緊湊型雙光源解決方案。

13. 科技趨勢

呢類LED嘅發展屬於光電子學更廣泛趨勢嘅一部分：

• 微型化： 持續縮小封裝尺寸（佔位面積與高度），以實現更細小纖薄的終端產品。
• 集成度提升： 超越雙色，邁向RGB（紅、綠、藍）封裝，甚至集成驅動器或控制IC（「智能LED」）的封裝。
• 更高效率： 內部量子效率（IQE）和光提取技術的持續改進，使LED在更低驅動電流下更明亮，從而降低整體系統功耗。
• 更高可靠性： 封裝材料（環氧樹脂、矽膠）及晶片設計的進步，增強了產品壽命及對熱應力與環境因素的耐受性。
• 擴展色域： 為先進顯示及照明應用，開發新型半導體材料與螢光粉，以產生更純淨、更飽和的色彩，以及精確的白光色溫。

如本文所述嘅設備，代表咗一種成熟、具成本效益嘅解決方案，適用於標準指示燈同功能照明需求，並受益於行業持續嘅技術進步。