LTST-C195TGKRKT 雙色SMD LED 規格書 - 尺寸2.0x1.25x0.55mm - 綠色3.5V / 紅色2.4V - 76mW - 粵語技術文件

1. 產品概覽

LTST-C195TGKRKT 係一款雙色表面貼裝器件（SMD）LED，專為需要細體積同可靠性能嘅現代電子應用而設計。呢個元件喺單一封裝內整合咗兩個唔同嘅半導體晶片：一個用於發射綠光嘅InGaN（氮化銦鎵）晶片，同一個用於發射紅光嘅AlInGaP（磷化鋁銦鎵）晶片。佢嘅主要設計目標係喺極薄嘅外形尺寸下提供高亮度嘅顏色指示解決方案，非常適合空間受限嘅設計，例如超薄消費電子產品、可穿戴設備同高級面板指示器。

呢款LED嘅核心優勢在於佢喺單一EIA標準封裝內實現雙色功能，唔使用到兩個獨立元件。佢係符合RoHS標準嘅環保產品。封裝以8mm載帶形式提供，捲喺7吋直徑嘅捲盤上，完全兼容大批量生產中使用嘅高速自動貼片設備。此外，佢設計成可以承受標準紅外線（IR）回流焊接製程，方便整合到自動化PCB組裝生產線。

2. 技術參數深度客觀解讀

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗器件可能受到永久損壞嘅應力極限。為確保可靠運作，工作條件唔應該超過呢啲數值。額定值係喺環境溫度（Ta）為25°C下指定嘅。

• 功耗（Pd）：綠色晶片為76 mW，紅色晶片為75 mW。呢個參數表示LED可以以熱量形式消散而唔會退化嘅最大功率。
• 峰值正向電流（I_FP）：綠色為100 mA，紅色為80 mA。呢個係最大允許脈衝電流，通常喺1/10佔空比同0.1ms脈衝寬度下指定，用於短暫嘅高強度閃爍。
• 直流正向電流（I_F）：綠色為20 mA，紅色為30 mA。呢個係標準亮度運作時嘅建議連續工作電流。
• 溫度範圍：工作溫度：-20°C 至 +80°C；儲存溫度：-30°C 至 +100°C。
• IR回流條件：可承受260°C峰值溫度10秒，呢個係無鉛（Pb-free）焊接製程嘅標準條件。

2.2 電氣及光學特性

以下係喺Ta=25°C同I_F=20mA下測量嘅典型性能參數，除非另有說明。

• 發光強度（I_V）：綠色晶片最小為112 mcd，最大為450 mcd。紅色晶片最小為112 mcd，最大為280 mcd。無指定典型值，表示性能係通過分級系統管理嘅。
• 視角（2θ_1/2）：兩種顏色嘅典型寬視角為130度，定義為強度下降到軸上值一半時嘅離軸角度。
• 峰值波長（λ_P）：典型值為525 nm（綠色）同639 nm（紅色）。呢個係發射光譜中最高點嘅波長。
• 主波長（λ_d）：典型值為525 nm（綠色）同631 nm（紅色）。呢個係人眼感知到嘅單一波長，源自CIE色度圖，對於顏色定義至關重要。
• 譜線半寬度（Δλ）：典型值為35 nm（綠色）同20 nm（紅色）。呢個表示光譜純度；半寬度越窄，顏色越飽和、越純正。
• 正向電壓（V_F）：喺20mA下，綠色典型值為3.30V（最大3.50V），紅色典型值為2.00V（最大2.40V）。呢個係驅動電路設計同電源選擇嘅關鍵參數。
• 反向電流（I_R）：喺反向電壓（V_R）為5V時，兩者最大為10 µA。規格書明確指出器件並非為反向操作而設計；呢個測試僅用於漏電特性分析。

3. 分級系統說明

本產品使用分級系統，根據關鍵光學參數對LED進行分類，確保批次內嘅一致性。每個亮度級別嘅公差為±15%，主波長級別嘅公差為±1 nm。

3.1 發光強度分級

綠色（@20mA）：

級別代碼 R：112.0 – 180.0 mcd

級別代碼 S：180.0 – 280.0 mcd

級別代碼 T：280.0 – 450.0 mcd

紅色（@20mA）：

級別代碼 R：112.0 – 180.0 mcd

級別代碼 S：180.0 – 280.0 mcd

3.2 主波長分級（僅限綠色）

級別代碼 AP：520.0 – 525.0 nm

級別代碼 AQ：525.0 – 530.0 nm

級別代碼 AR：530.0 – 535.0 nm

4. 性能曲線分析

雖然規格書中引用咗特定圖形曲線（例如，圖1為光譜分佈，圖6為視角），但對佢哋嘅典型解讀對於設計至關重要。

• IV曲線：正向電壓（V_F）與正向電流（I_F）嘅關係係非線性嘅。對於兩個晶片，V_F會隨住I_F增加而增加，並隨住結溫升高而降低。強烈建議使用恆流驅動器而非恆壓源，以確保穩定嘅發光輸出。
• 溫度特性：發光強度通常會隨住結溫升高而降低。-20°C至+80°C嘅工作溫度範圍定義咗保證指定性能嘅環境條件。設計師必須考慮PCB上嘅熱管理，以防止喺高電流或密閉空間中溫度過度升高。
• 光譜分佈：綠色（InGaN）晶片嘅光譜半寬度（35nm）比紅色（AlInGaP）晶片（20nm）更寬。如果同其他LED一齊使用，呢個會影響混色效果，並影響感知嘅顏色飽和度。

5. 機械及封裝信息

5.1 封裝尺寸

器件符合EIA標準封裝外形。關鍵尺寸包括主體尺寸約為2.0mm x 1.25mm，以及關鍵嘅低剖面高度為0.55mm（典型值）。除非另有規定，所有尺寸公差均為±0.10mm。封裝採用透明透鏡，最適合實現指定嘅寬視角，並且唔會對發射光線著色。

5.2 引腳分配及極性

LED有四個端子。綠色晶片連接喺引腳1同3之間。紅色晶片連接喺引腳2同4之間。呢種配置允許獨立控制每種顏色。每個晶片嘅陰極/陽極指定必須從建議嘅焊接焊盤佈局圖中驗證，以確保PCB設計同組裝時方向正確。

5.3 建議焊接焊盤尺寸

規格書提供咗PCB設計嘅建議焊盤圖案（佔位面積）。遵守呢啲尺寸對於實現可靠嘅焊點、正確對齊以及回流過程中有效散熱至關重要。焊盤設計亦有助於防止焊接過程中出現墓碑效應（元件一端翹起）。

6. 焊接及組裝指引

6.1 回流焊接溫度曲線

提供咗無鉛製程嘅建議IR回流溫度曲線。關鍵參數包括：

- 預熱：150°C 至 200°C。

- 預熱時間：最長120秒，用於逐漸加熱電路板同元件，激活助焊劑並最小化熱衝擊。

- 峰值溫度：最高260°C。

- 液相線以上時間：元件暴露喺峰值溫度下嘅時間最長為10秒，並且呢個回流循環唔應該執行超過兩次。

該曲線基於JEDEC標準以確保可靠性。然而，規格書正確指出，最佳曲線取決於特定嘅電路板設計、元件、焊膏同爐子，因此建議進行特性分析。

6.2 手動焊接

如果需要手動焊接，請使用溫度唔超過300°C嘅烙鐵，並將每個焊點嘅接觸時間限制喺最多3秒。呢個操作只應進行一次，以避免對LED晶片同塑料封裝造成熱損壞。

6.3 儲存條件

LED係濕度敏感器件（MSD）。

- 密封包裝：儲存於≤ 30°C 同 ≤ 90% RH。喺防潮袋打開之日起一年內使用。

- 已開封包裝：儲存於≤ 30°C 同 ≤ 60% RH。建議喺開封後一星期內完成IR回流焊接。對於長時間存放喺原包裝袋外嘅情況，請使用帶乾燥劑嘅密封容器或氮氣乾燥器。存放超過一星期嘅元件，喺焊接前應喺約60°C下烘烤至少20小時，以去除吸收嘅水分並防止"爆米花"現象（回流期間因蒸氣壓力導致封裝開裂）。

6.4 清潔

只可使用指定嘅清潔劑。未指定嘅化學品可能會損壞塑料封裝。如果焊接後需要清潔，請將LED浸入室溫下嘅乙醇或異丙醇中少於一分鐘。除非驗證兼容性，否則唔好使用超聲波清潔，因為佢可能會引起機械應力。

7. 包裝及訂購信息

7.1 載帶及捲盤規格

器件以帶有保護性頂部蓋帶嘅凸紋載帶形式提供，捲喺7吋（178mm）直徑嘅捲盤上。標準捲盤數量為4000件。對於剩餘數量，最少包裝數量為500件。包裝符合ANSI/EIA 481-1-A-1994規格。每捲最多允許連續缺失兩個元件（空袋）。

7.2 零件號解讀

零件號LTST-C195TGKRKT遵循製造商內部編碼系統，通常編碼有關系列、尺寸、顏色、級別代碼同包裝嘅信息。喺呢個情況下，"TG"同"KR"可能分別表示綠色同紅色嘅顏色/分級組合。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

• 狀態指示器：雙色功能允許從單一元件點發出多種狀態信號（例如，綠色=正常/開啟，紅色=故障/警報，兩者=待機/警告）。
• 鍵盤及圖標背光：其薄型設計非常適合消費電子產品、電器同汽車內飾中薄按鈕或符號嘅背光。
• 面板安裝指示器：適用於空間有限且需要清晰顏色區分嘅工業控制面板、網絡設備同儀器儀表。
• 便攜式及可穿戴設備：智能手錶、健身追踪器同醫療監測器受益於其低高度同雙功能指示器。

8.2 設計考慮因素

• 限流：始終為每個顏色通道使用串聯限流電阻或恆流驅動器。根據電源電壓（V_CC）、LED喺所需電流下嘅典型V_F同所需I_F（例如，20mA）計算電阻值。綠色示例：R = (V_CC- 3.3V) / 0.020A。
• ESD保護：LED對靜電放電（ESD）敏感。如果走線長度較長或環境容易產生ESD，請喺LED連接附近嘅PCB上實施ESD保護措施（例如，TVS二極管）。始終使用適當嘅ESD預防措施（手腕帶、接地工作站）處理元件。
• 熱管理：雖然功耗低，但請確保散熱焊盤（如有）或引腳周圍有足夠嘅銅面積來導走熱量，特別係喺高環境溫度或接近最大電流下工作時。
• 光學設計：透明透鏡同130度視角提供寬廣、漫射嘅光線。對於定向光線，可能需要外部透鏡或導光件。

9. 技術比較與區分

LTST-C195TGKRKT嘅主要區別在於其功能組合：

1. 超薄外形（0.55mm）：比許多標準雙色LED更薄，能夠應用於日益纖薄嘅產品設計中。

2. 晶片技術：使用高效率InGaN用於綠色，AlInGaP用於紅色，提供良好嘅亮度同顏色性能。

3. 雙晶片集成：將兩種顏色結合喺一個行業標準封裝佔位面積內，相比使用兩個獨立LED，節省PCB空間同組裝成本。

4. 製造兼容性：完全兼容載帶捲盤、自動貼片同無鉛IR回流製程，使其成為大批量自動化生產嘅理想選擇。

10. 常見問題（基於技術參數）

Q1：我可以同時以最大直流電流驅動綠色同紅色LED嗎？

A：絕對最大額定值指定咗每個晶片嘅功耗（綠色76mW，紅色75mW）。同時以20mA（綠色）同30mA（紅色）運作，分別產生約66mW（3.3V*0.02A）同60mW（2.0V*0.03A）嘅功耗，呢啲都喺限額內。然而，必須考慮喺微小封裝內產生嘅總熱量，並且喺高環境溫度下可能需要降額使用。

Q2：峰值波長同主波長有咩區別？

A：峰值波長（λ_P）係發射光譜最高強度點嘅物理波長。主波長（λ_d）係基於人類顏色感知（CIE圖）計算出嘅值，代表我哋睇到嘅"顏色"。對於單色LED，佢哋通常接近，但對於更寬嘅光譜（例如呢度嘅綠色晶片），佢哋可能略有不同。λ_d對於顏色規格更為相關。

Q3：如果器件唔係用於反向操作，點解要喺5V下進行反向電流測試？

A：喺V_R=5V下進行I_R測試係對半導體結嘅質量同漏電測試。佢驗證晶片嘅完整性。唔建議喺實際電路中施加反向電壓，因為佢唔係設計用於阻擋顯著反向電壓，可能會迅速損壞LED。

Q4：我點樣為我嘅應用選擇合適嘅級別代碼？

A：對於需要多個單元亮度一致嘅應用（例如，面板上嘅狀態指示器），請指定更嚴格嘅亮度級別（例如，級別S或T）。對於顏色要求嚴格嘅應用（例如，混色），請指定主波長級別（綠色為AP、AQ、AR）。採購時請與供應商協商，以確保交付嘅批次符合您嘅分級要求。

11. 實際使用案例

場景：為物聯網傳感器模塊設計雙狀態指示器

一個緊湊嘅物聯網傳感器模塊由於空間限制，需要使用單個LED來指示電源（綠色）同數據傳輸活動（紅色）。選擇咗LTST-C195TGKRKT。

1. PCB佈局：使用建議嘅焊接焊盤佔位面積。引腳1&3（綠色）通過一個100Ω電阻連接到一個GPIO引腳，設置為高電平輸出以表示"開啟"（對於3.3V電源：(3.3V-3.3V)/0.02A ≈ 0Ω，因此一個小電阻用於限制浪湧電流）。引腳2&4（紅色）通過一個68Ω電阻連接到另一個GPIO引腳（對於3.3V電源：(3.3V-2.0V)/0.02A = 65Ω）。

2. 固件：當電源良好時，綠色LED持續亮起。紅色LED喺數據傳輸包期間短暫閃爍。

3. 結果：該模塊從一個2.0x1.25mm嘅點提供清晰嘅雙狀態指示，消耗最少嘅電路板空間同高度，並使用標準SMT製程組裝。

12. 原理介紹

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，佢哋以光子（光）嘅形式釋放能量。發射光嘅特定波長（顏色）由有源區域中使用嘅半導體材料嘅帶隙能量決定。

-綠色LED使用InGaN（氮化銦鎵）化合物半導體。調整銦同鎵嘅比例可以調諧帶隙以產生綠光（~525 nm）。

-紅色LED使用AlInGaP（磷化鋁銦鎵）化合物半導體。呢種材料體系對於產生紅光、橙光同琥珀光非常高效。喺呢度，佢被調諧用於發射紅光（~631-639 nm）。

兩個晶片都封裝喺一個帶有透明環氧樹脂透鏡嘅單一塑料封裝內，該透鏡保護晶片，提供機械穩定性，並塑造光輸出模式。

13. 發展趨勢

像LTST-C195TGKRKT呢類SMD LED嘅市場喺幾個關鍵趨勢推動下持續演變：

1. 微型化：對更薄更小組件嘅需求持續存在，推動封裝高度低於0.5mm，佔位面積更細。

2. 集成度提高：除咗雙色，趨勢仲包括將RGB（三個晶片）或RGBW（三個晶片+白色）集成到單一封裝中，甚至喺LED封裝內集成驅動IC（"智能LED"）。

3. 更高效率及亮度：外延生長同晶片設計嘅持續改進帶來更高嘅發光效率（每電瓦更多光輸出），允許更低功耗或相同電流下更高亮度。

4. 可靠性及熱性能改善：封裝材料（模塑料、引線框架）嘅進步增強咗對濕氣、高溫同熱循環嘅抵抗力，延長咗工作壽命，特別係喺汽車同工業應用中。

5. 顏色一致性及先進分級：對於光通量、色度坐標（CIE圖上嘅x, y）同正向電壓更嚴格嘅分級公差，正成為顯示器背光同建築照明等應用嘅標準要求，推動更精密嘅生產測試同分揀。