SMD LED LTST-E143EGSW 規格書 - 表面貼裝封裝 - 紅/綠/黃 - 20mA - 粵語技術文件

1. 產品概覽

LTST-E143EGSW 係一款專為自動化印刷電路板（PCB）組裝而設計嘅表面貼裝器件（SMD）LED。佢嘅微型尺寸好適合用喺各種電子設備中空間有限嘅應用。

1.1 特點

• 符合RoHS（有害物質限制）指令。
• 採用8mm載帶包裝，捲喺7吋直徑嘅捲盤上，方便自動化貼片機使用。
• 標準EIA（電子工業聯盟）封裝佔位面積。
• 兼容集成電路（IC）嘅驅動電平。
• 專為兼容自動貼裝設備而設計。
• 適用於紅外線（IR）回流焊接製程。
• 已進行預處理，達到JEDEC（聯合電子器件工程委員會）濕度敏感度等級3。

1.2 應用

呢款LED適用於多個行業，作為狀態指示燈、信號燈、符號照明同前面板背光，包括：

• 通訊設備
• 辦公室自動化設備
• 家用電器
• 工業設備

2. 封裝尺寸與配置

器件採用標準SMD封裝。所有尺寸均以毫米為單位提供，除非另有說明，一般公差為±0.2毫米。LED採用擴散透鏡。

引腳分配同對應光源顏色如下：

• 紅色（AlInGaP）：引腳2（陽極）同引腳1（陰極）
• 綠色（InGaN）：引腳2（陽極）同引腳4（陰極）
• 黃色（AlInGaP）：引腳2（陽極）同引腳3（陰極）

引腳2係所有顏色型號嘅共用陽極。

3. 額定值與特性

所有規格均定義喺環境溫度（Ta）為25°C嘅條件下。

3.1 絕對最大額定值

超出呢啲限制嘅應力可能會導致永久性損壞。

• 功耗（Pd）：紅色：75 mW，綠色：76 mW，黃色：72 mW
• 峰值正向電流（I_F(peak)）：80 mA（所有顏色，1/10佔空比，0.1ms脈衝寬度）
• 直流正向電流（I_F）：紅色：30 mA，綠色：20 mA，黃色：30 mA
• 工作溫度範圍：-40°C 至 +100°C
• 儲存溫度範圍：-40°C 至 +100°C

3.2 熱特性

• 最高結溫（T_j）：125°C
• 典型熱阻，結到環境（R_θJA）：100 °C/W（註：喺FR4基板，1.6mm厚，16mm²銅焊盤上測量）。
• 典型熱阻，結到焊盤（R_θJT）：60 °C/W

3.3 建議嘅IR回流焊溫度曲線

建議使用符合J-STD-020B標準嘅無鉛焊接溫度曲線。曲線通常包括預熱、保溫、回流（達到峰值溫度）同冷卻階段，以確保焊點可靠，同時唔損壞LED封裝。

3.4 電氣與光學特性

測量條件為 I_F= 20mA 同 Ta=25°C。

• 發光強度（I_v）：
  • 紅色：140-350 mcd（最小-最大）
  • 綠色：710-1540 mcd（最小-最大）
  • 黃色：140-390 mcd（最小-最大）
• 視角（2θ_1/2）：120度（典型值）。呢個係發光強度降至軸向值一半時嘅全角。
• 主波長（λ_d）：
  • 紅色：615-630 nm
  • 綠色：518-528 nm
  • 黃色：586-596 nm
• 正向電壓（V_F）：
  • 紅色：1.7-2.5 V
  • 綠色：2.8-3.8 V
  • 黃色：1.7-2.5 V
• 光譜線半寬度（Δλ）：紅色/黃色：15 nm（典型值），綠色：25 nm（典型值）。
• 反向電流（I_R）：10 μA（最大值），條件為 V_R= 5V。注意：器件並非為反向偏壓操作而設計；此參數僅供測試用途。

4. 分級系統

LED根據關鍵光學參數進行分級，以確保同一生產批次內嘅一致性。

4.1 發光強度（I_v）分級

強度以毫坎德拉（mcd）為單位，喺20mA下測量。每個級別內嘅公差為±11%。

• 紅色：R1（140-190 mcd），R2（190-260 mcd），R3（260-350 mcd）
• 綠色：G1（710-910 mcd），G2（910-1185 mcd），G3（1185-1540 mcd）
• 黃色：Y1（140-180 mcd），Y2（180-230 mcd），Y3（230-300 mcd），Y4（300-390 mcd）

4.2 主波長（λ_d）分級

波長以納米（nm）為單位，喺20mA下測量。每個級別內嘅公差為±1 nm。

• 紅色：RA（615-630 nm）
• 綠色：GA（518-523 nm），GB（523-528 nm）
• 黃色：YA（586-591 nm），YB（591-596 nm）

4.3 產品標籤上嘅組合分級代碼

產品標籤上嘅單一字母數字代碼結合咗強度同波長分級。例如，代碼"A1"對應：紅色強度級別=R1，綠色強度級別=G1，黃色強度級別=Y1。代碼D1-D4則獨立代表波長分級（Wd等級）。呢個系統可以精確識別LED嘅光學性能。

5. 典型性能曲線

規格書包含關鍵關係嘅圖形表示（除非註明，否則為25°C下）：

• 相對發光強度 vs. 正向電流：顯示光輸出如何隨電流增加，通常以非線性方式，突顯恆流驅動嘅重要性。
• 正向電壓 vs. 正向電流：說明二極管嘅I-V特性，對於設計限流電路至關重要。
• 相對發光強度 vs. 環境溫度：展示熱淬滅效應，即結溫升高時光輸出會下降。呢點對於高功率或高環境溫度應用中嘅熱管理非常關鍵。
• 光譜分佈：顯示喺唔同波長下嘅相對功率輸出，定義顏色純度，並有助於需要特定光譜特性嘅應用。

6. 用戶指南與組裝資訊

6.1 清潔

如果焊接後或返工期間需要清潔，請將LED浸入室溫下嘅乙醇或異丙醇中，時間少於一分鐘。避免使用未指定嘅化學清潔劑，因為佢哋可能會損壞環氧樹脂透鏡或封裝。

6.2 推薦PCB焊盤佈局

提供推薦嘅焊盤圖形（佔位面積），以確保正確焊接、機械穩定性同最佳熱性能。遵循呢個佈局有助於防止立碑現象並確保良好嘅焊角。

6.3 載帶與捲盤包裝

LED以壓紋載帶（8mm寬）包裝，捲喺7吋（178mm）直徑嘅捲盤上。載帶凹槽尺寸同捲盤規格（軸心直徑、凸緣直徑等）均有詳細說明，符合ANSI/EIA-481標準。呢種包裝對於自動化組裝線至關重要。

• 標準捲盤包含4000件。
• 剩餘數量嘅最低訂購量為500件。
• 每個捲盤最多允許連續兩個缺失元件（空凹槽）。

7. 應用注意事項與設計考量

7.1 預期用途與可靠性

呢啲LED專為通用電子設備而設計。對於可靠性要求極高，或故障可能危及安全嘅應用（例如航空、醫療生命維持、交通控制），強烈建議喺設計採用前進行特定可靠性評估並諮詢製造商。

7.2 電氣設計考量

• 限流：務必使用串聯電阻或恆流驅動器，將正向電流限制喺指定嘅最大直流值（綠色為20mA，紅/黃色為30mA）。超出此值會縮短使用壽命，並可能導致災難性故障。
• 反向電壓保護：LED嘅反向擊穿電壓非常低（5V測試條件）。電路設計應防止施加任何反向偏壓，如果LED連接至雙極性信號，可能需要並聯一個保護二極管。
• 熱管理：雖然功耗較低，但結溫必須保持喺125°C以下。確保PCB上有足夠嘅銅面積（根據推薦焊盤）作為散熱器，特別係喺高環境溫度環境或使用較高驅動電流時。

7.3 光學設計考量

• 視角：120度視角提供寬闊、擴散嘅照明模式，適合狀態指示燈。如需更聚焦嘅光線，則需要二次光學元件（透鏡）。
• 顏色一致性分級：對於需要多個LED顏色外觀一致嘅應用（例如背光陣列），必須指定嚴格嘅波長分級（例如綠色用GA或GB）。
• 強度匹配：同樣，指定狹窄嘅強度分級可以確保產品中所有指示燈嘅亮度一致。

8. 技術比較與選擇指引

LTST-E143EGSW結合咗現代SMD LED嘅常見特點：符合RoHS、兼容IR回流焊、以及載帶捲盤包裝。其主要區別在於其針對綠色同黃色嘅特定分級結構，相比某些通用部件，喺波長同強度選擇上提供更細嘅粒度。4引腳封裝中每種顏色有獨立陰極引腳，允許喺多色模組中進行獨立控制，唔同於某些共陽極RGB封裝。選擇LED時，工程師必須將正向電壓（特別係綠色InGaN晶片較高嘅V_F）、視角同發光強度，與應用嘅功率預算、光學佈局同所需亮度進行交叉對照。

9. 常見問題（FAQ）

問：我可以好似紅同黃色LED咁，用30mA驅動綠色LED嗎？

答：唔可以。綠色型號嘅直流正向電流絕對最大額定值係20mA。超出此額定值可能會導致永久損壞，並使保養失效。

問："JEDEC Level 3"預處理係咩意思？

答：意思係元件已經過烘烤和/或在受控條件下儲存，以減少封裝內嘅濕氣吸收，使佢哋喺工廠條件（<30°C/60%RH）下，喺需要重新烘烤進行回流焊接之前，有168小時（7日）嘅車間壽命。

問：點解綠色LED嘅正向電壓範圍（2.8-3.8V）高過紅/黃色（1.7-2.5V）？

答：呢個係由於基本半導體材料造成。綠色LED通常使用氮化銦鎵（InGaN），其帶隙比用於紅同黃色LED嘅磷化鋁銦鎵（AlInGaP）更寬。更寬嘅帶隙需要更高電壓嚟激發電子跨越。

問：我應該點樣解讀標籤上嘅分級代碼"B5"？

答：根據對照表，"B5"表示：紅色強度級別 = R2（190-260 mcd），綠色強度級別 = G2（910-1185 mcd），黃色強度級別 = Y1（140-180 mcd）。波長分級會由獨立嘅"D"代碼（例如D1、D2等）表示。

10. 設計實例：狀態指示燈面板

場景：設計一個控制面板，有三個狀態LED：紅色（故障）、綠色（就緒）、黃色（待機）。需要均勻嘅高亮度。

設計步驟：

1. 選擇：選擇LTST-E143EGSW，因為佢有通用封裝同三種顏色都有供應。
2. 分級：指定紅色用強度級別R3，綠色用G3，黃色用Y4，以獲得每種顏色嘅最高亮度。指定紅色用波長級別RA，綠色用GB，黃色用YB，以獲得一致、飽和嘅顏色。
3. 電路設計：
   • 供電電壓（V_cc）：5V。
   • 計算串聯電阻，設定 I_F= 20mA（綠色用20mA，紅/黃色可根據所需亮度使用20-30mA）。
     • 紅色電阻（使用典型 V_F=2.1V）：R = (5V - 2.1V) / 0.020A = 145 Ω。使用150 Ω標準值。
     • 綠色電阻（使用典型 V_F=3.3V）：R = (5V - 3.3V) / 0.020A = 85 Ω。使用82 Ω或91 Ω標準值。
     • 黃色電阻（使用典型 V_F=2.1V）：同紅色一樣，150 Ω。
   • 每粒LED功率：P = V_F* I_F。對於綠色：約66mW，喺76mW最大值範圍內。
4. PCB佈局：使用推薦嘅焊盤佈局。將引腳2（共用陽極）通過電阻連接至 V_cc。將引腳1、4同3（分別為紅、綠、黃色陰極）通過微控制器引腳或開關接地，以進行獨立控制。
5. 熱檢查：每粒LED功耗低於75mW，並有16mm²焊盤，喺典型室內環境下結溫上升將非常輕微，確保長期可靠性。