SMD LED LTST-008UWQEET 規格書 - 白光與紅光 - 30mA 正向電流 - 102mW 功耗 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

呢份文件詳細說明咗一款表面貼裝器件 (SMD) LED 元件嘅規格。呢款 LED 專為自動化印刷電路板 (PCB) 組裝而設計，適合空間係關鍵限制嘅應用。呢個元件喺單一封裝內整合咗兩個唔同嘅光源。

1.1 特點

• 符合 RoHS 環保標準。
• 包裝喺 12mm 載帶上，捲喺 7 吋直徑嘅捲盤，方便自動化處理。
• 標準 EIA 封裝佔位，確保兼容性。
• 輸入兼容集成電路 (IC) 邏輯電平。
• 設計兼容自動化貼片組裝設備。
• 可承受標準紅外 (IR) 回流焊接製程。
• 預處理至 JEDEC 濕度敏感等級 3。

1.2 應用

呢款 LED 適用於廣泛嘅電子設備同系統，包括但不限於：

• 通訊設備（例如無線電話同手提電話）。
• 辦公室自動化設備同筆記簿電腦。
• 家庭電器同消費電子產品。
• 網絡系統同工業控制設備。
• 室內標誌同顯示應用。

2. 技術參數：深入客觀解讀

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗可能導致器件永久損壞嘅極限。喺呢啲條件下操作唔保證正常。

• 功耗 (Pd)：102 mW（白光），72 mW（紅光）。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。
• 峰值正向電流 (I_F(PEAK))：100 mA（白光），80 mA（紅光）。呢個係脈衝條件下（1/10 佔空比，0.1ms 脈衝寬度）允許嘅最大瞬時電流。
• 直流正向電流 (I_F)：兩種顏色都係 30 mA。呢個係建議用於可靠操作嘅最大連續正向電流。
• 操作溫度範圍：-40°C 至 +85°C。器件設計喺呢個環境溫度範圍內運作。
• 儲存溫度範圍：-40°C 至 +100°C。器件喺呢個範圍內唔通電情況下可以儲存。

2.2 電氣與光學特性

呢啲參數喺 Ta=25°C 同 I_F=20mA 下測量，代表典型操作條件。

• 光通量 (Φ_v)：白光：4.15-11.4 lm（最小-最大）。紅光：1.07-2.71 lm（最小-最大）。呢個係 LED 嘅總可見光輸出。
• 發光強度 (I_v)：白光：1500-4100 mcd（最小-最大）。紅光：355-900 mcd（最小-最大）。呢個係特定方向上嘅光輸出，以毫坎德拉為單位測量。
• 視角 (2θ_1/2)：通常 120 度。呢個係發光強度為其軸向峰值一半時嘅全角。
• 主波長 (λ_d)：對於紅光 LED：617-630 nm（典型範圍）。對於白光 LED，則提供色度坐標。
• 色度坐標 (x, y)：對於白光 LED：x=0.31，y=0.31（典型值）。呢個將白點置於普朗克軌跡附近。
• 正向電壓 (V_F)：白光：2.8-3.4V（最小-最大）。紅光：1.8-2.4V（最小-最大）。容差為 +/- 0.1V。呢個係 LED 喺指定電流下工作時嘅壓降。
• 反向電流 (I_R)：兩種顏色喺 V_R=5V 時最大 10 μA。器件唔係為反向偏壓操作而設計；呢個參數僅供測試用途。

3. 分級系統說明

LED 會根據性能分級，以確保一致性。分級代碼標示喺產品包裝上。

3.1 發光強度 (I_v) 分級

LED 根據其喺 20mA 下測量嘅光輸出分組。

白光 LED 分級：

• W1：光通量：4.15-5.80 lm，強度：1500-2100 mcd。
• W2：光通量：5.80-8.10 lm，強度：2100-2900 mcd。
• W3：光通量：8.10-11.40 lm，強度：2900-4100 mcd。

紅光 LED 分級：

• R1：光通量：1.07-1.68 lm，強度：355-600 mcd。
• R2：光通量：1.68-2.71 lm，強度：600-900 mcd。

每個光度分級嘅容差為 +/- 11%。

3.2 白光 LED 顏色（色度）分級

白光 LED 會根據其喺 CIE 1931 圖上嘅色度坐標 (x, y) 進一步分級，以控制顏色變化。

• 分級代碼包括 Z1、Y1、Y2、X1、W1、W2。
• 每個分級由色度圖上一個四邊形區域定義，該區域有四個特定嘅 (x,y) 坐標點。
• 每個色調分級喺 x 同 y 坐標上嘅容差為 +/- 0.01。

3.3 標籤上嘅組合分級代碼

包裝標籤上嘅單個字母數字代碼（A1 至 A6）結合咗同一封裝內白光同紅光 LED 嘅強度分級，如對照表所示。

4. 性能曲線分析

規格書包含典型特性曲線，除非另有說明，否則喺 25°C 環境溫度下測量。呢啲曲線對設計分析至關重要。

• 正向電流 vs. 正向電壓 (I_F-V_F曲線)：顯示白光同紅光 LED 電流同電壓之間嘅指數關係。呢個對於設計限流驅動電路好關鍵。
• 發光強度 vs. 正向電流 (I_v-I_F曲線)：說明光輸出點樣隨驅動電流增加，通常喺較高電流時由於效率下降同發熱而以次線性方式增加。
• 相對發光強度 vs. 環境溫度：展示光輸出嘅熱依賴性。發光強度通常隨結溫升高而降低。
• 光譜分佈：對於紅光 LED，呢條曲線顯示相對輻射功率作為波長嘅函數，指示峰值發射波長 (λ_P) 同光譜半寬 (Δλ)。
• 視角圖案：一個極坐標圖，顯示發光強度嘅角度分佈，確認 120 度視角。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

LED 採用標準表面貼裝封裝。所有尺寸均以毫米為單位，除非另有規定，一般公差為 ±0.2 mm。圖紙顯示頂視圖、側視圖同佔位圖。

5.2 引腳分配與極性識別

元件有多個引腳。分配如下：

• 引腳 (0,1) 同 2：連接至藍光/白光 LED 晶片 (InGaN)。
• 引腳 3 同 4：連接至紅光 LED 晶片 (AlInGaP)。
• 引腳 5 同 (6,7)：無連接（空）。

透鏡顏色為黃色。連接至驅動電路時必須注意正確極性；施加反向電壓可能會損壞器件。

5.3 推薦 PCB 焊接盤佈局

提供咗建議嘅焊盤圖形（銅焊盤佈局），以確保可靠焊接、適當熱管理同機械穩定性。遵循呢個建議有助於防止墓碑效應並確保良好嘅焊腳。

6. 焊接與組裝指引

6.1 紅外回流焊溫度曲線

為無鉛 (Pb-free) 焊接製程指定咗詳細嘅回流焊溫度曲線，符合 J-STD-020B。曲線圖顯示：

• 預熱/升溫：受控上升以激活助焊劑。
• 保溫區：一個平台期，均勻加熱電路板同元件。
• 回流區：峰值溫度不得超過元件允許嘅最大值（與儲存溫度相關）。
• 冷卻速率：受控下降以正確凝固焊點。

遵循呢個曲線對於防止熱衝擊同確保可靠焊接連接而唔損壞 LED 封裝或內部晶片至關重要。

6.2 清潔

如果焊接後需要清潔：

• 只可使用乙醇或異丙醇。
• 喺正常室溫下浸泡 LED。
• 限制浸泡時間少於一分鐘。
• 避免使用未指定嘅化學清潔劑，因為佢哋可能會損壞封裝材料（例如導致變色或開裂）。

6.3 儲存與處理條件

• 密封包裝：儲存於 ≤30°C 同 ≤70% 相對濕度 (RH)。當儲存喺帶有乾燥劑嘅原裝防潮袋中時，保質期為一年。
• 已開封包裝：儲存環境不應超過 30°C 同 60% RH。從原包裝取出嘅元件應喺 168 小時（7 日）內進行紅外回流焊接。
• 延長儲存（袋外）：對於超過 168 小時嘅時間，將 LED 儲存喺帶有乾燥劑嘅密封容器中或氮氣吹掃嘅乾燥器中，以防止吸濕，吸濕會導致回流期間出現 "爆米花" 現象。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 載帶與捲盤規格

LED 以凸紋載帶形式供應，用於自動化組裝。

• 載帶寬度：12 mm。
• 捲盤直徑：7 吋。
• 每捲數量：4000 件。
• 最小包裝數量：剩餘數量為 500 件。
• 載帶中嘅空位用頂部蓋帶密封。
• 最多允許連續兩個缺失元件。
• 包裝符合 ANSI/EIA-481 規格。

規格書中提供咗載帶凹槽同捲盤嘅詳細尺寸。

8. 應用建議與設計考量

8.1 典型應用電路

LED 係電流驅動器件。串聯限流電阻係最簡單嘅驅動方法。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，以確保即使有元件變化，電流亦唔會超過限制。對於更穩定嘅性能，特別係喺電源電壓或溫度變化時，建議使用恆流驅動器（線性或開關式）。

8.2 熱管理

雖然功耗相對較低，但適當嘅熱設計可以延長 LED 壽命並保持穩定嘅光輸出。

• 使用推薦嘅 PCB 焊盤佈局以幫助散熱。
• 喺高電流或高環境溫度應用中，考慮喺焊盤下方使用熱通孔將熱量傳遞到內層或底層銅層。
• 通過考慮從結到環境嘅熱阻 (θ_JA)，確保唔超過最大結溫。

8.3 光學設計考量

• 120 度視角提供寬闊、漫射嘅光型，適合背光同狀態指示燈。
• 對於更聚焦嘅光束，可以喺 LED 上方放置二次光學器件（透鏡）。
• 黃色透鏡充當白光嘅濾色片/擴散器，可能會影響確切嘅相關色溫 (CCT)。

9. 技術比較與差異化

呢個元件嘅主要差異在於其喺單個 SMD 封裝內嘅雙色（白光同紅光）配置。相比使用兩個獨立 LED，呢個節省 PCB 空間並簡化組裝。要點包括：

• 空間效率：將兩個功能整合到一個佔位中。
• 組裝簡便性：一個貼裝週期代替兩個。
• 性能：提供指定性能分級嘅獨立可尋址白光同紅光光源。
• 兼容性：標準 EIA 佔位同紅外回流兼容性，使其成為現代 SMT 生產線嘅即插即用解決方案。

10. 常見問題（基於技術參數）

10.1 我可唔可以直接用 5V 電源驅動呢個 LED？

唔可以。直接將 5V 電源連接到 LED 兩端會導致過大電流，很可能會損壞佢。你必須使用限流機制，例如串聯電阻或恆流驅動器，設定為最大 30mA 直流。

10.2 光通量 (lm) 同發光強度 (mcd) 有咩分別？

光通量（流明）測量 LED 向所有方向發射嘅總可見光量。發光強度（坎德拉）測量 LED 從特定觀看方向睇起嚟有幾光。規格書中嘅 mcd 值通常係軸向（同軸）強度。一個寬視角 LED 可能具有高流明但較低 mcd，相比具有相同流明嘅窄光束 LED。

10.3 訂購時點樣解讀分級代碼？

從對照表中指定組合分級代碼（例如 A3），以確保你收到嘅 LED 具有所需嘅白光（例如 W2）同紅光（例如 R1）元件性能範圍。呢個對於需要多個單元之間亮度同顏色一致嘅應用至關重要。

10.4 呢個 LED 適唔適合戶外使用？

操作溫度範圍延伸至 -40°C，但最高為 +85°C。雖然佢可以喺某啲戶外環境中運作，但規格書主要列出室內應用（標誌、顯示器）。對於戶外使用，需要考慮潛在嘅紫外線輻射、濕氣侵入同更高環境溫度，呢啲可能需要呢份文件未涵蓋嘅額外保護措施。

11. 實用設計與使用案例

場景：網絡路由器嘅雙狀態指示燈

設計師需要喺緊湊嘅路由器 PCB 上設置電源（恆亮白光）同網絡活動（閃爍紅光）指示燈。

實施：

1. 元件選擇：選擇 LTST-008UWQEET，因為佢喺一個 3.2mm x 2.8mm 嘅佔位內提供兩種所需顏色，節省空間。
2. 電路設計：設計兩個獨立驅動電路：
   • 從 3.3V 電源軌使用一個簡單電阻驅動白光 LED 約 15mA，作為恆亮 "電源開啟" 指示燈。
   • 主處理器嘅一個 GPIO 引腳，同樣帶有串聯電阻，驅動紅光 LED。韌體閃爍呢個引腳以指示數據活動。
3. PCB 佈局：使用推薦嘅焊盤佈局。焊盤上添加熱釋放連接，以便於焊接，同時保持到接地層嘅熱路徑以輕微散熱。
4. 分級：為確保生產單元之間嘅一致性，物料清單 (BOM) 中指定分級代碼 A3（白光：W2，紅光：R1），確保所有路由器都有類似亮度嘅指示燈。
5. 組裝：零件以 7 吋捲盤形式供應，兼容組裝線嘅貼片機。指定嘅紅外回流焊曲線已編程到回流焊爐中。

呢個案例突顯咗元件喺消費電子產品中常見嘅空間受限、多功能指示燈應用中嘅實用性。

12. 原理簡介

發光二極管 (LED) 係當電流通過時會發光嘅半導體器件。呢個現象稱為電致發光。

• 白光 LED：通常，一個由氮化銦鎵 (InGaN) 製成嘅藍光 LED 晶片塗有熒光粉層。晶片發出嘅藍光激發熒光粉，然後熒光粉發出黃光。藍光同黃光嘅組合被人眼感知為白光。黃色透鏡可能會進一步修改呢個輸出。
• 紅光 LED：紅光直接由磷化鋁銦鎵 (AlInGaP) 製成嘅半導體晶片產生。當電子喺半導體材料中同電洞復合時，能量以光子（光）嘅形式釋放。材料嘅特定成分決定咗發射光嘅波長（顏色），喺呢個情況下係紅光（約 630 nm）。

正向電壓 (V_F) 係半導體材料帶隙能量嘅特徵；較高帶隙（藍光/白光）導致比低帶隙（紅光）更高嘅 V_F。

13. 發展趨勢

SMD LED 領域持續演變，有幾個明顯趨勢：

• 效率提升 (lm/W)：持續嘅材料科學同晶片設計改進，令每單位電功率產生更多光輸出，減少能耗同熱負荷。
• 更高可靠性同壽命：封裝材料、晶片貼裝技術同熒光粉穩定性嘅進步，延長咗操作壽命，使 LED 適合更關鍵嘅應用。
• 微型化：封裝持續縮小（例如從 3528 到 2016 再到 1010 尺寸），同時保持或改善光學性能，實現更密集同緊湊嘅電子設計。
• 改善顏色質量同一致性：更嚴格嘅分級容差同新嘅熒光粉配方，為白光 LED 帶來更好嘅顯色指數 (CRI)，為單色 LED 帶來更飽和、一致嘅顏色。
• 集成解決方案：除咗多色封裝，趨勢仲包括集成驅動器 (IC) 嘅 LED、內置齊納二極管用於 ESD 保護，以及為特定光學圖案設計嘅封裝，減少對外部元件嘅需求。

呢份規格書中描述嘅呢類元件代表咗集成嘅中間步驟，將多個離散功能組合成單一、可靠且可製造嘅封裝。