目錄
1. 產品概述
本文件提供一款雙色表面黏著 LED 元件的完整技術規格。此元件將兩個不同的發光晶片整合於單一業界標準封裝內。其設計旨在滿足需要從緊湊佔位面積發出兩種不同顏色指示的應用。此元件的主要優勢包括與自動化組裝製程的相容性、採用先進半導體材料帶來的高亮度輸出，以及符合環保法規。它適用於廣泛的消費性電子產品、儀表板及狀態指示應用，其中節省空間與可靠性能至關重要。
2. 深入技術參數分析
2.1 絕對最大額定值
此元件定義了安全操作的極限值。超過這些額定值可能導致永久性損壞。在環境溫度 (Ta) 為 25°C 時，每個顏色晶片（綠色與橙色）的最大功耗為 75 mW。每個晶片的最大連續順向電流 (DC) 為 30 mA。對於脈衝操作，在 1/10 工作週期、0.1ms 脈衝寬度下，允許 80 mA 的峰值順向電流。可施加的最大逆向電壓為 5 V。操作溫度範圍為 -30°C 至 +85°C，而儲存溫度範圍更寬，為 -40°C 至 +85°C。順向電流在超過 25°C 時適用 0.4 mA/°C 的降額因子，這意味著為管理熱負載，允許的連續電流會隨著環境溫度升高而降低。
2.2 電氣與光學特性
關鍵性能參數是在 Ta=25°C 及測試電流 (IF) 20 mA 下量測。綠色與橙色晶片的典型順向電壓 (VF) 均為 2.0 V，最大值為 2.4 V。此低順向電壓是 AlInGaP 技術的特性，有助於提升能源效率。
光學性能：
- 綠色晶片：典型發光強度為 35.0 mcd（毫燭光），最小值為 18.0 mcd，最大值由分級系統定義。其典型峰值發射波長 (λP) 為 574 nm，典型主波長 (λd) 為 571 nm。
- 橙色晶片：提供更高的典型發光強度，達 90.0 mcd（最小值 45.0 mcd）。其發射波長較長，典型 λP 為 611 nm，典型 λd 為 605 nm。
兩個晶片均具有非常寬廣的視角 (2θ1/2)，達 130 度，提供寬廣、擴散的光型，適合大角度觀看。綠色晶片的譜線半寬 (Δλ) 約為 15 nm，橙色晶片約為 17 nm，顯示其發光顏色相對純淨。其他電氣參數包括在 VR=5V 時最大逆向電流 (IR) 為 10 µA，以及典型接面電容 (C) 為 40 pF。
3. 分級系統說明
為確保亮度的一致性，LED 會根據在 20 mA 下量測到的發光強度進行分級。每個級別都有定義的最小與最大強度範圍，每個級別內的容差為 +/-15%。
綠色發光強度級別：
- 級別 M：18.0 - 28.0 mcd
- 級別 N：28.0 - 45.0 mcd
- 級別 P：45.0 - 71.0 mcd
橙色發光強度級別：
- 級別 P：45.0 - 71.0 mcd
- 級別 Q：71.0 - 112.0 mcd
- 級別 R：112.0 - 180.0 mcd
- 級別 S：180.0 - 280.0 mcd
此系統讓設計師能為其應用選擇具有可預測亮度等級的元件，這對於在多顆 LED 陣列中實現均勻外觀至關重要。
4. 性能曲線分析
規格書中引用了典型的特性曲線，這些對於詳細設計至關重要。雖然具體圖表未以文字重現，但它們通常包括：
- 相對發光強度 vs. 順向電流：顯示光輸出如何隨電流增加，通常在操作範圍內呈近線性關係。
- 順向電壓 vs. 順向電流：說明二極體接面的 IV 特性。
- 相對發光強度 vs. 環境溫度：展示光輸出的熱降額效應，通常會隨著溫度上升而降低。
- 光譜分佈：顯示每種顏色的相對輻射功率與波長的關係圖，突顯峰值波長與主波長。
這些曲線對於設計驅動電路、管理熱性能以及了解不同操作條件下的顏色穩定性至關重要。
5. 機械與封裝資訊
此元件符合標準 EIA 封裝外型。關鍵尺寸註明所有尺寸單位為毫米，除非另有說明，一般公差為 ±0.10 mm。元件採用透明透鏡，可直接看到晶片的原生顏色（綠色或橙色）。雙色功能的接腳定義明確：接腳 1 和 3 用於綠色晶片，而接腳 2 和 4 用於橙色晶片。此 4 接腳配置允許獨立控制兩種顏色。元件以 8mm 載帶包裝於 7 英吋直徑捲盤上供應，與標準自動化取放設備相容。
6. 焊接與組裝指南
6.1 迴流焊接製程曲線
提供了兩種建議的紅外線 (IR) 迴流焊接製程曲線：一種用於常規（錫鉛）焊接製程，一種用於無鉛 (SnAgCu) 焊接製程。使用無鉛焊膏時，必須採用無鉛製程曲線。紅外線焊接的關鍵參數是峰值溫度 260°C，持續時間最長 5 秒。詳細的預熱及升溫/降溫速率通常在製程曲線圖中說明。
6.2 儲存與操作
LED 應儲存在不超過 30°C 及 70% 相對濕度的環境中。從原廠防潮包裝中取出的元件，應在一週內進行紅外線迴流焊接。若需在原包裝外長時間儲存，必須將其置於放有乾燥劑的密封容器或氮氣環境中。若未包裝儲存超過一週，在組裝前需要進行約 60°C、至少 24 小時的烘烤，以去除吸收的水氣，防止迴流焊接時發生爆米花現象。
6.3 清潔
若焊接後需要清潔，僅應使用指定的溶劑。未指定的化學品可能損壞塑膠封裝。可接受的方法包括在常溫下浸入乙醇或異丙醇中，時間少於一分鐘。
標準包裝為 7 英吋捲盤，內含 4000 顆。剩餘數量最低訂購量為 500 顆。載帶與捲盤系統符合 ANSI/EIA 481-1-A-1994 規範。載帶上的空位由頂部蓋帶密封。品質規範允許捲盤上最多連續缺失兩個元件。料號 LTST-C195KGKFKT 遵循製造商的內部編碼系統，用以識別特定的雙色型號。
8. 應用建議與設計考量
8.1 驅動電路設計
LED 是電流驅動元件。為確保並聯驅動多顆 LED 時的亮度均勻性，強烈建議為每顆 LED 串聯一個限流電阻（電路模型 A）。不建議直接從單一電流源並聯驅動多顆 LED（電路模型 B），因為個別 LED 之間順向電壓 (Vf) 特性的微小差異，將導致電流分配出現顯著差異，進而影響亮度。
8.2 靜電放電 (ESD) 防護
此元件對靜電放電敏感。ESD 損壞可能表現為高逆向漏電流、低順向電壓，或在低電流下無法發光。在操作與組裝過程中必須實施預防措施：
使用導電腕帶或防靜電手套。
- 確保所有設備、工作站和儲存架妥善接地。
- 使用離子產生器來中和因操作摩擦可能積聚在 LED 透鏡上的靜電荷。
- 8.3 應用範圍與注意事項
此元件適用於一般用途的電子設備。對於需要極高可靠性，且故障可能危及生命或健康的應用（例如航空、醫療設備、安全系統），在設計採用前需諮詢元件製造商。設計師必須嚴格遵守本規格書中概述的絕對最大額定值和建議操作條件。
9. 技術比較與差異化
此元件的關鍵差異化特點在於其單一 SMD 封裝內的雙色功能，以及採用 AlInGaP 半導體技術。相較於舊技術，AlInGaP（磷化鋁銦鎵）以提供高發光效率和出色的色彩純度而聞名，特別是在琥珀色到紅色的光譜範圍內。整合兩個晶片節省了電路板空間，與使用兩顆獨立的單色 LED 相比簡化了組裝。130 度的寬廣視角是另一個優勢，適用於需要廣泛可見性的應用。
10. 常見問題 (FAQ)
問：我可以同時以每顆晶片最大 DC 電流 30mA 驅動綠色和橙色晶片嗎？
答：可以，但必須考慮總功耗。同時以 30mA 操作會使總功耗接近個別晶片的極限。在此類使用情況下，建議對 PCB 進行謹慎的熱管理。
問：峰值波長 (λP) 和主波長 (λd) 有何不同？
答：峰值波長是發射光譜強度最高的波長。主波長源自 CIE 色度圖，代表單一波長的純單色光，人眼感知其顏色與 LED 輸出相同。λd 通常與顏色規格更為相關。
問：我該如何為我的應用選擇正確的級別？
答：根據您的設計在最壞情況下（例如最高操作溫度、壽命終期）所需的最低亮度來選擇級別。使用具有較高最低強度的級別可提供亮度安全餘量。為了在多個單元間保持外觀一致，請指定單一級別代碼。
11. 實務設計與使用範例
範例 1：雙狀態指示燈：
單一顆 LTST-C195KGKFKT 可以取代兩顆獨立的 LED，來指示兩種不同的系統狀態（例如，綠色表示就緒/正常，橙色表示待機/警告）。這節省了 PCB 面積並減少了零件數量。驅動電路將由兩個獨立的限流電阻網路組成，連接到適當的接腳（綠色接 1/3，橙色接 2/4），由微控制器 GPIO 接腳控制。範例 2：緊湊型裝置中的電量指示器：
在手持裝置中，可使用多顆雙色 LED 以條狀圖形式顯示。不同顏色可指示不同的電量閾值（例如，綠色表示 >50%，橙色表示 20-50%，兩者皆熄滅表示20%）。寬廣的視角確保指示燈能從各種角度清晰可見。<12. 工作原理簡介
發光二極體 (LED) 是一種當電流通過時會發光的半導體元件。這種稱為電致發光的現象發生在電子與元件內的電洞重新結合時，以光子的形式釋放能量。半導體晶片的特定材料決定了發射光的顏色（波長）。本元件使用的 AlInGaP 材料系統，在將電能轉換為光譜中綠色到紅色部分的可見光方面特別高效。雙色封裝內包含兩個電氣隔離的半導體晶片，每個晶片由調諧至發射特定顏色的材料製成，並封裝在一個共同的透明環氧樹脂透鏡下。
13. 技術趨勢與發展
SMD LED 技術的總體趨勢持續朝向更高效率（每瓦更多流明）、更佳顯色性，以及在更小封裝內實現更高功率密度發展。整個電子產業也強力推動更廣泛採用無鉛且符合 RoHS 規範的材料與製程，本元件即支援此趨勢。將多種功能（如雙色或 RGB）整合到單一封裝中，滿足了現代電子產品對微型化和設計簡化的需求。螢光粉技術和晶片設計的進步，持續推動著亮度以及隨溫度和使用壽命的顏色穩定性方面的極限。
The general trend in SMD LED technology continues towards higher efficiency (more lumens per watt), improved color rendering, and increased power density in smaller packages. There is also a strong drive for broader adoption of lead-free and RoHS-compliant materials and processes across the electronics industry, which this component supports. The integration of multiple functions (like dual-color or RGB) into single packages addresses the demand for miniaturization and design simplicity in modern electronics. Advances in phosphor technology and chip design continue to push the boundaries of brightness and color stability over temperature and lifetime.
LED規格術語詳解
LED技術術語完整解釋
一、光電性能核心指標
| 術語 | 單位/表示 | 通俗解釋 | 為什麼重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦電能發出的光通量，越高越節能。 | 直接決定燈具的能效等級與電費成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源發出的總光量，俗稱"亮度"。 | 決定燈具夠不夠亮。 |
| 發光角度（Viewing Angle） | °（度），如120° | 光強降至一半時的角度，決定光束寬窄。 | 影響光照範圍與均勻度。 |
| 色溫（CCT） | K（開爾文），如2700K/6500K | 光的顏色冷暖，低值偏黃/暖，高值偏白/冷。 | 決定照明氛圍與適用場景。 |
| 顯色指數（CRI / Ra） | 無單位，0–100 | 光源還原物體真實顏色的能力，Ra≥80為佳。 | 影響色彩真實性，用於商場、美術館等高要求場所。 |
| 色容差（SDCM） | 麥克亞當橢圓步數，如"5-step" | 顏色一致性的量化指標，步數越小顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色無差異。 |
| 主波長（Dominant Wavelength） | nm（奈米），如620nm（紅） | 彩色LED顏色對應的波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED的色相。 |
| 光譜分佈（Spectral Distribution） | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出的光在各波長的強度分佈。 | 影響顯色性與顏色品質。 |
二、電氣參數
| 術語 | 符號 | 通俗解釋 | 設計注意事項 |
|---|---|---|---|
| 順向電壓（Forward Voltage） | Vf | LED點亮所需的最小電壓，類似"啟動門檻"。 | 驅動電源電壓需≥Vf，多個LED串聯時電壓累加。 |
| 順向電流（Forward Current） | If | 使LED正常發光的電流值。 | 常採用恆流驅動，電流決定亮度與壽命。 |
| 最大脈衝電流（Pulse Current） | Ifp | 短時間內可承受的峰值電流，用於調光或閃光。 | 脈衝寬度與佔空比需嚴格控制，否則過熱損壞。 |
| 反向電壓（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受的最大反向電壓，超過則可能擊穿。 | 電路中需防止反接或電壓衝擊。 |
| 熱阻（Thermal Resistance） | Rth（°C/W） | 熱量從晶片傳到焊點的阻力，值越低散熱越好。 | 高熱阻需更強散熱設計，否則結溫升高。 |
| 靜電放電耐受（ESD Immunity） | V（HBM），如1000V | 抗靜電打擊能力，值越高越不易被靜電損壞。 | 生產中需做好防靜電措施，尤其高靈敏度LED。 |
三、熱管理與可靠性
| 術語 | 關鍵指標 | 通俗解釋 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 結溫（Junction Temperature） | Tj（°C） | LED晶片內部的實際工作溫度。 | 每降低10°C，壽命可能延長一倍；過高導致光衰、色漂移。 |
| 光衰（Lumen Depreciation） | L70 / L80（小時） | 亮度降至初始值70%或80%所需時間。 | 直接定義LED的"使用壽命"。 |
| 流明維持率（Lumen Maintenance） | %（如70%） | 使用一段時間後剩餘亮度的百分比。 | 表徵長期使用後的亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色的變化程度。 | 影響照明場景的顏色一致性。 |
| 熱老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因長期高溫導致的封裝材料劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色變化或開路失效。 |
四、封裝與材料
| 術語 | 常見類型 | 通俗解釋 | 特點與應用 |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保護晶片並提供光學、熱學介面的外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低；陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 晶片結構 | 正裝、倒裝（Flip Chip） | 晶片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高，適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、矽酸鹽、氮化物 | 覆蓋在藍光晶片上，部分轉化為黃/紅光，混合成白光。 | 不同螢光粉影響光效、色溫與顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面的光學結構，控制光線分佈。 | 決定發光角度與配光曲線。 |
五、質量控制與分檔
| 術語 | 分檔內容 | 通俗解釋 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分檔 | 代碼如 2G、2H | 按亮度高低分組，每組有最小/最大流明值。 | 確保同一批產品亮度一致。 |
| 電壓分檔 | 代碼如 6W、6X | 按順向電壓範圍分組。 | 便於驅動電源匹配，提高系統效率。 |
| 色區分檔 | 5-step MacAdam橢圓 | 按顏色坐標分組，確保顏色落在極小範圍內。 | 保證顏色一致性，避免同一燈具內顏色不均。 |
| 色溫分檔 | 2700K、3000K等 | 按色溫分組，每組有對應的坐標範圍。 | 滿足不同場景的色溫需求。 |
六、測試與認證
| 術語 | 標準/測試 | 通俗解釋 | 意義 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明維持測試 | 在恆溫條件下長期點亮，記錄亮度衰減數據。 | 用於推算LED壽命（結合TM-21）。 |
| TM-21 | 壽命推演標準 | 基於LM-80數據推算實際使用條件下的壽命。 | 提供科學的壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認的測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質（如鉛、汞）。 | 進入國際市場的准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品的能效與性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目，提升市場競爭力。 |