LTST-S326TGKRKT 雙色側發光SMD LED 規格書 - 綠/紅 - 20mA/30mA - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件提供一款雙色側發光表面黏著元件（SMD）LED的完整技術規格。該元件在單一封裝內整合了兩個不同的半導體晶片：一個用於發射綠光的InGaN（氮化銦鎵）晶片，以及一個用於發射紅光的AlInGaP（磷化鋁銦鎵）晶片。此設計允許從單一緊湊裝置產生兩種顏色，使其非常適合在空間受限的環境中，用於狀態指示、背光或裝飾照明等應用。側發光透鏡配置將光線導向平行於安裝平面的方向，這對於側視的邊光面板或指示燈而言是理想的選擇。

此LED專為大批量自動化組裝製程而設計。它以標準8mm載帶包裝，並捲繞在7英吋直徑的捲盤上供應，與取放設備相容。該元件亦符合紅外線（IR）迴焊製程，遵循無鉛組裝的業界標準溫度曲線。封裝採用透明透鏡，不會擴散光線，從而從元件側面產生高強度、聚焦的光輸出。

2. 絕對最大額定值

絕對最大額定值定義了可能導致元件永久損壞的極限。這些數值是在環境溫度（Ta）為25°C下指定的，在任何操作條件下均不得超過。

• 功率消耗（Pd）：綠光晶片為76 mW，紅光晶片為75 mW。這是LED能以熱量形式消耗的最大功率。
• 峰值順向電流（I_FP）：綠光為100 mA，紅光為80 mA。這是在脈衝條件下允許的最大電流，指定於1/10工作週期和0.1ms脈衝寬度。超過此值可能導致晶片立即劣化。
• 直流順向電流（I_F）：綠光為20 mA，紅光為30 mA。這是建議用於可靠長期運作的最大連續順向電流。
• 操作溫度範圍：-20°C 至 +80°C。保證元件在此環境溫度範圍內正常運作。
• 儲存溫度範圍：-30°C 至 +100°C。元件可在未施加電源的狀態下於此範圍內儲存。
• 紅外線焊接條件：在迴焊過程中，封裝可承受最高260°C的峰值溫度，最長持續時間為10秒。

3. 電氣與光學特性

以下參數是在Ta=25°C及指定的測試條件下量測，代表元件的典型性能。

3.1 發光強度與視角

• 發光強度（I_V）：於 I_F= 20 mA 下量測。
  • 綠光（InGaN）：最小值 45.0 mcd，典型值 150.0 mcd。
  • 紅光（AlInGaP）：最小值 18.0 mcd，典型值 100.0 mcd。
  發光強度是使用近似於明視覺（人眼）反應曲線（CIE）的感測器與濾光片組合進行量測。
• 視角（2θ_1/2）：兩種顏色通常均為130度。這是發光強度降至軸上（0度）量測值一半時的全角。130°的寬視角表示具有寬廣、擴散的發光模式，適合側面照明。

3.2 光譜特性

• 峰值發射波長（λ_P）：光輸出功率最大的波長。
  • 綠光：典型值 520 nm。
  • 紅光：典型值 639 nm。
• 主波長（λ_d）：人眼感知並定義顏色的單一波長。它是從CIE色度座標推導而來。
  • 綠光：典型值 525 nm。
  • 紅光：典型值 631 nm。
• 光譜線半高寬（Δλ）：在最大強度一半處量測的發射光頻寬（半高全寬 - FWHM）。
  • 綠光：典型值 15 nm。
  • 紅光：典型值 20 nm。
  較窄的半高寬表示光譜顏色更純淨。

3.3 電氣參數

• 順向電壓（V_F）：於 I_F= 20 mA 下量測。
  • 綠光：典型值 3.5 V，最大值 3.8 V。
  • 紅光：典型值 2.0 V，最大值 2.4 V。
  兩個晶片之間V_F的顯著差異是由於它們不同的半導體材料能隙所致（InGaN的能隙比AlInGaP寬）。在電路設計中必須考慮這一點，特別是當從共同電壓源驅動兩種顏色時。
• 逆向電流（I_R）：在逆向電壓（V_R）為5V時，兩種顏色的最大值均為10 μA。重要注意事項：此參數僅供測試用途。LED並非設計用於逆向偏壓下操作。在電路中施加逆向電壓可能會損壞元件。

4. 分級系統說明

LED的發光強度可能因批次而異。分級系統用於根據量測到的性能將元件分類到不同的組別（級別），以確保最終用戶的一致性。每個強度級別的容差為 +/-15%。

4.1 綠光晶片強度分級

於20 mA下量測之發光強度，單位：毫燭光（mcd）。

• 級別 P：45.0 mcd（最小）至 71.0 mcd（最大）
• 級別 Q：71.0 mcd 至 112.0 mcd
• 級別 R：112.0 mcd 至 180.0 mcd
• 級別 S：180.0 mcd 至 280.0 mcd
• 級別 T：280.0 mcd 至 450.0 mcd

4.2 紅光晶片強度分級

於20 mA下量測之發光強度，單位：毫燭光（mcd）。

• 級別 M：18.0 mcd（最小）至 28.0 mcd（最大）
• 級別 N：28.0 mcd 至 45.0 mcd
• 級別 P：45.0 mcd 至 71.0 mcd
• 級別 Q：71.0 mcd 至 112.0 mcd
• 級別 R：112.0 mcd 至 180.0 mcd

在指定或訂購此元件時，強度（以及可能的波長/顏色）的特定分級代碼可能是完整料號的一部分，以保證特定的性能水準。

5. 機械與封裝資訊

本元件符合EIA（電子工業聯盟）針對SMD元件的標準封裝尺寸。規格書中提供了詳細的機械圖面，包括：

• 封裝外型圖：顯示頂視、側視和底視圖，所有關鍵尺寸均以毫米標示。除非另有說明，公差通常為 ±0.10 mm。
• 接腳定義：
  • 陰極 1（C1）：連接至紅光AlInGaP晶片。
  • 陰極 2（C2）：連接至綠光InGaN晶片。
  • 該元件可能採用共陽極配置，但確切的接腳配置應從封裝圖中確認。
• 建議焊墊佈局：提供了印刷電路板（PCB）的建議焊墊圖案，以確保正確的焊點形成和機械穩定性。
• 極性識別：封裝本體上的標記（例如凹口、圓點或斜邊）指示了接腳1或陰極的方向。正確放置對於正常運作至關重要。

6. 焊接與組裝指南

6.1 迴焊溫度曲線

針對無鉛焊接製程提供了建議的紅外線（IR）迴焊溫度曲線。關鍵參數包括：

• 預熱區：溫度範圍 150–200°C。
• 預熱時間：最長120秒，以逐漸加熱電路板和元件，活化助焊劑並減少熱衝擊。
• 峰值溫度：最高260°C。元件本體溫度不得超過此值。
• 液相線以上時間：必須控制焊料處於熔融狀態的時間；典型目標是在峰值溫度下最長10秒。
• 最大迴焊次數：在此條件下，元件最多可承受兩次迴焊循環。

此溫度曲線基於JEDEC標準以確保可靠性。然而，最佳曲線取決於特定的PCB設計、錫膏和迴焊爐，因此建議進行特性分析。

6.2 手工焊接

若需進行手工焊接：

• 烙鐵溫度：最高300°C。
• 焊接時間：每個焊點最長3秒。
• 限制：手工焊接應僅進行一次，以避免對塑膠封裝和內部的打線造成熱損傷。

6.3 清潔

若需在焊接後進行清潔：

• 推薦溶劑：僅使用酒精類清潔劑，例如乙醇或異丙醇（IPA）。
• 製程：在常溫下將LED浸泡少於一分鐘。攪動應輕柔。
• 警告：請勿使用未指定的化學液體，因為它們可能會損壞塑膠透鏡或封裝材料，導致破裂或霧化。

7. 儲存與操作

7.1 儲存條件

• 密封防潮袋（原始包裝）：儲存於 ≤30°C 且 ≤90% 相對濕度（RH）。當儲存在帶有乾燥劑的原始袋中時，保存期限為一年。
• 開袋後：元件對濕氣敏感（MSL）。儲存於 ≤30°C 且 ≤60% RH。建議在開袋後一週內完成紅外線迴焊。
• 長期儲存（袋外）：若需在原始包裝外儲存超過一週，請儲存在帶有乾燥劑的密封容器或氮氣乾燥櫃中。
• 烘烤：如果元件暴露於環境濕度超過一週，必須在焊接前以約60°C烘烤至少20小時，以去除吸收的水分並防止迴焊過程中發生\"爆米花效應\"（封裝破裂）。

7.2 靜電放電（ESD）預防措施

LED對靜電放電和電壓突波敏感，可能導致半導體接面劣化或損壞。

• 請務必在防靜電保護區域內操作元件。
• 使用接地腕帶或防靜電手套。
• 確保所有設備、工具和工作檯面均正確接地。

8. 包裝與捲盤規格

元件以適合自動化組裝機器的載帶捲盤形式供應。

• 載帶寬度：8 mm。
• 捲盤直徑：7 英吋（178 mm）。
• 每捲數量：3000 顆。
• 最小訂購量（MOQ）：剩餘數量為500顆。
• 上蓋帶：空的元件凹槽由頂部蓋帶密封。
• 缺件：根據標準品質規格，載帶中連續缺失元件的最大數量為兩顆。
• 包裝符合 ANSI/EIA-481 規範。

9. 應用說明與設計考量

9.1 典型應用場景

• 狀態指示燈：雙色功能允許從單一元件佔位實現多種狀態（例如，綠光=正常/開啟，紅光=錯誤/警示）。
• 側面照明/邊光：側發光特性非常適合用於照亮面板邊緣、導光板或顯示器，這些場合不適合使用正面發光的LED。
• 消費性電子產品：用於家電、音響設備和小型裝置的電源、模式或連線狀態指示燈。
• 汽車內裝照明：用於儀表板或控制台背光（需符合特定汽車等級認證）。
• 裝飾照明：用於需要混合或可選顏色輸出的緊湊型燈具中。

9.2 電路設計考量

• 電流限制：LED是電流驅動裝置。請務必為每個顏色通道使用串聯的限流電阻或恆流驅動器。使用歐姆定律計算電阻值：R = (V_電源- V_F) / I_F。請記住，綠光（約3.5V）和紅光（約2.0V）的V_F不同。
• 獨立控制：要獨立控制兩種顏色，必須由獨立的電路驅動（例如，兩個微控制器GPIO接腳，各自配備限流電阻）。
• 功率消耗：確保每個晶片的計算功率（P = V_F* I_F）不超過絕對最大額定值，並考慮環境溫度。若在接近最大額定值的條件下運作，可能需要足夠的PCB銅箔面積來散熱。
• 逆向電壓保護：由於該元件並非設計用於逆向偏壓，請確保電路防止任何逆向電壓施加在LED兩端，特別是在交流或穩壓不良的直流環境中。並聯一個二極體（反向極性）可提供保護。

10. 可靠性與注意事項

• 應用範圍：此LED適用於標準商業和工業電子設備。未經事先諮詢和額外認證，不特別適用於故障可能直接危及生命或健康的應用（例如，航空控制、醫療生命維持系統、關鍵安全系統）。
• 熱管理：在高環境溫度或高順向電流下運作將降低發光輸出並縮短元件壽命。高溫操作應參考降額曲線（本摘要未提供）。
• 長期流明維持率：與所有LED一樣，發光輸出在數千小時的運作後會逐漸降低。劣化速率取決於操作電流和接面溫度。

11. 技術比較與趨勢

11.1 材料技術

使用InGaN製造綠光和AlInGaP製造紅光，代表了這些顏色的標準、成熟的半導體技術。與舊技術相比，基於InGaN的LED通常能提供更高的效率，並在更高電流和溫度下具有更好的性能。側發光封裝樣式是一種成熟的規格，適用於PCB頂部表面空間有限的特定照明任務。

11.2 產業趨勢

微型化的推動持續驅動著對此類多晶片SMD封裝的需求。此外，所有LED顏色都存在著不斷提高發光效率（每瓦電輸入產生更多光輸出）的趨勢。雖然此規格書代表特定產品，但新一代產品可能在相同級別內提供更高的典型強度或改進的顏色一致性。與自動化、無鉛組裝製程的相容性仍然是全球電子製造的關鍵要求。