LTST-S115KETBKT SMD LED 規格書 - 雙色（紅/藍） - 側發光型 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件提供一款雙色、側發光型表面黏著元件（SMD）LED 的完整技術規格。此元件專為自動化印刷電路板（PCB）組裝而設計，適用於空間受限的應用。該 LED 在單一封裝內整合了兩個不同的半導體晶片：一個發射紅光光譜，另一個發射藍光光譜。

1.1 核心優勢與目標市場

此 LED 的主要優勢包括其微型尺寸、與自動化取放設備的相容性，以及適用於紅外線（IR）迴焊製程。它採用無鉛（符合 ROHS 規範）材料製成，並具有鍍錫端子以提升可焊性。該元件採用先進的半導體材料：紅光發射器使用 AlInGaP，藍光發射器使用 InGaN，這些材料以其高效率和亮度著稱。

目標應用涵蓋廣泛的消費性和工業電子產品。它特別適合用於狀態指示、鍵盤或按鍵背光、符號照明，以及整合到如手機、筆記型電腦、網路設備、家電和各種辦公室自動化系統等裝置內的微型顯示器。

2. 技術參數：深入客觀解讀

2.1 絕對最大額定值

這些額定值定義了可能導致元件永久損壞的極限。不建議在超過這些數值的條件下操作 LED。

• 功率消耗（Pd）：允許以熱能形式消散的最大功率。紅光晶片額定值為 62.5 mW，而藍光晶片額定值為 76 mW。超過此限制有熱劣化的風險。
• 順向電流：指定了兩個電流限制。直流順向電流（IF）是最大連續電流：紅光晶片為 25 mA，藍光晶片為 20 mA。峰值順向電流是較高的脈衝電流（紅光 60 mA，藍光 100 mA），僅允許在特定條件下（1/10 工作週期，0.1 ms 脈衝寬度）短暫使用。
• 溫度範圍：此元件設計用於在環境溫度（Ta）範圍 -20°C 至 +80°C 內操作。儲存溫度應在 -30°C 至 +100°C 之間。
• 焊接條件：此元件可承受最高 260°C 的紅外線迴焊峰值溫度，最長 10 秒，這是無鉛組裝製程的標準。

2.2 電氣與光學特性

這些參數是在標準測試條件 Ta=25°C 和順向電流（IF）為 20 mA 下測量，除非另有說明。它們定義了元件的典型性能。

• 發光強度（Iv）：這是衡量所發出光線感知亮度的指標。對於紅光晶片，強度範圍從最小值 45.0 mcd 到最大值 180.0 mcd。對於藍光晶片，範圍從 28.0 mcd 到 112.0 mcd。特定單位的實際值由其分級等級決定。
• 視角（2θ1/2）：定義為發光強度為中心軸測得強度一半時的全角。此 LED 兩種顏色均具有非常寬的 130 度視角，使其適合需要廣泛可見性的應用。
• 波長參數： 峰值發射波長（λP）是光學輸出功率最大的波長（紅光典型值為 631 nm，藍光為 468 nm）。主波長（λd）是最能代表感知顏色的單一波長，具有指定的最小/典型/最大範圍（例如，紅光為 615-635 nm）。譜線半寬（Δλ）是峰值功率一半處的光譜寬度，紅光典型值為 15 nm，藍光為 20 nm，表示色純度。
• 順向電壓（VF）：在指定電流下操作時，LED 兩端的電壓降。紅光晶片的 VF 範圍為 1.6V 至 2.4V，而藍光晶片在 20 mA 下具有較高的範圍 2.7V 至 3.9V。這種差異是由於 AlInGaP 和 InGaN 材料的不同能隙所致。
• 逆向電流（IR）：施加 5V 逆向電壓（VR）時的最大漏電流。兩種晶片均規定最大為 10 μA。規格書明確警告，此元件並非為逆向操作而設計；此參數僅供測試用途。

3. 分級系統說明

為確保生產一致性，LED 會根據性能進行分級。這使設計師能夠選擇特性嚴格控制的元件。

3.1 發光強度（Iv）分級

LED 根據其在 20 mA 下測得的發光強度進行分組。每個分級都有最小和最大值，每個分級內的容差為 +/-15%。

• 紅光晶片分級：P（45.0-71.0 mcd）、Q（71.0-112.0 mcd）、R（112.0-180.0 mcd）。
• 藍光晶片分級：N（28.0-45.0 mcd）、P（45.0-71.0 mcd）、Q（71.0-112.0 mcd）。

3.2 色調（主波長）分級

僅針對藍光晶片，會根據主波長進行額外分級，以控制藍色色調。

• 藍光晶片波長分級：AC（465-470 nm）、AD（470-475 nm）。每個分級的容差為 +/- 1 nm，確保非常精確的顏色控制。

4. 機械與封裝資訊

4.1 封裝尺寸與接腳定義

此 LED 符合 EIA 標準封裝外形。所有尺寸均以毫米為單位，標準公差為 ±0.1 mm，除非另有規定。封裝為側發光型，意味著主要光線從元件側面而非頂部發出。這對於需要將光線橫向引導的背光應用至關重要。

接腳定義明確：陰極 1（C1）連接至藍光晶片的陽極（暗示為共陽極配置，但規格書指定了晶片的接腳定義）。陰極 2（C2）連接至紅光晶片。組裝時必須注意正確的極性。

4.2 推薦的 PCB 焊接墊與焊接方向

規格書包含顯示 PCB 上推薦銅墊佈局的圖示。遵循此佈局對於實現可靠的焊點、正確對準以及在迴焊過程中有效散熱至關重要。該圖還指示了自動化組裝時，相對於 PCB，LED 在載帶上的正確方向。

5. 焊接與組裝指南

5.1 紅外線迴焊參數

對於無鉛焊接製程，建議使用特定的熱曲線。關鍵參數包括預熱區（150-200°C）、最長預熱時間 120 秒、本體最高溫度不超過 260°C，以及在此峰值溫度的時間限制為最長 10 秒。在此條件下，LED 不應承受超過兩次的迴焊循環。

5.2 手工焊接

若必須進行手工焊接，則需極度小心。烙鐵頭溫度不應超過 300°C，且與 LED 端子的接觸時間應限制在最長 3 秒。每個元件僅應進行一次手工焊接。

5.3 清潔

僅應使用指定的清潔劑。未指定的化學品可能會損壞 LED 封裝。若焊接後需要清潔，推薦的方法是將 LED 在室溫下浸入乙醇或異丙醇中，時間少於一分鐘。

6. 儲存與操作注意事項

6.1 儲存條件

正確的儲存對於保持可焊性並防止迴焊過程中因濕氣造成損壞（爆米花效應）至關重要。

• 密封包裝：LED 應連同乾燥劑儲存在原來的防潮袋中，條件為 ≤30°C 且相對濕度（RH）≤90%。在此條件下的保存期限為一年。
• 已開封包裝：一旦防潮袋被打開，儲存環境必須更嚴格控制：≤30°C 且 RH ≤60%。從密封袋中取出的元件應在一週內進行迴焊。
• 延長儲存（已開封）：若儲存超過一週，應將 LED 放入帶有乾燥劑的密封容器或氮氣吹掃的乾燥器中。若開封儲存超過一週，在焊接前必須進行烘烤，約 60°C 至少 20 小時，以驅除吸收的濕氣。

6.2 靜電放電（ESD）防護

此 LED 對靜電放電和電壓突波敏感。在操作和組裝過程中必須遵守適當的 ESD 預防措施。這包括使用接地腕帶、防靜電手套，並確保所有設備和工作站正確接地。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 載帶與捲盤規格

LED 以供自動化組裝的包裝形式提供。它們安裝在 8mm 寬的凸版載帶上。此載帶纏繞在標準 7 英吋（178 mm）直徑的捲盤上。每整捲包含 3000 個元件。對於少於整捲的數量，剩餘批次的最小包裝數量為 500 個。包裝符合 ANSI/EIA-481 規範。

7.2 捲盤尺寸與特點

提供了捲盤和載帶的詳細機械圖。主要特點包括：載帶上的空元件口袋用頂部覆蓋帶密封以保護元件，且捲盤上允許連續缺失元件的最大數量為兩個，確保了取放機的供應一致性。

8. 應用建議與設計考量

8.1 典型應用電路

設計驅動電路時，必須考慮紅光和藍光晶片不同的順向電壓（VF）要求。最常見的方法是為每個顏色通道使用一個簡單的串聯電阻來限制電流。電阻值（R）使用公式計算：R = (Vcc - VF_LED) / I_F，其中 Vcc 是電源電壓，VF_LED 是特定晶片的順向電壓（保守設計請使用規格書中的最大值），I_F 是所需的順向電流（不得超過直流額定值）。由於電壓差異，即使需要相同的電流，藍光通道的電阻值通常也與紅光通道不同。

8.2 熱管理

儘管功率消耗低，但 PCB 上適當的熱設計有助於長期可靠性。確保使用推薦的焊接墊佈局有助於將 LED 接面的熱量散發到 PCB 中。應避免在高環境溫度下以或接近其最大額定電流操作 LED，因為這會使接面溫度趨近其極限。

8.3 光學設計

側發光特性非常適合需要將光耦合到導光板、側光式面板照明或從裝置側面指示狀態的應用。設計師在設計導光管或孔徑時應考慮 130 度的視角，以確保達到所需的照明模式。

9. 常見問題解答（基於技術參數）

問：我可以同時以全額定直流電流（25mA 和 20mA）驅動紅光和藍光晶片嗎？

答：規格書提供的是每個晶片的額定值。必須考慮組合產生的熱量對功率消耗和熱極限的影響。如果總功率（Vf_red * 25mA + Vf_blue * 20mA）在封裝的整體散熱能力範圍內，通常是安全的，但同時以絕對最大額定值操作應仔細評估，特別是在高環境溫度下。

問：峰值波長和主波長有什麼區別？

答：峰值波長（λP）是光譜最高點的物理測量值。主波長（λd）是從色度學計算出的值，最符合人眼對顏色的感知。對於特定顏色外觀至關重要的應用，λd 更為相關。

問：逆向電流是在 5V 下指定的。我可以在交流電路或帶有反極性保護的電路中使用此 LED 嗎？

答：不可以。規格書明確說明此元件並非為逆向操作而設計。5V 測試僅用於品質驗證。不建議施加連續的逆向電壓，即使低於 5V，也可能損壞 LED。對於交流或雙極性驅動，需要外部保護，例如並聯一個二極體。

問：如何為我的應用選擇合適的分級？

答：根據您所需的亮度水平以及元件間一致性的需求來選擇發光強度（Iv）分級。對於藍光 LED，如果顏色一致性至關重要，也請選擇波長（色調）分級。使用更嚴格的分級（例如，強度 Q 級）可能會增加成本，但能確保您的生產中性能更均勻。