目錄
1. 產品概述
LTST-S115KRKGKT 是一款專為LCD背光應用設計的雙色側視表面黏著元件（SMD）LED。它在單一封裝內整合了兩個獨立的半導體晶片：一個發射紅光，另一個發射綠光。此配置允許創造混合色彩，適用於狀態指示燈、背光照明以及其他需要從設備側面進行緊湊型多色照明的應用。
本元件針對兩種顏色均採用先進的AlInGaP（磷化鋁銦鎵）晶片技術，該技術以提供高發光效率和亮度而聞名。封裝為水清色，增強了光輸出和色彩純度。它以業界標準的8mm載帶包裝於7英寸捲盤上供應，完全兼容高速自動貼片組裝設備和紅外線（IR）迴焊製程。
1.1 核心特點與優勢
- 雙色晶片：在一個緊湊的EIA標準封裝中結合了紅光和綠光AlInGaP LED。
- 側視設計：針對邊緣照明LCD面板及其他空間受限的側面照明需求進行了優化的外形尺寸。
- 高亮度：採用AlInGaP技術，提供超高亮度輸出。
- 符合RoHS、HF與綠色產品規範：符合環境與安全法規。
- 利於自動化生產：採用載帶捲盤包裝，便於高效自動組裝。
- 兼容迴焊製程：可承受無鉛製程的標準IR迴焊溫度曲線。
2. 絕對最大額定值
超出這些限制的應力可能會對元件造成永久性損壞。這些僅為應力額定值；並不意味著在此條件下能正常運作。
| 參數 | 符號 | 紅光晶片 | 綠光晶片 | 單位 | 條件 |
|---|---|---|---|---|---|
| 功率損耗 | Pd | 75 | 75 | mW | |
| 峰值順向電流 | IFP | 80 | 80 | mA | 1/10 工作週期，0.1ms 脈衝 |
| 直流順向電流 | IF | 30 | 30 | mA | |
| 逆向電壓 | VR | 5 | 5 | V | 注意：不適用於連續操作 |
| 操作溫度 | Topr | -30 至 +85 | °C | ||
| 儲存溫度 | Tstg | -40 至 +85 | °C | ||
| IR 焊接溫度 | Tsolder | 260 | °C | 最長 10 秒 |
3. 電氣與光學特性
典型特性是在環境溫度（Ta）為25°C、順向電流（IF）為20mA的條件下測量，除非另有說明。
| 參數 | 符號 | 紅光晶片 | 綠光晶片 | 單位 | 測試條件 |
|---|---|---|---|---|---|
| 發光強度 | IV | 最小值：45.0 典型值：- 最大值：180.0 | 最小值：28.0 典型值：- 最大值：112.0 | mcd | IF = 20mA |
| 視角 (2θ1/2) | - | 130 (典型值) | 度 | 發光強度為軸向值一半時的角度 | |
| 峰值波長 | λP | 632 (典型值) | 574 (典型值) | nm | |
| 主波長 | λd | 最小值：615.0 最大值：635.0 | 最小值：570.5 最大值：576.5 | nm | IF = 20mA |
| 光譜半高寬 | Δλ | 17 (典型值) | 15 (典型值) | nm | |
| 順向電壓 | VF | 典型值：2.00 最大值：2.40 | 典型值：2.00 最大值：2.40 | V | IF = 20mA |
| 逆向電流 | IR | 最大值：10 | 最大值：10 | µA | VR = 5V |
3.1 參數定義
- 發光強度（IV）：使用近似CIE明視覺響應曲線的感測器和濾光片進行測量。
- 主波長（λd）：人眼感知的單一波長，由CIE色度圖計算得出。它定義了LED的顏色。
- 視角：發光強度為直接軸向（0°）測得強度一半時的全角度。
4. 分級系統
LED根據發光強度和主波長（針對綠光）進行分級，以確保同一生產批次內的顏色和亮度一致性。
4.1 發光強度分級
紅光晶片 (@20mA)：
| 分級代碼 | 最小值 (mcd) | 最大值 (mcd) |
|---|---|---|
| P | 45.0 | 71.0 |
| Q | 71.0 | 112.0 |
| R | 112.0 | 180.0 |
每個亮度分級的容差為 ±15%。
綠光晶片 (@20mA)：
| 分級代碼 | 最小值 (mcd) | 最大值 (mcd) |
|---|---|---|
| N | 28.0 | 45.0 |
| P | 45.0 | 71.0 |
| Q | 71.0 | 112.0 |
每個亮度分級的容差為 ±15%。
4.2 主波長分級（僅限綠光晶片）
| 分級代碼 | 最小值 (nm) | 最大值 (nm) |
|---|---|---|
| D | 570.5 | 573.5 |
| E | 573.5 | 576.5 |
每個主波長分級的容差為 ±1 nm。
5. 機械與封裝資訊
本元件符合側視LED的EIA標準封裝尺寸。規格書中提供了詳細的機械圖紙，包括本體尺寸、引腳間距以及建議的PCB焊墊設計。引腳分配標示明確：陰極1（C1）對應綠光晶片，陰極2（C2）對應紅光晶片。共陽極在提供的片段中未明確標示，但對於此類封裝是標準配置。工程師必須查閱完整的尺寸圖以進行準確的放置和焊盤設計。
6. 焊接與組裝指南
6.1 迴焊溫度曲線
提供了針對無鉛焊接製程的建議紅外線（IR）迴焊溫度曲線。關鍵參數包括：
- 預熱：150-200°C，最長120秒。
- 峰值溫度：最高260°C。
- 液相線以上時間：元件暴露於峰值溫度的時間最長為10秒。迴焊最多應進行兩次。
此溫度曲線基於JEDEC標準，旨在確保可靠的焊點而不損壞LED封裝。針對生產中使用的特定PCB設計、錫膏和迴焊爐進行溫度曲線特性分析至關重要。
6.2 手工焊接
若必須進行手工焊接，請使用溫度不超過300°C的烙鐵。每個焊點的焊接時間應限制在最長3秒，且僅應進行一次。
6.3 清潔
請勿使用未指定的化學清潔劑。若焊接後需要清潔，請將LED在室溫下浸入乙醇或異丙醇中，時間少於一分鐘。
7. 儲存與處理
- 密封包裝：儲存於 ≤30°C 且 ≤90% 相對濕度（RH）的環境中。請在打開防潮袋後一年內使用。
- 已開封包裝：儲存於 ≤30°C 且 ≤60% RH 的環境中。建議在從密封包裝中取出後一週內完成IR迴焊。
- 長期儲存（已開封）：儲存在帶有乾燥劑的密封容器中或氮氣環境中。若LED離開原始包裝儲存超過一週，應在組裝前以約60°C烘烤至少20小時，以去除濕氣並防止迴焊過程中發生 \"爆米花\" 效應。
8. 包裝與訂購
LTST-S115KRKGKT 以標準包裝供應：
- 載帶：8mm寬壓紋載帶。
- 捲盤：7英寸（178mm）直徑捲盤。
- 每捲數量：3000 件。
- 最小訂購量（MOQ）：剩餘數量為 500 件。
- 包裝符合 ANSI/EIA-481-1-A-1994 規範。空位以蓋帶密封。
9. 應用說明與設計考量
9.1 驅動方法
LED是電流驅動元件。為確保穩定的光輸出和長壽命，必須使用恆流源驅動，而非恆壓源。當使用電壓源驅動時，限流電阻至關重要。正常操作時建議的直流順向電流（IF）為20mA，絕對最大值為30mA。可以採用低工作週期（1/10）的較高電流脈衝（峰值可達80mA）來實現更高的瞬時亮度。
9.2 熱管理
雖然功率損耗相對較低（每晶片75mW），但適當的PCB佈局仍然重要。確保焊墊周圍有足夠的銅箔面積作為散熱片，特別是在高環境溫度或接近最大電流下操作時。這有助於維持LED的性能和壽命。
9.3 極性與電路設計
請密切注意引腳分配（C1：綠光，C2：紅光）。兩個晶片共用一個共陽極。要獨立控制紅光和綠光，需要為每個陰極配置獨立的限流電路。這允許單獨啟動顏色或進行PWM調光以創造混色效果（例如，兩者同時開啟時產生黃光）。
9.4 應用範圍
此LED專為普通電子設備設計，例如辦公設備、通訊裝置和家用電器。未經事先諮詢和資格認證，不建議用於安全關鍵應用（例如航空、醫療生命維持、交通控制），因為故障可能危及生命或健康。
10. 技術深入探討與分析
10.1 AlInGaP 技術
紅光和綠光晶片均使用AlInGaP是一個重要特點。AlInGaP是一種直接帶隙半導體材料，以其高內部量子效率而聞名，特別是在紅光到琥珀光譜範圍。其在綠光LED中的應用，雖然不如InGaN用於純綠光常見，但在某些波長範圍和溫度穩定性方面可能具有優勢。兩種顏色的典型順向電壓均為2.0V，相較於某些藍光/白光InGaN LED而言相對較低，這可以簡化電源設計。
10.2 光學性能
130度的寬視角非常適合需要均勻側面照明的背光應用。發光強度分級提供了廣泛的亮度選項，允許設計師根據其特定的亮度要求選擇合適的等級。綠光晶片的嚴格波長分級（D和E級）對於顏色外觀一致性至關重要的應用（特別是與其他顏色混合時）非常關鍵。
10.3 可靠性與製造
與IR迴焊和自動貼片的兼容性對於現代大規模電子製造至關重要。指定的焊接溫度曲線和儲存條件旨在防止熱應力和濕氣引起的應力，這些是塑膠封裝SMD元件的常見失效機制。遵循這些指南對於在現場實現高良率和長期可靠性至關重要。
11. 常見問題解答（FAQ）
問：我可以同時以20mA驅動紅光和綠光晶片嗎？
答：可以，但您必須考慮總功率損耗。在20mA和典型Vf為2.0V時，每個晶片損耗40mW，總計80mW。這在每個晶片75mW的絕對最大額定值範圍內，但接近極限。如果在此水平下連續操作，尤其是在高環境溫度下，請確保PCB有足夠的冷卻。
問：峰值波長和主波長有什麼區別？
答：峰值波長（λP）是LED發射光譜中最高點對應的波長。主波長（λd）是人眼感知的單一波長，由CIE圖上的色度座標計算得出。在視覺應用中，λd對於顏色規格更為相關。
問：如何使用此LED產生黃光？
答：當紅光和綠光混合時，人眼會感知為黃光。通過同時開啟紅光和綠光晶片並調整它們的相對強度（例如，通過PWM調光或不同的串聯電阻），您可以實現各種色調的黃光，包括琥珀色。
問：是否需要反向保護二極體？
答：雖然LED可以承受高達5V的反向電壓，但它並非設計用於連續反向偏壓。在可能出現反向電壓瞬變的電路中（例如，感性負載、熱插拔），實施外部反極性保護是提高可靠性的謹慎設計做法。
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。 |