雙色SMD LED LTST-C235TBJRKT 規格書 - 封裝尺寸 - 藍光3.3V / 紅光2.0V - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件提供一款雙色表面黏著元件（SMD）LED 的完整技術規格。此元件在單一封裝內整合了兩個不同的半導體晶片：一個採用 InGaN（氮化銦鎵）技術發射藍光，另一個採用 AlInGaP（磷化鋁銦鎵）技術發射紅光。此設計可在標準的 EIA 相容封裝尺寸內，實現緊湊的多色指示或照明解決方案。

此 LED 以 8mm 寬的載帶包裝，捲繞於直徑 7 英吋的捲盤上，完全相容於現代電子製造中使用的高速自動化取放組裝設備。它被歸類為綠色產品，並符合 RoHS（有害物質限制）指令。此元件亦設計為相容於紅外線（IR）迴焊製程，這是將表面黏著元件組裝到印刷電路板（PCB）上的標準製程。

2. 絕對最大額定值

絕對最大額定值定義了可能對元件造成永久損壞的極限值。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：藍光晶片：76 mW，紅光晶片：75 mW。
• 峰值順向電流：在 1/10 工作週期、0.1ms 脈衝寬度下量測。藍光晶片：100 mA，紅光晶片：80 mA。
• 直流順向電流：最大連續順向電流。藍光晶片：20 mA，紅光晶片：30 mA。
• 操作溫度範圍：-20°C 至 +80°C。
• 儲存溫度範圍：-30°C 至 +100°C。
• 紅外線焊接條件：在迴焊過程中，元件可承受最高 260°C 的峰值溫度，最長 10 秒鐘。

在接近或超過這些極限值下操作 LED，將顯著縮短其使用壽命並降低可靠性。設計人員必須確保驅動電路維持在這些指定的範圍內。

3. 電氣與光學特性

這些特性是在 Ta=25°C 的標準測試條件下量測，代表元件的典型性能。

3.1 發光強度與視角

發光強度（Iv）是衡量在特定方向上發射光線的感知功率的指標，單位為毫燭光（mcd）。

• 藍光晶片（InGaN）：在順向電流（IF）為 20 mA 時，典型發光強度為 45.0 mcd，最小指定值為 28.0 mcd。
• 紅光晶片（AlInGaP）：在 IF=20 mA 時，典型發光強度為 45.0 mcd，最小指定值為 18.0 mcd。

兩種顏色的視角（2θ1/2）均為 130 度。這是發光強度降至中心軸（0 度）值一半時的全角。130 度的角度表示寬廣的視角模式，適合需要廣泛可見度的應用。

3.2 光譜特性

光譜特性定義了發射光的色彩品質。

• 峰值波長（λP）：發射光譜最強處的波長。藍光：468 nm（典型），紅光：639 nm（典型）。
• 主波長（λd）：人眼感知最能代表該顏色的單一波長，此數值源自 CIE 色度圖。藍光：470 nm（典型），紅光：631 nm（典型）。
• 光譜線半高寬（Δλ）：發射光譜在其最大強度一半處的寬度。藍光：25 nm（典型），紅光：20 nm（典型）。較窄的半高寬表示色彩更飽和、更純淨。

3.3 電氣參數

• 順向電壓（VF）：在指定電流下操作時，LED 兩端的電壓降。
  • 藍光晶片：在 IF=20 mA 時，典型值 3.3V，最大值 3.8V。
  • 紅光晶片：在 IF=20 mA 時，典型值 2.0V，最大值 2.4V。
• 逆向電流（IR）：施加 5V 逆向電壓（VR）時的最大漏電流。兩個晶片的最大逆向電流均為 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。

靜電放電警告：LED 對靜電放電（ESD）敏感。在組裝和操作過程中，必須採取適當的 ESD 防護措施，例如使用接地腕帶、防靜電墊和操作設備，以防止損壞。

4. 分級系統

為考量製造過程中的自然變異，LED 會根據性能進行分級。這確保了同一生產批次內的一致性。

4.1 發光強度分級

每種顏色的發光強度根據以下代碼進行分級。每個分級內的容差為 +/-15%。

藍光晶片分級（mcd @20mA）：

• 代碼 N：28.0 – 45.0 mcd
• 代碼 P：45.0 – 71.0 mcd
• 代碼 Q：71.0 – 112.0 mcd
• 代碼 R：112.0 – 180.0 mcd

紅光晶片分級（mcd @20mA）：

• 代碼 M：18.0 – 28.0 mcd
• 代碼 N：28.0 – 45.0 mcd
• 代碼 P：45.0 – 71.0 mcd
• 代碼 Q：71.0 – 112.0 mcd

在訂購時指定分級代碼，可讓設計師為其應用選擇具有所需亮度等級的 LED，確保多個元件間的視覺一致性。

5. 焊接與組裝指南

5.1 迴焊溫度曲線

此元件設計用於無鉛（Pb-free）焊接製程。提供建議的紅外線（IR）迴焊溫度曲線，符合 JEDEC 標準。關鍵參數包括：

• 預熱：150°C 至 200°C。
• 預熱時間：最長 120 秒。
• 峰值溫度：最高 260°C。
• 液相線以上時間：最長 10 秒（建議最多進行兩次迴焊循環）。

確切的溫度曲線必須針對特定的 PCB 設計、焊錫膏和使用的迴焊爐進行特性分析。規格書第 3 頁的曲線僅作為通用目標參考。

5.2 手工焊接

若必須進行手工焊接，請務必極度小心：

• 烙鐵溫度：最高 300°C。
• 焊接時間：每個焊點最長 3 秒。
• 手工焊接應僅限於一次性維修，不適用於大量生產。

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。

• 推薦溶劑：乙醇或異丙醇。
• 程序：若需清潔，請在常溫下將 LED 浸泡少於一分鐘。

6. 機械與包裝資訊

6.1 封裝尺寸與接腳定義

此 LED 採用標準 SMD 封裝。透鏡為水清色。接腳定義如下：

• 接腳 1, 2：藍光（InGaN）晶片的陽極與陰極。
• 接腳 3, 4：紅光（AlInGaP）晶片的陽極與陰極。

規格書中提供了詳細的機械圖紙，顯示所有以毫米為單位的關鍵尺寸。除非另有說明，大多數尺寸的公差為 ±0.10 mm。同時也包含了建議的 PCB 焊墊佈局，以確保在迴焊過程中形成可靠的焊點並正確對位。

6.2 捲帶包裝

LED 以業界標準的凸輪式載帶供應。

• 捲盤尺寸：直徑 7 英吋。
• 每捲數量：3000 顆。
• 最小包裝數量：剩餘數量為 500 顆。
• 上蓋帶：空的元件凹槽以頂部蓋帶密封。
• 缺件：載帶中連續缺件的最大數量為兩顆。

此包裝符合 ANSI/EIA 481-1-A-1994 規範，確保與自動化組裝設備相容。

7. 儲存與操作

7.1 儲存條件

• 密封包裝（含乾燥劑）：儲存於 ≤30°C 且 ≤90% 相對濕度（RH）的環境。請在一年內使用。
• 已開封包裝：儲存環境不得超過 30°C 和 60% RH。若需在原包裝袋外長期儲存，請存放於帶有乾燥劑的密封容器或氮氣乾燥櫃中。

7.2 烘烤要求

若 LED 已在其原始防潮包裝外儲存超過一週，則在焊接前必須進行烘烤，以去除吸收的濕氣，並防止在迴焊過程中發生 "爆米花效應"。

• 烘烤條件：約 60°C，至少 20 小時。
• 開封後迴焊：建議在打開原始包裝後一週內完成紅外線迴焊。

8. 應用注意事項與警告

8.1 預期用途

此 LED 設計用於普通電子設備應用，包括辦公設備、通訊裝置和家用電器。未經事先諮詢和特定資格認證，不適用於故障可能危及生命或健康的安全關鍵應用（例如航空、醫療生命維持、運輸安全系統）。

8.2 設計考量

• 限流：務必使用串聯限流電阻或恆流驅動器，以確保順向電流（IF）不超過最大直流額定值（藍光 20mA，紅光 30mA）。
• 熱管理：雖然功率消耗低，但確保足夠的 PCB 銅箔面積或散熱孔有助於維持較低的接面溫度，特別是在高環境溫度下，從而保持發光輸出和使用壽命。
• 逆向電壓保護：由於此元件並非設計用於逆向操作，電路設計應防止在 LED 端子上施加任何逆向偏壓。
• 驅動雙色：兩個晶片在電氣上是獨立的。它們可以使用適當的電路分別或同時驅動。當同時驅動兩者時，需考慮封裝的總功率消耗。

9. 典型應用情境

此 LED 的雙色功能使其適用於各種指示和狀態顯示功能。

• 狀態指示燈：用於消費性電子產品、網路設備和工業控制，以顯示不同的操作狀態（例如電源開啟/待機、網路活動、故障狀況）。
• 雙色顯示：可用於簡單的段式顯示器，或作為需要兩種顏色的按鈕背光。
• 汽車內飾照明：用於非關鍵的內飾氛圍照明，但需要特定的汽車級資格認證。
• 家電使用者介面：在洗衣機、烤箱或音響設備上提供清晰的多狀態回饋。

10. 性能分析與曲線圖

規格書包含典型的性能曲線圖，對於深入的設計分析至關重要。雖然具體圖表未以文字重現，但它們通常說明以下關係：

• 順向電流 vs. 順向電壓（I-V 曲線）：顯示非線性關係，對於計算所需的驅動電壓和串聯電阻值至關重要。
• 發光強度 vs. 順向電流：展示光輸出如何隨電流增加，有助於在亮度與功耗之間進行優化。
• 發光強度 vs. 環境溫度：顯示光輸出隨溫度升高而降低的關係，這對於在高溫環境下運作的設計至關重要。
• 光譜分佈：描繪各波長相對強度的圖表，確認峰值波長和主波長數值以及光譜純度。

設計師應參考這些曲線，以預測元件在非標準條件（不同電流或溫度）下的行為，並確保在預期操作範圍內具有穩健的性能。