目錄
1. 產品概述
LTST-C295TGKRKT 是一款專為現代電子應用設計的雙色表面黏著元件（SMD）LED，適用於需要緊湊尺寸與高亮度指示燈的場合。此元件將兩種不同的半導體晶片整合在一個超薄封裝內：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。其主要設計目標是為狀態指示、背光照明以及需要顏色區分的面板照明，提供一個可靠且節省空間的解決方案。
此 LED 的核心優勢包括其極低的 0.55mm 厚度，便於應用於輕薄的消費性電子產品與可攜式裝置。它符合 ROHS（有害物質限制）指令，是具環保意識的選擇。封裝依據 EIA（電子工業聯盟）標準，確保與自動化取放組裝設備及標準紅外線迴焊製程相容，從而簡化大量生產流程。
目標市場涵蓋廣泛的電子設備，包括但不限於辦公室自動化設備、通訊硬體、家用電器，以及各種需要以最小佔用空間實現雙色狀態指示（例如：電源開啟/待機、充電狀態、網路活動）的消費性電子產品。
2. 深入技術參數分析
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應力極限。不保證在或接近這些極限下運作。對於綠光晶片，最大連續直流順向電流為 20mA，在脈衝條件下（1/10 工作週期，0.1ms 脈衝寬度）允許的峰值順向電流為 100mA。紅光晶片允許稍高的直流電流 30mA，但峰值電流較低，為 80mA。綠光晶片的最大功耗為 76mW，紅光晶片為 75mW，這對於高密度 PCB 的熱管理至關重要。元件額定工作溫度範圍為 -20°C 至 +80°C，可承受的儲存溫度範圍為 -30°C 至 +100°C。它亦通過無鉛紅外線迴焊製程認證，峰值溫度為 260°C，持續時間最長 10 秒。
2.2 電氣與光學特性
這些參數是在標準環境溫度 25°C 及順向電流（IF）為 20mA（典型工作點）下測量。
發光強度（IV）：這是 LED 發射的可見光功率量度。對於綠光晶片，最小強度為 112 毫燭光（mcd），典型範圍最高可達 450 mcd。紅光晶片最小為 45 mcd，最大為 180 mcd。此寬廣範圍表示元件提供不同亮度等級可供選擇。
視角（2θ1/2）：兩種顏色均具備非常寬廣的 130 度視角（典型值）。這是發光強度降至中心軸值一半時的全角，使得此 LED 適用於離軸角度可見性很重要的應用。
波長特性：綠光晶片的典型峰值發射波長（λP）為 530nm，主波長（λd）範圍為 520.0nm 至 535.0nm。紅光晶片的典型峰值為 639nm，主波長範圍為 624.0nm 至 638.0nm。綠光的光譜線半高寬（Δλ）約為 35nm，紅光約為 20nm，描述了發射光的光譜純度。
順向電壓（VF）：這是在指定電流下運作時，LED 兩端的電壓降。綠光晶片的 VF範圍為 2.8V（最小）至 3.8V（最大）。紅光晶片的 VF較低，範圍為 1.8V 至 2.4V。此差異對於電路設計至關重要，特別是當從同一電壓源驅動兩種顏色時，可能需要不同阻值的限流電阻。
逆向電流（IR）：當施加 5V 逆向電壓（VR）時，兩個晶片的最大逆向漏電流均為 10µA。文件明確指出，此元件並非設計用於逆向操作；此參數僅供測試用途。
3. 分級系統說明
為確保大量生產的一致性，LED 會根據性能進行分級。LTST-C295TGKRKT 針對發光強度與主波長採用分級系統。
3.1 發光強度分級
對於綠光晶片，分級代號為 R、S 和 T，分別涵蓋強度範圍 112.0-180.0 mcd、180.0-280.0 mcd 和 280.0-450.0 mcd。對於紅光晶片，分級代號 P、Q 和 R 涵蓋 45.0-71.0 mcd、71.0-112.0 mcd 和 112.0-180.0 mcd。每個強度分級均適用 +/-15% 的容差。
3.2 主波長分級
適用於綠光晶片，波長分級代號 AP、AQ 和 AR 對應的主波長範圍分別為 520.0-525.0nm、525.0-530.0nm 和 530.0-535.0nm。每個波長分級的容差為嚴格的 +/-1nm，確保在選定分級內的精確顏色一致性。
4. 性能曲線分析
雖然規格書中（第 6-7 頁）引用了具體的圖形曲線，但其含義是標準的。I-V（電流-電壓）曲線將顯示典型的二極體指數關係，綠光（InGaN）晶片的順向電壓拐點高於紅光（AlInGaP）晶片。相對發光強度 vs. 順向電流曲線將顯示光輸出隨電流增加大致呈線性增長，直到某個點後，效率會因發熱而下降。相對發光強度 vs. 環境溫度曲線至關重要；對於大多數 LED，光輸出會隨著接面溫度升高而降低。設計人員必須考慮此熱降額，尤其是在接近最大額定值或高環境溫度下運作時。光譜分佈曲線將顯示以峰值波長為中心的窄發射帶，其中綠光波段比紅光波段更寬。
5. 機械與封裝資訊
5.1 封裝尺寸與極性
此 LED 採用標準 SMD 封裝。關鍵機械特徵是其 0.55mm 的高度。接腳定義明確：接腳 1 和 3 用於綠光陽極/陰極，接腳 2 和 4 用於紅光陽極/陰極。確切的佔位面積與尺寸圖提供於規格書中，這對於 PCB 焊墊圖案設計至關重要。透鏡為水清色，使晶片的真實顏色清晰可見。
5.2 建議焊墊設計
文件中包含建議的焊墊佈局，以確保可靠的焊接與適當的機械穩定性。遵循這些建議有助於防止迴焊過程中的墓碑效應（元件一端翹起），並確保形成良好的焊錫圓角以獲得牢固的接點。
6. 焊接與組裝指南
6.1 迴焊溫度曲線
此元件與紅外線迴焊製程相容，這是 SMD 組裝的標準。文件提供了符合 JEDEC 標準的無鉛焊錫建議迴焊溫度曲線。關鍵參數包括預熱階段（通常為 150-200°C，最長 120 秒）、受控升溫至不超過 260°C 的峰值溫度，以及高於液相線的時間（TAL），其中峰值溫度維持最長 10 秒。此溫度曲線旨在最小化熱衝擊，同時確保焊點完全形成。
6.2 操作與儲存注意事項
靜電放電（ESD）敏感性：LED 易受靜電損壞。強烈建議在 ESD 防護環境中使用防靜電手環與接地設備進行操作。
濕度敏感性：雖然元件以帶有乾燥劑的防潮袋包裝出貨，但一旦開封，若儲存在環境條件下（<30°C，<60% RH），應在一週內使用完畢。若開封後需更長時間儲存，應將其保存在帶有乾燥劑的密封容器或氮氣環境中。若元件離開原始包裝儲存超過一週，在焊接前需要進行烘烤處理（約 60°C，至少 20 小時），以去除吸收的濕氣並防止迴焊過程中的爆米花效應。
6.3 清潔
若焊接後需要清潔，僅應使用指定的溶劑。建議將 LED 在室溫下浸入乙醇或異丙醇中，時間少於一分鐘。未指定的化學品可能會損壞塑膠封裝或透鏡。
7. 包裝與訂購資訊
LTST-C295TGKRKT 以符合產業標準的自動化組裝包裝供應。元件置於 8mm 寬的凸版載帶上，然後捲繞在直徑 7 英吋（178mm）的捲盤上。每整捲包含 4000 個元件。對於較小數量，最小包裝為 500 個。載帶與捲盤規格符合 ANSI/EIA-481 標準。頂部蓋帶密封元件凹槽，捲盤包含方向指示標記以確保機器正確上料。
8. 應用說明與設計考量
8.1 典型應用電路
每個顏色晶片（綠光與紅光）必須獨立驅動。每個 LED 必須串聯一個限流電阻以設定所需的順向電流（通常為 20mA）。電阻值使用歐姆定律計算：R = (V電源- VF) / IF。由於綠光與紅光晶片的順向電壓不同，使用共同的電源電壓將導致每個顏色需要不同的電阻值才能達到相同電流。例如，使用 5V 電源：R綠光= (5V - 3.3V) / 0.02A = 85Ω；R紅光= (5V - 2.1V) / 0.02A = 145Ω（使用典型 VF值）。
8.2 熱管理
儘管功耗很低，PCB 上良好的熱設計對於使用壽命與穩定性能仍然重要。確保焊墊周圍有足夠的銅箔區域作為散熱片，尤其是在高環境溫度或接近最大額定電流下運作時。避免將發熱元件直接放置在 LED 旁邊。
8.3 光學設計
寬廣的 130 度視角使此 LED 適用於需要廣泛可見性的應用。對於更集中的光線，可以使用外部透鏡或導光板。水清色透鏡提供晶片最純淨的顏色，但若需要更柔和、更均勻的外觀，可以在外部施加擴散透鏡或塗層。
9. 技術比較與差異化
LTST-C295TGKRKT 的主要差異化特點在於其超薄 0.55mm 封裝中的雙色功能。與使用兩個獨立的單色 LED 相比，它節省了 PCB 空間並簡化了組裝。使用 InGaN 技術實現綠光，相較於 GaP 等舊技術，提供了更高的效率與亮度。AlInGaP 紅光晶片則提供了高效率與出色的色彩純度。其與標準迴焊製程及捲帶包裝的相容性，相較於更特殊或手動組裝的解決方案，使其成為大量生產中具成本效益的選擇。
10. 常見問題（FAQ）
問：我可以同時驅動綠光和紅光 LED 嗎？
答：可以，但它們必須由獨立的電路驅動（即，具有各自限流電阻的獨立電流路徑）。由於它們的順向電壓特性不同，不建議使用單一電阻並聯驅動，這會導致電流分配不均。
問：料號或訂購中的分級代碼（R、S、T、AP、AQ 等）是什麼意思？
答：這些代碼指定了 LED 在發光強度與主波長方面的性能等級。為了產品外觀的一致性，指定並使用相同分級的 LED 至關重要。請向供應商諮詢可用的分級。
問：此 LED 需要散熱片嗎？
答：通常不需要，因為其功耗低（≤76mW）。然而，建議採用良好的 PCB 熱設計實務，例如使用連接到接地層的散熱焊墊，以獲得最佳使用壽命，特別是在高溫環境中。
問：我可以使用此 LED 進行逆向電壓指示嗎？
答：不行。規格書明確指出此元件並非設計用於逆向操作。施加超過 5V 的逆向電壓可能導致損壞。如需逆向極性保護，應在電路中使用外部二極體。
11. 實務設計與使用範例
案例研究 1：可攜式裝置狀態指示燈：在智慧型手機或平板電腦中，此 LED 可用於 USB 埠附近。綠光晶片可指示充電完成，而紅光晶片可指示充電中。其超薄厚度使其能夠適應現代裝置緊湊的機械限制。
案例研究 2：工業控制面板：在機器操作員面板上，雙色 LED 可以提供清晰的狀態資訊。例如，綠光表示系統就緒，紅光表示故障或警報。寬廣的視角確保從工廠現場的不同位置都能看到狀態。
案例研究 3：汽車內裝照明：雖然不用於主要照明，但可用於精緻的按鈕背光或氣氛照明，顏色可根據模式改變（例如：正常模式 vs. 夜間模式）。其堅固的封裝與合格的焊接溫度曲線使其適用於汽車電子模組，儘管可能需要特定的汽車級認證。
12. 技術原理介紹
LED 的運作基於半導體 p-n 接面的電致發光。當施加順向電壓時，來自 n 型區域的電子和來自 p 型區域的電洞被注入主動區域。當這些電荷載子復合時，它們以光子（光）的形式釋放能量。發射光的顏色（波長）由半導體材料的能隙決定。InGaN材料系統具有較寬的能隙，能夠發射綠光、藍光與白光。AlInGaP材料系統特別適合高效產生紅光、橙光與黃光。通過將兩個這樣的晶片封裝在一個外殼中，便創造出一個緊湊的雙色光源。
13. 產業趨勢與發展
SMD LED 的趨勢持續朝向更高效率（每瓦更多光輸出）、更小封裝尺寸以及更高整合度發展。雙色與 RGB（紅綠藍）LED 正變得越來越普遍，因為它們能實現動態混色與更複雜的使用者介面。同時，業界也強力推動在更高溫條件下提升可靠性與性能，以滿足汽車與工業市場的需求。此外，如本 0.55mm 高封裝所見，微型化的推動支持了更薄消費性電子產品的發展。底層半導體材料，特別是綠光與藍光材料，正在持續研究中以提升其效率，這是一個歷史上被稱為綠光間隙的挑戰。
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。 |