目錄
1. 產品概述
LTST-C155KSKRKT 是一款專為現代電子應用設計的雙色表面黏著LED，其特點在於體積小巧且性能可靠。此元件在單一封裝內整合了兩個不同的AlInGaP半導體晶片：一個發射紅光光譜，另一個發射黃光光譜。此配置允許建立雙色指示燈或簡單的多狀態信號，而無需使用多個獨立元件。該LED以8mm載帶包裝，並供應於7英吋捲盤上，使其相容於大量生產中常用的高速自動化取放組裝設備。
本產品的關鍵優勢包括符合環保法規、其先進的AlInGaP晶片技術帶來的高發光強度輸出，以及確保從各種角度都能清晰可見的寬廣視角。其主要目標市場包括消費性電子產品、工業控制面板、汽車內裝照明，以及空間有限且要求可靠性能的通用狀態指示應用。
2. 技術參數詳解
2.1 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應力極限。對於紅光和黃光晶片，最大連續順向電流 (DC) 額定值為30 mA。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則顯著提高至80 mA。每個晶片的最大功耗為75 mW。電路設計的一個關鍵參數是0.4 mA/°C的降額因子，這表示當環境溫度超過25°C時，允許的DC順向電流必須線性降低，以防止過熱。兩種顏色的最大逆向電壓均為5V。該元件額定工作環境溫度範圍為-30°C至+85°C，並可在-40°C至+85°C之間儲存。
2.2 電氣與光學特性
在標準測試條件下 (Ta=25°C, IF=20 mA)，LED展現出特定的性能指標。紅光晶片的發光強度 (Iv) 典型值為45.0 mcd (毫燭光)，最小規格值為18.0 mcd。黃光晶片通常更亮，發光強度為75.0 mcd，最小值為28.0 mcd。兩個晶片的典型順向電壓 (Vf) 均為2.0V，在20 mA時最大為2.4V。這種相對較低的順向電壓有利於低功耗電路設計。兩種顏色的視角 (2θ1/2) 均為寬廣的130度，提供寬廣的發光模式。峰值發射波長 (λp) 紅光典型為639 nm，黃光為591 nm；而主波長 (λd) 紅光典型為631 nm，黃光為589 nm。譜線半寬 (Δλ) 為15 nm，表示發光顏色相對純淨。其他參數包括在5V時最大逆向電流 (Ir) 為10 μA，以及典型電容 (C) 為40 pF。
3. 分級系統說明
本產品採用分級系統，根據LED的發光強度進行分類，以確保生產批次內的一致性。對於紅光晶片，分級標示為M、N、P和Q，其最小到最大強度範圍分別為18.0-28.0 mcd、28.0-45.0 mcd、45.0-71.0 mcd和71.0-112.0 mcd。黃光晶片使用N、P、Q和R分級，涵蓋範圍從28.0-45.0 mcd到112.0-180.0 mcd。每個強度分級均適用+/-15%的容差。此系統允許設計師根據其應用選擇合適的亮度等級，以平衡成本與性能要求。此特定料號的規格書並未顯示針對波長或順向電壓的獨立分級。
4. 性能曲線分析
雖然提供的文本摘錄提及第6頁的典型特性曲線，但具體圖表並未包含在文本中。通常，此類規格書會包含說明順向電流與發光強度關係 (I-Iv曲線)、順向電流與順向電壓關係 (I-V曲線)，以及環境溫度對發光強度影響的曲線。這些曲線對於設計師理解LED的非線性行為至關重要。例如，I-Iv曲線顯示發光強度隨電流增加而增加，但在較高電流下可能飽和。I-V曲線對於選擇合適的限流電阻至關重要。溫度降額曲線則直觀地展示了最大允許電流如何隨著環境溫度升高而降低，這對於確保在熱挑戰性環境中的長期可靠性至關重要。
5. 機械與封裝資訊
LED以表面黏著封裝形式提供。元件本身的確切物理尺寸詳見封裝尺寸圖 (參見規格書第1頁)。該元件以適合自動化組裝的載帶捲盤格式供應。載帶寬度為8mm，並纏繞在標準7英吋 (178mm) 直徑的捲盤上。每捲包含3000顆LED。對於非整捲的訂單，剩餘數量最低包裝量為500顆。包裝符合ANSI/EIA 481-1-A-1994規範。載帶具有用於容納元件的凸起凹槽，並以頂部覆蓋帶密封。載帶中允許連續缺失元件的最大數量為兩個。
6. 焊接與組裝指南
6.1 焊接曲線
規格書提供了詳細的焊接條件建議，以防止熱損傷。對於紅外線 (IR) 迴焊，建議採用特定的溫度曲線。峰值溫度不應超過260°C，且高於此溫度的時間應限制在最多5秒。同時也建議進行預熱階段。針對一般焊接製程和無鉛製程分別建議了不同的曲線，後者需要使用SnAgCu成分的焊錫膏。對於波焊，規定了最高焊錫波溫度為260°C，持續時間最長10秒，預熱溫度上限為100°C，最長60秒。對於使用烙鐵的手動焊接，烙鐵頭溫度不應超過300°C，每個焊點的接觸時間應限制在3秒，且僅限一次。
6.2 儲存與操作
正確的儲存對於保持可焊性至關重要。LED應儲存在不超過30°C和70%相對濕度的環境中。若從其原始防潮包裝中取出，應在一週內進行IR迴焊。若需在原始包裝袋外長時間儲存，則必須將其保存在帶有乾燥劑的密封容器或氮氣乾燥器中。未包裝儲存超過一週的元件，在組裝前需要進行烘烤處理，約在60°C下烘烤至少24小時，以去除吸收的水分並防止迴焊過程中發生"爆米花"現象。
6.3 清潔
若焊接後需要清潔，僅應使用指定的溶劑。未指定的化學品可能會損壞LED封裝。推薦的方法是將LED在常溫下浸入乙醇或異丙醇中，時間少於一分鐘。除非經過專門測試和認證，否則不建議使用強力或超音波清潔。
7. 應用建議
7.1 典型應用場景
此雙色LED非常適合需要多於一種狀態的狀態指示應用。常見用途包括電源/待機指示燈 (例如，紅燈表示待機，黃燈表示開啟)、故障/警告指示燈、電池充電狀態指示燈，以及路由器、充電器、音訊設備和小家電等消費性設備中的模式選擇回饋。其寬廣的視角使其適用於前面板應用，使用者可能從一定角度觀看指示燈。
7.2 設計考量與驅動方法
LED是電流驅動元件。為確保亮度均勻，特別是當多個LED並聯使用時，強烈建議為每個LED使用一個串聯的限流電阻 (電路模型A)。不建議在沒有獨立電阻的情況下並聯驅動多個LED (電路模型B)，因為每個LED順向電壓 (Vf) 特性的微小差異會導致流經每個LED的電流產生顯著差異，從而導致亮度不均。驅動電路的設計必須將電流限制在每個晶片最大DC額定值30 mA以內，若工作環境溫度高於25°C，則需考慮降額因子。
7.3 靜電放電 (ESD) 防護
LED對靜電放電敏感。為防止在操作和組裝過程中發生ESD損壞，以下預防措施至關重要：人員應佩戴導電腕帶或防靜電手套。所有設備、工作台和儲物架必須妥善接地。可以使用離子產生器來中和在操作過程中因摩擦而可能積聚在塑膠透鏡上的靜電荷。這些措施對於維持高生產良率和產品可靠性至關重要。
8. 技術比較與差異化
此元件的主要差異化特點是在一個緊湊的SMD封裝中整合了兩個高效率的AlInGaP晶片。與GaAsP等用於紅光和黃光的舊技術相比，AlInGaP技術提供了更高的發光效率和更好的溫度穩定性。與使用兩個獨立的單色LED相比，雙色功能減少了元件數量和電路板空間。寬廣的130度視角是另一個競爭優勢，適用於需要離軸可見性的應用。詳細的分級系統為設計師提供了可預測的光學性能。
9. 常見問題 (基於技術參數)
問：我可以同時以全額30mA電流驅動紅光和黃光晶片嗎？
答：不行。絕對最大額定值規定每個晶片為30mA DC。同時以全電流驅動兩者可能會超過封裝的總功耗限制並導致過熱。驅動電路的設計必須能夠管理總功耗。
問：峰值波長和主波長有什麼區別？
答：峰值波長 (λp) 是發射光譜強度最高的波長。主波長 (λd) 源自CIE色度圖，代表最能匹配人眼感知光色的單一波長。λd通常與顏色規格更為相關。
答：使用歐姆定律：R = (電源電壓 - LED順向電壓) / LED電流。為進行保守設計，請使用規格書中的最大Vf值 (2.4V)，以確保即使存在元件間的差異，電流也絕不會超過所需水平。例如，使用5V電源且目標電流為20mA：R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 歐姆。使用下一個標準值，例如130或150歐姆，並計算電阻上的實際功耗 (P = I^2 * R)。
10. 實務設計與使用案例
考慮為網路交換器設計一個雙狀態指示燈。目標是顯示鏈路狀態 (恆亮黃燈) 和活動狀態 (閃爍紅燈)。LTST-C155KSKRKT非常適合此應用。可以使用兩個獨立的微控制器GPIO引腳，透過獨立的限流電阻來驅動LED。引腳1和3連接黃光的陽極/陰極，引腳2和4連接紅光。設計必須確保微控制器引腳能夠吸收/提供足夠的電流 (例如，每種顏色20mA)。如果交換器在溫暖環境中運行 (例如，機殼內部溫度為50°C)，則必須對順向電流進行降額。降額後的電流 = 30mA - [0.4 mA/°C * (50°C - 25°C)] = 30mA - 10mA = 20mA。因此，從一開始就設計為20mA，可為高溫操作提供安全餘量。
11. 工作原理介紹
發光二極體 (LED) 是一種當電流通過時會發光的半導體元件。這種現象稱為電致發光。在此LED使用的AlInGaP (磷化鋁銦鎵) 材料系統中，當在p-n接面施加順向電壓時，來自n型區域的電子和來自p型區域的電洞被注入到主動區域。當這些電子和電洞復合時，它們以光子 (光) 的形式釋放能量。發射光的特定波長 (顏色) 由半導體材料的能隙能量決定。AlInGaP具有適合產生高效率紅光、橙光和黃光的能隙。雙色封裝只是在單一封裝膠體內放置了兩個具有不同材料成分 (能隙) 的此類半導體晶片，並具有獨立的電氣連接以進行獨立控制。
12. 技術趨勢
指示燈應用LED技術的總體趨勢持續朝向更高效率、更小封裝尺寸和更低功耗發展。AlInGaP憑藉其卓越的效能和穩定性，仍然是高性能紅光、橙光和黃光LED的主導技術。如本雙色元件所示，整合是節省PCB空間和簡化日益小型化電子產品組裝的關鍵趨勢。同時，為了滿足需要一致顏色和亮度的應用需求 (例如汽車儀表板或注重美觀一致性的消費性電子產品)，對精確分級和更嚴格容差的強調也日益增長。此外，與無鉛和高溫焊接製程的相容性，現已成為現代電子製造中所有元件的標準要求。
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。 |