目錄
1. 產品概述
LTST-C19HE1WT-5A是一款全彩表面黏著LED，專為需要小巧尺寸與多色指示的現代電子應用而設計。此元件將紅、綠、藍（RGB）三色LED晶片整合於單一超薄封裝內，透過獨立或組合控制三個通道，能夠創造出廣泛的光譜色彩。其主要設計目標是為空間受限的自動化組裝環境提供多功能的照明解決方案。
1.1 核心優勢與目標市場
此元件的關鍵優勢在於其微型尺寸與全彩功能的結合。封裝高度極低，僅0.35mm，使其適用於垂直空間有限的應用，例如超薄顯示器或鍵盤、鍵盤的背光模組。本元件符合RoHS指令，確保其滿足國際環保標準。它採用8mm載帶包裝於7英吋直徑捲盤上，與大量電子製造中使用的標準自動化取放設備相容。主要目標市場包括通訊設備（例如行動電話）、辦公室自動化設備（例如筆記型電腦）、網路系統、家電以及室內標誌。其與積體電路相容的驅動特性以及適用於紅外線迴焊製程的特性，進一步增強了其與現代印刷電路板（PCB）組裝線的整合性。
2. 技術參數深度解析
本節針對規格書中指定的電氣、光學與熱特性提供客觀分析。
2.1 絕對最大額定值
理解絕對最大額定值對於確保元件可靠性與防止過早失效至關重要。額定值是在環境溫度（Ta）25°C下指定的。不同顏色的功率耗散略有不同：藍色與綠色晶片為80mW，紅色晶片為75mW。這顯示不同半導體材料的熱特性或效率可能存在差異。在1/10工作週期、0.1ms脈衝寬度條件下允許的峰值順向電流，藍/綠為100mA，紅為80mA。連續直流順向電流額定值，藍/綠為20mA，紅為30mA。元件額定工作溫度範圍為-20°C至+80°C，儲存溫度範圍更寬，為-30°C至+100°C。一個關鍵的焊接規格是紅外線迴焊條件，溫度不得超過260°C且持續時間不得超過10秒，這是無鉛組裝製程的標準。
2.2 電氣與光學特性
光學與關鍵電氣參數的典型測試條件為Ta=25°C，順向電流（IF）5mA。發光強度（Iv）因顏色而有顯著差異，這是由於底層半導體技術（紅光為AlInGaP，綠光與藍光為InGaN）的效率不同所致。藍光LED的最小發光強度為11.2 mcd，最大為45.0 mcd。綠光LED顯示出更高的輸出範圍，從最小28.0 mcd到最大280.0 mcd。紅光LED範圍則從11.2 mcd到71.0 mcd。視角（2θ1/2）為寬廣的130度，這是擴散透鏡封裝的典型特徵，能提供寬廣且均勻的光線分佈。峰值發射波長（λP）分別為468nm（藍）、530nm（綠）和632nm（紅）。對應的主波長（λd）為470nm、528nm和624nm。譜線半寬（Δλ）值分別為26nm（藍）、35nm（綠）和17nm（紅），顯示了光譜純度，其中紅光最窄。在5mA電流下，藍/綠光的順向電壓（VF）範圍為2.50V至3.20V，紅光則為1.60V至2.30V。所有顏色在VR=5V下的最大反向電流（IR）均為10 μA。
3. 分級系統說明
本產品採用分級系統，根據元件在標準5mA測試電流下的發光強度進行分類。這使得設計師能為其應用選擇具有一致亮度等級的LED。
3.1 發光強度分級
針對每種顏色提供了獨立的分級代碼列表，反映了它們不同的性能範圍。每個分級都有最小和最大發光強度值，且每個分級內允許±15%的公差。藍光LED的分級為L（11.2-18.0 mcd）、M（18.0-28.0 mcd）和N（28.0-45.0 mcd）。綠光LED的分級為N（28.0-45.0 mcd）、P（45.0-71.0 mcd）、Q（71.0-112.0 mcd）、R（112.0-180.0 mcd）和S（180.0-280.0 mcd）。紅光LED的分級為L（11.2-18.0 mcd）、M（18.0-28.0 mcd）、N（28.0-45.0 mcd）和P（45.0-71.0 mcd）。此分級對於需要均勻混色或特定亮度等級的應用至關重要，因為它能確保最終產品外觀的可預測性。
4. 性能曲線分析
規格書中引用了典型的性能曲線，以圖形方式呈現各種參數之間的關係。雖然提供的文本未詳細說明具體圖表，但此類元件的標準曲線通常包括每種顏色的順向電流與順向電壓關係曲線（I-V曲線），該曲線是非線性的，且紅光（較低Vf）與藍/綠光（較高Vf）晶片之間存在差異。發光強度與順向電流關係曲線將顯示光輸出如何隨電流增加而增加，並可能在較高電流時趨近飽和。相對發光強度與環境溫度關係曲線對於理解在高工作溫度下的亮度衰減至關重要。光譜分佈圖將以視覺方式描繪每種顏色的峰值波長與譜線半寬。分析這些曲線能讓設計師優化驅動電流，以達到期望的亮度與效率，同時管理熱效應與功耗。
5. 機械與封裝資訊
5.1 封裝尺寸與接腳定義
本元件採用業界標準的SMD封裝。透鏡顏色為白色擴散，有助於混合個別色光源，創造均勻的混色外觀。接腳定義明確：接腳1為AlInGaP紅光晶片的陽極，接腳2為InGaN綠光晶片的陽極，接腳3為InGaN藍光晶片的陽極。所有三個晶片的陰極在內部連接至一個共接點（通常是散熱焊盤或指定的陰極接腳，如標準RGB LED配置所暗示，但確切的共接點應從尺寸圖中確認）。除非另有說明，所有尺寸公差均為±0.1mm。
5.2 建議的PCB焊接焊墊
提供了印刷電路板的建議焊墊圖形（Footprint），以確保正確的焊接與機械穩定性。遵循此建議圖形對於實現可靠的焊點、管理散熱以及防止迴焊過程中的墓碑效應至關重要。
6. 焊接與組裝指南
6.1 紅外線迴焊參數
針對無鉛組裝製程，建議使用特定的迴焊溫度曲線。峰值溫度不得超過260°C，且處於或高於此峰值溫度的時間必須限制在最多10秒。同時也建議進行預熱階段。規格書強調，由於電路板設計、焊膏和迴焊爐各不相同，所提供的曲線僅為指南，應進行針對特定電路板的特性分析。本元件經驗證可承受JEDEC標準的迴焊溫度曲線。
6.2 儲存與操作條件
LED對靜電放電（ESD）敏感。必須採取操作預防措施，例如使用靜電手環與接地設備。儲存時，未開封的防潮袋（含乾燥劑）應保持在≤30°C與≤90% RH的環境下，建議使用期限為一年。一旦原始包裝被打開，儲存環境應為≤30°C與≤60% RH。從包裝中取出的元件應在一週內進行迴焊（濕度敏感等級3，MSL 3）。若在袋外存放更長時間，則在焊接前需要進行烘烤（例如，60°C烘烤20小時），以防止迴焊時產生爆米花現象。
6.3 清潔
若焊接後需要清潔，僅應使用指定的溶劑。將LED在常溫下浸入乙醇或異丙醇中少於一分鐘是可接受的。未指定的化學品可能會損壞封裝材料。
7. 包裝與訂購資訊
本元件以適合自動化組裝的載帶捲盤形式供應。載帶寬度為8mm，捲繞於標準7英吋（178mm）直徑的捲盤上。每捲包含4000顆。對於較小數量，可提供最少500顆的包裝數量（適用於零頭）。包裝遵循ANSI/EIA 481規範。載帶使用上蓋密封空置的凹槽，且載帶中允許連續缺失元件的最大數量為兩個。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
此LED非常適合多種應用：狀態指示燈：多色功能允許單一LED指示多種系統狀態（例如，開機=綠燈，待機=藍燈，故障=紅燈）。背光照明：非常適合需要變色效果的鍵盤、按鍵或小型裝飾面板的背光照明。微型顯示器：可用於陣列中，形成簡單的全彩圖形或符號顯示器。消費性電子產品：應用於手機、筆記型電腦和家電中，用於美觀與功能性照明。
8.2 設計考量
設計師必須考慮以下幾個因素：限流：每個顏色通道必須有其專屬的限流電阻或由恆流源驅動，因為它們的順向電壓不同。混色：要達到特定的白點或混合色，需要仔細校準每個晶片的驅動電流，並考慮分級差異。熱管理：儘管功率低，但確保不超過最大接面溫度對於使用壽命至關重要，特別是在密閉空間中。ESD保護：在敏感環境中，可能需要在驅動LED陽極的信號線上加入ESD保護。
9. 技術比較與差異化
LTST-C19HE1WT-5A的主要差異化在於其超薄的0.35mm厚度，並在單一EIA標準封裝中結合了完整的RGB功能。與分立式單色LED或較大的RGB封裝相比，它在PCB上提供了顯著的空間節省。採用先進的InGaN和AlInGaP晶片技術提供了良好的發光效率。其與標準紅外線迴焊及載帶捲盤包裝的相容性，使其成為現代SMT生產線的即插即用解決方案，與手動放置三個獨立LED相比，降低了組裝複雜度。
10. 常見問題解答（基於技術參數）
問：我可以使用單一5V電源驅動所有三種顏色嗎？答：可以，但您需要為每個通道配置獨立的限流電阻。使用公式 R = (Vcc - Vf) / If 計算電阻值，其中 Vf 是您期望電流下特定顏色的順向電壓。請注意，紅光的 Vf 低於藍/綠光。
問：為什麼綠光的發光強度範圍比紅光或藍光寬這麼多？答：這反映了本產品所使用的InGaN基綠光晶片技術具有較高的典型效率，以及為分類此廣泛性能範圍內的元件所實施的分級結構。
問：主波長與峰值波長的意義有何不同？答：峰值波長（λP）是發射光譜中功率達到最大值時的單一波長。主波長（λd）是從CIE色度圖上的色座標推導出來的，代表光線被人眼感知的顏色；它是與LED顏色感覺相匹配的單一波長。
問：此LED適合戶外使用嗎？答：其工作溫度範圍為-20°C至+80°C。雖然它可以在某些戶外條件下運作，但規格書並未指定針對濕氣與灰塵的防護等級（IP等級）。對於嚴苛的戶外環境，應選擇具有適當環境密封性的產品。
11. 實際使用案例
情境：設計網路路由器的狀態指示燈。設計師需要一個單一LED來顯示網路活動（綠燈閃爍）、連線類型（5GHz為恆亮藍燈，2.4GHz為恆亮青藍色燈）以及錯誤狀態（恆亮紅燈）。選擇LTST-C19HE1WT-5A是因為其小巧尺寸與三合一功能。設計師使用具有PWM功能輸出的微控制器，透過小型限流電阻驅動每個通道。韌體被編程來控制LED：快速綠燈閃爍表示活動，藍燈與綠燈混合（以特定PWM比例實現青藍色）表示2.4GHz頻段，恆亮紅燈表示錯誤。寬廣的視角確保指示燈能從各個角度可見。超薄的外形使其能夠安裝在纖薄的面板後方。
12. 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。這種稱為電致發光的現象發生在電子與元件內的電洞重新結合時，以光子的形式釋放能量。發射光的顏色由半導體材料的能隙決定。LTST-C19HE1WT-5A使用兩種主要的材料系統：藍光與綠光晶片使用氮化銦鎵（InGaN），紅光晶片使用磷化鋁銦鎵（AlInGaP）。透過獨立控制這三個原色晶片的電流，可以透過加法混色產生包括白色（當三者適當平衡時）在內的各種二次色。
13. 發展趨勢
SMD LED技術的總體趨勢持續朝向更高效率（每瓦更多流明）、更小封裝尺寸以及改善顯色性與一致性發展。同時也朝向更高可靠性和更長操作壽命推進。對於像LTST-C19HE1WT-5A這樣的多色LED，趨勢包括更嚴格的分級公差以實現更可預測的混色、封裝內整合驅動IC（製造智慧型LED），以及為下一代可撓曲與可摺疊顯示器開發更薄的輪廓。底層的半導體材料也在不斷精進以提高效率，特別是傳統上性能落後於紅光與藍光的綠光LED。
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。 |