LTST-C19MGEBK-RR SMD LED 規格書 - 全彩 RGB - 0.5mm 超薄高度 - 20-30mA 順向電流 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件詳細說明 LTST-C19MGEBK-RR 表面黏著裝置 (SMD) LED 燈的規格。此元件屬於微型 LED 系列，專為自動化印刷電路板 (PCB) 組裝製程以及空間受限的應用所設計。該裝置在單一緊湊封裝內整合了三種不同的 LED 晶片，能夠發出紅、綠、藍三色光。此全彩功能使其適用於多種現代電子設備。

1.1 核心優勢與目標市場

此 LED 的主要優勢包括其極薄的輪廓、高亮度輸出，以及符合環境與製造標準。其設計優先考量與大量、自動化生產環境的相容性。

• 目標應用：此 LED 非常適合用於通訊設備（無線電話與行動電話）、可攜式運算裝置（筆記型電腦）、網路系統設備、各種家電，以及室內標誌或顯示應用。
• 主要特點：本裝置符合有害物質限制 (RoHS) 指令。其封裝高度僅 0.5mm，極為纖薄。採用高效能超亮 InGaN（用於綠光與藍光）與 AlInGaP（用於紅光）半導體晶片。以 8mm 寬載帶包裝於 7 英吋直徑捲盤上供應，符合 EIA 標準包裝規範，便於自動化處理。
• 製造相容性：此元件設計與積體電路 (I.C. 相容) 及標準自動貼裝設備相容。可承受紅外線 (IR) 迴焊製程，此為表面黏著技術組裝的標準製程。

2. 技術參數：深入客觀解讀

LED 的性能是在特定的環境與電氣測試條件下定義的，主要是在環境溫度 (Ta) 25°C 下。理解這些參數對於可靠的電路設計至關重要。

2.1 絕對最大額定值

這些額定值定義了可能導致裝置永久損壞的極限。不保證在這些極限下或接近極限的操作，設計時應避免。

• 功率消耗 (Pd)：綠光與藍光晶片為 76 mW；紅光晶片為 75 mW。這是 LED 能以熱形式散發的最大功率。
• 峰值順向電流 (I_FP)：綠光/藍光為 100 mA，紅光為 80 mA，條件為 1/10 工作週期，0.1ms 脈衝寬度。此額定值適用於脈衝操作，而非連續直流。
• 直流順向電流 (I_F)：最大連續電流：綠光與藍光晶片為 20 mA；紅光晶片為 30 mA。
• 溫度範圍：操作：-20°C 至 +80°C；儲存：-30°C 至 +85°C。
• 可承受峰值溫度 260°C 持續 10 秒的紅外線迴焊，此為無鉛 (Pb-free) 焊接製程的典型條件。2.2 電氣與光學特性

這些是在指定測試條件下測得的典型性能值。設計人員應以此為指南，並注意最小與最大極限值。

發光強度 (I

• )：_V以毫燭光 (mcd) 為單位測量。最小值為 180 mcd，各顏色在不同順向電流下測試：綠光 2mA、紅光 4.8mA、藍光 3mA。最大值為 450 mcd。強度測量使用近似 CIE 標準人眼響應曲線的感測器與濾光片。視角 (2θ
• 1/2_)：典型全視角為 120 度，表示為廣角發光模式。波長參數：
• 峰值發射波長 (λ
  • )：_P典型值為 518 nm（綠光）、632 nm（紅光）、468 nm（藍光）。這是光譜輸出最強的波長。主波長 (λ
  • )：_d典型值為 525 nm（綠光）、624 nm（紅光）、470 nm（藍光）。這是人眼感知並定義顏色的單一波長。譜線半寬度 (Δλ)：
  • 典型值為 35 nm（綠光）、20 nm（紅光）、25 nm（藍光）。這表示發射光的光譜純度或頻寬。順向電壓 (V
• )：_FLED 在其測試電流下操作時的電壓降。範圍為：綠光：最小 2.20V，最大 3.00V；紅光：最小 1.70V，最大 2.40V；藍光：最小 2.20V，最大 3.00V。逆向電流 (I
• )：_R當施加 5V 逆向電壓 (V) 時，最大漏電流為 50 μA（綠光/藍光）和 10 μA（紅光）。本裝置並非設計用於逆向操作；此參數僅供測試用途。_R3. 分級系統說明

為確保生產中的顏色與亮度一致性，LED 會根據測量性能進行分級。LTST-C19MGEBK-RR 使用兩種主要的分級標準。

3.1 發光強度 (I

) 等級_VLED 根據其在標準測試電流下測得的發光強度進行分類。分級代碼及其範圍如下：

S1：

• 180 mcd（最小）至 225 mcd（最大）S2：
• 225 mcd 至 285 mcdT1：
• 285 mcd 至 355 mcdT2：
• 355 mcd 至 450 mcd每個發光強度分級均適用 +/-15% 的容差。

3.2 色調 (顏色) 等級

這是一個基於 CIE 1931 色度座標 (x, y) 的更複雜分級系統，科學地定義了色點。規格書提供了詳細的分級代碼網格（A、B、C、D 及其子變體 A1、B1 等），並附有在色度圖上形成四邊形的特定座標邊界。這允許精確選擇具有幾乎相同顏色輸出的 LED。每個色調分級的 (x, y) 座標適用 +/-0.01 的容差。主波長 (λ

) 是從這些座標推導出來的。_d4. 性能曲線分析

雖然規格書中引用了特定的圖形曲線（例如圖 1、圖 5），但其典型特性可以根據所提供的技術和參數進行描述。

4.1 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V 曲線)

LED 的 I-V 關係是非線性且呈指數性的。規格中提供的順向電壓 (V

) 值是在特定測試電流下的快照。實際上，V_F會隨著 I_F的增加而增加，並且也與溫度相關。紅光 (~1.7-2.4V) 與綠光/藍光 (~2.2-3.0V) 之間不同的 V_F範圍，需要在設計限流電路時特別小心，尤其是在多色應用中。_F4.2 發光強度 vs. 順向電流

在工作範圍內，光輸出 (I

) 通常與順向電流 (I_V) 成正比。然而，在極高電流下，效率可能會因熱量增加而下降。規格書為每種顏色指定了不同的測試電流以達到可比較的亮度水平，這反映了 InGaN 和 AlInGaP 晶片技術的不同效率。_F4.3 溫度特性

LED 性能對溫度敏感。發光強度通常隨著接面溫度的升高而降低。指定的操作溫度範圍 -20°C 至 +80°C 定義了裝置能達到其公布規格的環境條件。PCB 上適當的熱管理對於維持性能和壽命至關重要，特別是考慮到裝置的薄型設計可能具有有限的熱質量。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸與接腳定義

此 LED 採用標準 SMD 封裝。透鏡為水清色。內部光源顏色及其對應的接腳定義為：InGaN 綠光位於接腳 1 和 4；AlInGaP 紅光位於接腳 2 和 5；InGaN 藍光位於接腳 3 和 6。所有尺寸均以毫米為單位，典型公差為 ±0.1 mm，除非另有說明。0.5mm 的超薄高度是一個關鍵的機械特徵。

5.2 建議 PCB 焊接墊設計

規格書包含一個圖表，顯示了用於焊接 LED 的建議 PCB 銅墊佈局。遵循此焊盤設計對於在迴焊製程和操作期間實現可靠的焊點、正確對齊和有效的散熱至關重要。

6. 焊接與組裝指南

6.1 紅外線迴焊條件

對於無鉛 (Pb-free) 焊接製程，提供了建議的迴焊溫度曲線，峰值溫度為 260°C，持續 10 秒。這是許多 SMD 元件的標準曲線，可確保 LED 封裝不會因過熱而損壞。

6.2 清潔

如果焊接後需要清潔，應僅使用指定的化學品。規格書建議將 LED 在常溫下浸入乙醇或異丙醇中不超過一分鐘。未指定的化學品可能會損壞封裝材料。

6.3 靜電放電 (ESD) 注意事項

LED 晶片對靜電和電壓突波敏感。強烈建議在處理這些裝置時使用適當的 ESD 控制措施：靜電手環、防靜電手套，並確保所有設備和機器都正確接地。

6.4 儲存條件

密封包裝：

LED 應儲存在 30°C 或以下，相對濕度 (RH) 90% 或以下的環境中。當包裝在帶有乾燥劑的防潮袋中時，應在一年內使用。已開封包裝：
儲存環境不應超過 30°C 或 60% RH。從原始包裝中取出的元件應在一週內進行紅外線迴焊（濕度敏感等級 3，MSL 3）。若需在原始包裝袋外長時間儲存，應將其保存在帶有乾燥劑的密封容器中或氮氣環境中。7. 包裝與訂購資訊

7.1 載帶與捲盤規格

LED 以業界標準的凸版載帶供應，寬度為 8mm，捲繞在直徑 7 英吋 (178mm) 的捲盤上。每整捲包含 4000 個元件。載帶有覆蓋帶以密封元件口袋。包裝符合 ANSI/EIA-481 規範。對於剩餘數量，最小包裝數量為 500 個。

8. 應用建議與設計考量

8.1 典型應用場景

鍵盤/按鍵背光：

• 其薄型設計和 RGB 功能使其非常適合為可攜式裝置上的按鍵提供照明，並可能實現變色效果。狀態指示燈：
• 可以在單一元件佔位面積內提供多色狀態資訊（例如，紅色表示錯誤，綠色表示就緒，藍色表示活動中）。微型顯示器與符號照明：
• 適用於小型彩色資訊顯示器或控制面板上的符號背光。8.2 設計考量

電流驅動：

• 由於其不同的 V和 I_F特性，應為每個顏色通道獨立使用恆流驅動器或適當計算的限流電阻。_F characteristics.
• 熱管理：確保 PCB 設計允許從 LED 焊盤散熱，特別是在以或接近最大電流驅動時。
• 光學設計：120 度的視角提供了寬廣的發光範圍。如果需要更均勻或定向的輸出，請考慮使用擴散片或導光板。
• 分級以確保一致性：對於需要多個單元之間顏色和亮度均勻的應用，請在採購時指定所需的 I_V和色調分級代碼。

9. 技術比較與差異化

LTST-C19MGEBK-RR 主要透過其超薄 0.5mm 高度來實現差異化，這對於日益輕薄的消費性電子產品具有優勢。將三個高效能晶片（G/B 用 InGaN，R 用 AlInGaP）整合在一個封裝中，與舊的螢光粉轉換白光 LED 或效率較低的晶片技術相比，提供了更優異的亮度和色域。其完全符合自動化組裝製程（載帶捲盤、IR 迴焊），使其成為大量生產中具成本效益的選擇，有別於需要手工焊接的 LED。

10. 常見問題 (基於技術參數)

問：我可以從單一恆流源驅動所有三種顏色 (RGB) 嗎？
答：不行。紅光晶片與綠光/藍光晶片之間的順向電壓 (V_F) 範圍差異很大。它們必須由獨立的電流調節電路驅動，或使用個別計算的限流電阻。

問：峰值波長和主波長有什麼區別？
答：峰值波長 (λ_P) 是 LED 發射光譜的物理峰值。主波長 (λ_d) 是人眼感知並與該顏色相關聯的單一波長。λ_d對於顯示器和照明中的顏色規格更為相關。

問：MSL 等級為 3。這對我的生產製程意味著什麼？
答：濕度敏感等級 3 意味著封裝在必須焊接之前，可以在工廠車間條件（≤30°C/60% RH）下暴露長達 168 小時（7 天）。如果超過此時間，零件在進行迴焊前可能需要烘烤以去除吸收的水分，以防止 "爆米花效應" 損壞。

11. 實務設計與使用案例

情境：為可攜式物聯網裝置設計多色狀態指示燈。
設計要求使用單一微小元件來顯示網路狀態（藍色：連接中，綠色：已連接，紅色：錯誤）和電池狀態（綠色：電量高，紅色：電量低）。選擇 LTST-C19MGEBK-RR 是因為其薄型設計和 RGB 功能。設計人員：
1. 使用建議的焊盤佈局進行 PCB 佈線。
2. 設計三個獨立的低側 MOSFET 開關電路，每個電路都有一個串聯電阻，該電阻根據目標顏色（紅、綠、藍）的特定 V_F範圍計算，以達到所需的電流（例如，15mA 以在低功耗下獲得良好亮度）。
3. 確保微控制器 GPIO 接腳能夠吸收所需的電流。
4. 在訂購時指定嚴格的色調分級（例如，綠光用 B1），以確保所有生產單元的 "已連接" 綠色保持一致。
5. 規劃組裝製程，確保開封後捲盤在 MSL 3 的時間範圍內使用。

12. 原理簡介

LED 中的發光基於半導體材料中的電致發光。當在晶片的 p-n 接面上施加順向電壓時，電子和電洞重新結合，以光子（光）的形式釋放能量。光的特定波長（顏色）由半導體材料的能隙能量決定。本裝置使用：
- 氮化銦鎵 (InGaN)：一種化合物半導體，其能隙可以通過調整銦含量來調節。在此用於產生綠光和藍光。
- 磷化鋁銦鎵 (AlInGaP)：另一種化合物半導體，非常適合產生高效率的紅光和琥珀光。水清透鏡允許直接看到晶片的固有顏色，無需顏色轉換。

13. 發展趨勢

像這樣的 SMD LED 的演進遵循幾個明確的產業趨勢：微型化（更薄、更小的佔位面積）以實現更時尚的終端產品。效率提升（每 mA 更高的發光強度）以降低電池供電裝置的功耗。增強的色彩再現與色域透過 InGaN 和 AlInGaP 等先進晶片材料，實現更鮮豔、更準確的顯示效果。提高的可靠性與標準化以便無縫整合到全自動、高速組裝線中，如本規格書中提供的詳細分級、載帶捲盤規格和迴焊曲線所示。