LTST-C19HRGYW 全彩SMD LED 規格書 - 封裝尺寸 - 紅/綠/黃 - 30mA - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTST-C19HRGYW是一款專為現代電子應用設計的全彩表面黏著LED，適用於需要緊湊尺寸與自動化組裝的場合。此元件將三個獨立的LED晶片整合在一個超薄封裝內，可實現多功能的顏色指示與背光解決方案。

1.1 核心優勢

此LED為設計工程師提供了多項關鍵優勢。其主要優點是將三個光源（紅、綠、黃）整合到一個微型佔位面積中，節省了寶貴的PCB空間。封裝厚度極薄，僅有0.35公釐，適用於超薄型裝置。它完全符合RoHS指令，並設計為與標準紅外線迴焊製程相容，有利於大批量自動化生產。

1.2 目標市場與應用

此元件適用於廣泛的消費性與工業電子產品。其主要應用包括通訊設備（如無線電話與行動電話）中的狀態指示器以及鍵盤背光。它也適用於筆記型電腦等辦公室自動化產品、網路系統、各種家用電器，以及室內標誌或符號照明。其多色組合允許單一元件實現多狀態指示。

2. 深入技術參數分析

以下章節詳細解析了該元件在標準條件下的操作限制與性能特性。

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。絕對最大額定值是在環境溫度（Ta）為25°C下指定的。紅光與黃光晶片的功耗為75mW，綠光晶片為80mW。紅光與黃光晶片的最大連續直流順向電流為30mA，綠光為20mA。在脈衝條件下（1/10工作週期，0.1ms脈衝寬度），允許較高的峰值順向電流：紅光/黃光為80mA，綠光為100mA。元件可在-20°C至+80°C的溫度範圍內操作，並可在-30°C至+85°C下儲存。它能承受最高260°C的紅外線迴焊，時間最長為10秒。

2.2 電氣與光學特性

這些參數定義了在Ta=25°C的建議操作條件下的典型性能。發光強度（Iv）是在順向電流（If）為20mA下測量的。紅光晶片的Iv範圍從最小值45.0 mcd到最大值180.0 mcd。綠光晶片提供更高的輸出，範圍從71.0 mcd到450.0 mcd。黃光晶片範圍從71.0 mcd到280.0 mcd。該元件具有130度的極寬視角（2θ1/2），可提供寬廣的漫射照明。峰值發射波長（λP）分別為632.0 nm（紅光）、520.0 nm（綠光）和595.0 nm（黃光）。對應的主波長（λd）範圍為617-631 nm（紅光）、520-530 nm（綠光）和587-602 nm（黃光）。在20mA下，紅光與黃光晶片的順向電壓（Vf）範圍為1.8V至2.4V，綠光則為2.9V至3.5V。所有顏色在反向電壓（Vr）為5V時的最大反向電流（Ir）為10 μA。

3. 分級系統說明

為確保生產中的顏色與亮度一致性，LED會根據其發光強度進行分級。

3.1 發光強度分級

分級系統根據LED在20mA下測得的光輸出進行分類。每個級別都有定義的最小值和最大值，每個級別內的公差為+/-15%。紅光晶片的級別標示為P（45.0-71.0 mcd）、Q（71.0-112.0 mcd）和R（112.0-180.0 mcd）。綠光晶片使用級別Q（71.0-112.0 mcd）、R（112.0-180.0 mcd）、S（180.0-280.0 mcd）和T（280.0-450.0 mcd）。黃光晶片分級為Q（71.0-112.0 mcd）、R（112.0-180.0 mcd）和S（180.0-280.0 mcd）。此系統允許設計師選擇符合其應用特定亮度要求的元件。

4. 性能曲線分析

雖然規格書中引用了具體的圖形數據，但此類元件的典型曲線將說明關鍵關係。順向電流與順向電壓（I-V）曲線顯示了指數關係，這對於設計限流電路至關重要。相對發光強度與順向電流曲線展示了光輸出如何隨電流增加，直至達到最大額定值。光譜分佈曲線將顯示AlInGaP（紅/黃）和InGaN（綠）半導體材料特有的窄發射波段，定義了純色輸出。理解這些曲線對於優化驅動條件和預測不同操作情境下的性能至關重要。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸與接腳分配

LTST-C19HRGYW符合標準的EIA封裝外形。透鏡顏色為白色擴散。內部光源顏色及其對應的接腳分配為：接腳1對應AlInGaP紅光晶片，接腳2對應InGaN綠光晶片，接腳3對應AlInGaP黃光晶片。除非另有說明，所有尺寸公差均為±0.1公釐。進行關鍵的放置與間隙計算時，應參考確切的機械圖紙。

5.2 建議的PCB焊接墊

提供了建議的焊墊圖案（佔位面積），以確保在迴焊過程中獲得可靠的焊接和正確的機械對準。遵循此圖案有助於防止墓碑效應（元件立起），並確保形成良好的焊錫圓角，這對於電氣連接和機械強度都至關重要。

6. 焊接與組裝指南

6.1 紅外線迴焊參數

對於無鉛焊接製程，建議採用特定的溫度曲線。元件本體峰值溫度不應超過260°C，且高於260°C的時間應限制在最多10秒。同時也定義了預熱階段。遵循這些指南對於防止LED封裝因熱損壞（如分層或破裂）至關重要，這些損壞可能導致性能下降或故障。

6.2 儲存與處理條件

正確的處理對於可靠性至關重要。該元件對靜電放電（ESD）敏感；因此，在處理過程中必須採取防靜電措施，例如使用靜電手環和接地設備。儲存時，未開封的防潮袋（內含乾燥劑）應保持在≤30°C和≤90% RH的環境下，保存期限為一年。開封後，元件應儲存在≤30°C和≤60% RH的環境中，並應在一週內進行紅外線迴焊（濕度敏感等級3，MSL 3）。若離開原包裝儲存時間過長，在焊接前需進行烘烤，在60°C下至少烘烤20小時，以去除吸收的水分，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。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。未指定的化學清潔劑可能會損壞塑膠封裝或透鏡。

7. 包裝與訂購資訊

LED以捲帶包裝形式供應，與自動貼片機相容。膠帶寬度為8公釐，纏繞在直徑7英吋的捲盤上。每捲包含4000顆元件。對於少於整捲的數量，最小包裝數量為500顆。包裝符合ANSI/EIA 481規範。膠帶用蓋帶密封以保護元件，膠帶中允許連續缺失元件的最大數量為兩個。

8. 應用建議與設計考量

8.1 典型應用電路

封裝內的每個顏色晶片必須獨立驅動。典型的驅動電路涉及與每個陽極（接腳）串聯的限流電阻。電阻值使用歐姆定律計算：R = (Vcc - Vf) / If，其中Vcc是電源電壓，Vf是特定LED晶片的順向電壓（為求可靠性，請使用規格書中的最大值），If是所需的順向電流（不得超過直流額定值）。對於多工或進階控制，可以使用恆流驅動器或脈衝寬度調變（PWM）來調整亮度，並在三個通道之間創造混色效果。

8.2 設計考量與注意事項

此LED適用於一般用途的電子設備。對於需要極高可靠性且故障可能危及安全的應用（例如航空、醫療設備），在設計前必須諮詢元件供應商。該元件並非設計用於反向電壓操作；施加超過測試條件（5V）的反向偏壓可能會造成損壞。若在接近最大額定電流或高環境溫度下操作，應考慮熱管理，因為過熱會降低發光輸出和使用壽命。其寬視角使其非常適合區域照明，但對於特定的光束成形可能需要導光板或擴散片。

9. 技術比較與差異化

LTST-C19HRGYW的關鍵差異在於其超薄SMD封裝中的多晶片全彩功能。與使用三個獨立的單色LED相比，它顯著節省了PCB空間並簡化了組裝過程。紅光和黃光使用AlInGaP技術，提供了高效率與良好的色純度，而綠光晶片則使用InGaN技術。其130度的視角非常寬廣，與窄視角元件相比能提供更均勻的照明。其與標準紅外線迴焊製程的相容性使其能與主流的SMT組裝線對齊。

10. 常見問題解答（基於技術參數）

問：我可以同時以最大直流電流驅動所有三種顏色嗎？

答：不行。必須考慮共享封裝的功耗與熱極限。同時以各自的直流最大電流（30mA+20mA+30mA=總計80mA）驅動所有三個晶片，除非提供極佳的散熱，否則很可能會超過封裝的熱容量。建議參考降額曲線或在較低電流下操作，以實現同時全功率運作。

問：峰值波長與主波長有何不同？

答：峰值波長（λP）是發射光譜強度達到最大值時的波長。主波長（λd）是從CIE色度圖推導出來的，代表與LED感知顏色相匹配的純光譜色的單一波長。λd與人眼的顏色感知更為相關。

問：訂購時應如何解讀分級代碼？

答：分級代碼（例如，紅光的R）指定了該特定LED發光強度的保證範圍。訂購時，您必須為每種顏色指定所需的分級代碼，以確保您的設計獲得具有一致產品外觀和性能所需亮度特性的LED。

11. 實際應用範例

情境：網路路由器狀態指示器

設計師需要一個單一指示器來顯示多種系統狀態：關閉（無光）、開機中（黃燈閃爍）、正常運作（綠燈恆亮）、網路錯誤（紅燈恆亮）和資料活動（綠燈閃爍）。LTST-C19HRGYW是理想的選擇。微控制器的GPIO接腳可以連接到每個陰極（在共陽極側使用適當的限流電阻）。然後，軟體可以獨立控制每種顏色：開機時開啟黃燈，正常時開啟綠燈，錯誤時開啟紅燈，資料活動時切換綠燈閃爍。這取代了三個獨立的LED，節省了電路板空間和元件數量，同時從單一點提供清晰的多狀態指示。

12. 工作原理簡介

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LTST-C19HRGYW中，使用了兩種不同的半導體材料系統。紅光和黃光晶片由磷化鋁銦鎵（AlInGaP）製成，這種材料能高效產生紅光到黃橙光譜的光。綠光晶片由氮化銦鎵（InGaN）製成，這是產生藍光和綠光的標準材料。當施加順向偏壓時，電子和電洞在半導體的主動區域復合，以光子（光）的形式釋放能量。光的特定顏色由半導體材料的能隙能量決定。

13. 技術趨勢

像LTST-C19HRGYW這樣的SMD LED的發展遵循了幾個關鍵的產業趨勢。持續朝向微型化發展，使得更小的裝置能容納更多元件和功能。更高的效率是另一個主要趨勢，導致每單位電功率產生更大的發光輸出（更高的光效），這對於電池供電的應用至關重要。改善的顯色性和更嚴格的分級公差也是重點領域，使顯示器和照明中的顏色生產更加一致和準確。此外，針對惡劣環境的增強可靠性和穩健性，以及與更高溫焊接製程的相容性，都是為了滿足先進汽車和工業應用需求而持續發展的方向。