LTST-S225KRTGKT-Q SMD LED 規格書 - 側發光雙色（紅/綠）LED - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件詳述一款緊湊型側發光雙色表面黏著元件（SMD）LED 的規格。此元件專為自動化印刷電路板（PCB）組裝而設計，非常適合空間受限的應用。該元件在單一封裝內整合了兩個不同的半導體晶片：一個用於發射紅光的 AlInGaP 晶片，以及一個用於發射綠光的 InGaN 晶片。此配置允許單一微型元件實現雙色指示功能。

1.1 產品特點

• 符合 RoHS（有害物質限制）指令。
• 雙色（紅與綠）側發光設計。
• 端子採用鍍錫處理，以提升可焊性。
• 採用高效率的 AlInGaP（紅光）與 InGaN（綠光）晶片技術。
• 以 8mm 載帶包裝於 7 英吋直徑捲盤上，適用於自動化取放組裝。
• 符合標準 EIA（電子工業聯盟）封裝外型。
• 輸入邏輯相容。
• 設計相容於自動化貼裝設備。
• 適用於紅外線（IR）迴焊製程。

1.2 應用領域

此元件適用於廣泛需要緊湊、可靠狀態指示或背光的電子設備。典型的應用領域包括：

• 通訊設備（例如：行動電話、網路設備）。
• 辦公室自動化設備與家電。
• 工業控制面板與設備。
• 鍵盤或按鍵背光。
• 狀態與電源指示燈。
• 微型顯示器與圖示照明。
• 信號與符號照明裝置。

2. 封裝尺寸與接腳定義

此 LED 採用表面黏著封裝。定義長度、寬度、高度與焊墊位置的具體機械圖面已於規格書中提供。除非另有說明，所有尺寸均以毫米（mm）為單位，標準公差為 ±0.1 mm。

接腳定義：

• 接腳 1 與 2：綠光（InGaN）LED 晶片的陽極與陰極。
• 接腳 3 與 4：紅光（AlInGaP）LED 晶片的陽極與陰極。

3. 額定值與特性

除非另有說明，所有規格均定義在環境溫度（Ta）為 25°C 的條件下。

3.1 絕對最大額定值

超出這些限制的應力可能對元件造成永久性損壞。

• 功率消耗（Pd）：紅光：50 mW，綠光：38 mW。
• 峰值順向電流（I_F(peak)）：雙色均為 40 mA（脈衝，工作週期 1/10，脈衝寬度 0.1ms）。
• 直流順向電流（I_F）：紅光：20 mA，綠光：10 mA。
• 操作溫度範圍（T_opr）：-20°C 至 +80°C。
• 儲存溫度範圍（T_stg）：-30°C 至 +85°C。
• 焊接溫度：可承受 260°C 持續 10 秒（無鉛製程）。

3.2 電光特性（於 I_F= 5mA 條件下）

此為標準測試條件下的典型性能參數。

• 發光強度（I_V）：
  • 紅光：最小值 11.2 mcd，典型值 -，最大值 28.0 mcd。
  • 綠光：最小值 56.0 mcd，典型值 -，最大值 140.0 mcd。
• 視角（2θ_1/2）：典型值為 130 度（強度為軸上值一半時的角度）。
• 峰值波長（λ_P）：紅光：639.0 nm，綠光：525.0 nm。
• 主波長（λ_d）：
  • 紅光：最小值 617.0 nm，最大值 633.0 nm。
  • 綠光：最小值 520.0 nm，最大值 535.0 nm。
• 頻譜頻寬（Δλ）：紅光：20.0 nm，綠光：35.0 nm。
• 順向電壓（V_F）：
  • 紅光：最小值 1.6V，最大值 2.3V。
  • 綠光：最小值 2.6V，最大值 3.5V。
• 逆向電流（I_R）：於 V_R= 5V 時，雙色最大均為 10 µA（僅供測試用；元件不適用於逆向操作）。

4. 分級系統

為確保顏色與亮度的一致性，LED 會根據測量性能進行分級。

4.1 發光強度（亮度）分級

• 紅光：L 級（11.2-18.0 mcd）與 M 級（18.0-28.0 mcd）。每級公差為 ±15%。
• 綠光：P2 級（56.0-71.0 mcd）、Q1 級（71.0-90.0 mcd）、Q2 級（90.0-112.0 mcd）、R1 級（112.0-140.0 mcd）。每級公差為 ±15%。

4.2 色調（主波長）分級

• 僅綠光：AP 級（520-525 nm）、AQ 級（525-530 nm）、AR 級（530-535 nm）。每級公差為 ±1 nm。

5. 性能曲線與圖形數據

規格書包含典型特性曲線，以協助設計分析。這些圖形表示有助於工程師了解元件在不同條件下的行為。雖然具體的曲線數據點未以文字列出，但設計師應參考提供的圖表以獲取以下詳細資訊：

• 紅光與綠光晶片的順向電流（I_F）與順向電壓（V_F）之間的關係。
• 雙色的順向電流（I_F）與相對發光強度之間的關係。
• 環境溫度對相對發光強度的影響。
• 顯示紅光與綠光晶片發射特性的頻譜功率分佈（SPD）曲線。

6. 組裝與操作指南

6.1 清潔

若在焊接或操作後需要清潔，僅使用指定的溶劑。將 LED 浸入室溫下的乙醇或異丙醇中，時間少於一分鐘。請勿使用未指定的化學清潔劑，因其可能損壞封裝材料。

6.2 PCB 焊墊佈局與焊接

規格書提供了 PCB 焊墊的建議焊墊圖案（佔位面積）尺寸，以確保形成適當的焊點與機械穩定性。其中包含一張圖表，顯示了最佳焊接方向與建議的焊墊幾何形狀，以促進良好的焊料潤濕並防止墓碑效應。

6.3 包裝：載帶與捲盤

元件以 8mm 寬的凸版載帶包裝，捲繞於標準 7 英吋（178mm）直徑的捲盤上。此包裝符合 ANSI/EIA-481 規範。主要細節包括：

• 元件容納袋的間距與尺寸。
• 捲盤軸心直徑、法蘭直徑與寬度。
• 標準數量：每滿盤 4000 顆。
• 零散訂單最小數量：500 顆。
• 最多允許連續兩個空袋。

7. 重要注意事項與使用說明

7.1 應用範圍

此 LED 專為標準商用與工業電子設備設計。不適用於故障可能直接威脅生命或健康的安全關鍵或高可靠性應用（例如：航空、醫療生命維持、交通控制）。對於此類應用，需諮詢製造商。

7.2 儲存條件

適當的儲存對於維持可焊性與性能至關重要。

• 密封包裝：儲存於 ≤ 30°C 且 ≤ 90% 相對濕度（RH）的環境。請在日期代碼起一年內使用。
• 已開封包裝：元件對濕度敏感（MSL 3）。儲存於 ≤ 30°C 且 ≤ 60% RH 的環境。建議在打開防潮袋後一週內完成紅外線迴焊。若儲存超過一週，請在焊接前以 60°C 烘烤至少 20 小時，或儲存於帶有乾燥劑的密封容器或氮氣環境中。

7.3 焊接建議

遵循以下條件以防止熱損傷：

• 迴焊（建議）：
  • 預熱：150-200°C，最長 120 秒。
  • 峰值溫度：最高 260°C。
  • 溫度高於 260°C 的時間：最長 10 秒。迴焊最多執行兩次。
• 手動焊接（烙鐵）：
  • 烙鐵頭溫度：最高 300°C。
  • 焊接時間：每個焊點最長 3 秒。限制為一個焊接循環。

關於迴焊溫度曲線的注意事項：最佳溫度曲線取決於具體的 PCB 設計、元件、焊錫膏與迴焊爐。應針對特定組裝進行溫度曲線特性分析。規格書參考了基於 JEDEC 標準的範例曲線。

7.4 靜電放電（ESD）敏感性

LED 易受靜電放電（ESD）與電湧損壞。在操作與組裝過程中，請務必遵循適當的 ESD 控制程序：

• 使用接地腕帶或防靜電手套。
• 確保所有工作站、設備與工具均已正確接地。
• 在 ESD 防護區域內操作元件。

8. 設計考量與應用說明

8.1 限流

務必使用串聯限流電阻或恆流驅動器來操作 LED。電阻值（R）可使用歐姆定律計算：R = (V_supply- V_F) / I_F。為進行保守設計，請使用規格書中的最大 V_F值，以確保電流不超過所需的 I_F。請勿超過直流或脈衝電流的絕對最大額定值。

8.2 熱管理

雖然封裝體積小，但功率消耗（紅光最高 50 mW，綠光最高 38 mW）會產生熱量。對於在最大電流或接近最大電流下連續運作的情況，請確保焊墊周圍有足夠的 PCB 銅箔面積作為散熱片。這有助於維持較低的接面溫度，從而保持發光輸出與長期可靠性。

8.3 光學設計

側發光（典型視角 120 度）設計使光線平行於 PCB 平面發射。這非常適合用於邊緣照明導光板、照亮側向發光的圖示，或從設備側面觀看的狀態指示燈。設計導光管或透鏡時，請考慮角度強度分佈，以實現所需的照明模式。

8.4 雙色驅動

紅光與綠光晶片在電氣上是獨立的。它們可以分別驅動以顯示紅色、綠色，或透過快速切換顯示出明顯的琥珀色/黃色。對於混色應用，通常使用具有 PWM（脈衝寬度調變）輸出的微控制器來控制強度與顏色混合。

9. 技術比較與差異化

此雙色側發光 SMD LED 在空間受限的設計中提供特定優勢：

• 空間效率：單一元件提供兩種不同顏色，與使用兩個獨立的單色 LED 相比，減少了零件數量與 PCB 佔位面積。
• 自動化友善：載帶與捲盤包裝以及標準 SMD 佔位面積針對高速自動化組裝線進行了優化，降低了製造成本。
• 材料技術：使用 AlInGaP 製造紅光提供了高效率與良好的溫度穩定性，而使用 InGaN 製造綠光則在可見光譜中提供了明亮的輸出。
• 側向發光：與頂部發光 LED 不同，此封裝將光線導向側面，這對於需要垂直空間或特定視角的特定背光與指示燈應用至關重要。

10. 常見問題（FAQ）

Q1：峰值波長與主波長有何不同？
A1：峰值波長（λ_P）是發射頻譜中強度達到最大值時的單一波長。主波長（λ_d）是單色光的波長，當與指定的白色參考光混合時，其感知顏色與 LED 的感知顏色相匹配。λ_d與人眼對顏色的感知更為相關。

Q2：我可以同時以最大直流電流驅動紅光與綠光晶片嗎？
A2：不建議。絕對最大額定值分別指定了每個晶片的功率消耗限制（紅光：50 mW，綠光：38 mW）。若同時以最大電流驅動（紅光 20mA @ ~2.3V = 46 mW，綠光 10mA @ ~3.5V = 35 mW），若持續運作，很可能會超過封裝的總散熱能力，可能導致過熱並縮短使用壽命。對於高功率雙色運作，應降低電流或實施熱管理。

Q3：為什麼開封後的儲存濕度要求更嚴格？
A3：密封袋內含乾燥劑，並具有防潮功能。一旦開封，SMD 封裝會吸收空氣中的濕氣。在迴焊過程中，這些被困住的濕氣會迅速膨脹（"爆米花效應"），導致封裝內部分層或破裂。MSL 3 等級規定了防止此情況發生的"車間壽命"與烘烤要求。

Q4：訂購時應如何解讀分級代碼？
A4：零件編號通常包含發光強度分級代碼，有時也包含波長分級代碼。您必須指定所需的亮度（例如：綠光 R1 級以獲得最高輸出）與顏色（例如：綠光 AP 級以獲得特定綠色調），以確保收到的元件符合您應用對亮度與顏色外觀一致性的要求。