SMD LED LTST-S115KSKRKT 規格書 - 側視型雙色（黃/紅）LED - AlInGaP 晶片 - 25mA - 62.5mW - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件詳述一款緊湊型表面黏著雙色 LED 燈的規格。此元件專為自動化組裝設計，非常適合空間受限且需要可靠、明亮指示的應用。該元件將兩個獨立的發光晶片整合在一個業界標準的封裝內。

1.1 產品特點

• 符合 RoHS 環保指令規範。
• 側視型封裝，具備雙色（黃色與紅色）配置。
• 採用高亮度磷化鋁銦鎵（AlInGaP）半導體技術。
• 端子採用鍍錫處理，以提升可焊性。
• 以 8mm 載帶包裝，捲繞於直徑 7 英吋的捲盤上，適用於自動化取放設備。
• 符合標準 EIA 封裝外形。
• 輸入邏輯位準與標準積體電路（IC）驅動位準相容。
• 完全相容於自動化貼裝與紅外線（IR）迴焊製程。

1.2 應用領域

此 LED 適用於廣泛的電子設備與系統，包括但不限於：

• 通訊設備（例如：無線/行動電話、網路交換器）。
• 辦公室自動化設備（例如：筆記型電腦、印表機）。
• 家電產品與工業控制面板。
• 鍵盤與按鍵的背光照明。
• 狀態與電源指示燈。
• 微型顯示器與符號照明。

2. 技術參數：深入客觀解讀

2.1 絕對最大額定值

這些數值代表應力極限，超過此極限可能對元件造成永久性損壞。不保證在此極限或超過此極限下運作。

• 功率消耗（P_d）：每晶片 62.5 mW。此為環境溫度（T_a）在 25°C 時，LED 能以熱能形式消散的最大功率。超過此限制有熱劣化的風險。
• 峰值順向電流（I_FP）：60 mA。此為最大允許瞬間電流，通常在脈衝條件下（1/10 工作週期，0.1ms 脈衝寬度）指定，以防止半導體接面過熱。
• 連續順向電流（I_F）：25 mA DC。此為建議用於連續運作的最大電流，可確保長期可靠性與穩定的光輸出。
• 逆向電壓（V_R）：5 V。施加超過此額定值的逆向偏壓，可能導致 LED 接面立即且災難性的故障。
• 操作溫度範圍：-30°C 至 +80°C。保證元件在此環境溫度範圍內正常運作。
• 儲存溫度範圍：-40°C 至 +100°C。元件在此範圍內儲存不會劣化。
• 紅外線焊接條件：可承受最高 260°C 的峰值溫度，最長 10 秒，此為無鉛（Pb-free）焊料迴焊曲線的標準。

2.2 電氣與光學特性

這些參數是在 T_a=25°C 且 I_F=20mA 的典型操作條件下量測。

• 發光強度（I_V）：
  • 黃色：最小值 45.0 mcd，提供典型值，最大值 180.0 mcd。
  • 紅色：最小值 28.0 mcd，提供典型值，最大值 180.0 mcd。
  • 使用符合人眼明視覺反應（CIE 曲線）的濾光感測器進行量測。
• 視角（2θ_1/2）：130 度（兩種顏色典型值）。此為發光強度降至其峰值（軸向）值一半時的全角。寬廣的 130° 視角使其成為適合廣泛、均勻照明的側向發光元件。
• 峰值發射波長（λ_P）：
  • 黃色：典型值 593 nm。
  • 紅色：典型值 639 nm。
  • 此為光輸出功率最大的波長。
• 主波長（λ_d）：
  • 黃色：範圍從 587.0 nm（最小）至 594.5 nm（最大）。
  • 紅色：範圍從 624 nm（最小）至 638 nm（最大）。
  • 此值源自 CIE 色度圖，代表人眼感知定義顏色的單一波長。
• 光譜線半高寬（Δλ）：典型值 15 nm（黃色）與 20 nm（紅色）。此值表示光譜純度；數值越小表示光色越接近單色光。
• 順向電壓（V_F）：典型值 2.0 V，在 20mA 下兩種顏色的最大值均為 2.4 V。此為 LED 運作時的跨壓降。
• 逆向電流（I_R）：在 V_R=5V 時，最大值為 10 μA。此為元件在其額定值內逆向偏壓時的小量漏電流。

3. 分級系統說明

LED 的發光強度會因批次而異。分級系統透過將性能相近的元件分組來確保一致性。

3.1 發光強度分級

每種顏色均有特定的分級代碼，定義在 20mA 下的最小與最大發光強度範圍。每個分級內的容差為 +/-15%。

黃色晶片：

• 分級 P：45.0 – 71.0 mcd
• 分級 Q：71.0 – 112.0 mcd
• 分級 R：112.0 – 180.0 mcd

紅色晶片：

• 分級 N：28.0 – 45.0 mcd
• 分級 P：45.0 – 71.0 mcd
• 分級 Q：71.0 – 112.0 mcd
• 分級 R：112.0 – 180.0 mcd

設計人員在下單時應指定所需的分級代碼，以確保其應用所需的亮度等級。

4. 機械與包裝資訊

4.1 封裝尺寸與接腳定義

本元件符合標準 SMD 外形。關鍵尺寸包括本體尺寸與接腳間距。所有尺寸單位為毫米，典型公差為 ±0.1mm。

接腳定義：

• 陰極 1（C1）：連接至紅色晶片的陽極。共陰極配置意味著對 C1 施加順向電壓（相對於共陽極）會點亮紅色晶片。
• 陰極 2（C2）：連接至黃色晶片的陽極。對 C2 施加順向電壓會點亮黃色晶片。
• 共陽極：另一個端子（圖中未明確標示為 C1/C2）是兩個晶片共用的陽極。

4.2 建議 PCB 焊墊佈局與焊接方向

提供建議的焊墊圖形（Footprint），以確保在迴焊過程中形成良好的焊點、機械穩定性與散熱。同時標示元件在載帶上相對於 PCB 焊墊的方向，以利正確的自動化貼裝。

4.3 載帶與捲盤包裝規格

LED 以壓紋載帶包裝供應，便於自動化處理。

• 載帶寬度：8 mm。
• 捲盤直徑：7 英吋（178 mm）。
• 每捲數量：3000 顆。
• 最小訂購量（MOQ）：部分捲盤為 500 顆。
• 包裝遵循 ANSI/EIA-481 標準。載帶以覆蓋帶密封，最多允許連續兩個空袋。

5. 焊接、組裝與操作指南

5.1 紅外線迴焊溫度曲線

建議使用詳細的溫度對時間曲線進行無鉛（Pb-free）焊料組裝。關鍵參數包括：

• 預熱：升溫至 150-200°C。
• 均熱/預熱時間：最長 120 秒，以活化助焊劑並使溫度均勻。
• 迴焊（液相線）：峰值溫度不得超過 260°C。
• 高於 260°C 的時間：必須為 10 秒或更短。
• 迴焊次數：最多兩次。

應結合特定錫膏製造商的指南制定溫度曲線，並針對實際 PCB 組裝進行驗證。

5.2 手工焊接

若需進行手工焊接：

• 烙鐵溫度：最高 300°C。
• 接觸時間：每個焊點最長 3 秒。
• 焊接次數：每個焊點僅限一次，以最小化熱應力。

5.3 清潔

若需進行焊後清潔：

• 僅使用指定的溶劑，如乙醇或異丙醇。
• 在室溫下浸泡時間應少於一分鐘。
• 避免使用可能損壞 LED 透鏡或封裝材料的強效或未指定化學品。

5.4 儲存與濕度敏感性

LED 對濕度敏感。正確的操作對於防止迴焊過程中發生爆米花效應（封裝破裂）至關重要。

• 密封包裝：儲存於 ≤30°C 且 ≤90% RH 環境。請在乾燥包裝日期起一年內使用。
• 已開封包裝：儲存於 ≤30°C 且 ≤60% RH 環境。若需在原包裝袋外長時間儲存，請使用帶有乾燥劑或氮氣環境的密封容器。
• 車間壽命：暴露於環境空氣中超過一週的元件，在焊接前應以約 60°C 烘烤至少 20 小時，以去除吸收的水氣。

5.5 靜電放電（ESD）預防措施

AlInGaP 半導體結構易受靜電放電（ESD）和電氣突波損壞。

• 務必在 ESD 防護區域內操作元件。
• 使用防靜電腕帶或手套。
• 確保所有設備、工具和工作檯面妥善接地。

6. 應用備註與設計考量

6.1 電流限制

當使用高於其順向電壓（V_F）的電壓源驅動 LED 時，必須使用外部限流電阻。電阻值可使用歐姆定律計算：R = (V_電源- V_F) / I_F。為確保可靠運作，請勿超過 25mA 的連續順向電流（I_F）。若欲透過脈衝操作達到更高的感知亮度，請確保峰值電流與工作週期保持在絕對最大額定值內。

6.2 熱管理

雖然功率消耗相對較低（每晶片 62.5mW），但良好的熱設計可延長使用壽命並維持穩定的光輸出。確保 PCB 焊墊設計提供足夠的散熱。避免將 LED 放置在靠近其他主要熱源的位置。在高環境溫度（接近最高 80°C）下運作時，可能需要降低最大順向電流額定值。

6.3 光學設計

130 度的側視角是一個關鍵特點。在設計導光板、透鏡或擴散片時，應考慮此寬廣的發光模式以實現均勻照明。水清透鏡提供未經擴散的晶片真實顏色。

7. 技術比較與差異化

此元件在其類別中提供特定優勢：

• 單一封裝雙色：與使用兩個獨立的單色 LED 相比，節省 PCB 空間與元件數量。
• AlInGaP 技術：與舊技術（如用於紅/黃色的標準 GaAsP）相比，提供更高的效率與亮度，特別是在較低電流下。
• 側視型封裝：非常適合 PCB 平行於觀看表面安裝的應用，例如側邊發光面板或設備側面的狀態指示燈。
• 完全 IR 迴焊相容性：可承受標準無鉛焊接溫度曲線，使其適用於現代化、大批量的 SMT 組裝線，無需二次加工。

8. 常見問題（基於技術參數）

8.1 我可以同時驅動黃色和紅色晶片嗎？

可以，但您必須考慮總功率消耗。功率消耗的絕對最大額定值為 62.5mW每晶片。若以最大連續電流（各 25mA）和典型 V_F2.0V 同時驅動兩個晶片，每個晶片將消耗 50mW（總計 100mW），這超過了每晶片的額定值。因此，若要同時驅動兩者，必須降低每個晶片的電流，使個別功率消耗不超過 62.5mW。安全的方法是將每個晶片的電流限制在使 P_d符合規格的數值，例如各約 15mA。

8.2 峰值波長與主波長有何不同？

峰值波長（λ_P）：LED 發出最多光功率的物理波長。由光譜儀直接量測。主波長（λ_d）：基於 CIE 色度圖計算出的數值，代表人眼感知顏色的單一波長。對於此類單色 LED，λ_P和 λ_d通常非常接近。λ_d在與人眼相關的應用中，對於顏色規格更為重要。

8.3 為什麼開封後對儲存濕度的要求如此嚴格？

塑膠 LED 封裝會從空氣中吸收濕氣。在高溫迴焊焊接過程中，這些吸收的濕氣迅速轉化為蒸汽，產生內部壓力，可能導致封裝分層或環氧樹脂透鏡破裂（爆米花效應）。嚴格的濕度控制與烘烤要求，是依據 JEDEC J-STD-033 等業界標準，針對濕度敏感元件（MSD）的標準規範。