目錄
- 1. 產品概述
- 1.1 產品特點
- 1.2 應用領域
- 2. 封裝尺寸與配置
- 3. 額定值與特性
- 3.1 絕對最大額定值
- 3.2 建議紅外線迴焊溫度曲線
- 3.3 電氣與光學特性
- 4. 分級代碼系統
- 4.1 RGB 發光強度（IV）分級
- 4.1.1 個別顏色等級
- 4.1.2 組合 RGB 分級代碼
- 4.2 RGB 主波長（WD）分級
- 4.2.1 個別波長等級
- 4.2.2 組合 RGB 波長分級代碼
- 4.3 白色發光強度分級
- 4.4 白色色度（CIE）分級
- 5. 典型性能曲線
- 6. 使用指南與處理
- 6.1 清潔
- 6.2 建議 PCB 焊墊佈局
- 6.3 載帶與捲盤包裝規格
- 6.4 捲盤規格
- 7. 應用注意事項與說明
- 7.1 預期用途與可靠性
- 7.2 一般設計考量
- 8. 技術深入探討與比較
- 8.1 半導體材料與顏色
- 8.2 理解分級對設計的意義
- 8.3 關鍵差異化特點
- 9. 常見問題（基於參數）
- 10. 設計與應用範例
1. 產品概述
LTST-S06WGEBD 是一款專為自動化印刷電路板（PCB）組裝而設計的表面黏著元件（SMD）LED。其微型尺寸使其非常適合應用於各種電子設備中空間受限的場合。
1.1 產品特點
- 符合 RoHS（有害物質限制）指令。
- 包裝於 7 英吋直徑捲盤上的 12mm 載帶，便於自動化處理。
- 標準 EIA（電子工業聯盟）封裝外型。
- 與積體電路相容，適合直接與邏輯電路介接。
- 相容於自動取放組裝設備。
- 可承受標準紅外線（IR）迴焊製程。
- 預處理符合 JEDEC（聯合電子裝置工程委員會）濕度敏感度等級 3。
1.2 應用領域
- 通訊設備（無線/行動電話）。
- 辦公室自動化設備與筆記型電腦。
- 網路系統與家用電器。
- 室內看板與狀態指示燈。
- 前面板背光與訊號/符號照明。
2. 封裝尺寸與配置
此 LED 採用標準 SMD 封裝。除非另有說明，所有尺寸單位為毫米，典型公差為 ±0.1mm。型號 LTST-S06WGEBD 在單一封裝內整合了多個 LED 晶粒，可透過接腳分配實現不同顏色。
| 透鏡顏色 | 光源顏色 | 技術 | 接腳分配 |
|---|---|---|---|
| 黃色 | 白色擴散 | InGaN | 2, 1 |
| 白色擴散 | 綠色 | InGaN | 4, 3 |
| 白色擴散 | 紅色 | AlInGaP | 4, 5 |
| 白色擴散 | 藍色 | InGaN | 4, 6 |
3. 額定值與特性
3.1 絕對最大額定值
額定值於環境溫度（Ta）25°C 下指定。超過這些數值可能導致永久性損壞。
| 參數 | 白色 | 綠色 | 紅色 | 藍色 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|
| 功率消耗 | 102 | 99 | 75 | 99 | mW |
| 峰值順向電流（1/10 工作週期，0.1ms 脈衝） | 100 | mA | |||
| 直流順向電流 | 30 | mA | |||
| 工作溫度範圍 | -40°C 至 +85°C | - | |||
| 儲存溫度範圍 | -40°C 至 +100°C | - |
3.2 建議紅外線迴焊溫度曲線
對於無鉛焊接製程，建議的迴焊溫度曲線應符合 J-STD-020B 標準。這可確保可靠的焊點，並避免因過度熱應力而損壞 LED 封裝。
3.3 電氣與光學特性
典型性能於 Ta=25°C、順向電流（IF）20mA 下量測，除非另有說明。
| 參數 | 符號 | 白色 | 綠色 | 紅色 | 藍色 | 單位 | 條件 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 光通量（最小值） | Φv | 4.40 | 4.00 | 1.92 | 0.77 | lm | IF=20mA |
| 光通量（最大值） | Φv | 7.80 | 8.00 | 4.00 | 1.58 | lm | IF=20mA |
| 發光強度（最小值） | Iv | 1580 | 1350 | 700 | 280 | mcd | IF=20mA |
| 發光強度（最大值） | Iv | 2800 | 2700 | 1450 | 580 | mcd | IF=20mA |
| 視角（典型值） | 2θ1/2 | 120 | 度 | - | |||
| 主波長（最小值） | λd | - | 520 | 617 | 465 | nm | IF=20mA |
| 主波長（最大值） | λd | - | 530 | 630 | 475 | nm | IF=20mA |
| 順向電壓（最小值） | VF | 2.8 | 2.4 | 1.8 | 2.4 | V | IF=20mA |
| 順向電壓（最大值） | VF | 3.4 | 3.3 | 2.5 | 3.3 | V | IF=20mA |
| 光譜半高寬（典型值） | Δλ | - | 30 | 20 | 25 | nm | - |
| 逆向電流（最大值） | IR | 10 | µA | VR=5V |
注意事項：
- 公差：光通量 ±10%，主波長 ±1nm，順向電壓 ±0.1V。
- 靜電放電注意：LED 對靜電放電（ESD）敏感。處理時必須採取適當的 ESD 防護措施（如配戴靜電手環、使用接地設備）。
- 色度座標依據 CAS140B 標準對每個晶粒/通道進行測試。
4. 分級代碼系統
LED 根據關鍵光學參數進行分類（分級），以確保生產批次的一致性。
4.1 RGB 發光強度（IV）分級
LED 根據其在 20mA 下的最小與最大光通量輸出進行分級。
4.1.1 個別顏色等級
綠色：G1（4.00-5.65 lm）、G2（5.65-8.00 lm）。
紅色：R1（1.92-2.75 lm）、R2（2.75-4.00 lm）。
藍色：B1（0.77-1.08 lm）、B2（1.08-1.58 lm）。
每個等級的公差為 ±10%。
4.1.2 組合 RGB 分級代碼
產品標籤上的單一英數字代碼表示綠、紅、藍強度等級的特定組合。例如，代碼 A1 對應 G1、R1、B1。
4.2 RGB 主波長（WD）分級
LED 亦根據其發射光的峰值波長進行分級。
4.2.1 個別波長等級
綠色：AP（520-525 nm）、AQ（525-530 nm）。
紅色：單一範圍（617-630 nm）。
藍色：AC（465-470 nm）、AD（470-475 nm）。
每個等級的公差為 ±1nm。
4.2.2 組合 RGB 波長分級代碼
類似於強度分級，代碼（D1-D4）指定了綠、紅、藍晶粒的波長等級組合。
4.3 白色發光強度分級
白色 LED 單獨分級：W1（4.40-5.85 lm）、W2（5.85-7.80 lm）。公差為 ±10%。
4.4 白色色度（CIE）分級
白色 LED 進一步根據其在 CIE 1931 色度圖上的色度座標（x, y）進行分類。等級（例如 D1、D2、E1、E2、F1、F2）定義了圖表上的特定四邊形區域，以確保一致的白色外觀。每個（x, y）座標的公差為 ±0.01。
5. 典型性能曲線
本規格書包含關鍵特性的圖形表示，通常以順向電流或環境溫度為變數繪製。這些曲線對於設計工程師預測 LED 在非標準條件下的行為至關重要。
- 順向電流 vs. 順向電壓（I-V 曲線）：顯示非線性關係，對於設計限流電路至關重要。
- 順向電流 vs. 發光強度/光通量：展示光輸出如何隨電流增加，直至達到最大額定值。
- 環境溫度 vs. 相對發光強度：說明隨著接面溫度升高，光輸出會下降，凸顯了熱管理的重要性。
- 光譜功率分佈：對於彩色 LED，此圖表顯示了各波長的相對強度，定義了色純度與主波長。
6. 使用指南與處理
6.1 清潔
請勿使用未指定的化學品。若需清潔，請將 LED 浸入室溫下的乙醇或異丙醇中，時間少於一分鐘。攪動或超音波清洗可能會損壞封裝。
6.2 建議 PCB 焊墊佈局
提供了建議的 PCB 焊墊圖案（Footprint），以確保正確焊接、機械穩定性與散熱。遵循此佈局可防止墓碑效應與焊點缺陷。
6.3 載帶與捲盤包裝規格
LED 以帶有保護蓋帶的凸起載帶供應。載帶凹槽、間距與捲盤的關鍵尺寸均有指定，以相容於標準自動化組裝設備。
6.4 捲盤規格
- 捲盤直徑：7 英吋。
- 每捲數量：3000 顆。
- 零散訂單最小數量：500 顆。
- 載帶中連續缺失元件的最大數量：2。
- 包裝符合 EIA-481-1-B 規格。
7. 應用注意事項與說明
7.1 預期用途與可靠性
這些 LED 專為一般用途電子設備設計。對於需要極高可靠性或故障可能危及生命或健康的應用（例如航空、醫療設備、交通運輸安全系統），必須進行特定的可靠性評估並與製造商諮詢。標準產品可能不適用於此類安全關鍵應用。
7.2 一般設計考量
- 電流限制：務必使用串聯限流電阻或恆流驅動器來操作 LED，以防止超過絕對最大直流順向電流，這可能導致快速劣化或故障。
- 熱管理：儘管功率消耗低，確保足夠的 PCB 銅箔面積或散熱孔有助於維持較低的接面溫度，從而保持光輸出與使用壽命。
- 逆向電壓保護：最大逆向電壓僅為 5V。如果 LED 可能暴露於逆向偏壓條件下，請加入保護措施（例如並聯二極體）。
- 靜電放電保護：如果組裝環境或最終使用存在 ESD 風險，請在連接 LED 的 PCB 線路上實施 ESD 保護元件。
8. 技術深入探討與比較
8.1 半導體材料與顏色
不同顏色是使用不同的半導體材料系統實現的：
- InGaN（氮化銦鎵）：用於綠色與藍色 LED。此材料系統可在藍色至綠色光譜範圍內實現高效發光。
- AlInGaP（磷化鋁銦鎵）：用於紅色 LED。此材料對於紅色與琥珀色波長具有高效率。
- 白光：通常由塗覆黃色螢光粉的藍色 InGaN 晶粒產生。藍光與黃光的混合在人眼中呈現白色。白色 LED 的分級著重於色度座標，以定義白度（例如冷白、中性白）。
8.2 理解分級對設計的意義
廣泛的分級系統具有重要目的。對於美觀應用（例如並排使用多個 LED 的狀態指示燈或背光），選擇來自相同強度與色度等級的 LED 可確保亮度與顏色均勻，避免斑駁或不均勻的外觀。對於混色應用（例如使用 RGB LED 創造可調白光），了解精確的波長與強度等級有助於更準確的色彩校正與控制演算法開發。
8.3 關鍵差異化特點
此多晶粒封裝（整合白色與個別 RGB 顏色）在單一佔位面積內提供了設計靈活性，與使用四個獨立 LED 相比節省了 PCB 空間。預處理至 JEDEC 等級 3 表示其在迴焊前可承受 ≤30°C/60% RH 條件下 168 小時的車間壽命，這對於製造物流非常重要。
9. 常見問題（基於參數）
問：綠色 LED 在 20mA 下的典型順向電壓是多少？
答：綠色晶粒在 20mA 下的順向電壓（VF）範圍為 2.4V（最小值）至 3.3V（最大值）。設計時可參考的典型值約為 2.8-3.0V，但電路應設計為能承受最大值。
問：我可以持續以 30mA 驅動此 LED 嗎？
答：可以，30mA 是絕對最大直流順向電流額定值。為了確保長期可靠運作，通常建議以較低電流（例如 20mA）驅動 LED，以減少熱應力並延長使用壽命。
問：如何解讀標籤上的分級代碼 "A3"？
答：參照對照表，代碼 A3 對應：綠色為 G2 等級（5.65-8.00 lm）、紅色為 R1 等級（1.92-2.75 lm）、藍色為 B1 等級（0.77-1.08 lm）。
問：此 LED 適合戶外使用嗎？
答：其工作溫度範圍為 -40°C 至 +85°C，涵蓋了許多戶外條件。然而，規格書並未指定針對灰塵與水的防護等級（IP 等級）。若用於戶外，需要在 PCB 上進行額外的密封或塗覆保護漆，以保護 LED 及其焊點免受濕氣與污染物影響。
10. 設計與應用範例
情境：為網路路由器設計一個多色狀態指示燈。
- 需求：一個能顯示白色（電源開啟）、綠色（已連線）、紅色（錯誤）與藍色（配對模式）的單一元件。
- 元件選擇：LTST-S06WGEBD 是理想選擇，因為它整合了所有四種顏色。
- 電路設計：
- 使用微控制器 GPIO 接腳，透過簡單的 NPN 電晶體或 MOSFET 作為低側開關來控制每個顏色通道。
- 為每個通道計算限流電阻。對於綠色晶粒，在 20mA、VF（最大值）3.3V、5V 電源下：R = (5V - 3.3V) / 0.02A = 85Ω。使用下一個標準值（例如 91Ω 或 100Ω），這將提供略低的電流，是安全的。
- 使用其他顏色各自的 VF（最大值）重複計算。
- PCB 佈局：遵循建議的焊墊佈局。將 LED 遠離其他發熱元件。確保微控制器接地與 LED 電路接地正確連接。
- 軟體：實作控制邏輯，根據系統狀態點亮相應的晶粒。如果可能超過封裝的絕對最大總功率消耗，請確保一次只為一個晶粒供電。
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。 |