SMD LED LTST-E142KRKFKT 規格書 - 雙色紅/橙 LED - 30mA - 75mW - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件詳述一款專為自動化印刷電路板（PCB）組裝設計的雙色表面黏著發光二極體（LED）規格。此元件專為空間受限的應用而設計，能在單一封裝內提供紅光與橙光的組合發射。其微型尺寸與標準組裝製程的相容性，使其適合整合到各式各樣的現代電子設備中。

1.1 核心優勢與目標市場

此元件的核心優勢包括符合RoHS（有害物質限制）指令、採用業界標準8mm載帶包裝於7吋捲盤以利自動化取放設備使用，以及完全相容於紅外線（IR）迴焊製程。其預先處理符合JEDEC Level 3濕度敏感度標準，確保組裝過程中的可靠性。

目標應用涵蓋多個領域，包括通訊設備（例如路由器、數據機的狀態指示燈）、辦公室自動化設備（例如印表機、掃描器控制面板的背光）、家電產品以及各種工業設備。它常用於需要清晰可靠視覺回饋的狀態指示、符號照明以及前面板背光。

2. 技術參數：深入客觀解讀

本節針對元件絕對最大額定值與典型工作參數所定義的關鍵性能特性，提供詳細且客觀的分析。

2.1 絕對最大額定值與熱特性

此元件紅光與橙光晶片的最高連續順向電流（DC）額定值均為30mA。在脈衝條件下（1/10工作週期，0.1ms脈衝寬度），可承受80mA的峰值順向電流。最大功耗為75mW。工作與儲存溫度範圍指定為-40°C至+100°C，顯示其適用於嚴苛環境。

熱管理對於LED壽命至關重要。兩種顏色從接面到環境的典型熱阻（Rθja）均為155°C/W。在最高接面溫度（Tj）為115°C的情況下，此熱阻值決定了在給定環境條件下，為防止過熱和早期失效所允許的最大功耗。

2.2 電氣與光學特性

電氣與光學性能是在20mA順向電流與25°C環境溫度的標準測試條件下量測。

• 發光強度 (Iv)：紅光LED的發光強度範圍從最小值90 mcd到最大值280 mcd。橙光LED提供更高的輸出，範圍從140 mcd到450 mcd。兩者的典型視角（2θ1/2，強度為軸向值一半的角度）均為120度，提供寬廣的光束模式。
• 光譜特性：紅光LED的典型峰值發射波長（λp）為639 nm，主波長（λd）範圍為623-638 nm。橙光LED的λp為609 nm，λd範圍為598-610 nm。兩者的典型譜線半高寬（Δλ）均為15 nm，定義了色純度。
• 電氣參數：在20mA下，兩種顏色的順向電壓（Vf）範圍從1.7V（最小值）到2.5V（最大值）。在5V逆向電壓（Vr）下，最大逆向電流（Ir）為10 μA。必須注意，此元件並非設計用於逆向偏壓操作；此參數僅供紅外線測試參考。

3. 分級系統說明

為確保生產中的顏色與亮度一致性，LED會根據關鍵參數進行分級。

3.1 發光強度 (Iv) 分級

發光輸出被分類為具有定義最小值和最大值的特定級別。每個級別的容差為±11%。

• 紅光LED分級：代碼包括Q2（90.0-112.0 mcd）、R1（112.0-140.0 mcd）、R2（140.0-180.0 mcd）、S1（180.0-224.0 mcd）和S2（224.0-280.0 mcd）。
• 橙光LED分級：代碼包括T2（140-180 mcd）、U1（180-224 mcd）、U2（224-280 mcd）、V1（280-355 mcd）和V2（355-450 mcd）。

3.2 主波長 (Wd) 分級

特別針對橙光LED，主波長分級確保精確的顏色控制。分級為F1（598-602 nm）、F2（602-606 nm）和F3（606-610 nm），每個級別的容差均為緊密的±1 nm。這種精確分級對於需要特定色點（例如交通號誌或一致的面板背光）的應用至關重要。

4. 性能曲線分析

雖然PDF參考了典型性能曲線，但其具體圖形數據未在文本中提供。基於標準LED行為，這些曲線通常會說明順向電流與發光強度之間的關係（I-V曲線）、環境溫度對光輸出的影響以及光譜功率分佈。設計人員利用這些曲線來了解非標準條件（例如不同的驅動電流或溫度）下的性能，並針對所需的亮度和效率優化電路設計。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸與腳位定義

此元件符合EIA標準封裝外型。所有尺寸單位為毫米，除非另有說明，一般公差為±0.2 mm。元件採用擴散式透鏡。腳位定義明確：腳位2和3分配給紅光LED晶片，而腳位1和4分配給橙光LED晶片。在PCB佈局和組裝過程中正確識別極性對於正常功能至關重要。

5.2 建議PCB焊接墊

提供了建議的PCB焊墊圖案（Footprint），以確保可靠的焊接和正確的機械對準。遵循此建議圖案有助於形成良好的焊錫圓角、提供熱緩衝，並防止迴焊過程中發生墓碑效應或錯位。

6. 焊接與組裝指南

6.1 紅外線迴焊溫度曲線

此元件相容於無鉛（Pb-free）焊接製程。參考了符合J-STD-020B標準的建議紅外線迴焊溫度曲線。關鍵參數包括最高峰值溫度260°C，以及最高達200°C的預熱階段，最長持續120秒。此溫度曲線旨在最小化LED封裝的熱應力，同時確保可靠的焊點。

6.2 儲存與操作

正確的儲存對於維持可焊性至關重要。當防潮袋密封時，LED應儲存在≤30°C且≤70% RH的環境中，建議儲存期限為一年。一旦袋子打開，儲存環境不應超過30°C和60% RH。暴露超過168小時（Level 3）的元件，在焊接前應在大約60°C下烘烤至少48小時，以去除吸收的濕氣，防止迴焊過程中發生爆米花效應。

6.3 清潔

若焊接後需要清潔，僅應使用指定的溶劑。建議將LED在常溫下浸入乙醇或異丙醇中少於一分鐘。未指定的化學品可能會損壞LED封裝或透鏡。

7. 包裝與訂購資訊

標準包裝為8mm寬的壓紋載帶，纏繞在直徑7吋（178mm）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。包裝遵循ANSI/EIA 481規範。載帶以覆蓋帶密封以保護元件，每捲中連續缺失元件（"缺燈"）的最大數量為兩顆。

8. 應用建議

8.1 典型應用情境

此雙色LED非常適合需要多狀態指示的應用。例如，在網路交換器中，紅光LED可指示故障或錯誤狀態，而橙光LED可指示活動或警告狀態。在消費性電子產品中，它可用於按鈕的雙色背光或創建琥珀色/紅色狀態符號。其寬廣的視角使其適合需要從各個角度都能看見的指示燈。

8.2 設計考量

• 電流限制：務必為每個LED顏色使用一個串聯的限流電阻（或恆流驅動器）。電阻值應根據電源電壓、LED的順向電壓（保守設計請使用最大Vf）以及所需的工作電流（≤30mA DC）計算。
• 熱管理：考慮功耗（P = Vf * If）和熱阻。在高環境溫度或高電流驅動下，應確保使用足夠的PCB銅箔面積或其他散熱方法，以將接面溫度保持在115°C以下。
• 靜電防護：雖然未明確說明，但在組裝過程中始終建議採取適當的靜電放電（ESD）防護措施來操作LED。

9. 技術比較與差異化

此元件的關鍵差異化優勢在於其單一、緊湊的SMD封裝中具備雙色功能。與使用兩個獨立的單色LED相比，這節省了PCB空間、減少了元件數量並簡化了組裝。對於面板指示而言，120度的寬廣視角是相較於窄光束LED的另一項優勢。針對強度和波長的精確分級，為設計人員在大規模生產中提供了可預測的性能和顏色一致性。

10. 常見問題（基於技術參數）

問：我可以同時以20mA驅動紅光和橙光LED嗎？

答：不行。絕對最大功耗為75mW。如果兩個LED都以Vf=2.5V和If=20mA點亮，總功耗將為100mW（2.5V*20mA*2），超過額定值。同時操作需要降低每個LED的電流，或確保一次只有一個LED點亮。

問：峰值波長和主波長有什麼區別？

答：峰值波長（λp）是發射光功率達到最大值時的波長。主波長（λd）是人眼感知到的、與光色相匹配的單一波長。在視覺應用中，λd對於顏色規格更為相關。

問：在5V下的逆向電流為10μA。我可以在交流電路中使用此LED嗎？

答：不行。規格書明確說明此元件並非設計用於逆向操作。施加逆向電壓，特別是在交流電路中，可能會損壞LED。若要在交流電路中使用，必須使用外部電路（如整流器）來保護LED。

11. 實務設計與使用案例

案例：電源供應器的雙狀態指示燈

一位設計師正在為桌上型電源供應器設計PCB。他們需要一個指示燈來顯示交流電源存在（待機狀態），另一個指示燈來顯示直流輸出啟動。使用此雙色LED簡化了設計：橙光LED（腳位1和4）透過一個限流電阻連接到待機電壓軌。紅光LED（腳位2和3）透過另一個電阻連接到主直流輸出軌。PCB焊墊圖案僅需一個元件位置。寬廣的視角確保從機殼前方即可看見狀態。設計師選擇紅光R2級別和橙光U1級別以確保足夠亮度。他們在組裝過程中遵循建議的迴焊溫度曲線和儲存指南，以確保可靠性。

12. 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。此現象稱為電致發光。在此特定元件中，紅光是由磷化鋁銦鎵（AlInGaP）半導體材料產生，該材料在產生紅光和橙光波長方面效率很高。晶片上的擴散式透鏡散射光線，創造出120度的寬廣視角，而非窄光束。雙色功能是透過在同一封裝內放置兩個獨立的半導體晶片（一個紅光，一個橙光）來實現，每個晶片都有獨立的電氣連接（陽極和陰極）。

13. 發展趨勢

SMD LED技術的總體趨勢持續朝向更高效率（每瓦更多流明）發展，允許在更低電流下實現更亮的輸出並降低功耗。同時，在保持或改善光學性能的同時，進一步微型化的驅動力也在增強。隨著製造中自動光學檢測的進步，顏色一致性和更嚴格的分級容差正成為標準。此外，將控制電子元件（如恆流驅動器或PWM控制器）直接整合到LED封裝中是一個新興趨勢，為終端使用者簡化了電路設計。符合RoHS指令以及與無鉛、高溫迴焊製程相容的原則，現已成為業界的基本要求。