SMD LED LTST-E142TBKRKT 規格書 - 雙色藍/紅 - 20-30mA - 75-76mW

1. 產品概述

LTST-E142TBKRKT 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。其特色在於雙色配置，將藍色與紅色 LED 晶片整合於單一緊湊的封裝內。此設計對於空間受限且需要多種指示功能的應用特別有利。該元件設計符合標準紅外線（IR）迴焊製程，適用於大量生產的製造環境。

1.1 核心優勢

微型化佔位面積：SMD 封裝允許高密度 PCB 佈局，節省寶貴的電路板空間。
雙色功能：在單一元件中整合兩個獨立光源（藍色與紅色），簡化設計並減少零件數量。
自動化相容性：以 8mm 載帶包裝於 7 吋捲盤上，完全相容於自動化取放設備。
環保法規符合性：本產品符合 RoHS（有害物質限制）指令。
製程穩健性：可承受 JEDEC Level 3 預處理，並相容於無鉛焊接溫度曲線。

1.2 目標市場與應用

此 LED 用途廣泛，適用於各式各樣的電子設備。其主要應用包括狀態指示、訊號與符號照明，以及前面板背光。目標市場涵蓋電信基礎設施、辦公室自動化系統、家電產品，以及各種需要可靠、緊湊視覺指示器的工業設備。

2. 技術參數：深入客觀解讀

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極限。對於藍色 LED，最大連續順向電流為 20mA，功耗為 76mW。紅色 LED 可承受略高的 30mA 連續電流，功耗為 75mW。兩者在脈衝條件下（1/10 工作週期，0.1ms 脈衝寬度）共享 80mA 的峰值順向電流額定值。操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。

2.2 熱特性

熱管理對於 LED 壽命至關重要。兩個晶片的最大接面溫度（Tj）均為 140°C。從接面到環境空氣的典型熱阻（Rθja）為 145°C/W。此參數對於計算必要的 PCB 熱設計（例如，銅墊面積）以確保操作時接面溫度維持在安全範圍內至關重要，特別是在較高驅動電流下。

2.3 電氣與光學特性

這些是在標準測試條件下（Ta=25°C，IF=20mA）量測的關鍵性能參數。

發光強度（Iv）：藍色 LED 的最小強度為 140mcd，最大為 420mcd。紅色 LED 的範圍則從 90mcd 到 280mcd。此寬廣範圍透過分級系統進行管理。
視角（2θ1/2）：典型視角為 120 度，提供寬廣、擴散的光線發射模式，適合指示器應用。
波長：藍色 LED 的主波長（λd）範圍為 465nm 至 475nm，典型峰值發射波長（λp）為 468nm。紅色 LED 的主波長範圍為 623nm 至 638nm，典型峰值為 639nm。光譜半寬度分別為 25nm（藍色）和 15nm（紅色），顯示了色彩純度。
順向電壓（Vf）：在 20mA 電流下，藍色 LED 的 Vf 介於 2.8V 至 3.8V 之間，而紅色 LED 則介於 1.7V 至 2.5V 之間。此差異對於電路設計至關重要，特別是當從同一電壓源驅動兩種顏色時。
逆向電流（Ir）：在 VR=5V 時，兩者的最大逆向電流均為 10µA。規格書明確指出，此元件並非設計用於逆向操作；此測試僅用於紅外線資格驗證。

3. 分級系統說明

為確保生產中的色彩與亮度一致性，LED 會被分類到不同的分級區間。

3.1 發光強度（Iv）分級

藍色 LED 分為 P、Q、R、S 等級代碼，強度範圍從 140-185mcd 到 315-420mcd。紅色 LED 使用 Q2、R1、R2、S1、S2 等級代碼，涵蓋範圍從 90-112mcd 到 224-280mcd。每個分級區間內適用 ±11% 的容差。

3.2 主波長（Wd）分級

僅針對藍色 LED，定義了主波長分級：代碼 AC（465-470nm）和代碼 AD（470-475nm），每個分級區間具有嚴格的 ±1nm 容差。這種精確控制對於需要特定藍色調的應用至關重要。

4. 性能曲線分析

規格書引用了電氣與光學特性的典型曲線。雖然提供的文本中未複製具體圖表，但它們通常包括：

IV 曲線：顯示每種顏色的順向電流（If）與順向電壓（Vf）之間的關係。此曲線用於確定工作點和所需的串聯電阻。
相對發光強度 vs. 順向電流：說明光輸出如何隨電流增加而增加，直至達到最大額定值。
相對發光強度 vs. 環境溫度：展示光輸出如何隨著接面溫度升高而降低，凸顯了熱設計的重要性。
光譜分佈：描繪相對輻射功率與波長的關係，顯示每種顏色的發射光譜峰值與形狀。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

此 LED 採用標準 EIA 封裝。所有關鍵尺寸（長、寬、高、引腳間距）均以毫米為單位提供，一般公差為 ±0.2mm。引腳定義明確：引腳 2 和 3 用於藍色晶片，引腳 1 和 4 用於紅色晶片。此資訊對於 PCB 焊墊設計至關重要。

5.2 推薦的 PCB 焊接焊墊

提供了焊墊圖形建議，以確保正確的焊接、機械穩定性以及最佳的熱性能。遵循此指南有助於防止墓碑效應並確保可靠的電氣連接。

6. 焊接與組裝指南

6.1 紅外線迴焊溫度曲線

包含一個符合 J-STD-020B 無鉛製程建議的迴焊溫度曲線。關鍵參數包括 150-200°C 的預熱溫度、不超過 260°C 的峰值溫度，以及量身定制的總共高於液相線時間，以確保形成適當的焊點，同時不讓 LED 承受過度的熱應力。

6.2 儲存條件

由於封裝具有濕氣敏感性（Level 3），因此規定了嚴格的儲存條件。未開封的捲盤應儲存在 ≤30°C 且 ≤70% RH 的環境中，並在一年內使用。一旦防潮袋被打開，元件應儲存在 ≤30°C 且 ≤60% RH 的環境中，並在 168 小時內進行迴焊。若超過此時間窗口，則需在組裝前以 60°C 烘烤 48 小時。

6.3 清潔

若焊接後需要清潔，僅應使用指定的醇類溶劑（如乙醇或異丙醇），在室溫下進行，時間少於一分鐘。未指定的化學品可能會損壞 LED 封裝。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 載帶與捲盤規格

元件供應於 8mm 寬的載帶上，捲繞於直徑 7 吋（178mm）的捲盤。每捲包含 4000 個元件。提供了載帶凹槽和捲盤的詳細尺寸，以確保與自動化組裝設備的相容性。包裝遵循 ANSI/EIA 481 規範。

8. 應用建議

8.1 典型應用電路

設計驅動電路時，必須考慮藍色與紅色晶片不同的順向電壓。常見的設計是使用恆流源或電壓源，並在每個 LED 陽極串聯一個限流電阻。兩個 LED 的陰極可以連接到地。透過切換到各自陽極的電壓，即可實現對每種顏色的獨立控制。

8.2 設計考量

電流限制：務必使用串聯電阻或主動電流控制，以防止超過最大直流順向電流（藍色 20mA，紅色 30mA）。
熱設計：使用推薦的 PCB 焊墊佈局，並確保足夠的銅箔面積以散熱，特別是在接近最大額定值或高環境溫度下操作時。
靜電防護：雖然未明確說明，但在操作過程中應遵循標準的 ESD 預防措施。

9. 技術比較與差異化

此元件的主要差異化在於其雙色、單一封裝的設計。與使用兩個獨立的 SMD LED 相比，它減少了約 50% 的 PCB 佔位面積，簡化了物料清單（BOM），並且在組裝時僅需一次取放操作，提高了生產效率。寬廣的 120 度視角是指示器型 LED 的標準功能，提供了良好的離軸可見性。

10. 常見問題（基於技術參數）

問：我可以從同一個電流源同時驅動藍色和紅色 LED 嗎？

答：由於它們具有不同的順向電壓特性，無法在簡單的串聯電路中直接實現。它們需要獨立的限流路徑（例如，各自的電阻）以確保每個 LED 獲得正確的電流。

問：料號中的分級代碼是什麼意思？

答：料號 LTST-E142TBKRKT 可能包含了固定的強度與波長分級代碼。對於需要嚴格色彩或亮度匹配的特定專案，工程師應查閱完整的分級表（第 4.1 和 4.2 節），並可能需要在訂購時指定確切的分級代碼。

問：此 LED 是否適合戶外應用？

答：其操作溫度範圍（-40°C 至 +100°C）表明它可以應對寬廣的環境溫度變化。然而，規格書並未指定防護等級（IP）。對於戶外使用，需要額外的環境密封（例如，披覆塗層、外殼）以防護濕氣和灰塵。

11. 實際使用案例

情境：網路路由器上的雙狀態指示燈。單一顆 LTST-E142TBKRKT 可以指示多種系統狀態：關閉（無電源）、恆亮藍色（系統通電且正常運作）、恆亮紅色（系統錯誤或啟動中）、以及閃爍紅色（網路活動或特定故障）。這將原本可能需要兩個獨立 LED 的功能整合為一，創造出更簡潔的前面板設計。驅動電路將涉及微控制器的兩個 GPIO 引腳，每個引腳透過適當的限流電阻連接到一種顏色 LED 的陽極，而共用的陰極則接地。

12. 原理介紹

LED 的發光基於半導體材料中的電致發光現象。當順向電壓施加於 p-n 接面時，電子和電洞重新結合，以光子的形式釋放能量。光的顏色由半導體材料的能隙能量決定。藍色 LED 使用氮化銦鎵（InGaN）晶片，其能隙較寬，產生能量較高（波長較短）的藍光。紅色 LED 使用磷化鋁銦鎵（AlInGaP）晶片，其能隙較窄，產生能量較低（波長較長）的紅光。封裝包含一個透明透鏡，將光輸出塑造成指定的視角。

13. 發展趨勢

用於指示器和背光的 SMD LED 總體趨勢持續朝向更高效率（每瓦電輸入產生更多光輸出）、更微型化以及更高整合度發展。多晶片封裝（如此雙色元件）甚至 RGB（紅綠藍）封裝正變得越來越普遍，使得在微小佔位面積內實現全彩可編程性成為可能。此外，封裝材料和螢光粉技術的進步不斷提高可靠性、色彩一致性以及對熱和環境應力的耐受性。所有電子設備對更低功耗的追求，也推動 LED 製造商開發能在更低電流下提供所需亮度的元件。

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。

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