SMD LED LTST-E682QETGWT 規格書 - 雙色（紅/綠）LED - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件詳細說明 LTST-E682QETGWT 表面黏著裝置（SMD）發光二極體（LED）的規格。此元件在單一封裝內整合了兩個不同的 LED 晶片：一個採用 AlInGaP 技術發射紅光，另一個採用 InGaN 技術發射綠光。其設計適用於自動化印刷電路板（PCB）組裝製程，適合大量生產。

1.1 產品特點

• 符合 RoHS（有害物質限制）指令。
• 採用 8mm 載帶包裝，捲繞於 7 英吋直徑捲盤，適用於自動化取放設備。
• 標準 EIA（電子工業聯盟）封裝佔位面積。
• 與 IC 相容的低電壓操作。
• 完全相容於紅外線（IR）迴焊製程。
• 預處理至 JEDEC（聯合電子裝置工程委員會）濕度敏感等級 3。

1.2 目標應用

此雙色 LED 適用於各種需要小巧尺寸與可靠指示功能的電子設備。典型的應用領域包括：

• 通訊設備（例如：路由器、數據機、基地台）。
• 辦公室自動化設備（例如：印表機、掃描器、多功能事務機）。
• 家電與消費性電子產品。
• 工業控制面板與設備。
• 狀態與電源指示燈。
• 前面板、符號或小型標誌的背光照明。

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。在此條件下或超出此條件操作不予保證，應在電路設計中避免。

• 功率消耗（Pd）：75 mW（紅光），76 mW（綠光）。此為環境溫度（Ta）25°C 時，LED 能以熱形式消耗的最大功率。
• 峰值順向電流（I_FP）：100 mA（紅光），80 mA（綠光）。此為脈衝條件下（1/10 工作週期，0.1ms 脈衝寬度）允許的最大瞬時電流。其值顯著高於連續直流額定值。
• 直流順向電流（I_F）：30 mA（紅光），20 mA（綠光）。此為建議的最大連續順向電流，以確保長期可靠運作。
• 操作與儲存溫度範圍：-40°C 至 +85°C（操作），-40°C 至 +100°C（儲存）。此元件額定適用於工業溫度環境。

2.2 電氣光學特性

這些參數是在標準測試條件 Ta=25°C 與 I_F=20mA 下量測，除非另有說明。它們定義了元件的典型性能。

• 發光強度（I_V）：感知亮度的量度。紅光晶片的典型範圍為 450-1080 毫燭光（mcd）。綠光晶片的範圍為 780-1875 mcd。量測遵循 CIE 明視覺人眼響應曲線。
• 視角（2θ_1/2）：約 120 度（典型值）。此寬視角定義為強度降至軸上值一半時的角度，是擴散透鏡的特性，能提供寬廣、均勻的照明，而非窄光束。
• 峰值發射波長（λ_P）：632 nm（紅光，典型值），520 nm（綠光，典型值）。此為光譜輸出達到最大值時的波長。
• 主波長（λ_d）：616-628 nm（紅光），515-530 nm（綠光）。此為最能代表 LED 感知顏色的單一波長，源自 CIE 色度圖。綠光公差為 ±1 nm。
• 光譜線半高寬（Δλ）：20 nm（紅光，典型值），30 nm（綠光，典型值）。此參數表示光譜純度；數值越小，顏色越接近單色光。
• 順向電壓（V_F）：1.7-2.5V（紅光），2.8-3.8V（綠光），於 20mA 下。綠光 InGaN 晶片通常比紅光 AlInGaP 晶片需要更高的驅動電壓。公差為 ±0.1V。
• 逆向電流（I_R）：兩種顏色在 V_R=5V 時最大為 10 µA。LED 並非設計用於逆向偏壓操作；此參數主要用於 IR 測試。

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（I_V）分級

LED 根據其在 20mA 下量測的亮度進行分類。

紅光（AlInGaP）：

- R1：450 - 600 mcd

- R2：600 - 805 mcd

- R3：805 - 1080 mcd

綠光（InGaN）：

- G1：780 - 1045 mcd

- G2：1045 - 1400 mcd

- G3：1400 - 1875 mcd

每個亮度等級內的公差為 ±11%。

3.2 綠光波長（WD）分級

綠光 LED 進一步根據其主波長進行分類，以控制色調變化。

- AP：515 - 520 nm

- AQ：520 - 525 nm

- AK：525 - 530 nm

每個波長等級的公差為 ±1 nm。

4. 機械與封裝資訊

4.1 封裝尺寸與接腳定義

此元件使用標準 SMD 佔位面積。關鍵尺寸包括本體尺寸與焊墊佈局。所有尺寸公差為 ±0.2 mm，除非另有說明。接腳定義如下：接腳 1 和 2 為綠光 LED 陽極/陰極，接腳 3 和 4 為紅光 LED 陽極/陰極。每對接腳的具體陽極/陰極定義應從詳細的封裝圖中確認。

4.2 建議的 PCB 焊接墊佈局

提供焊墊圖案設計，以確保迴焊過程中形成適當的焊點。遵循此建議的焊墊幾何形狀對於實現良好的機械附著、電氣連接與散熱至關重要。

5. 焊接與組裝指南

5.1 紅外線迴焊溫度曲線

此元件相容於無鉛焊接製程。提供符合 J-STD-020B 的建議迴焊溫度曲線，通常包括：

• 預熱：150-200°C，最長 120 秒，以逐步加熱電路板並活化助焊劑。
• 峰值溫度：最高 260°C。應控制高於液相線（例如 217°C）的時間。
• 峰值溫度焊接時間：最長 10 秒。迴焊最多應執行兩次。

注意：最佳溫度曲線取決於特定的 PCB 設計、錫膏與迴焊爐。提供的曲線是基於 JEDEC 標準的指南。

5.2 手工焊接（若有必要）

若需要手動焊接，請使用溫度控制的烙鐵，設定最高 300°C。與 LED 端子的接觸時間不應超過 3 秒，且僅應執行一次，以防止對塑膠封裝與半導體晶粒造成熱損傷。

5.3 清潔

請勿使用未指定或具侵蝕性的化學清潔劑。若焊接後需要清潔，請使用酒精類溶劑，例如乙醇或異丙醇（IPA）。在常溫下將 LED 浸泡少於一分鐘。確保在通電前清潔劑已完全揮發。

6. 儲存與操作注意事項

6.1 儲存條件

• 密封包裝（防潮袋）：儲存於 ≤30°C 與 ≤70% 相對濕度（RH）。自袋封日期起，保存期限為一年。
• 已開封包裝：環境不應超過 30°C 與 60% RH。暴露於環境空氣中的元件應在 168 小時（7 天）內進行迴焊。
• 長時間袋外儲存：若時間超過 168 小時，請儲存於帶有乾燥劑的密封容器或氮氣乾燥櫃中。若暴露時間超過此限制，建議在組裝前以約 60°C 烘烤至少 48 小時，以去除吸收的濕氣，並防止迴焊過程中發生爆米花效應。

6.2 應用注意

此 LED 適用於一般用途電子設備。其並非設計或認證用於故障可能直接危及生命、健康或安全的應用（例如：航空、醫療生命維持、關鍵交通控制）。對於此類高可靠性應用，請諮詢製造商以獲取特定認證的元件。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 載帶與捲盤規格

標準包裝為壓紋載帶（8mm 寬），捲繞於 7 英吋（178mm）直徑的捲盤。關鍵規格包括：

• 每滿捲 2000 顆。
• 零散訂購最小數量為 500 顆。
• 載帶中的空位以蓋帶密封。
• 包裝符合 ANSI/EIA-481 規範。

8. 應用建議與設計考量

8.1 限流

務必使用串聯限流電阻或恆流驅動器操作 LED。切勿將其直接連接到電壓源。電阻值（R）可使用歐姆定律計算：R = (V_電源- V_F) / I_F。使用規格書中的最大 V_F值，以確保在所有條件下都有足夠的電流。對於紅光 LED，在 20mA 與 5V 電源下：R = (5V - 2.5V) / 0.02A = 125Ω。標準的 120Ω 或 150Ω 電阻是合適的。

8.2 熱管理

雖然 SMD LED 效率高，但仍會產生熱量。超過最大接面溫度會降低光輸出與使用壽命。請確保 PCB 有足夠的散熱設計，尤其是在接近最大直流電流或高環境溫度下操作時。避免在附近放置會發熱的元件。

8.3 靜電放電（ESD）預防措施

LED 對靜電放電敏感。請在 ESD 防護環境中操作，使用接地腕帶與導電工作檯面。

9. 典型性能曲線分析

規格書包含關鍵關係的圖形表示，對設計至關重要。

• 相對發光強度 vs. 順向電流：顯示亮度如何隨電流增加，通常呈次線性關係。在建議電流以上操作，效益遞減且熱量增加。
• 順向電壓 vs. 順向電流：展示二極體的指數型 I-V 特性。電壓隨電流增加，並隨溫度升高而降低（負溫度係數）。
• 相對發光強度 vs. 環境溫度：說明熱淬滅效應。光輸出隨環境（進而接面）溫度升高而降低。此現象在 AlInGaP（紅光）LED 中比在 InGaN（綠光/藍光）LED 中更為明顯。
• 光譜分佈：描繪各波長的相對功率輸出，顯示峰值與半高寬。

10. 常見問題（基於技術參數）

Q1：我可以同時以最大直流電流驅動紅光和綠光 LED 嗎？

A1：不行。絕對最大額定值是針對每個晶片的。同時以 20mA（紅光）和 20mA（綠光）驅動兩者，意味著封裝內的總功率消耗將非常顯著。您必須考慮組合的熱負載，並確保局部溫度不超過規格。通常建議以較低電流驅動或使用多工方式。

Q2：峰值波長與主波長有何不同？

A2：峰值波長（λ_P）是光譜輸出最高的物理波長。主波長（λ_d）是一個計算值，對應於 CIE 圖表上的感知顏色。對於單色光源，兩者相似。對於具有一定光譜寬度的 LED，λ_d是進行顏色匹配時更相關的參數。

Q3：為何開袋後的儲存濕度要求更嚴格？

A3：防潮袋（MBB）與乾燥劑保護元件免受環境濕度影響。一旦開封，塑膠 LED 封裝會吸收濕氣。在高溫迴焊過程中，這些被困住的濕氣可能迅速汽化，導致內部分層或破裂（爆米花效應），從而引發故障。

11. 工作原理簡介

LED 是一種半導體 p-n 接面二極體。當施加順向電壓時，來自 n 型區域的電子和來自 p 型區域的電洞被注入接面區域。當這些電荷載子復合時，會釋放能量。在標準矽二極體中，此能量以熱的形式釋放。在由直接能隙半導體材料（如 AlInGaP（用於紅光/琥珀光）和 InGaN（用於綠光/藍光/白光））製成的 LED 中，此能量的顯著部分以光子（光）的形式釋放。發射光的特定波長（顏色）由主動區域中使用的半導體材料的能隙能量決定。