目錄
1. 產品概述
LTST-E682QETBWT 是一款表面黏著元件（SMD）發光二極體（LED），其特點是在單一封裝內整合了雙色配置。此元件專為自動化印刷電路板（PCB）組裝製程而設計，非常適合大量生產。該元件結合了兩種不同的半導體材料：用於發紅光的 AlInGaP 以及用於發藍光的 InGaN，每種顏色皆透過獨立的陽極-陰極對進行控制。此設計主要針對空間受限的電子設備中，需要緊湊、可靠的狀態指示或背光之應用。
1.1 產品特點
- 符合 RoHS（有害物質限制）指令。
- 包裝於 8mm 載帶並捲繞於 7 英吋直徑的捲盤上，兼容自動化取放設備。
- 標準 EIA（電子工業聯盟）封裝外型。
- 與積體電路（IC）相容的驅動位準。
- 適用於紅外線（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 應用領域
此 LED 適用於廣泛需要可靠視覺指示器的消費性及工業電子產品。典型應用包括通訊設備（例如路由器、數據機）、辦公室自動化設備（例如印表機、掃描器）、家電產品以及各種工業控制面板中的狀態與電源指示器。它亦可用於按鈕或符號的前面板背光，以及需要特定顏色提示的低解析度室內標誌。
2. 技術規格詳解
本節詳細分析定義 LED 操作邊界與性能的電氣、光學及熱參數。
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。不保證在或接近此極限下操作。所有額定值均在環境溫度（Ta）為 25°C 下指定。
- 功率消耗（Pd）：紅光：75 mW，藍光：108 mW。這是允許的最大熱功率損耗。超過此值可能導致接面溫度上升並加速性能衰減。
- 峰值順向電流（IFP）：兩種顏色均為 100 mA。此電流僅允許在脈衝條件下（1/10 工作週期，0.1ms 脈衝寬度）使用，以防止過熱。
- 直流順向電流（IF）：兩種顏色均為 30 mA。這是建議用於可靠長期運作的最大連續電流。
- 操作溫度範圍：-40°C 至 +85°C。此元件設計在此環境溫度範圍內運作。
- 儲存溫度範圍：-40°C 至 +100°C。元件可在未通電的情況下於此範圍內儲存。
2.2 電氣光學特性
這些參數是在 Ta=25°C、順向電流（IF）為 20mA 的標準測試條件下量測。
- 發光強度（IV）：感知光輸出的關鍵指標。紅光 LED 的典型範圍為 450-1080 毫燭光（mcd）。藍光 LED 的範圍為 280-680 mcd。特定單元的實際值取決於其分級等級。
- 視角（2θ1/2）：典型值為 120 度。此為發光強度降至其軸向峰值一半時的全角。擴散透鏡創造出寬廣、類似朗伯分佈的發光模式，適合廣角觀看。
- 峰值發射波長（λP）：紅光：632 nm（典型值），藍光：468 nm（典型值）。此為光譜功率分佈達到最大值的波長。
- 主波長（λd）：紅光：616-628 nm，藍光：465-475 nm。這是人眼感知到、最接近 LED 顏色的單一波長，由 CIE 色度座標推導得出。
- 光譜線半高寬（Δλ）：紅光：20 nm，藍光：25 nm（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（VF）：在 20mA 下，紅光：1.7-2.5V，藍光：2.6-3.6V。由於 InGaN 材料的能隙較寬，藍光 LED 需要較高的電壓。設計師從同一電壓軌驅動兩種顏色時，必須考慮此差異。
- 逆向電流（IR）：在逆向電壓（VR）為 5V 時，最大值為 10 µA。LED 並非設計用於逆向偏壓操作；此參數主要用於品質測試。
3. 分級系統說明
為確保量產的一致性，LED 會根據性能進行分級。LTST-E682QETBWT 採用發光強度分級系統。
3.1 發光強度分級
每種顏色有三個強度等級，每個等級內的容差為 ±11%。
- 紅光（AlInGaP）分級：
- R1：450 - 600 mcd
- R2：600 - 805 mcd
- R3：805 - 1080 mcd
- 藍光（InGaN）分級：
- B1：280 - 375 mcd
- B2：375 - 500 mcd
- B3：500 - 680 mcd
此分級制度讓設計師能根據其應用的特定亮度需求選擇元件，確保產品中多個單元間的視覺一致性。
4. 機械與封裝資訊
4.1 封裝尺寸與接腳定義
此元件符合標準 SMD 佔位面積。關鍵尺寸包括本體尺寸與接腳間距，這些對於 PCB 焊墊圖案設計至關重要。接腳定義如下：接腳 1 和 2 用於藍光 LED，接腳 3 和 4 用於紅光 LED。每種顏色的陰極和陽極在內部連接到特定接腳；必須參考詳細的封裝圖以確保正確方向。除非另有說明，所有尺寸公差通常為 ±0.2mm。
4.2 建議的 PCB 焊接焊墊
提供建議的焊墊圖案（銅箔佈局）供紅外線或氣相迴焊使用。遵循此建議有助於在焊接過程中實現可靠的焊錫圓角、正確對位以及有效的熱傳導，從而減少墓碑效應或錯位等缺陷。
5. 組裝與操作指南
5.1 焊接製程
此元件兼容無鉛紅外線迴焊製程。提供符合 J-STD-020B 標準的建議溫度曲線。關鍵參數包括：
- 預熱：150-200°C，持續最多 120 秒，以逐步加熱電路板並活化助焊劑。
- 峰值溫度：最高 260°C。高於 217°C（SnAgCu 焊錫的液相線溫度）的時間應加以控制。
- 總焊接時間：在峰值溫度下最多 10 秒，最多允許進行兩次迴焊循環。
5.2 清潔
若需進行焊後清潔，僅應使用指定的溶劑。將 LED 在室溫下浸泡於乙醇或異丙醇中少於一分鐘是可接受的。使用強烈或未指定的化學品可能損壞環氧樹脂透鏡及封裝，導致變色或破裂。
5.3 濕度敏感性與儲存
LED 以濕度敏感等級 3（MSL3）包裝，密封於含有乾燥劑的防潮袋中。應儲存於 ≤30°C 且 ≤70% 相對濕度（RH）的環境中。一旦開啟原始包裝袋，在 ≤30°C/60% RH 的條件下，其 "車間壽命" 為 168 小時（7 天），必須在此期限內完成焊接。若超過此期限，則需要在大約 60°C 下烘烤至少 48 小時，以去除吸收的水分，防止在迴焊過程中發生 "爆米花效應"（封裝破裂）。
6. 應用備註與設計考量
6.1 驅動方法
LED 是電流驅動元件。為確保亮度均勻，特別是在並聯多個 LED 時，每個 LED 或每個顏色通道應使用恆流源或透過限流電阻驅動。順向電壓（VF）具有容差且隨溫度變化；使用恆壓源驅動而未串聯電阻可能導致電流過大並迅速失效。
6.2 熱管理
雖然功率消耗相對較低，但適當的熱設計能延長使用壽命並維持穩定的光輸出。PCB 本身可作為散熱片。確保連接至散熱焊墊（如有）或 LED 接腳的銅箔面積足夠，有助於散熱。在高環境溫度下以或接近最大直流電流運作，將提高接面溫度，這可能降低發光輸出並加速長期的光通量衰減。
6.3 光學設計
120 度的視角與擴散透鏡提供了寬廣、柔和的光線發射，適合觀看角度非嚴格軸向的面板指示器。對於需要更集中光線的應用，可能需要二次光學元件（例如導光管、透鏡）。在混合光情境下，若色彩平衡至關重要，紅光與藍光晶片的不同發光強度可能需要獨立的電流調整。
7. 可靠性與操作限制
此元件適用於一般用途電子產品。涉及極高可靠性要求的應用，例如航空、交通運輸、醫療生命維持或安全關鍵系統，需要事先諮詢與認證。必須嚴格遵守絕對最大額定值與組裝指南中定義的操作限制，以確保指定的性能與使用壽命。未能遵守，例如施加逆向偏壓、超過電流限制或不當焊接，將使可靠性預期失效。
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。 |