SMD LED LTST-G683GEBW 規格書 - 3.2x2.8x1.9mm 封裝 - 2.8V/3.8V 順向電壓 - 20mA/30mA 電流 - RGB 三色 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTST-G683GEBW 是一款專為自動化印刷電路板 (PCB) 組裝設計的表面黏著元件 (SMD) LED。其微型尺寸使其適用於廣泛電子設備中空間受限的應用。此元件在單一封裝內整合了三種不同的 LED 晶片：一個綠色 InGaN 晶片、一個紅色 AlInGaP 晶片和一個藍色 InGaN 晶片，每個晶片均有獨立的電氣連接。此配置允許獨立控制每種顏色，實現狀態指示、符號照明與前面板背光功能。

1.1 核心特色

• 符合 RoHS 環保指令。
• 包裝於 7 英吋直徑捲盤上的 8mm 載帶，適用於自動化取放組裝。
• 標準 EIA 封裝佔位確保與業界標準貼裝設備相容。
• 與積體電路 (I.C.) 相容的驅動特性。
• 設計可承受紅外線 (IR) 迴焊製程。
• 預處理至 JEDEC 濕度敏感等級 3 (MSL 3)。

1.2 目標應用

• 通訊設備（無線/行動電話）。
• 辦公室自動化設備與筆記型電腦。
• 網路系統與家電。
• 室內看板與狀態指示燈。
• 信號與符號照明。

2. 技術參數深度解析

2.1 絕對最大額定值

所有額定值均在環境溫度 (Ta) 25°C 下指定。超過這些數值可能導致永久性損壞。

• 功率消耗：測量條件為 Ta=25°C，順向電流 (IF) 20mA，除非另有說明。
• 峰值順向電流 (1/10 工作週期，0.1ms 脈衝)：100 mA (綠/藍)，80 mA (紅)。
• 直流順向電流：20 mA (綠/藍)，30 mA (紅)。
• 操作溫度範圍：-40°C 至 +85°C。
• 儲存溫度範圍：-40°C 至 +100°C。

2.2 電氣與光學特性

Measured at Ta=25°C with a forward current (IF) of 20mA, unless otherwise noted.

• 發光強度 (Iv)：
  • 綠：最小 900 mcd，典型 2240 mcd (最大)。
  • 紅：最小 355 mcd，典型 900 mcd (最大)。
  • 藍：最小 180 mcd，典型 355 mcd (最大)。
• 光通量 (Φv)：典型值為 3.5 lm (綠)，2.1 lm (紅)，0.9 lm (藍)。
• 視角 (2θ1/2)：典型為 120 度。
• 峰值波長 (λP)：典型值為 518 nm (綠)，630 nm (紅)，465 nm (藍)。
• 主波長 (λd)：
  • 綠：520-530 nm。
  • 紅：617-629 nm。
  • 藍：465-475 nm。
• 光譜半高寬 (Δλ)：典型值為 35 nm (綠)，20 nm (紅)，25 nm (藍)。
• 順向電壓 (VF)：
  • 綠/藍：最小 2.8V，最大 3.8V。
  • 紅：最小 1.8V，最大 2.4V。
• 逆向電流 (IR)：在 VR=5V 時最大 10 μA。此元件並非設計用於逆向偏壓操作。

3. 分級系統說明

本產品根據發光強度與主波長進行分級，以確保生產中的顏色與亮度一致性。

3.1 發光強度分級

強度使用兩位代碼（例如 A1, B4, D12）進行分級。第一個字母 (A-D) 定義綠色強度範圍，而數字 (1-12) 定義對應的紅色與藍色強度範圍。每個分級的容差為 ±11%。

• 綠色強度組別：A (900-1120 mcd), B (1120-1400 mcd), C (1400-1800 mcd), D (1800-2240 mcd)。
• 紅/藍強度子組別：數字 1-12 對應到紅色與藍色 LED 的特定最小與最大值，詳見交叉對照表。

3.2 主波長分級

波長使用代碼 E1 至 E4 進行分級，每個分級的容差為 ±1 nm。

• E1：綠 520-525 nm，紅 617-629 nm，藍 465-470 nm。
• E2：此圖表說明了光輸出如何隨著驅動電流增加。在建議的操作範圍內通常是線性的，但在較高電流下可能會飽和。這有助於確定達到所需亮度水平所需的驅動電流。
• E3：綠 525-530 nm，紅 617-629 nm，藍 465-470 nm。
• E4：綠 525-530 nm，紅 617-629 nm，藍 470-475 nm。

4. 性能曲線分析

規格書包含典型特性曲線，對電路設計至關重要。

4.1 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V 曲線)

此曲線顯示了施加於每個顏色晶片的順向電壓與所產生電流之間的非線性關係。設計人員使用此曲線來選擇適當的限流電阻。與綠色和藍色 LED (~3.2V) 相比，紅色 LED 通常具有較低的順向電壓 (~2.0V)。

4.2 發光強度 vs. 順向電流

This graph illustrates how light output increases with drive current. It is generally linear within the recommended operating range but may saturate at higher currents. This helps in determining the required drive current to achieve a desired brightness level.

4.3 光譜分佈

雖然未明確繪製圖表，但指定的峰值波長與光譜半高寬定義了每種顏色的發射光譜。基於 InGaN 的綠色與藍色 LED，其光譜寬度 (~25-35 nm) 比紅色 AlInGaP LED (~20 nm) 更寬。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

此元件符合標準 SMD 佔位。關鍵尺寸（單位：毫米）為：長度：3.2 mm，寬度：2.8 mm，高度：1.9 mm。公差通常為 ±0.2 mm。

5.2 接腳定義與極性

此 6 焊墊封裝具有以下獨立的陽極/陰極連接：

• 接腳 1 & 6：藍色 LED。
• 接腳 2 & 5：紅色 LED。
• 接腳 3 & 4：綠色 LED。

在 PCB 佈局時必須注意正確的極性。

5.3 建議 PCB 焊墊設計

提供了焊墊圖案以確保可靠的焊接。焊墊設計考慮了迴焊過程中的散熱與適當焊錫圓角形成。

6. 焊接與組裝指南

6.1 紅外線迴焊溫度曲線

建議使用符合 J-STD-020B 的無鉛焊接溫度曲線。

• 預熱：150-200°C，最長 120 秒。
• 峰值溫度：最高 260°C。
• 液相線以上時間：依據溫度曲線圖。
• 焊接限制：最多兩次迴焊循環，每次峰值時間 10 秒。

6.2 儲存條件

• 密封袋 (MSL 3)：儲存於 ≤30°C 且 ≤70% RH。開袋後一年內使用。
• 開袋後：儲存於 ≤30°C 且 ≤60% RH。在 168 小時（一週）內完成紅外線迴焊。
• 延長儲存（已開封）：使用帶有乾燥劑的密封容器。若儲存超過 168 小時，請在焊接前以 60°C 烘烤 48 小時以上。

6.3 清潔

若需清潔，請使用酒精類溶劑，如異丙醇或乙醇。在常溫下浸泡 LED 少於一分鐘。避免使用未指定的化學清潔劑。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 載帶與捲盤規格

LED 以凸版載帶供應。

• 載帶寬度：8 mm。
• 捲盤直徑：7 英吋。
• 每捲數量：2000 顆。
• 最小訂購量 (MOQ)：零散訂單為 500 顆。
• 包裝符合 EIA-481-1-B 規範。

8. 應用建議

8.1 典型應用電路

每個顏色通道都需要一個串聯限流電阻。電阻值 (R) 可使用歐姆定律計算：R = (Vcc - VF) / IF，其中 Vcc 是電源電壓，VF 是 LED 的順向電壓，IF 是所需的順向電流（例如 20mA）。由於不同顏色的 VF 特性不同，必須為每種顏色使用獨立的電阻。

8.2 設計考量

• 熱管理：確保 PCB 佈局提供足夠的散熱，特別是在驅動多個 LED 或處於高環境溫度時。
• 靜電放電 (ESD) 防護：雖然未明確標示為敏感元件，但仍建議在組裝過程中遵循半導體標準的 ESD 處理預防措施。
• 光學設計：擴散式透鏡提供寬視角 (120°)。如需定向光，可能需要二次光學元件。

9. 技術比較與差異化

LTST-G683GEBW 提供了一個緊湊、整合的 RGB 解決方案。主要差異化特色包括：

• 整合三色：在一個 3.2x2.8mm 的佔位內結合三種獨立顏色，相較於使用三顆獨立 LED 節省電路板空間。
• 獨立控制：獨立的陽極/陰極允許進行個別調光與混色，不同於共陽極或共陰極 RGB LED。
• 高亮度：提供高發光強度分級，特別是綠色，適用於需要高可見度的應用。
• 製程相容性：完全相容於大批量、自動化的 SMT 組裝與無鉛迴焊製程。

10. 常見問題 (FAQ)

10.1 我可以同時以 30mA 驅動紅色 LED，並以 20mA 驅動綠色/藍色 LED 嗎？

可以，絕對最大額定值指定紅色 LED 的直流順向電流為 30mA，綠色/藍色 LED 為 20mA。您必須設計驅動電路，為每個通道提供這些特定電流。超過額定電流將縮短使用壽命並可能導致故障。

10.2 峰值波長與主波長有何不同？

峰值波長 (λP)是光學輸出功率達到最大值時的波長。主波長 (λd)是從 CIE 色度圖推導出來的，代表在人眼看來具有相同顏色的單色光波長。λd 在應用中對於顏色感知更為相關。

10.3 如何解讀分級代碼 A7 或 D12？

分級代碼確保顏色與亮度匹配。例如，代碼 "A7" 表示綠色 LED 的強度在 "A" 級（900-1120 mcd），而紅色與藍色 LED 的強度對應子組 "7"（紅色與藍色的確切最小/最大值請參閱交叉對照表）。為確保生產批次的一致性，請務必指定所需的分級代碼。

11. 實務設計案例分析

情境：為網路設備設計一個多狀態指示燈。指示燈必須顯示電源（綠色）、活動（閃爍藍色）與故障（紅色）。實作：使用 LTST-G683GEBW。透過限流電阻將每個顏色通道連接到微控制器的 GPIO 接腳。計算電阻：對於 5V 電源，R_綠/藍 ≈ (5V - 3.2V) / 0.02A = 90Ω（使用標準 91Ω）。R_紅 ≈ (5V - 2.0V) / 0.02A = 150Ω。韌體隨後可以獨立控制每個 LED，實現恆亮、閃爍或混色狀態，所有功能均在單一微小佔位內完成。

12. 工作原理簡介

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 LTST-G683GEBW 中：

• 綠色與藍色晶片使用氮化銦鎵 (InGaN) 半導體材料。InGaN 主動層的能隙能量決定了發射顏色（綠色或藍色）。紅色
• 晶片使用磷化鋁銦鎵 (AlInGaP) 材料，該材料針對高效率的紅色與琥珀色發射進行了優化。當施加順向偏壓時，電子與電洞在主動區複合，以光子（光）的形式釋放能量。擴散式環氧樹脂透鏡封裝晶片，提供機械保護，並塑造光輸出光束。13. 技術趨勢
• SMD LED 市場持續朝著以下方向發展：

更高效率：

提高每瓦流明數 (lm/W)，以在相同的電氣輸入下提供更多光輸出，降低功耗與熱負載。

• 微型化：開發更小的封裝尺寸（例如 2.0x1.6mm, 1.6x0.8mm），用於超緊湊的消費性電子產品。
• 改善顯色性與一致性：更嚴格的分級容差與新的螢光粉技術，以實現更精確穩定的色點，這對於顯示器背光與建築照明至關重要。
• 整合智慧功能：趨勢朝向內建驅動器、控制器或通訊介面（如 I2C）的 LED，以簡化系統設計。
• 像 LTST-G683GEBW 這樣的元件代表了成熟的主流技術，為通用指示器應用提供了可靠、具成本效益的多色解決方案。Trend towards LEDs with built-in drivers, controllers, or communication interfaces (like I2C) to simplify system design.

Devices like the LTST-G683GEBW represent the established mainstream technology offering a reliable, cost-effective multi-color solution for general indicator applications.