SMD LED LTST-N682TWVSET 規格書 - 雙色黃/白 - 30mA - 102mW - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件詳細說明 LTST-N682TWVSET 的規格，這是一款表面黏著元件 (SMD) 發光二極體 (LED)。此元件在單一封裝內整合了兩個不同的 LED 晶片：一個發射黃光，另一個發射白光。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。緊湊的外型滿足了各類電子領域中空間受限應用的需求。

1.1 核心特色與優勢

• 雙色光源：將黃光 AlInGaP 晶片與白光 LED 晶片整合於單一封裝內，能在極小的佔位面積下實現多重狀態指示或混色效果。
• 自動化相容性：以 8mm 寬載帶包裝，捲繞於 7 英吋直徑捲盤上，符合 EIA 標準，可與高速自動貼片設備相容。
• 穩固的製造性：相容於紅外線 (IR) 迴焊製程，此為現代 PCB 組裝的標準。元件預先處理至 JEDEC Level 3 濕度敏感性標準，提升了焊接過程中的可靠性。
• 環保法規符合性：產品符合 RoHS（有害物質限制）指令。
• 電氣介面：設計為與積體電路 (I.C.) 相容，可直接由典型的邏輯位準輸出或驅動電路驅動。

1.2 目標應用與市場

LTST-N682TWVSET 專為廣泛需要可靠、緊湊狀態指示的電子設備而設計。其主要應用領域包括：

• 通訊設備：路由器、數據機及網路交換器上的狀態指示燈。
• 消費性電子與辦公室自動化：筆記型電腦、印表機及周邊設備中的電源、電池或功能狀態燈。
• 家電與工業設備：控制面板上的運作模式指示燈。
• 室內標誌與前面板：符號背光或提供多色狀態照明。

2. 封裝尺寸與機械資訊

LTST-N682TWVSET 封裝的物理外型遵循業界標準 SMD 規格，以確保機械相容性。關鍵尺寸註明所有測量單位為毫米，除非另有說明，一般公差為 ±0.2 mm。元件配備透明透鏡。

2.1 接腳定義與極性

本元件具有四個電氣端子。接腳定義如下：

• 接腳 1 與 2：此為黃光AlInGaP LED 晶片的陽極與陰極。
• 接腳 3 與 4：此為白光LED 晶片的陽極與陰極。

組裝時，務必參考詳細的封裝圖（規格書中隱含）以確認接腳 1 的確切物理位置（通常以封裝上的圓點或切角標示），以確保正確的方向。

3. 額定值與特性

在規定的限制範圍內操作元件，對於可靠性和性能至關重要。

3.1 絕對最大額定值

這些額定值定義了應力極限，超過此極限可能對元件造成永久性損壞。其規格條件為環境溫度 (Ta) 25°C。

3.2 電氣與光學特性

這些是典型性能參數，測量條件為 Ta=25°C 及標準測試電流 (IF) 20mA，除非另有說明。

關鍵測量備註：

• 發光強度測量遵循 CIE 標準明視覺人眼響應曲線。
• 主波長由 CIE 色度座標推導得出。
• 逆向電壓測試僅供資訊/品質參考；應用中不應讓 LED 在逆向偏壓下運作。

4. 分級系統說明

為確保生產中的顏色與亮度一致性，LED 會根據性能進行分級。LTST-N682TWVSET 對白光與黃光晶片採用獨立的分級。

4.1 發光強度 (Iv) 分級

白光晶片：根據 20mA 下的最小發光強度分為兩組。

• W1：1600 mcd 至 2265 mcd。
• W2：2265 mcd 至 3200 mcd。

• U：710 mcd 至 965 mcd。
• V：965 mcd 至 1315 mcd。
• W：1315 mcd 至 1800 mcd。

4.2 黃光晶片波長 (WD) 分級

黃光晶片的主波長進行分級以控制色調。

• J：585 nm 至 590 nm。
• K：590 nm 至 595 nm。

4.3 白光晶片色度 (CIE) 分級

白光 LED 的色點由其 CIE 1931 (x, y) 色度座標定義。規格書提供一個包含多個分級代碼（A1, A2, A3, B1, B2, B3, C1, C2, C3）的表格，每個代碼代表色度圖上由四個 (x,y) 座標點定義的四邊形區域。這允許精確選擇白色色溫與色調。分級內 (x, y) 座標的公差為 ±0.01。

5. 性能曲線分析

規格書參考了典型性能曲線，以圖形方式呈現關鍵關係。分析這些曲線對設計至關重要。

5.1 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V 曲線)

此曲線顯示流經 LED 的電流與其兩端電壓降之間的指數關係。如電氣特性表所示，對於給定的電流，黃光 AlInGaP 晶片將具有比白光晶片更低的順向電壓 (Vf)。設計師使用此曲線來選擇適當的限流電阻或恆流驅動器設定，以在功率限制內達到所需的亮度。_F5.2 發光強度 vs. 順向電流

此圖表展示了光輸出如何隨著驅動電流增加。在一定範圍內通常是線性的，但在較高電流下會飽和。在建議的 20mA 直流下操作可確保最佳效率與壽命。100mA 峰值脈衝電流額定值允許進行短暫的高強度閃爍而不會造成損壞。

5.3 光譜分佈

對於黃光晶片，光譜分佈曲線將顯示在約 590nm（典型值）處有一個相對較窄的峰值，半高寬約為 20nm，證實其單色黃光輸出。白光 LED 的光譜則寬得多，通常是藍光 LED 晶片結合螢光粉，在可見光譜範圍內產生寬廣的發射。

6. 組裝與應用指南

6.1 焊接製程

本元件設計用於無鉛 (Pb-free) 焊接製程。建議的 IR 迴焊溫度曲線應符合 J-STD-020B。關鍵參數包括：

預熱：

• 升溫至 150-200°C。預熱時間：
• 最長 120 秒。峰值溫度：
• 不應超過 260°C。液相線以上時間：
• 應有限制，峰值溫度下的總焊接時間不超過 10 秒，且迴焊最多執行兩次。若使用烙鐵進行手工焊接，烙鐵頭溫度不應超過 300°C，接觸時間應限制在 3 秒內，且僅限一次。

規格書包含建議的 PCB 焊墊圖形（佔位面積）。使用此建議設計可確保焊接過程中及焊接後形成良好的焊點、機械穩定性與散熱效果。遵循此圖形對於成功的自動化組裝與可靠性至關重要。

6.3 清潔

若需進行焊後清潔，僅應使用指定的溶劑。在常溫下將 LED 浸入乙醇或異丙醇中少於一分鐘是可接受的。使用未指定或侵蝕性化學品可能會損壞 LED 封裝或透鏡。

7. 儲存與操作注意事項

7.1 濕度敏感性

LED 包裝在帶有乾燥劑的防潮袋中，以防止吸收大氣中的濕氣，這可能在迴焊過程中導致爆米花效應（封裝破裂）。密封時，應儲存在 ≤30°C 且 ≤70% RH 的環境中，並在一年內使用。

一旦打開袋子，車間壽命即開始。元件應儲存在 ≤30°C 且 ≤60% RH 的環境中。強烈建議在打開袋子後的 168 小時（7 天）內完成 IR 迴焊製程。

若元件暴露超過 168 小時，在焊接前必須進行烘烤（脫水），在約 60°C 下烘烤至少 48 小時，以去除吸收的濕氣。

7.2 應用注意事項

這些 LED 適用於標準的商業與工業電子設備。對於需要極高可靠性且故障可能危及安全的應用（例如航空、醫療生命維持、交通控制），在設計採用前必須進行特定的資格認證與諮詢。

8. 包裝與訂購資訊

8.1 載帶與捲盤規格

元件以 8mm 寬的凸版載帶供應，並以覆蓋帶密封。載帶捲繞在標準 7 英吋（178mm）直徑的捲盤上。每整捲包含 2000 個元件。對於少於整捲的數量，最小包裝數量為 500 個。包裝符合 EIA-481-1-B 規格。

8.2 料號解讀

料號 LTST-N682TWVSET 遵循製造商的內部編碼系統，其中 "TWVSET" 可能表示特定的顏色組合（T=?, W=White, V=?, SET=dual?）。為準確訂購，必須指定完整的料號以及任何所需的分級代碼選擇（例如，針對強度或顏色）。

9. 設計考量與典型應用電路

9.1 限流

LED 是電流驅動元件。一種簡單且常見的驅動方法是使用串聯電阻。電阻值 (Rs) 可使用歐姆定律計算：Rs = (Vsupply - Vf) / If。例如，要從 5V 電源以 20mA 驅動黃光晶片，假設典型 Vf 為 2.2V：Rs = (5V - 2.2V) / 0.020A = 140 Ω。標準的 150 Ω 電阻將是合適的。應檢查電阻的額定功率：P = If² * R = (0.02)² * 150 = 0.06W，因此 1/8W (0.125W) 的電阻已足夠。

9.2 獨立驅動 vs. 共用驅動_s由於黃光與白光晶片具有獨立的陽極與陰極（總共 4 個接腳），它們可以完全獨立控制。這允許三種視覺狀態：僅黃光、僅白光、或兩者同時亮起（根據強度可能呈現混合色）。由於潛在的 Vf 差異，它們不應直接並聯連接到同一個驅動器。_s9.3 熱管理_{雖然功率消耗很低（白光最大 102mW，黃光 78mW），但適當的 PCB 設計有助於延長壽命。使用建議的焊墊圖形有助於將熱量從 LED 接面傳導到 PCB 銅箔中。在建議的直流電流或以下，並在指定的溫度範圍內操作，可確保 LED 維持其額定壽命與顏色穩定性。}10. 技術比較與差異化_FLTST-N682TWVSET 的主要差異化因素是其雙色、單一封裝的設計。與使用兩個獨立的 SMD LED 相比，此解決方案提供了顯著優勢：_F節省空間：將 PCB 佔位面積減少約 50%，對於小型化設計至關重要。組裝效率：_F只需貼裝和焊接一個元件，而不是兩個，提高了組裝產能並減少了潛在的貼裝錯誤。_s光學對準：²兩個光源在封裝內固定在已知且一致的空間關係中，這對於光導管或透鏡耦合可能很重要。²性能匹配：

雖然分級獨立，但來自同一生產批次的晶片在封裝在一起時可能具有更一致的熱特性。

選擇 AlInGaP 作為黃光晶片，與 GaAsP 等舊技術相比，提供了高發光效率和出色的色純度（窄光譜）。_F mismatch.

11. 基於技術參數的常見問題 (FAQ)

Q1：我可以用同一個限流電阻驅動黃光和白光 LED 嗎？

A1：

不行。它們具有不同的順向電壓特性（黃光：約 1.7-2.6V，白光：約 2.6-3.4V）。將它們與一個電阻並聯會導致電流分配不均，可能使一個晶片過驅動，另一個欠驅動。它們需要獨立的限流電路。Q2：峰值順向電流額定值（100mA，1/10 工作週期）的目的是什麼？A2：

• 此額定值允許在較高電流下進行短時間的脈衝操作，例如在閃爍或頻閃應用中，以實現更高的瞬時亮度。低工作週期和短脈衝寬度確保平均功率和接面溫度保持在安全限制內。Q3：為什麼儲存和烘烤程序如此具體？
• A3：SMD 塑膠封裝會吸收空氣中的濕氣。在高溫迴焊過程中，這些被困住的濕氣迅速轉化為蒸汽，產生高內部壓力，可能導致封裝分層或晶片破裂（爆米花效應）。濕度敏感性標籤和烘烤程序是防止此故障模式的關鍵業界實務。
• Q4：如何解讀白光 LED 的 CIE 分級代碼？A4：
• CIE 分級代碼（A1, B2, C3 等）定義了 CIE 色度圖上的一個小區域。設計師選擇特定的分級代碼，以確保其產品中的所有白光 LED 具有一致的顏色外觀（相同的白點，避免偏黃或偏藍的色調）。對於大多數應用，指定分級對於顏色均勻性是必要的。12. 實際應用範例

情境：網路設備的雙狀態指示燈

一個網路路由器設計需要單一指示燈來顯示兩種狀態：電源開啟/網路活動與系統錯誤。

設計選擇：
使用 LTST-N682TWVSET。實作方式：

白光 LED 透過一個 150Ω 串聯電阻連接到主微控制器的 GPIO 接腳，並連接到 3.3V 電源軌。韌體在系統正常運作時，輕微脈衝此 LED 以指示網路活動。
黃光 LED 透過一個 100Ω 串聯電阻（作為警報，亮度稍高）連接到另一個 GPIO 接腳。韌體僅在檢測到系統錯誤時，以恆亮或快速閃爍模式驅動此 LED。成果：

PCB 上單一、緊湊的元件為兩種運作狀態提供了清晰、獨特的視覺回饋，簡化了前面板設計與使用者介面。
13. 運作原理LED 中的光發射基於半導體 p-n 接面的電致發光。當施加順向電壓時，電子和電洞被注入接面。當這些電荷載子復合時，它們以光子（光）的形式釋放能量。發射光的顏色（波長）由半導體材料的能隙能量決定。

黃光晶片 (AlInGaP)：
使用鋁銦鎵磷半導體。此材料系統的能隙對應於光譜中黃色/琥珀色/橙色/紅色部分的光發射。它以高效率與良好的溫度穩定性而聞名。白光晶片：

最常見的白光 LED 是藍光 LED 晶片（通常基於 InGaN 半導體）塗覆黃色螢光粉。部分藍光被螢光粉轉換為黃光。剩餘的藍光與轉換後的黃光混合，被人眼感知為白光。確切的白色色調（冷白、中性白、暖白）由螢光粉的成分與厚度控制。

14. 技術趨勢與背景
LTST-N682TWVSET 代表了 SMD LED 市場中一個成熟且優化的產品。該領域持續的關鍵趨勢包括：整合度提高：從雙色發展到在單一 SMD 佔位面積內整合 RGB（紅綠藍）或 RGBW（紅綠藍白）封裝，實現指示燈和微型顯示器的全彩可編程性。更高效率：.

• 半導體材料（如 AlInGaP 和 InGaN）和螢光粉的內部量子效率持續改進，導致每單位電輸入功率（瓦特）產生更高的光輸出（流明），降低能耗與熱負載。微型化：
• 對更小元件的追求持續進行，出現了無傳統塑膠封裝的晶片級封裝 (CSP) LED，進一步減小尺寸並提高光學設計靈活性。
  1. 改善顏色一致性：製造與分級製程的進步允許對波長和色度有更嚴格的公差，讓設計師能更精確地控制產品的最終視覺外觀。智慧功能：
  2. 將控制電路（如恆流驅動器或簡單邏輯）直接整合到 LED 封裝中，創造智慧型LED 模組，簡化系統設計。像 LTST-N682TWVSET 這樣的元件，在不需要進階顏色控制或可編程性的情況下，對於成本效益高、可靠且節省空間的狀態指示應用，仍然具有高度相關性。LED is connected to a different GPIO pin via a 100Ω series resistor (for slightly higher brightness as an alert). The firmware drives this LED in a steady-on or fast-blink pattern only when a system error is detected.
• Outcome:A single, compact component on the PCB provides clear, distinct visual feedback for two operational states, simplifying the front panel design and user interface.

. Operational Principle

Light emission in LEDs is based on electroluminescence in a semiconductor p-n junction. When a forward voltage is applied, electrons and holes are injected across the junction. When these charge carriers recombine, they release energy in the form of photons (light). The color (wavelength) of the emitted light is determined by the bandgap energy of the semiconductor material.

• Yellow Chip (AlInGaP):Uses an Aluminum Indium Gallium Phosphide semiconductor. This material system has a bandgap corresponding to light emission in the yellow/amber/orange/red part of the spectrum. It is known for high efficiency and good temperature stability.
• White Chip:Most commonly, a white LED is a blue LED chip (typically based on InGaN semiconductor) coated with a yellow phosphor. Some of the blue light is converted by the phosphor to yellow light. The mixture of the remaining blue light and the converted yellow light is perceived by the human eye as white. The exact "shade" of white (cool, neutral, warm) is controlled by the phosphor composition and thickness.

. Technology Trends and Context

The LTST-N682TWVSET represents a mature and optimized product within the SMD LED market. Key ongoing trends in this sector include:

• Increased Integration:Moving beyond dual-color to RGB (Red-Green-Blue) or RGBW (Red-Green-Blue-White) packages in a single SMD footprint, enabling full-color programmability for indicators and micro-displays.
• Higher Efficiency:Continuous improvement in the internal quantum efficiency of semiconductor materials (like AlInGaP and InGaN) and phosphors, leading to higher luminous output (lumens) per unit of electrical input power (watts), reducing energy consumption and thermal load.
• Miniaturization:The drive for smaller devices continues, with chip-scale package (CSP) LEDs that have no traditional plastic package, further reducing size and improving optical design flexibility.
• Improved Color Consistency:Advances in manufacturing and binning processes allow for tighter tolerances on wavelength and chromaticity, giving designers more precise control over the final visual appearance in their products.
• Smart Features:Integration of control circuitry (like constant-current drivers or simple logic) directly into the LED package, creating "intelligent" LED modules that simplify system design.

Devices like the LTST-N682TWVSET remain highly relevant for cost-effective, reliable, and space-efficient status indication where advanced color control or programmability is not required.