橙色SMD LED LTST-C150KFKT 規格書 - EIA封裝 - 20mA - 90mcd - 粵語技術文件

1. 產品概覽

LTST-C150KFKT係一款高亮度表面貼裝LED，專為需要可靠高效橙色指示燈光嘅現代電子應用而設計。佢採用先進嘅AlInGaP（鋁銦鎵磷）半導體晶片，呢種晶片以喺橙紅色光譜範圍內產生高發光強度同良好效率而聞名。呢個元件採用符合EIA標準嘅封裝格式，兼容大批量生產中常用嘅自動貼片組裝系統。器件以8mm膠帶包裝，安裝喺7英寸直徑嘅捲盤上，方便高效處理。

其主要設計目標係提供一致嘅光學性能、兼容無鉛焊接工藝，以及符合RoHS（有害物質限制）等環保標準。"水清"透鏡材料允許內在晶片顏色發出，而無明顯擴散或顏色偏移，從而產生飽和嘅橙色輸出。

2. 技術參數詳解

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗器件可能發生永久損壞嘅應力極限。喺呢啲極限下或超過呢啲極限嘅操作唔保證可靠，為咗長期可靠性能應該避免。

• 功耗 (Pd)：75 mW。呢個係喺環境溫度 (Ta) 25°C下，封裝可以作為熱量散發嘅最大總功率。超過呢個限制有過熱半導體結嘅風險。
• 直流正向電流 (IF)：30 mA。可以施加嘅最大連續正向電流。
• 峰值正向電流：80 mA。呢個只允許喺脈衝條件下（1/10佔空比，0.1ms脈衝寬度）處理短暫電流浪湧。
• 降額因子：高於25°C時為0.4 mA/°C。環境溫度每升高1°C，最大允許直流正向電流必須減少0.4 mA，以防止熱過應力。
• 反向電壓 (VR)：5 V。施加超過呢個值嘅反向電壓可能導致擊穿同故障。
• 工作及儲存溫度範圍：-55°C 至 +85°C。器件可以喺呢個完整範圍內工作同儲存。
• 焊接溫度耐受性：器件可以承受260°C波峰或紅外焊接5秒，以及215°C氣相焊接3分鐘。

2.2 電氣及光學特性

呢啲係喺Ta=25°C同IF=20mA（標準測試條件）下測量嘅典型性能參數。

• 發光強度 (Iv)：45.0 mcd (最小)，90.0 mcd (典型)。呢個係以毫坎德拉為單位測量嘅光輸出。該值係使用過濾以匹配明視覺（人眼）響應曲線 (CIE) 嘅傳感器測量嘅。
• 視角 (2θ1/2)：130° (典型)。呢個寬視角表示光線以寬廣、類似朗伯嘅模式發射，適合需要寬廣可見性嘅應用。
• 峰值發射波長 (λP)：611 nm (典型)。光譜輸出最強嘅特定波長。
• 主波長 (λd)：605 nm (典型)。呢個係人眼感知嘅單一波長，定義LED嘅顏色，源自CIE色度圖。
• 譜線半寬度 (Δλ)：17 nm (典型)。呢個表示光譜純度；較窄嘅寬度意味著更單色（純色）嘅輸出。
• 正向電壓 (VF)：2.0V (最小)，2.4V (典型) @ IF=20mA。LED工作時嘅壓降。呢個對於設計限流電路至關重要。
• 反向電流 (IR)：10 µA (最大) @ VR=5V。器件反向偏置時嘅小漏電流。
• 電容 (C)：40 pF (典型) @ VF=0V, f=1MHz。結電容，可能與高速開關應用相關。

3. 分級系統說明

LED嘅發光強度可能因批次而異。為確保最終用戶嘅一致性，產品根據測量性能分為"分級"。對於LTST-C150KFKT，主要分級係針對20mA下嘅發光強度。

• 分級代碼 P：45.0 - 71.0 mcd
• 分級代碼 Q：71.0 - 112.0 mcd
• 分級代碼 R：112.0 - 180.0 mcd分級代碼 S：180.0 - 280.0 mcd

每個強度分級應用+/-15%嘅容差。喺設計均勻亮度至關重要嘅系統時（例如，多LED顯示屏或背光），指定單一分級代碼或了解分級範圍對於避免可見亮度不匹配至關重要。

4. 性能曲線分析

雖然規格書中引用咗特定圖表（圖1，圖6），但佢哋隱含嘅特性對於AlInGaP LED係標準嘅，並且對設計至關重要。

4.1 正向電流 vs. 正向電壓 (I-V曲線)

關係係指數性嘅。電壓稍微超過導通閾值（約1.8V）會導致電流大幅增加。呢個就係點解LED必須由限流源驅動，而唔係恆壓源，以防止熱失控同損壞。

4.2 發光強度 vs. 正向電流

喺工作範圍內，光輸出通常與正向電流成正比。然而，效率（流明每瓦）通常喺低於最大額定值嘅電流下達到峰值，並喺較高電流下由於熱量增加而降低。

4.3 溫度依賴性

發光強度同正向電壓依賴於溫度。隨著結溫升高：

• 發光強度降低：輸出可能顯著下降，呢個因素必須喺熱管理中考慮。
• 正向電壓降低：VF具有負溫度係數（對於AlInGaP通常約為-2 mV/°C）。如果環境溫度變化很大，呢個會影響簡單電阻限流電路中嘅電流。

4.4 光譜分佈

光譜輸出曲線將以611 nm峰值為中心。17 nm半寬度表示相對窄嘅光譜，係AlInGaP等直接帶隙半導體嘅特徵，產生純橙色。

5. 機械及封裝資訊

器件符合標準EIA表面貼裝封裝外形。關鍵尺寸註記包括：

• 所有主要尺寸均以毫米為單位。除非另有說明，否則適用±0.10 mm嘅標準公差。

規格書包含LED本體嘅詳細尺寸圖，呢啲對於創建PCB封裝（焊盤圖案）至關重要。亦提供建議嘅焊接焊盤佈局，以確保可靠嘅焊點同回流期間嘅正確對齊。極性由器件上嘅陰極標記指示，通常係封裝一側嘅凹口、綠線或其他視覺指示器。

6. 焊接及組裝指引

6.1 回流焊接設定

規格書提供兩個建議嘅紅外 (IR) 回流設定：

1. 對於普通工藝：適合錫鉛 (SnPb) 焊料嘅標準設定。
2. 對於無鉛工藝：針對SAC (Sn-Ag-Cu) 等無鉛焊膏優化嘅設定。呢個設定通常具有更高嘅峰值溫度（高達260°C），以適應無鉛合金更高嘅熔點。液相線以上時間 (TAL) 同升溫速率對於防止熱衝擊同確保形成適當焊點而不損壞LED嘅環氧樹脂封裝至關重要。

6.2 儲存條件

LED係濕度敏感器件。長時間暴露喺環境濕度下，可能導致喺高溫回流焊接過程中因吸收水分快速蒸發而出現"爆米花"現象（封裝開裂）。

• 推薦儲存：不超過30°C同70%相對濕度。
• 開袋時間：如果從原始防潮袋中取出，LED應喺一周內進行回流焊接。
• 延長儲存/烘烤：對於喺原始包裝外儲存超過一周，應儲存喺帶有乾燥劑嘅密封容器中或氮氣環境中。以呢種方式儲存超過一周嘅LED應喺焊接前以約60°C烘烤至少24小時以驅除水分。

6.3 清潔

只應使用指定嘅清潔劑。未指定嘅化學品可能損壞環氧樹脂透鏡或封裝。如果焊接後需要清潔，建議喺常溫下浸入乙醇或異丙醇中少於一分鐘。

7. 包裝及訂購資訊

產品以行業標準包裝供應，用於自動組裝：

• 膠帶及捲盤：8mm寬壓紋載帶。
• 捲盤尺寸：7英寸直徑。
• 每捲數量：3000件。
• 最小訂購量 (MOQ)：剩餘數量為500件。
• 包裝標準：符合ANSI/EIA-481-1-A-1994規範。膠帶中嘅空位用蓋帶密封。

部件號LTST-C150KFKT遵循典型製造商編碼系統，其中元素可能表示系列、顏色、強度分級、透鏡類型同包裝。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

呢款LED適合多種需要橙色狀態指示、背光或裝飾照明嘅應用，包括：

• 消費電子產品（音頻/視頻設備、家電）。
• 工業控制面板同儀器儀表。
• 汽車內飾照明（非關鍵）。
• 標誌同裝飾照明。
• PCB上嘅通用指示燈。

重要注意：規格書明確指出呢款LED旨在用於"普通電子設備"。對於需要特殊可靠性嘅應用，其中故障可能危及生命或健康（航空、醫療、運輸安全系統），喺設計前需要諮詢製造商。

8.2 設計考量及電路配置

驅動方法：LED係電流操作器件。最關鍵嘅設計規則是控制正向電流。

• 推薦電路 (電路 A)：為每個LED使用串聯限流電阻。當並聯多個LED時，呢個至關重要，因為佢補償咗各個LED正向電壓 (VF) 嘅自然變化。如果冇獨立電阻，VF稍低嘅LED將不成比例地汲取更多電流，導致亮度不均勻同潛在過流故障。
• 不推薦電路 (電路 B)：唔建議將多個LED直接並聯，共用單個限流電阻，因為存在上述電流爭奪嘅風險。

串聯電阻 (R) 嘅值使用歐姆定律計算：R = (電源電壓 - LED_VF) / 目標電流。為保守設計，始終使用規格書中嘅典型或最大VF。

8.3 靜電放電 (ESD) 保護

LED對靜電放電敏感。ESD可能導致潛在或災難性損壞，表現為高反向漏電流、低正向電壓或低電流下不亮。

預防措施包括：

• 處理時使用導電腕帶或防靜電手套。
• 確保所有工作站、設備同儲存架正確接地。
• 使用離子發生器中和可能積聚喺塑料透鏡上嘅靜電荷。

要測試潛在ESD損壞，檢查LED是否亮起並喺低測試電流（例如，1-5mA）下測量其VF。異常讀數表明可能損壞。

9. 技術比較及差異化

LTST-C150KFKT嘅關鍵差異化因素根源於其材料系統同封裝設計：

• AlInGaP晶片技術：與標準GaAsP等舊技術相比，AlInGaP提供顯著更高嘅發光效率同亮度、更好嘅溫度穩定性同更長嘅工作壽命。呢個使其喺需要高可見性同可靠性嘅應用中更優越。
• 水清透鏡：與擴散或染色透鏡相比，提供更飽和、鮮豔嘅顏色，後者散射光線並可能降低顏色純度。呢個對於顏色定義重要嘅應用係理想嘅。
• 無鉛及RoHS合規：符合現代環保法規，呢個係當今銷售嘅大多數電子產品嘅強制要求。
• 寬視角 (130°)：提供出色嘅離軸可見性，對於需要從各種角度觀看嘅面板指示器有利。

10. 常見問題 (基於技術參數)

10.1 峰值波長同主波長有咩分別？

峰值波長 (λP)係LED發射最多光功率嘅物理波長，直接從光譜測量。主波長 (λd)係基於人眼顏色感知 (CIE圖表) 嘅計算值，最能代表我哋看到嘅單一顏色。對於呢種橙色等單色LED，佢哋通常接近，但λd係設計中顏色規格更相關嘅參數。

10.2 點解要用20mA測試電流？

20mA歷來係許多小信號LED嘅標準驅動電流，喺亮度、效率同功耗之間提供良好平衡。佢作為比較不同LED型號嘅共同參考點。你嘅應用可以使用不同電流，但所有性能參數 (Iv, VF) 將相應縮放，並且你必須保持喺絕對最大額定值內。

10.3 點樣揀啱強度分級？

根據你應用嘅亮度要求同均勻性容差選擇分級。對於單個指示器，任何分級都可能足夠。對於所有LED必須顯示同等亮度嘅陣列，你應該指定單一、緊密嘅分級（例如，分級 Q），並可能實施光學擴散以掩蓋剩餘嘅微小變化。

10.4 可唔可以直接用3.3V或5V微控制器腳位驅動呢個LED？

唔得，唔可以直接驅動。微控制器GPIO腳位係電壓源，唔係電流源，通常無法喺保持其輸出電壓嘅同時提供一致嘅20mA。更重要嘅係，佢對LED嘅負溫度係數冇保護。你必須如第8.2節所述使用串聯限流電阻。對於3.3V電源同20mA目標，電阻值約為 (3.3V - 2.4V) / 0.02A = 45歐姆。標準47歐姆電阻係合適嘅選擇。

11. 實用設計及使用案例分析

場景：為一件需要三個明亮、均勻橙色LED來指示"系統活動"嘅工業設備設計狀態指示面板。

1. 元件選擇：選擇LTST-C150KFKT，因為其高亮度（分級 S中高達280mcd）、橙色顏色同適合自動組裝嘅SMD封裝。
2. 電路設計：系統電源軌為5V。為確保均勻亮度，使用三個相同嘅驅動電路，每個LED一個。使用典型VF 2.4V同設計電流20mA，計算串聯電阻值：R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130歐姆。選擇最接近嘅標準值130或120歐姆。電阻嘅額定功率為 (5V-2.4V)*0.02A = 0.052W，因此標準1/8W (0.125W) 電阻綽綽有餘。
3. PCB佈局：使用規格書中製造商建議嘅焊接焊盤尺寸創建PCB封裝。LED之間保持足夠間距以散熱。
4. 面板位於外殼內。為減輕會降低光輸出嘅溫升，喺LED焊盤附近放置小型散熱通孔，將熱量傳導到其他PCB層，並且外殼有通風。採購：
5. 為保證視覺均勻性，採購訂單為生產所需嘅所有3,000件指定"分級代碼 S"。12. 工作原理

LTST-C150KFKT中嘅光發射基於由AlInGaP材料製成嘅半導體p-n結中嘅電致發光。當施加正向電壓時，來自n型區域嘅電子同來自p型區域嘅空穴被注入跨越結。當這些電荷載流子喺半導體嘅有源區域中復合時，佢哋釋放能量。喺AlInGaP等直接帶隙材料中，呢種能量主要以光子（光）形式釋放。發射光嘅特定波長（顏色）由半導體材料嘅帶隙能量決定，該能量喺晶體生長過程中設計為約2.03 eV，對應於約611 nm嘅橙光。"水清"環氧樹脂封裝劑保護晶片，提供機械穩定性，並作為透鏡塑造光輸出光束。

13. 技術趨勢

LED技術嘅發展繼續專注於與LTST-C150KFKT等元件相關嘅幾個關鍵領域：

提高效率 (lm/W)：

• 持續嘅材料科學研究旨在減少非輻射復合同改善晶片嘅光提取，從而喺相同電流下產生更明亮嘅LED，或喺更低功率下產生相同亮度。改善顏色一致性及分級：
• 外延生長同製造過程控制嘅進步導致更緊密嘅參數分佈，減少廣泛分級嘅需要，並提供更一致嘅生產性能。微型化：
• 對更小電子設備嘅推動促使LED封裝尺寸不斷縮小，同時保持或改善光學輸出。更高可靠性及壽命：
• 封裝材料（環氧樹脂、矽膠）同晶片貼裝技術嘅改進增強咗對熱循環、濕度同其他環境應力嘅抵抗力，延長了工作壽命。集成：
• 將多個LED晶片（例如，RGB）、控制電路甚至驅動器集成到單個封裝中嘅趨勢，以簡化最終用戶設計並減少PCB空間。像LTST-C150KFKT咁樣嘅元件代表咗呢個演變中一個成熟、優化嘅點，為標準指示器應用提供可靠同高性能嘅解決方案。

Components like the LTST-C150KFKT represent a mature, optimized point in this evolution, offering a reliable and high-performance solution for standard indicator applications.