LTST-C21KGKT 反向安裝 SMD LED 規格書 - 綠色 AlInGaP - 20mA - 2.4V - 技術文件

1. 產品概覽

呢份文件提供咗一款高亮度、反向安裝表面貼裝器件 (SMD) 發光二極管 (LED) 嘅完整技術規格。呢個器件採用磷化鋁銦鎵 (AlInGaP) 半導體晶片嚟產生綠光。佢專為自動化組裝流程而設計，並且符合 RoHS（有害物質限制）指令，係一款適合現代電子製造嘅環保組件。

呢款 LED 主要應用於背光、狀態指示燈同面板照明，喺印刷電路板 (PCB) 頂部空間有限嘅情況下使用。佢嘅反向安裝設計允許佢焊接喺電路板嘅另一面，而光線就從嗰邊射出，從而實現創新同節省空間嘅產品設計。

2. 技術參數詳解

2.1 絕對最大額定值

為咗防止永久損壞，唔可以喺呢啲極限之外操作呢個器件。主要額定值包括喺環境溫度 (T_F) 為 25°C 時，最大連續正向電流 (I_a) 為 30 mA。功耗額定為 75 mW。對於脈衝操作，喺 1/10 佔空比同 0.1 ms 脈衝寬度下，容許 80 mA 嘅峰值正向電流。最大反向電壓 (V_R) 為 5 V。工作同儲存溫度範圍指定為 -55°C 至 +85°C。

焊接條件至關重要：波峰焊或紅外線迴流焊唔應該超過 260°C 超過 5 秒，而氣相焊接唔應該超過 215°C 超過 3 分鐘。對於環境溫度高於 50°C 嘅情況，正向電流適用 0.4 mA/°C 嘅線性降額因子。

2.2 電光特性

喺 T_a=25°C 同正向電流 (I_F) 為 20 mA 時測量，定義咗關鍵性能參數。

• 發光強度 (I_V):範圍從最小 28.0 mcd 到最大 180.0 mcd。摘要表中冇指定典型值，表示佢取決於特定嘅分級代碼（見第 3 節）。測量遵循 CIE 明視覺人眼響應曲線。
• 視角 (2θ_1/2):定義為 70 度。呢個係發光強度下降到中央軸測量值一半時嘅全角。
• 峰值波長 (λ_P):約為 574 nm。呢個係光譜功率分佈達到最大值時嘅波長。
• 主波長 (λ_d):喺 I_F=20mA 時，範圍從 567.5 nm 到 576.5 nm。呢個係人眼感知到嘅單一波長，定義咗光嘅顏色，係從 CIE 色度圖推導出嚟嘅。
• 光譜半寬度 (Δλ):約為 15 nm。呢個表示綠光嘅光譜純度。
• 正向電壓 (V_F):喺 I_F=20mA 時，範圍從 1.80 V 到 2.40 V。
• 反向電流 (I_R):喺 V_R=5V 時，最大為 10 μA。
• 電容 (C):喺 0 V 偏壓同 1 MHz 頻率下測量，典型值為 40 pF。

3. 分級系統說明

為咗確保生產中顏色同亮度嘅一致性，LED 會被分級。呢款產品使用兩個獨立嘅分級標準。

3.1 發光強度分級

單位為毫坎德拉 (mcd)，喺 I_F=20mA 下測量。分級如下：

• 代碼 N:28.0 mcd (最小) 至 45.0 mcd (最大)
• 代碼 P:45.0 mcd 至 71.0 mcd
• 代碼 Q:71.0 mcd 至 112.0 mcd
• 代碼 R:112.0 mcd 至 180.0 mcd

每個強度分級內適用 ±15% 嘅公差。

3.2 主波長分級

單位為納米 (nm)，喺 I_F=20mA 下測量。分級如下：

• 代碼 C:567.5 nm (最小) 至 570.5 nm (最大)
• 代碼 D:570.5 nm 至 573.5 nm
• 代碼 E:573.5 nm 至 576.5 nm

每個波長分級內適用 ±1 nm 嘅嚴格公差。完整嘅部件編號包含呢啲分級代碼，以指定確切嘅性能。

4. 性能曲線分析

雖然參考咗特定圖表但冇喺提供嘅文本中詳細說明，呢類器件嘅典型曲線會包括：

• I-V（電流-電壓）曲線:顯示正向電壓同電流之間嘅指數關係。條曲線會喺大約 1.8-2.4V 左右有一個特定嘅膝點電壓。
• 發光強度 vs. 正向電流:顯示光輸出隨電流增加而增加，但唔一定係線性嘅，特別係喺高電流時，由於熱效應嘅影響。
• 發光強度 vs. 環境溫度:顯示光輸出隨結溫升高而下降。AlInGaP LED 嘅光輸出通常具有負溫度係數。
• 光譜分佈:一個顯示喺唔同波長下相對功率發射嘅圖表，峰值約為 574 nm，半高寬約為 15 nm。
• 視角圖案:一個極座標圖，說明光強度嘅角度分佈，對於呢種封裝風格，通常係朗伯分佈或側面發射器形狀。

呢啲曲線對於設計師預測非標準操作條件下嘅性能至關重要。

5. 機械與封裝資料

5.1 封裝尺寸

呢款 LED 符合 EIA 標準 SMD 封裝外形。所有關鍵尺寸（本體長度、寬度、高度、引腳間距等）都以毫米為單位嘅圖紙提供，標準公差為 ±0.10 mm，除非另有說明。透鏡指定為 "Water Clear"（水清）。

5.2 極性識別與焊盤佈局

呢個組件有陽極同陰極端子。規格書包含一個推薦嘅焊盤佈局圖，用於 PCB 佈局。遵守呢啲尺寸對於實現可靠嘅焊點、正確對齊同迴流過程中有效嘅散熱至關重要。焊盤設計亦有助於防止焊接過程中出現墓碑效應（組件一端翹起）。

6. 焊接與組裝指引

6.1 迴流焊接溫度曲線

提供咗兩個建議嘅紅外線 (IR) 迴流溫度曲線：一個用於標準錫鉛 (SnPb) 焊接工藝，一個用於無鉛 (Pb-free) 焊接工藝，通常使用 SAC (Sn-Ag-Cu) 合金。無鉛溫度曲線需要更高嘅峰值溫度（高達 260°C），但必須仔細控制喺液相線以上嘅時間，以防止損壞 LED 嘅環氧樹脂封裝。預熱階段對於減少熱衝擊至關重要。

6.2 儲存與處理

LED 係對濕氣敏感嘅器件。如果長時間儲存喺原始防潮袋之外，應該將佢哋存放喺唔超過 30°C 同 70% 相對濕度嘅環境中。如果未包裝儲存超過一星期，建議喺焊接前喺大約 60°C 下烘烤至少 24 小時，以去除吸收嘅水分並防止迴流過程中出現 "爆米花" 現象。

6.3 清潔

如果焊接後需要清潔，只應使用指定嘅溶劑。將 LED 浸入室溫下嘅乙醇或異丙醇中少於一分鐘係可以接受嘅。未指定或腐蝕性嘅化學品可能會損壞塑料透鏡同封裝材料。

6.4 靜電放電 (ESD) 保護

LED 容易受到靜電放電嘅損壞。喺處理同組裝過程中必須採取適當嘅 ESD 控制措施：

• 使用接地手腕帶同防靜電墊。
• 確保所有設備同工作站都正確接地。
• 考慮使用離子發生器嚟中和可能積聚喺塑料透鏡上嘅靜電荷。

7. 包裝與訂購資料

LED 以行業標準包裝供應，以方便自動化組裝。

• 載帶與捲盤:組件放置喺 8mm 寬嘅凸起載帶中。
• 捲盤尺寸:安裝喺 7 英寸 (178 mm) 直徑嘅捲盤上。
• 數量:標準捲盤包含 3000 件。對於剩餘庫存，最少訂購量為 500 件。
• 包裝標準:符合 ANSI/EIA-481-1-A 規格。載帶有封蓋，最多允許兩個連續嘅空袋。

完整嘅部件編號（例如，LTST-C21KGKT）編碼咗特定特性，包括發光強度同主波長嘅分級代碼。

8. 應用備註與設計考量

8.1 驅動電路設計

LED 係電流驅動器件。為咗穩定同均勻嘅操作，特別係並聯驅動多個 LED 時，強烈建議為每個 LED 串聯一個限流電阻（電路模型 A）。唔建議直接並聯驅動 LED 而冇獨立電阻（電路模型 B），因為器件之間嘅正向電壓 (V) 存在差異。呢啲差異會導致電流分配出現顯著差異，從而導致亮度不均勻，並可能使具有最低 V_F嘅 LED 承受過度壓力。_F.

串聯電阻 (R_s) 嘅值可以使用歐姆定律計算：R_s= (V_電源- V_F) / I_F，其中 I_F係所需嘅工作電流（例如，20 mA），V_F係規格書中嘅典型或最大正向電壓。

8.2 熱管理

雖然功耗相對較低（最大 75 mW），但有效嘅熱管理對於保持長期可靠性同一致嘅光輸出仍然重要。LED 嘅光輸出隨結溫升高而下降。確保從 LED 焊盤到 PCB 銅平面有良好嘅熱路徑有助於散熱。避免長時間喺絕對最大電流同溫度極限下操作。

8.3 應用範圍與限制

呢個組件專為通用電子設備而設計，例如消費電子產品、辦公自動化設備同通訊設備。佢唔係專為或認證用於故障可能導致直接安全隱患嘅應用（例如，航空控制、醫療生命支持、運輸安全系統）。對於呢類高可靠性應用，需要諮詢製造商以獲取專門產品。

9. 技術比較與差異

呢款 LED 嘅關鍵區別特徵係佢嘅反向安裝能力同使用AlInGaP晶片嚟產生綠光。

• 反向安裝 vs. 標準頂視 SMD:呢個允許 LED 安裝喺 PCB 嘅底部，同時光線透過孔或導光管射出，釋放寶貴嘅頂部空間俾其他組件使用。佢實現咗更纖薄嘅產品設計。
• AlInGaP vs. 傳統 GaP 或 InGaN:相比舊技術，AlInGaP 技術喺紅色、橙色、琥珀色同綠色波長方面提供更高效率同更好嘅溫度穩定性。佢通常提供更高亮度同更飽和嘅色點。
• 水清透鏡:提供晶片嘅真實顏色而冇擴散，相比擴散透鏡，產生更集中同強烈嘅光束圖案。

10. 常見問題 (FAQ)

Q1: 峰值波長同主波長有咩區別？

A1: 峰值波長 (λ_P) 係 LED 發射最多光功率嘅物理波長。主波長 (λ_d) 係一個基於人眼顏色感知（CIE 圖表）計算出嚟嘅值，最能代表感知到嘅顏色。對於單色綠光 LED，佢哋通常好接近，但 λ_d係顏色匹配更相關嘅參數。

Q2: 我可以連續以 30 mA 驅動呢款 LED 嗎？

A2: 雖然絕對最大額定值係 30 mA DC，但為咗獲得最佳嘅壽命同穩定光輸出性能，通常喺測試電流 20 mA 或以下實現。以 30 mA 操作會產生更多熱量，降低效率，並可能縮短壽命。始終參考高溫下嘅降額指引。

Q3: 我點樣解讀部件編號中嘅分級代碼？

A3: 部件編號後綴包含指定發光強度分級（例如，R 代表最高輸出）同主波長分級（例如，D 代表中綠色）嘅代碼。選擇適當嘅分級代碼對於需要多個 LED 之間亮度同顏色一致嘅應用至關重要。

Q4: 呢款 LED 適合波峰焊嗎？

A4: 係嘅，規格書指定咗波峰焊條件為 260°C 最多 5 秒。然而，迴流焊接係呢類 SMD 組件首選同最常用嘅方法。

11. 設計與使用案例分析

場景: 為便攜式醫療設備設計狀態指示燈。

設備需要一個明亮、明確嘅綠色 "電源開啟/準備就緒" 指示燈。頂部控制面板上嘅空間極其有限。選擇咗一個反向安裝 LED。佢被放置喺主 PCB 嘅底部。頂部面板上一個精確鑽孔嘅小孔允許光線透出。可以使用導光管或簡單嘅孔設計。驅動電路使用 3.3V 電源。計算串聯電阻：R_s= (3.3V - 2.2V_典型) / 0.020A = 55 歐姆。選擇咗一個 56 歐姆嘅標準值電阻。為咗確保所有單元嘅顏色一致性，物料清單中指定咗來自相同波長分級（例如，代碼 D）嘅 LED。

12. 技術原理介紹

呢款 LED 基於生長喺基板上嘅磷化鋁銦鎵 (Al_xIn_yGa_1-x-yP) 半導體材料。當施加正向電壓時，電子同空穴喺晶片嘅有源區複合，以光子（光）嘅形式釋放能量。晶格中鋁、銦同鎵嘅特定比例決定咗帶隙能量，呢個直接定義咗發射光嘅波長（顏色）。對於綠光發射，使用特定嘅成分嚟實現對應於大約 570-580 nm 光嘅帶隙。AlInGaP 材料系統以其喺紅光到綠光光譜範圍內嘅高內量子效率而聞名。

13. 行業趨勢與發展

用於指示燈同背光應用嘅 SMD LED 趨勢繼續朝向更高效率、更細封裝同更大可靠性發展。喺無鉛同高溫迴流焊接工藝中改進性能嘅動力好強。對精確顏色控制同更嚴格分級嘅需求正喺增加，特別係喺顯示器或面板之間顏色匹配至關重要嘅應用中。此外，將 LED 與內置電流調節或控制電路（如 IC 驅動 LED）集成係一個增長趨勢，以簡化設計並提高性能一致性，儘管呢個特定組件係一個標準嘅分立 LED。