SMD LED LTST-C190KEKT 數據表 - AlInGaP 紅光 - 130° 可視角度 - 1.7-2.5V - 30mA - 英文技術文件

1. 產品概述

LTST-C190KEKT 係一款表面貼裝器件（SMD）LED燈，專為自動化印刷電路板（PCB）組裝而設計。佢屬於一系列微型LED，旨在用於各種電子設備中空間受限嘅應用。

1.1 核心優勢與目標市場

呢款LED提供多項關鍵優勢，令其適合現代電子製造。其主要特點包括符合RoHS（有害物質限制）指令、採用超光AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體芯片以實現高效紅光發射，以及以8毫米載帶包裝並捲繞於7吋直徑捲盤上，兼容標準自動化貼片設備。該器件亦設計成兼容紅外線（IR）回流焊接工序，此乃大批量SMD組裝嘅行業標準。

目標應用範疇廣泛，反映咗元件嘅多功能性。主要市場包括電訊設備（例如無線電話同手提電話）、辦公室自動化設備（例如筆記簿電腦、網絡系統）、家用電器，以及室內標誌或顯示應用。喺呢啲設備內嘅具體功能用途涵蓋鍵盤背光、狀態指示、微型顯示器，以及信號或符號照明。

2. Technical Parameters: In-Depth Objective Interpretation

LTST-C190KEKT嘅性能係由一系列絕對最大額定值同標準電氣/光學特性所定義，全部規格均以環境溫度（Ta）25°C為基準。

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極限。喺任何操作條件下都唔應該超出呢啲數值。

• 功耗 (Pd)： 75 mW。這是LED封裝能夠以熱量形式消散的最大功率。
• 峰值正向電流 (I_F(PEAK)): 80 mA。此為最大瞬時正向電流，僅在佔空比為1/10、脈衝寬度為0.1ms的脈衝條件下才允許。
• DC Forward Current (I_F): 30 mA。此為確保長期可靠運作嘅最大連續正向電流。
• 反向電壓 (V_R): 5 V。施加超過此值嘅反向電壓可能導致接面擊穿。
• Operating & Storage Temperature Range: -55°C 至 +85°C。
• 紅外線焊接條件： 可承受 260°C 峰值溫度達 10 秒，此為無鉛 (Pb-free) 錫膏迴流焊接溫度曲線的典型要求。

2.2 Electrical and Optical Characteristics

此為標準測試條件下量度之典型性能參數。

• Luminous Intensity (I_V): 28.0 至 112.0 mcd (millicandela)，於正向電流 (I_F電流為20mA。強度係透過傳感器同濾光片組合嚟量度，呢個組合近似於人眼嘅明視覺（CIE）反應曲線。
• 視角（2θ_1/2): 130度。呢個係指發光強度下降到中央軸線（0°）量度值一半時嘅全角。好似咁闊嘅視角適合需要廣泛、漫射照明而非聚焦光束嘅應用。
• 峰值發射波長 (λ_P): 632.0 納米。此為光譜功率輸出最高時嘅波長。
• 主波長 (λ_d): 617.0 至 631.0 納米（於 I_F=20mA 條件下）。此數值源自 CIE 色度圖，代表最能描述光線視覺顏色嘅單一波長。該範圍表示個別元件之間可能存在嘅差異。
• 譜線半寬度 (Δλ): 20 nm。這表示光譜帶寬，以發射峰值之半高全寬 (FWHM) 量度。
• 正向電壓 (V_F): 1.7 至 2.5 V，於 I_F=20mA。此為LED運作時兩端的電壓降。此範圍已考慮半導體材料在正常生產過程中的公差。
• 反向電流 (I_R): 在反向電壓 (V_R) 為5V時，最大10 μA（微安培）。

3. 分檔系統說明

為確保最終產品亮度一致，LED在製造後通常會按性能分級。

3.1 光強度分級代碼

對於紅色嘅LTST-C190KEKT，發光強度按以下等級分類，測量條件為20mA：

• Bin Code N： 最小28.0 mcd，最大45.0 mcd。
• Bin Code P: 最小 45.0 mcd，最大 71.0 mcd。
• Bin Code Q: 最低71.0 mcd，最高112.0 mcd。

每個亮度級別的上限和下限均設有+/-15%的容差。這種分級方式讓設計師能為其應用選取具備保證最低亮度的LED，這對於實現多LED陣列的外觀均勻性至關重要。

4. Performance Curve Analysis

雖然數據表中引用了特定圖形曲線（例如第5/11頁），但此處分析了其典型含義。

4.1 Forward Current vs. Forward Voltage (I-V Curve)

LED的I-V特性是非線性的。就所用的AlInGaP材料而言，在20mA下，典型正向電壓範圍為1.7V至2.5V。曲線顯示，電壓一旦超過開啟閾值，即使輕微增加，也會導致電流急速上升。因此，必須以限流源驅動LED，而非恆壓源，以防熱失控和損壞。

4.2 發光強度與正向電流關係

喺主要工作範圍內，光輸出（發光強度）大致同正向電流成正比。不過，當電流極高時，由於晶片內部產熱增加，效率可能會下降。喺建議嘅20mA測試條件或以下操作，可確保最佳性能同使用壽命。

4.3 光譜分佈

發射光譜以632 nm（峰值）為中心，半高寬約為20 nm。這定義了一種相對純正的紅色。主波長（617-631 nm）決定了感知的色調。在此範圍內的波動屬正常現象，並通過製造過程進行管控。

5. 機械與封裝資料

5.1 封裝尺寸及極性識別

該LED採用標準SMD封裝。透鏡顏色為透明無色，而光源則由AlInGaP晶片發出紅光。除非另有說明，所有尺寸均以毫米為單位，標準公差為±0.1毫米。封裝設計包含便於安裝時正確辨識方向（極性）的特徵，通常以本體上的標記或非對稱形狀表示。正確的極性對器件正常運作至關重要。

5.2 建議PCB焊接焊盤佈局

本文提供建議的PCB焊盤圖形（封裝），以確保在迴流焊接過程期間及之後，能形成良好的焊點、保持機械穩定性及進行熱管理。遵循此設計對於實現可靠的焊接連接，以及透過PCB線路管理LED結點散熱至關重要。

6. 焊接與組裝指引

6.1 回流焊接參數

本器件兼容紅外回流焊接製程，此為無鉛組裝之關鍵。現提供遵循JEDEC標準的建議溫度曲線。主要參數包括：

• 預熱： 150°C 至 200°C。
• 預熱時間： 最長120秒。
• 峰值溫度： 最高260°C。
• 高於液相線時間（於峰值時）： 最多10秒。此設備最多可承受此設定兩次。

必須強調，最佳設定取決於具體的PCB設計、元件、焊錫膏及回焊爐。建議針對特定應用進行特性分析。

6.2 手動焊接（使用烙鐵）

如需進行手動焊接，必須極度小心：

• 焊鐵溫度： 最高300°C。
• 焊接時間： 每焊點最多3秒。
• 頻率： 此操作只應進行一次，以避免熱應力。

6.3 儲存條件

適當的儲存對於保持可焊性及元件完整性至關重要。

• 密封包裝（防潮袋）： 儲存於≤30°C同≤90%相對濕度（RH）環境。若存放於原有放有乾燥劑嘅防潮袋內，保存期限為一年。
• 已開封包裝： 環境溫度不應超過30°C或相對濕度60%。從原包裝取出的元件應在一星期內進行紅外回流焊接（對應濕度敏感等級3，MSL 3）。若需在原包裝袋外長時間儲存，應使用帶乾燥劑的密封容器或氮氣乾燥櫃。若元件開封存放超過一星期，焊接前需在約60°C下烘烤至少20小時，以去除吸收的濕氣，防止回流焊接時出現「爆米花」現象。

6.4 清潔

若需在焊接後進行清潔，僅可使用指定溶劑。將LED在常溫下浸入乙醇或異丙醇少於一分鐘是可接受的。使用未指定的化學品可能會損壞塑膠封裝或透鏡。

7. 應用建議與設計考量

7.1 驅動電路設計

LED係一種電流驅動裝置。為確保亮度一致，尤其係多個LED並聯使用時，每個LED都應該串聯獨立嘅限流電阻。電阻值（R）需根據歐姆定律計算：R = (V_supply - V_F) / I_F，其中V_F 係LED喺所需電流I下嘅正向電壓_F。由於每粒LED嘅V值存在差異，唔建議用同一粒電阻驅動多粒並聯LED_F，否則會導致電流同亮度出現明顯差別。

7.2 Thermal Management

雖然功耗相對較低（最高75mW），但適當的散熱設計能延長LED壽命並保持穩定的光輸出。確保使用建議的PCB焊盤佈局有助於將熱量從LED接面導出。以低於最高額定值30mA直流電的電流驅動LED，將可降低接面溫度並提升長期可靠性。

7.3 靜電放電（ESD）防護措施

LED對靜電放電同電壓突波非常敏感。為咗防止潛在或災難性損壞，處理時必須採取預防措施。建議喺處理器件時使用接地手帶或防靜電手套。所有設備，包括工作站同焊鐵，都必須妥善接地。

8. 封裝同訂購資料

8.1 帶同捲盤規格

LTST-C190KEKT 標準包裝為8毫米寬壓紋載帶，捲繞於7英吋（178毫米）直徑捲盤。此包裝符合ANSI/EIA-481自動化處理規格。

• 每捲盤數量： 4000件。
• 剩餘貨品最低訂購量 (MOQ)： 500件。
• Pocket Coverage： 帶上空置的元件袋會用頂部覆蓋帶密封。
• 缺失元件： 一卷帶上容許連續缺失燈泡的最大數量為兩個。

詳細嘅尺寸圖（包括帶袋同捲盤）已提供喺數據表內，用於機器設定同兼容性驗證。

9. Technical Comparison and Differentiation

LTST-C190KEKT 採用 AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體材料。相比舊有技術（例如標準 GaAsP 磷化鎵砷紅光 LED），AlInGaP 提供顯著更高嘅發光效率，能夠喺相同驅動電流下輸出更光。佢通常亦具有更好嘅光輸出同波長溫度穩定性。其 130 度廣視角係一項設計特點，有別於光束較窄嘅 LED，令佢非常適合需要從多角度都睇到嘅區域照明同狀態指示器。

10. 常見問題（基於技術參數）

10.1 峰值波長與主波長有何分別？

峰值波長 (λ_P): LED發出最大光功率的特定波長。這是從光譜中測量的物理參數。
主波長 (λ_d): 從CIE色度圖計算得出的數值，對應人眼感知的光線顏色。對於像紅光LED這樣的單色光源，兩者通常很接近，但λ_d 是用於顏色規格和分檔的參數。

10.2 即使我以LED的典型正向電壓供電，為什麼仍然需要限流電阻？

正向電壓（V_F）具有容差範圍（1.7V至2.5V）。如果你施加恆定的2.0V，一個V_F 值較低（1.7V）的LED可能會汲取過量電流，而一個V_F 值較高（2.5V）的LED則可能完全不亮。更重要的是，V_F 隨住溫度上升而下降。一個恆定電壓源可能會導致熱失控：當LED升溫時，V_F 下降，電流增加，產生更多熱量，進一步降低V_F，直至損壞。串聯一個電阻（或者更好嘅係使用恆流驅動器）可以提供負反饋，穩定工作點。

10.3 我可以直接用3.3V或5V邏輯信號驅動呢個LED嗎？

編號。直接將其連接到3.3V或5V數位輸出引腳會將該電壓施加於LED兩端。考慮到典型的V_F 約為2.0V，多餘的電壓將導致極大電流流過，僅受晶片內部微小電阻及輸出引腳限制，很可能立即損壞LED。使用電壓源驅動LED時，必須始終串聯一個限流電阻。

11. 實際應用示例

場景：為網絡路由器設計一個多LED狀態指示燈面板。
面板需要5個紅色狀態LED，用以指示電源、互聯網連接、Wi-Fi活動等。系統採用3.3V供電軌。
設計步驟：
1. 選擇工作電流： 選擇 I_F = 20mA，此為標準測試條件，能在安全工作區域內提供良好亮度。
2. 計算電阻值： 使用datasheet中的最大V_F （2.5V）進行保守設計，確保即使使用高V_F 元件時所有LED都能亮起。R = (3.3V - 2.5V) / 0.020A = 40 Ohms。最接近的標準值為39 Ohms或43 Ohms。
3. 檢查電阻器功率： P_R = I_F² * R = (0.02)² * 39 = 0.0156W。標準的1/10W (0.1W) 電阻已綽綽有餘。
4. 電路佈局： 實現五個相同的電路，每個電路由一個LED和一個39-ohm電阻串聯組成，全部連接在3.3V電源軌和設定為輸出模式的單個微控制器GPIO引腳之間。將引腳驅動至低電位（0V）將接通電路並點亮LED。
5. PCB設計： 使用數據手冊中推薦的焊盤圖形。確保走線寬度足以承載20mA電流。

12. 工作原理介紹

發光二極管（LED）係一種半導體器件，透過稱為電致發光嘅過程發光。當正向電壓施加喺半導體材料（此處為AlInGaP）嘅p-n結兩端時，來自n型區域嘅電子同p型區域嘅電洞會被注入結區。當電子同電洞復合時，佢會從導帶中較高嘅能態跌落到價帶中較低嘅能態。能量差會以光子（光粒子）嘅形式釋放。發出光嘅波長（顏色）取決於半導體材料嘅帶隙能量，呢度所用嘅AlInGaP化合物嘅基本特性就係發出紅光。

13. 技術趨勢

光電行業持續發展，幾大關鍵趨勢正影響著如LTST-C190KEKT等SMD LED。業界不斷追求提升發光效能（每瓦電能輸入產生更多光輸出），從而提高能源效率。微型化仍然是關鍵，推動封裝尺寸更小，同時保持或提升光學性能。增強可靠性以及在各種環境條件下延長使用壽命亦是主要發展目標。此外，更嚴格的顏色與亮度分檔公差正成為標準，以滿足對色彩一致性要求極高的高品質顯示及照明應用需求。