SMD LED LTST-020KFKT 規格書 - 2.0x1.25x1.1mm - 1.8-2.4V - 72mW - 橙色 AlInGaP - 英文技術文件

1. 產品概述

本文件提供LTST-020KFKT嘅完整技術規格，佢係一款表面貼裝器件（SMD）發光二極管（LED）。呢款元件屬於微型LED系列，專為自動化印刷電路板（PCB）組裝同空間受限嘅應用而設計。該器件採用磷化鋁銦鎵（AlInGaP）半導體技術，以產生橙色光輸出。其緊湊外形同標準工業製程嘅兼容性，令佢適合集成到各式各樣嘅現代電子設備中。

1.1 特點

• 符合RoHS（有害物質限制）指令。
• 採用業界標準12毫米載帶，直徑7英寸捲盤包裝，適用於自動貼片系統。
• 標準EIA（電子工業聯盟）封裝外形。
• 積體電路（I.C.）兼容邏輯電平。
• 專為兼容自動貼裝與組裝設備而設計。
• 適用於紅外線（IR）回流焊接製程。
• 已預處理以加速至JEDEC（Joint Electron Device Engineering Council）濕度敏感度等級3。

1.2 應用

LTST-020KFKT 設計用於多個行業嘅靈活應用。主要應用領域包括：

• Telecommunications： 路由器、數據機同網絡交換機中嘅狀態指示燈。
• 辦公室自動化： 打印機、掃描器及影印機按鍵與狀態指示燈的背光照明。
• 消費電子產品： 智能手機、平板電腦、手提電腦及家用電器嘅電量/充電指示器。
• 工業設備： 機械、控制系統同儀器儀表嘅面板指示器。
• 一般指示： 信號與符號照明、前面板背光及一般狀態指示。

2. 封裝尺寸與機械規格

該LED採用緊湊型、業界標準的020封裝。主要機械尺寸如下：

• 封裝長度：2.0 mm
• 封裝寬度：1.25 mm
• 封裝高度：1.1 mm
• 引腳間距：1.05 mm

透鏡顏色： 水清
發光顏色： Orange (AlInGaP)
備註： 所有尺寸單位為毫米。除非另有說明，公差為±0.2毫米。封裝包含極性標記（通常為陰極指示標誌），以確保裝配時方向正確。

3. 額定值與特性

除非另有說明，所有規格均以環境溫度（Ta）25°C為準。超出絕對最大額定值可能會導致器件永久損壞。

3.1 絕對最大額定值

• 功耗（Pd）： 72 毫瓦
• 峰值正向電流 (I_F(peak)): 80 mA (於1/10佔空比，0.1ms脈衝寬度)
• 連續正向電流 (I_F): 30 mA DC
• 工作溫度範圍 (T_opr): -40°C 至 +85°C
• Storage Temperature Range (T_stg): -40°C 至 +100°C

3.2 電氣及光學特性

下表詳細列出器件在標準測試條件（I_F = 20mA)。

• 發光強度 (I_V): 90.0 - 280.0 mcd (millicandela)。使用近似 CIE 明視覺響應曲線的濾光片進行測量。
• 視角 (2θ_1/2): 110度（典型值）。定義為光強度降至軸向值一半時的全角。
• Peak Emission Wavelength (λ_p): 611 nm（典型值）。
• Dominant Wavelength (λ_d): 600 - 612 nm。源自CIE色度座標。
• 譜線半寬度 (Δλ)： 17 nm（典型值）。
• 正向電壓 (V_F): 1.8 - 2.4 V。容差為 ±0.1V。
• 反向電流 (I_R): 10 μA (最大值) 於 V_R = 5V。注意：此裝置並非為反向偏壓操作而設計；此參數僅供紅外線測試用途。

4. Bin Ranking System

為確保生產與應用的一致性，LED會根據關鍵參數被分選至不同的性能等級。

4.1 Forward Voltage (V_F) Rank

於I_F = 20mA時進行分檔。每檔容差為±0.10V。
D2: 1.8V - 2.0V
D3: 2.0V - 2.2V
D4: 2.2V - 2.4V

4.2 發光強度 (I_V) Rank

於I_F = 20mA。每個級別的容差為 ±11%。
Q2: 90 - 112 mcd
R1: 112 - 140 mcd
R2: 140 - 180 mcd
S1: 180 - 220 mcd
S2: 220 - 280 mcd

4.3 主波長 (λ_d) Rank

於I_F = 20mA。每個區間的容差為 ±1nm。
P: 600 - 603 nm
Q: 603 - 606 nm
R: 606 - 609 nm
S: 609 - 612 nm

5. 典型性能曲線與分析

理解操作條件與性能之間的關係對於優化設計至關重要。

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

The I-V characteristic is non-linear, typical of a diode. The forward voltage (V_F) 呈現正溫度係數，即喺特定電流下，會隨住結溫上升而輕微下降。設計限流電路時，設計師必須考慮呢一點。

5.2 發光強度與正向電流關係

喺正常工作範圍內（直至額定連續電流），光輸出（發光強度）大致與正向電流成正比。然而，喺極高電流下，由於熱效應增加，效率可能會下降。持續喺絕對最大額定值以上操作，會加速流明衰減並縮短使用壽命。

5.3 發光強度與環境溫度關係

與大多數LED一樣，AlInGaP晶片的發光強度會隨著環境（以及結）溫度升高而下降。在LED於高溫環境下工作或散熱條件有限嘅應用中，必須考慮這種熱降額。數據手冊提供咗顯示此關係嘅曲線，對於確保在所有預期工作條件下亮度一致至關重要。

5.4 光譜分佈

發射光譜中心位於 611 nm（橙色）。約 17 nm 嘅光譜半高寬表明，相比磷光體轉換白光 LED 等寬頻譜光源，呢種橙色光相對純淨、單色。因此適用於需要特定顏色指示或濾光嘅應用。

6. 組裝與操作指引

6.1 建議PCB焊盤佈局

提供焊盤圖案設計以確保焊接可靠及對位準確。建議的焊盤尺寸已考慮回流焊時焊錫圓角的形成。使用指定的焊盤幾何形狀有助於防止墓碑效應（元件一端翹起），並確保良好的機械與電氣連接。

6.2 焊接製程

本裝置兼容紅外線（IR）回流焊接製程，包括無鉛焊接。建議採用符合J-STD-020B標準的回流溫度曲線，其關鍵參數包括：
預熱溫度： 150°C - 200°C
預熱時間： 最長120秒
峰值迴流焊溫度： 最高260°C
液相線以上時間： As per solder paste specification
冷卻速率： 受控以盡量減少熱應力。
注意： 實際曲線必須針對特定PCB組裝進行表徵，需考慮電路板厚度、元件密度及焊膏類型。

6.3 手工焊接（如有需要）

如需進行人手修復，請使用控溫烙鐵。
烙鐵頭溫度： 最高300°C
焊接時間： 每焊點最多3秒。
焊接期間或之後，避免對LED封裝施加機械應力。

6.4 清潔

如需進行焊後清潔，請僅使用獲批准的溶劑。將LED在室溫下浸入乙醇或異丙醇中不超過一分鐘。切勿使用超聲波清潔或未指定的化學清潔劑，以免損壞環氧樹脂透鏡或封裝密封。

6.5 儲存與濕度敏感度

發光二極管對濕度敏感（MSL Level 3）。
密封袋： 儲存於 ≤ 30°C 及 ≤ 70% 相對濕度。請於包裝袋密封日期起一年內使用。
開袋後： 儲存於≤30°C及≤60%相對濕度。建議在暴露於環境空氣後168小時（7天）內完成IR迴焊。
延長儲存（已開封）： 存放於密封容器內，並加入乾燥劑或置於氮氣乾燥器中。
重新烘烤： 暴露超過168小時的元件，應在焊接前以約60°C烘烤至少48小時，以去除吸收的水分，防止迴流焊時出現「爆米花」現象。

7. Packaging and Tape & Reel Specifications

本產品以帶裝形式供應，適用於高速自動化組裝設備。

• 捲盤尺寸： 標準7吋（178毫米）直徑。
• 磁帶寬度： 12毫米。
• 袋距： 4.0 毫米。
• 每卷數量： 4,000 件（整卷）。
• 最低訂購量 (MOQ): 剩餘捲帶為500件。
• Cover Tape: 應用於密封袋內組件。
• 包裝標準： 符合 ANSI/EIA-481 規格。
• 缺少組件： 根據捲盤規格，最多允許連續兩個空位。

8. 應用註釋與設計考量

8.1 電流限制

LED係一種電流驅動裝置。當用電壓源驅動時，必須串聯一個限流電阻。電阻值（R）可以用歐姆定律計算：R = (V_supply - V_F) / I_F. 使用最大V_F 來自數據手冊（2.4V）進行保守設計，以確保電流不超過期望值。例如，要從5V電源驅動20mA：R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130Ω。應選擇最接近的標準值（例如120Ω或150Ω），同時考慮額定功率（P = I²R）。

8.2 熱管理

雖然體積細小，但LED會喺半導體接面產生熱量。必須遵守其額定功耗（72mW）同工作溫度範圍（-40°C至+85°C）。若要喺最大電流（30mA）或接近最大電流下持續工作，請確保PCB提供足夠嘅散熱措施。呢啲措施可以包括喺LED散熱焊盤（如適用）下方使用散熱通孔、連接至銅泊區域，以及避免喺封閉、無通風嘅空間內操作。接面溫度過高會導致光輸出降低、加速老化，同埋可能提早失效。

8.3 ESD（靜電放電）預防措施

雖然呢份數據表冇明確標示LED嘅抗靜電放電能力，但LED通常對靜電放電都好敏感。組裝同處理時應該遵守標準ESD防護措施：使用接地工作站、防靜電手環同導電容器。

8.4 Optical Design

110度視角提供寬闊嘅漫射發光模式，適合需要從多角度睇到嘅狀態指示燈。如果應用需要更集中嘅光束，就需要使用二次光學元件（透鏡或導光管）。水晶透明透鏡可以顯示晶片真實顏色（橙色）而唔會偏色。

9. 技術比較與選型指引

LTST-020KFKT 提供特定嘅屬性組合。為設計選用 LED 時，請與替代方案比較以下要點：

• 技術 (AlInGaP): 在橙/紅/琥珀色光譜中提供高效率及良好色彩純度。相比GaAsP等舊有技術，通常具有更佳的溫度穩定性及更長的使用壽命。
• 封裝尺寸 (020): 係最細嘅標準SMD LED封裝之一，適合高密度電路板。較大封裝（例如0402、0603）可能更易於手動處理，或者提供略高嘅功率處理能力。
• 亮度（90-280mcd）： 呢個亮度範圍適合室內指示燈同背光照明。如需陽光下可讀或遠距離信號傳輸，就需要更高強度嘅LED。
• 電壓（1.8-2.4V）： 相對較低嘅正向電壓，容許使用低壓邏輯電源（3.3V、5V）嚟驅動，同時令限流電阻上嘅壓降減至最低，從而提升電源效率。

10. 常見問題 (FAQ)

10.1 峰值波長同主波長有咩分別？

峰值波長 (λ_p): 發射光譜強度達到最大值時所對應的單一波長（此LED的典型值為611 nm）。
Dominant Wavelength (λ_d): 指單色光的波長，當與指定的白色參考光混合時，可匹配LED的視覺顏色。它源自CIE色度座標，更貼近人眼對顏色的感知（此LED為600-612 nm）。

10.2 我能否在不使用限流電阻的情況下驅動此LED？

唔可以。 直接從電壓源驅動LED會導致過大電流流過，迅速超出正向電流（30mA DC）的絕對最大額定值，從而引致即時或快速損壞。必須始終使用串聯電阻或恆流驅動電路。

10.3 訂購時應如何解讀Bin碼？

完整產品代碼（例如LTST-020KFKT）可能包含後綴，用於標示V_F、I_V及λ_d的特定Bin。請向製造商或分銷商查詢可供選擇的Bin組合。選擇更嚴格的Bin可確保生產批次中所有單位的性能更一致，但可能會影響成本和供應情況。

10.4 呢款LED啱唔啱用喺汽車應用？

呢份標準數據表冇列出AEC-Q101汽車認證。如果要喺汽車環境（擴展溫度範圍、震動、濕度）使用，應該揀選專門符合汽車標準嘅LED。

11. 實用設計範例

場景： 為一個基於3.3V微控制器的裝置設計一個電源「開啟」指示燈。
目標： 提供清晰可見嘅橙色指示，正向電流約為15mA（保守設計以確保長壽命）。
步驟：
1. 參數選擇： 根據數據手冊，計算時採用典型 V_F 值 2.1V。目標 I_F = 15mA。
2. 電阻計算： R = (V_supply - V_F) / I_F = (3.3V - 2.1V) / 0.015A = 80Ω.
3. Standard Value & Power Check: 選擇一個標準82Ω電阻。電阻的功率損耗：P = I²R = (0.015)² * 82 = 0.01845W。標準嘅1/16W (0.0625W) 或 1/10W 電阻已經綽綽有餘。
4. PCB佈局： 將82Ω電阻串聯喺LED嘅陽極。將LED嘅陰極連接至地線。請按照第6.1節嘅建議焊盤佈局嚟擺放LED。確保極性正確（PCB絲印上嘅陰極標記要同LED嘅標記相符）。
5. 預期性能： 在15mA電流下，發光強度將按比例低於20mA測試條件，但仍足以用作面板指示燈。較低電流亦會降低接面溫度，從而提升長期可靠性。