SMD LED LTST-C190KFKT-5A 數據表 - 橙色 AlInGaP - 5mA - 20mA - 50mW - 英文技術文件

1. 產品概覽

本文件詳細說明一款緊湊型、高亮度表面貼裝器件（SMD）LED的規格。此元件專為自動化組裝製程設計，非常適合廣泛消費性及工業電子產品中空間受限的應用。

1.1 功能特點

• 符合RoHS環保標準。
• 採用超亮鋁銦鎵磷（AlInGaP）半導體晶片，實現高效的橙光發射。
• 包裝於8毫米載帶，捲繞於7英吋直徑捲盤，適用於自動化貼片設備。
• 標準化EIA封裝佔位確保廣泛兼容性。
• 邏輯電平兼容驅動要求。
• 設計可承受PCB組裝中使用的標準紅外線（IR）回流焊接溫度曲線。

1.2 目標應用

此LED適用於各種指示燈及背光功能，包括但不限於：電訊及網絡設備的狀態指示燈、鍵盤/鍵區背光、控制面板上的符號照明，以及集成於微型顯示器及家用電器。

2. 技術規格詳解

以下章節將詳細分析裝置的電氣、光學及環境極限與特性。

2.1 絕對最大額定值

這些數值代表在任何情況下均不可超越的應力極限，否則可能導致永久損壞。操作應維持在後續詳述的建議工作條件範圍內。

• 功耗 (Pd): 50 mW
• 峰值順向電流 (I_F(PEAK)): 40 mA (以1/10佔空比脈衝，0.1ms脈衝寬度)
• 連續正向電流 (I_F): 20 mA 直流
• 反向電壓 (V_R): 5 V
• 工作溫度範圍 (T_opr): -30°C 至 +85°C
• 儲存溫度範圍 (T_stg): -40°C 至 +85°C
• 焊接溫度： 可承受 260°C 持續 10 秒 (無鉛製程)。

2.2 Electrical & Optical Characteristics

於環境溫度 (T_a) 為 25°C 下量測。典型值供設計參考，而最小值與最大值則界定保證性能範圍。

• 發光強度 (I_V): 18.0 - 71.0 mcd (於 I_F = 5mA 下量度)。發光強度已分類至特定區間（見第3節）。
• 視角 (2θ_1/2): 130 度。此寬廣視角定義為發光強度降至其軸向峰值一半時的全角，適合需要寬闊可見範圍的應用。
• 峰值波長 (λ_P): 611 nm (典型值)。此為光譜功率輸出達到最大值時的波長。
• 主波長 (λ_d): 605 nm (於 I_F=5mA 下的典型值)。此為人眼感知並定義顏色的單一波長，在此情況下為橙色。
• 光譜帶寬 (Δλ): 17 nm (典型值)。此參數定義顏色純度；帶寬越窄，表示顏色飽和度越高。
• 正向電壓 (V_F): 2.0V (最小值), 2.4V (典型值) 於 I_F = 5mA。
• 反向電流 (I_R): 10 μA (最大值) 於 V_R = 5V。

3. Binning System 說明

為確保生產一致性，LED會按性能分級。這讓設計師能為其應用選擇符合特定亮度要求的元件。

3.1 發光強度分級

發光強度根據在5mA下的測量結果，主要分為三個等級（M, N, P）。每個等級的容差為±15%。

• 分級代碼 M： 18.0 mcd（最小值）至 28.0 mcd（最大值）
• 分級代碼 N： 28.0 mcd（最小值）至 45.0 mcd（最大值）
• 分級代碼 P： 45.0 mcd (最小值) 至 71.0 mcd (最大值)

選擇較高等級代碼（例如 P）可保證 LED 更光亮，這對於高環境光條件或較長觀看距離可能是必需的。

4. 性能曲線分析

雖然源文件中引用了特定的圖形曲線，但其對設計的影響至關重要。

4.1 正向電流與正向電壓關係 (I-V曲線)

該 LED 呈現出典型的二極管非線性 I-V 特性。其正向電壓 (V_F) 具有正溫度係數，意味著它會隨著接面溫度升高而略微下降。由於 LED 是電流驅動器件，設計師必須使用限流電阻或恆流驅動器，以確保穩定的光輸出並防止熱失控。

4.2 發光強度與正向電流關係

在指定工作範圍內，光輸出大致與正向電流成正比。然而，在極高電流下，由於熱效應增加，效率可能會下降。在指示器應用中，通常於或低於典型測試電流5mA下操作，以平衡亮度與使用壽命。

4.3 溫度依賴性

AlInGaP LED的發光強度通常隨接面溫度升高而下降。對於在溫度範圍上限（+85°C）運作的應用，可能需要降低驅動電流，以在其使用壽命內維持目標亮度及器件可靠性。

5. Mechanical & Packaging Information

5.1 封裝尺寸

本器件符合標準SMD封裝尺寸。關鍵尺寸包括本體長度、寬度及高度，以及可焊接端子的位置和大小。除非另有說明，所有尺寸公差通常為±0.1mm。透鏡為水清色，使AlInGaP晶片的原生橙色得以呈現。

5.2 Polarity Identification & Recommended PCB Pad Layout

陰極通常標示於器件本體上，常見標記方式包括凹口、綠點或其他視覺標識。本文提供建議的印刷電路板焊盤圖形（封裝佔位），以確保迴流焊接時形成良好的焊點、可靠的電氣連接及機械穩定性。遵循此圖形有助於防止墓碑效應（元件立起）或焊料潤濕不良。

6. Soldering & Assembly Guidelines

6.1 紅外回流焊接溫度曲線

本元件兼容無鉛焊接製程。建議的迴流溫度曲線通常包括：預熱/保溫區（例如150-200°C，最長120秒）、快速升溫區、峰值溫度區（不超過260°C，最長10秒）以及受控冷卻階段。應針對具體PCB組裝件特性調整此曲線，以確保所有元件均獲妥善焊接且不受損傷。

6.2 手動焊接

如必須進行手工焊接，請使用溫度控制之烙鐵，設定溫度最高為300°C。每次焊接接觸焊盤之時間應限制在3秒或以内，以防止過多熱量傳遞至LED晶片，導致性能下降或故障。

6.3 清潔

焊接後清潔應使用認可之溶劑進行。建議使用異丙醇（IPA）或乙醇。LED應在室溫下浸泡少於一分鐘。必須避免使用刺激性或未指明之化學品，因其可能損壞塑膠封裝或透鏡。

6.4 Storage & Handling

靜電放電（ESD）： 此元件對ESD敏感。必須遵循正確操作程序，包括使用接地手帶、防靜電墊及ESD安全包裝。所有設備必須妥善接地。

濕度敏感度： The package has a Moisture Sensitivity Level (MSL) rating. If the original sealed moisture-barrier bag is opened, the components should be subjected to IR reflow soldering within one week (168 hours) under controlled humidity conditions (<60% RH at <30°C). For storage beyond this period, baking at approximately 60°C for at least 20 hours is required before soldering to remove absorbed moisture and prevent \"popcorning\" (package cracking) during reflow.

7. Packaging & Ordering Information

7.1 帶裝及捲盤規格

LED以凸紋載帶附保護蓋帶形式供貨。主要規格包括：載帶寬度8毫米，捲盤直徑7英寸（178毫米），每滿盤標準數量為4000件。包裝符合ANSI/EIA-481標準。零散訂單可能有最低訂購數量要求。

8. Application Notes & 設計考量

8.1 驅動電路設計

LED 是一種電流驅動器件。為確保亮度均勻並防止電流爭奪（即並聯燈串中某個 LED 汲取比其他燈珠更多的電流），強烈建議即使使用恆壓源驅動，也應為每個 LED 串聯一個獨立的限流電阻。電阻值 (R) 可根據歐姆定律計算：R = (V_supply - V_F) / I_F，其中 V_F 為 LED 在目標電流 I_F.

8.2 熱管理

儘管功耗很低（最大 50mW），但 PCB 上有效的熱管理對於長期可靠性仍然至關重要，特別是在高環境溫度或以較高電流驅動時。確保焊盤周圍有足夠的銅箔面積有助於散發 LED 晶片產生的熱量。

8.3 應用限制

本產品專為一般用途電子設備而設計。對於故障可能直接危及生命或健康的安全關鍵應用，例如航空、醫療生命維持或交通控制系統，本產品並未經過專門評級或測試。在此類應用中，必須選用具有相應安全認證的元件。

9. Technical Comparison & Differentiation

此LED的關鍵區別在於其採用AlInGaP芯片發出橙光。與GaAsP等舊有技術相比，AlInGaP提供顯著更高的發光效率和更佳的溫度穩定性，從而在寬廣的工作範圍內實現更明亮、更穩定的光輸出。130度寬視角是另一個優勢，適用於需要離軸可見度的應用。

10. 常見問題 (FAQ)

10.1 Peak Wavelength 與 Dominant Wavelength 有何區別？

峰值波長 (λ_P): LED發出最大光功率嘅特定波長。呢個係從光譜得出嘅物理量度。
主波長 (λ_d): 人眼感知為光顏色嘅單一波長，根據CIE色度圖計算得出。對於呢種橙色單色LED嚟講，兩者通常好接近，但λ_d 係顏色規格上更相關嘅參數。

10.2 若使用恆流電源，可否不接限流電阻驅動此LED？

可以，恆流驅動器係驅動LED嘅極佳方法，因為佢直接調節決定光輸出嘅主要變量（電流）。喺呢種情況下，無需外加串聯電阻嚟調節電流，但有時可能會用於其他目的，例如脈衝整形或冗餘設計。

10.3 為何發光強度需要分檔系統？

即使喺同一批產品中，製造差異都會導致光輸出有輕微差別。分檔系統將呢啲元件分組，並保證每組有最低同最高亮度水平。咁樣設計師就可以精確選擇符合其應用亮度要求嘅檔位，確保最終產品外觀嘅一致性。

11. 設計應用實例分析

場景： 為網絡路由器設計一個狀態指示燈面板，必須在光線充足的辦公室環境中從各個角度都能清晰可見。
選擇理據： 此LED擁有130度寬廣視角，即使非正面觀看亦能確保可見性。其高亮度AlInGaP技術（選用Bin P，45-71 mcd）提供足夠的發光強度以克服環境光線。其SMD封裝格式允許在路由器主PCB上進行緊湊的自動化組裝。
電路設計： 該面板有5個指示燈LED。它們由路由器的3.3V邏輯電源驅動。使用典型V_F 值2.4V（在5mA下），每個LED串聯一個約為(3.3V - 2.4V) / 0.005A = 180歐姆的電阻。此簡單可靠的設計確保所有指示燈亮度一致。

12. 技術原理介紹

此LED採用磷化鋁銦鎵 (AlInGaP) 半導體材料製成。當在p-n接面施加正向電壓時，電子和電洞會被注入活性區域並在此復合。此復合過程會以光子（光）的形式釋放能量。AlInGaP合金的特定能隙能量決定了發射光的波長（顏色），在本例中為橙色光譜（約605-611 nm）。其水清環氧樹脂封裝充當透鏡，塑造光線輸出以達到指定的視角。

13. 行業趨勢

SMD指示燈LED的總體趨勢持續朝向更高效率（每單位電功率的光輸出更多）、更佳的色彩飽和度，以及更小的封裝尺寸，以實現更密集的PCB設計。業界亦日益重視在惡劣條件（更高溫度、濕度）下的增強可靠性，以及遵守比RoHS更嚴格的環保法規，例如使用無鹵材料。製造業自動化的推動進一步鞏固了元件與標準帶盤包裝及回流焊接製程相容的重要性。