SMD LED LTST-C950RKRKT-5A 數據手冊 - 紅色 AlInGaP - 5mA - 180-710mcd - 英文技術文件

1. 產品概述

本文件提供一款專為自動化組裝流程而設計嘅高亮度表面貼裝LED嘅完整技術規格。該器件採用先進嘅AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體材料發出紅光，相比傳統LED技術，具有更優異嘅發光效率同色彩純度。LED封裝於水清色圓頂透鏡內，並採用符合EIA標準嘅封裝尺寸，使其能夠兼容現代電子製造中廣泛使用嘅各式自動化貼片機同紅外回流焊接設備。

此LED嘅核心優勢包括其緊湊嘅外形尺寸、適用於空間受限嘅應用，以及符合RoHS（有害物質限制）指令。其設計確保喺嚴苛環境中嘅可靠性，並具有指定嘅工作溫度範圍。主要目標市場同應用涵蓋電信基礎設施、辦公室自動化設備、家用電器、工業控制面板同消費電子產品。具體應用場景包括鍵盤同按鍵嘅背光照明、狀態同電源指示器、集成到微型顯示器，以及各種設備中嘅信號或標誌照明。

2. 技術參數深度客觀解讀

2.1 絕對最大額定值

絕對最大額定值定義了壓力極限，超出此極限可能會對器件造成永久性損壞。這些數值是在環境溫度（Ta）為25°C時指定的。最大連續正向電流（DC）為30 mA。對於脈衝操作，在特定條件下允許80 mA的峰值正向電流：佔空比為1/10且脈衝寬度為0.1 ms。最大功耗為75 mW。該器件可在-30°C至+85°C的環境溫度範圍內工作，並可在-40°C至+85°C之間儲存。組裝的一個關鍵額定值是紅外焊接條件，其額定峰值溫度為260°C，最長持續時間為10秒，這是無鉛回流焊接製程的標準。

2.2 電光特性

除非另有註明，電光特性係喺Ta=25°C同正向電流（IF）為5 mA嘅標準測試條件下量度。發光強度（Iv）係亮度嘅關鍵指標，典型範圍好闊，由180.0 mcd（毫坎德拉）到710.0 mcd，並會進一步分入特定嘅級別。視角定義為強度係軸向值一半時嘅2θ1/2，為25度，表示光束模式相對集中。峰值發射波長（λP）通常為639 nm，屬於紅色光譜。主波長（λd）決定視覺顏色，通常為631 nm。譜線半寬度（Δλ）為20.0 nm，描述咗發射光嘅光譜純度。正向電壓（VF）喺5 mA下，範圍由最低1.6 V到最高2.2 V。當施加5 V反向電壓（VR）時，反向電流（IR）規定最大為10 µA。

3. 分級系統說明

3.1 發光強度分級

為確保生產應用中亮度的一致性，LED會根據其在5 mA下測量的光強進行分級。分級代碼列表如下：分級代碼「S」涵蓋光強範圍為180.0 mcd至280.0 mcd。分級代碼「T」涵蓋光強範圍為280.0 mcd至450.0 mcd。分級代碼「U」涵蓋光強範圍為450.0 mcd至710.0 mcd。每個光強分級的上下限均設有+/- 15%的容差。此分級方式讓設計師能根據其特定應用需求，選用具有保證最低亮度水平的LED，從而確保使用多顆LED的產品在視覺上保持一致。

4. 性能曲線分析

雖然文件中引用了具體的圖形數據（例如圖1用於光譜測量，圖5用於視角），但此類裝置的典型性能曲線通常會包含幾個關鍵關係。正向電流與正向電壓（I-V）曲線會顯示二極管的指數關係特性，電壓在開啟閾值後急劇上升。發光強度與正向電流曲線通常顯示亮度隨電流近乎線性增加，直至某一點後，效率可能因熱效應而下降。發光強度與環境溫度曲線至關重要，因為LED輸出通常會隨接面溫度升高而降低。對於紅色AlInGaP LED，其強度隨溫度下降的程度通常較其他LED技術輕微，但仍是關鍵的設計因素。光譜分佈曲線會顯示一個以639 nm為中心、具有特定半波寬的單一峰值，證實其色彩純度。

5. 機械與封裝資料

5.1 封裝尺寸與極性

該LED採用標準表面貼裝器件（SMD）封裝。透鏡顏色為水清，光源顏色為來自AlInGaP芯片的紅色。所有關鍵封裝尺寸均以毫米提供，除非另有說明，標準公差為±0.1毫米。數據表包含詳細的尺寸圖，顯示長度、寬度、高度、引腳間距及其他關鍵機械特徵。極性由封裝的物理設計標示，通常在一端有陰極標記（例如凹口、圓點或斜角）。在印刷電路板（PCB）上安裝時的正確方向對於正常運作至關重要。

5.2 推薦PCB焊接焊盤

提供了推薦的PCB焊盤圖形（封裝佔位），以確保可靠的焊接和機械穩定性。此圖形規定了陽極和陰極銅焊盤的尺寸和形狀，以及推薦的阻焊層開孔。遵循此推薦的佔位圖有助於形成正確的焊角，防止墓碑效應（元件立起），並確保良好的熱連接和電氣連接。

6. 焊接及組裝指引

6.1 紅外回流焊接參數

對於無鉛（Pb-free）組裝製程，建議採用特定嘅回流焊接溫度曲線。曲線包括一個攝氏150度至200度嘅預熱階段，最長預熱時間為120秒，用以逐步加熱電路板同元件，並激活助焊劑。元件本體峰值溫度不應超過攝氏260度。需要控制高於焊料液相線溫度（SAC合金通常約為攝氏217度）嘅時間，尤其係峰值溫度上下攝氏5度內嘅時間；數據手冊規定峰值溫度下最長時間為10秒。在此條件下，元件不應經歷超過兩次回流焊接循環。必須強調，最佳溫度曲線取決於具體嘅PCB設計、焊錫膏同回流焊爐，應據此進行特性分析，並以JEDEC標準作為指引。

6.2 手動焊接

若必須使用烙鐵進行人手焊接，務必極度小心。烙鐵咀溫度不應超過300°C，且每次焊接時與LED端子的接觸時間應限制在最多3秒。人手焊接只應進行一次，以避免熱應力損壞內部晶片及焊線。

6.3 儲存與處理

LED屬濕敏元件（MSL 3）。若儲存於原裝密封防潮袋（內附乾燥劑）中，應保持在30°C或以下及90%相對濕度（RH）或以下的環境，並於一年內使用。一旦原包裝被打開，儲存環境不應超過30°C及60% RH。從原包裝取出的元件，理想情況應在一星期內進行IR回流焊接。如需在原包裝外長時間儲存，必須將其置於有乾燥劑的密封容器或氮氣乾燥櫃中。若在無包裝狀態下儲存超過一星期，在進行焊接組裝前需以約60°C烘烤至少20小時，以去除吸收的濕氣，防止回流焊時出現「爆米花」損壞。

6.4 清潔

如果需要喺焊接後進行清潔，只可使用指定溶劑。將LED喺常溫下浸入乙醇或異丙醇少於一分鐘係可以接受嘅。使用非指定化學清潔劑可能會損壞環氧樹脂透鏡同封裝材料。

6.5 靜電放電（ESD）預防措施

LED對靜電放電及浪湧電流非常敏感，可能導致半導體結性能下降或損壞。在處理及組裝過程中必須實施適當的ESD控制措施，包括使用接地手環、防靜電手套，並確保所有設備及工作檯面妥善接地。

7. 封裝及訂購資料

7.1 卷帶包裝規格

LED以適合自動化組裝之包裝供應。元件安裝於寬度12毫米之凸紋載帶上，並捲繞於標準7吋（178毫米）直徑之捲盤。每捲盤包含2000件。若訂購數量少於一整捲，剩餘庫存之最小包裝數量為500件。載帶附有頂部封蓋以保護元件。包裝符合ANSI/EIA-481標準。每捲盤最多容許連續兩個缺失元件（空穴）。

8. 應用建議

8.1 驅動電路設計

LED 是一種電流驅動器件。為確保亮度一致及使用壽命，必須以受控電流驅動，而非固定電壓。最簡單且最推薦的驅動方法是為每個 LED 串聯一個限流電阻，如數據手冊中「電路 A」所示。此配置由電壓源 (Vcc) 供電，可確保當多個 LED 並聯時，個別 LED 的正向電壓 (VF) 差異不會導致電流及亮度出現顯著差別。電阻值 (R) 可根據歐姆定律計算：R = (Vcc - VF) / IF，其中 IF 為所需正向電流（例如測試時為 5 mA，最大連續電流可達 30 mA）。

8.2 散熱管理

雖然封裝細小，但管理熱量對於保持性能同可靠性好重要。發光強度會隨接面溫度升高而下降。喺以最大電流或接近最大電流驅動LED嘅應用中，或者喺高環境溫度下，應注意PCB佈局。喺LED焊盤周圍提供足夠嘅銅箔面積可以充當散熱器，幫助器件散熱。亦建議避免將LED放置喺其他發熱元件附近。

8.3 應用限制

本裝置適用於普通電子設備。對於要求極高可靠性、一旦失效可能危及生命或健康之應用（例如航空、醫療生命維持或安全關鍵系統），必須進行專門諮詢與資格認證，因為標準商用級別組件可能並不適用。

9. 技術比較與區別

相比舊有技術如GaAsP（磷化鎵砷）紅色LED，本裝置所採用嘅AlInGaP芯片提供顯著更高嘅發光效率，令相同驅動電流下亮度大增。水清透鏡有別於擴散或有色透鏡，能夠最大化光輸出，並提供更鮮明、飽和嘅色點。EIA標準封裝確保與業界標準組裝線同封裝庫廣泛兼容，降低設計同製造複雜性。裝置兼容紅外迴流焊接及其濕度敏感等級（MSL 3）符合現代SMD元件典型特性，與主流大批量製造流程接軌。

10. 常見問題（基於技術參數）

Q: 峰值波長同主波長有咩分別？
A: 峰值波長 (λP) 係指光譜功率分佈達到最大值時嘅波長 (639 nm)。主波長 (λd) 係從 CIE 色度圖推導出嚟，代表能夠匹配 LED 顏色嘅單色光波長 (631 nm)。主波長同人眼感知嘅顏色關係更為密切。

Q: 我可唔可以持續用 20 mA 驅動呢粒 LED？
A: 係。最大連續正向電流為30 mA。以20 mA驅動係符合規格嘅。要注意嘅係，發光強度通常會隨電流增加而提高，但20 mA時嘅具體數值需要根據典型性能曲線估算或實際測量，因為數據手冊只標明咗5 mA時嘅強度。

Q: 即使我嘅電源電壓同LED嘅正向電壓匹配，點解仍然需要串聯電阻？
A: 正向電壓（VF）有一個範圍（1.6V至2.2V）。如果電源電壓固定喺，例如2.0V，一個VF為1.6V嘅LED就會承受比預期高好多嘅電流，可能導致過熱同損壞。串聯電阻可以提供穩定、可預測嘅電流，唔受唔同LED之間VF自然差異嘅影響。

Q: 我應該點樣為我嘅應用選擇正確嘅bin？
A: 根據您的特定驅動條件下設計所需的最低亮度來選擇亮度分級。若均勻性至關重要（例如在狀態指示燈陣列中），指定單一、更嚴格的亮度分級（如T或U）並訂購該分級的所有單元，可確保外觀一致。對於要求較低的應用，為節省成本，使用較寬鬆的分級或混合分級可能亦可接受。

11. 實際設計與使用案例

Case: 為網絡路由器設計狀態指示燈面板
一位設計師正在製作一個設有四顆紅色狀態LED嘅面板，分別指示「電源」、「互聯網」、「Wi-Fi」同「以太網」嘅運作狀態。LED需要喺光線充足嘅辦公室環境中清晰可見。系統電源軌為3.3V。設計師選用呢款LED係因為其高亮度同標準封裝。為達到明亮指示效果，佢決定以10 mA驅動每粒LED。使用典型VF值1.9V進行計算，串聯電阻為：R = (3.3V - 1.9V) / 0.01A = 140 歐姆。最終選用標準150歐姆電阻。為確保四粒LED亮度一致，設計師喺物料清單中指定了Bin「T」（280-450 mcd）。PCB佈局包含推薦嘅焊盤圖形，並喺焊盤周圍鋪設少量銅皮以提供輕微嘅散熱緩解。組裝廠使用提供嘅IR回流焊溫度曲線，最終產品呈現出均勻、明亮且可靠嘅狀態指示。

12. 原理簡介

發光二極管（LED）係一種當電流通過時會發光嘅半導體器件。呢款特定LED採用AlInGaP（磷化鋁銦鎵）化合物半導體作為其發光區。當施加正向電壓時，來自n型材料嘅電子同來自p型材料嘅電洞會被注入發光區。當呢啲電荷載子復合時，會以光子（光）嘅形式釋放能量。AlInGaP材料嘅特定帶隙能量決定了發射光嘅波長（顏色），喺呢個案例中，光線位於可見光譜嘅紅色部分（約631-639 nm）。透明環氧樹脂透鏡封裝住芯片，保護其免受環境影響，並塑造光線輸出光束。

13. 發展趨勢

SMD LED技術嘅總體趨勢持續朝向更高效率（每瓦更多流明）發展，咁樣可以喺相同功率下提高亮度，或者喺相同光輸出下降低功耗。同時亦都推動緊微型化，封裝尺寸變得更細，同時保持或改善光學性能。透過改進芯片設計、封裝材料同熱管理，提升可靠性同延長使用壽命係持續嘅目標。此外，對於顯示器背光同汽車照明等要求高視覺質量嘅應用嚟講，更嚴格嘅分檔同更好嘅顏色一致性越嚟越重要。將控制電子器件（例如恆流驅動器）集成到LED封裝內部係另一個增長趨勢，可以為終端用戶簡化電路設計。