SMD LED LTST-010VEKT 數據表 - AlInGaP 紅色 - 30mA - 75mW - 英文技術文件

1. 產品概述

LTST-010VEKT 是一款專為自動化印刷電路板（PCB）組裝而設計的表面貼裝器件（SMD）發光二極管（LED）。它採用磷化鋁銦鎵（AlInGaP）半導體材料來產生紅光。其微型尺寸使其適用於各種電子設備領域中空間受限的應用。

1.1 核心優勢

• 微型封裝： 緊湊的EIA標準封裝，允許高密度PCB佈局。
• 自動化兼容性： 採用7吋捲盤上的12毫米載帶包裝，完全兼容自動化貼片機和表面貼裝技術（SMT）組裝線。
• 穩固的製程兼容性： 設計可承受無鉛（Pb-free）製造製程中使用的標準紅外線（IR）回流焊溫度曲線。
• 環保合規： 本產品符合RoHS（有害物質限制）指令。
• 可靠性： 元件已按JEDEC濕度敏感度等級3進行預處理，確保焊接過程中的可靠性。

1.2 目標市場與應用

此LED適用於廣泛的消費、工業及通訊電子產品，用於可靠的狀態指示或低亮度照明。

• 電信設備： 路由器、數據機及網絡交換器中的狀態指示燈。
• 辦公室自動化： 打印機、掃描器及影印機的面板指示燈。
• 消費電器： 電視、音響系統及家電的開機/待機指示燈。
• 工業控制面板： 信號及故障指示。
• 前面板背光： 按鈕及符號的照明。
• 室內標誌與符號照明裝置。

2. 深入技術參數分析

2.1 Absolute Maximum Ratings

此等額定值定義了可能導致器件永久損壞的極限。在此等條件下操作並無保證。

• 功耗 (Pd): 75 mW。此為環境溫度 (Ta) 25°C 時，LED 封裝件可作為熱量消散的最大功率。
• 直流正向電流 (IF): 30 mA。可施加的最大連續電流。
• 峰值正向電流: 80 mA。此僅允許在脈衝條件下（1/10 佔空比，0.1ms 脈衝寬度）使用，以短暫獲得更高光輸出。
• 反向電壓 (VR): 5 V。在反向偏壓下超過此電壓可能導致接面即時擊穿。
• 工作溫度範圍: -40°C 至 +85°C。確保可靠運作的環境溫度範圍。
• 儲存溫度範圍： -40°C 至 +100°C。

2.2 電氣與光學特性

除非另有說明，此等參數均在 Ta=25°C 及 IF=20mA 之標準測試條件下量度。

• 發光強度 (Iv)： 範圍由 560 mcd（最小）至 1120 mcd（最大），典型值在此範圍內。使用經 CIE 明視覺響應曲線濾波之傳感器量度。
• 視角 (2θ½)： 115度（典型值）。此寬闊視角表示在偏離中心軸±57.5度時，光強度為其峰值的一半，適用於需要寬廣可視範圍的應用。
• 峰值發射波長（λp）： 639 nm（典型值）。即光譜功率輸出達到最大值時的波長。
• 主波長（λd）： 介乎617 nm至633 nm之間。此為人眼感知的單一波長，定義了「紅色」。在其分檔內，容差為±1nm。
• 譜線半寬度（Δλ）： 20 nm（典型值）。即發射強度至少為峰值一半時的光譜帶寬，反映顏色純度。
• 正向電壓（VF）： 在20mA電流下，電壓介乎1.6V（最低）至2.5V（最高）。此為LED工作時的正向壓降。
• 反向電流 (IR)： 施加5V反向電壓時，反向電流為10 µA（最高）。此參數主要用於品質測試；本器件並非設計用於反向操作。

3. 分級系統

LED會按性能分級，以確保應用上的一致性。設計師可選擇不同級別，以滿足亮度、電壓或顏色的特定設計要求。

3.1 發光強度 (Iv) 等級

分級能確保最低亮度水平。每個級別內的容差為±11%。

• U2: 560 mcd (最小值) 至 710 mcd (最大值)
• V1: 710 mcd (最小值) 至 900 mcd (最大值)
• V2: 900 mcd (最小值) 至 1120 mcd (最大值)

3.2 正向電壓 (VF) 等級

分級有助於設計一致嘅電流驅動電路。每個級別內嘅公差為 ± 0.1V。

• G1: 1.60 V (最小) 至 1.90 V (最大)
• G2: 1.90 V (最小) 至 2.20 V (最大)
• G3: 2.20 V (最小) 至 2.50 V (最大)

3.3 主波長 (WD) 分級

對色彩要求嚴格的應用至關重要。每個分檔內的容差為 ± 1nm。

• R1: 617.0 nm (最小) 至 621.0 nm (最大)
• R2: 621.0 nm (最小) 至 625.0 nm (最大)
• R3: 625.0 nm (最小) 至 629.0 nm (最大)
• R4: 629.0 nm (最小值) 至 633.0 nm (最大值)

4. 性能曲線分析

雖然數據表中引用了具體圖表，但此類LED的典型曲線提供了關鍵的設計參考。

4.1 正向電流與正向電壓關係 (I-V 曲線)

I-V曲線呈指數關係。電壓稍微超過開啟閾值，便會導致電流大幅增加。這突顯了使用恆流源而非恆壓源驅動LED的重要性，以防止熱失控並確保穩定的光輸出。

4.2 發光強度與正向電流關係

喺額定範圍內，光輸出大致同正向電流成正比。超過絕對最大直流電流操作會導致流明加速衰減同使用壽命縮短。

4.3 發光強度與環境溫度關係

發光強度會隨接面溫度上升而下降。對於AlInGaP LED，喺高溫下光輸出可能會大幅降低。為咗喺高溫環境下保持性能，PCB上有效嘅熱管理至關重要。

4.4 光譜分佈

發射光譜以639 nm（峰值）為中心，典型半波寬為20 nm，呢個定義咗其飽和紅色。主波長分檔決定咗精確嘅色調。

5. 機械與封裝資料

5.1 封裝尺寸

此LED採用標準表面貼裝封裝。主要尺寸註記包括：

• 所有尺寸單位均為毫米。
• 標準公差為±0.1毫米，除非另有註明。
• 透鏡顏色為清水透明，而光源顏色為AlInGaP紅光。

5.2 極性辨識及建議PCB焊盤佈局

數據表包含適用於紅外線或氣相回流焊接的建議焊盤圖案。遵循此圖案可確保焊點正確形成及對齊。陰極通常標記於器件上或在焊盤圖中標示。正確的極性對操作至關重要。

6. 焊接及組裝指引

6.1 紅外回流焊接溫度曲線

提供符合 J-STD-020B 標準的建議無鉛回流焊接溫度曲線。關鍵參數包括：

• 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： 應根據solder paste規格控制。
• 總焊接時間： 峰值溫度下最長10秒，建議最多進行兩次回流循環。

注意： 最佳溫度曲線取決於特定PCB組裝。所提供的曲線僅為指引，必須根據實際生產設定進行特性化調整。

6.2 手動焊接（如有需要）

• 烙鐵溫度： 最高300°C。
• 焊接時間： 每焊點最多3秒。
• 頻率： 僅限一次。避免重複加熱。

6.3 清潔

如焊接後需要清潔，僅可使用指定溶劑，以免損壞塑膠封裝。在室溫下浸入乙醇或異丙醇少於一分鐘是可接受的。除非已驗證兼容性，否則請勿使用超聲波清洗。

7. 儲存與處理注意事項

7.1 濕度敏感度

本器件評級為濕度敏感等級 (MSL) 3。

• Sealed Package: 儲存於 ≤ 30°C 及 ≤ 70% 相對濕度環境。請於包裝日期起一年內使用。
• 已開封包裝： 若防潮袋被打開，元件必須儲存於 ≤ 30°C 及 ≤ 60% 相對濕度環境。
• 車間壽命： 暴露於工廠環境條件下的元件，應在 168 小時（7 天）內進行焊接。
• 延長儲存/烘烤： 若暴露時間超過 168 小時，在進行回流焊前須以 60°C 烘烤至少 48 小時，以去除吸收的濕氣，防止焊接過程中出現「爆米花」損壞。

7.2 應用限制

此元件專為標準商業及工業電子設備而設計。未經事先諮詢及特定認證，不得用於故障可能危及生命或健康的安全關鍵應用（例如航空、醫療生命維持、交通控制）。

8. 包裝及訂購資料

8.1 標準包裝

• 帶裝： 12毫米寬壓紋載帶。
• 捲盤： 7吋（178毫米）直徑捲盤。
• 每捲數量： 4000件。
• 最低訂購量（MOQ）： 餘量最少訂購500件。
• 包裝標準： 符合ANSI/EIA-481規格。

9. 應用設計考量

9.1 驅動方法

LED係電流驅動器件。最可靠嘅方法係使用恆流源，或者喺電壓源串聯一個限流電阻。

計算串聯電阻 (R_s):
R_s = (V_supply - V_F) / I_F
其中 V_F 係LED嘅正向電壓（為最壞情況設計，請使用數據手冊中嘅最大值），I_F 係所需嘅正向電流（例如20mA），而V_supply 係電源電壓。

例子： 對於一個5V電源，V_F(max)=2.5V，I_F=20mA。
R_s = (5V - 2.5V) / 0.020A = 125 Ω。一個標準嘅120 Ω或150 Ω電阻會係合適嘅。

9.2 熱管理

雖然功耗較低（75mW），但保持較低的結溫是長期可靠性和穩定光輸出的關鍵。確保PCB有足夠的散熱設計，尤其是在使用多個LED或環境溫度較高時。避免在附近放置發熱元件。

9.3 光學設計

115度的視角提供了寬廣的可視範圍。對於需要更聚焦光束的應用，可以使用二次光學元件（透鏡）。水清透鏡最適合需要展現AlInGaP晶片真實色彩而不擴散的應用。

10. 常見問題 (FAQs)

10.1 我可以直接用微控制器GPIO引腳驅動這個LED嗎？

這取決於GPIO引腳的電流供應能力。大多數MCU引腳可提供20-25mA，這在LED的工作範圍內。然而，你 必須 必須按照第9.1節所述，使用串聯限流電阻。切勿將LED直接連接在電壓源和GPIO引腳之間，因為過大的電流可能會損壞LED和微控制器引腳。

10.2 為何峰值電流額定值（80mA）會高於直流電流額定值（30mA）？

峰值電流額定值允許脈衝操作，例如用於多工顯示器或短暫的高亮度閃光。工作週期（1/10）和短脈衝寬度（0.1毫秒）確保平均功率和接面溫度不超過安全限制。對於連續操作，必須遵守30mA的直流電流限制。

10.3 峰值波長與主波長有何區別？

峰值波長 (λp) 是指LED發出最多光功率的物理波長。 主波長 (λd) 係一個基於人類色彩感知（CIE色度圖）嘅計算值；即係指單色光中，同LED睇落顏色相同嘅光嘅波長。λd喺視覺應用嘅顏色規格上更為相關。

10.4 如何為我的應用選擇正確的Bin？

• 選擇一個 Iv 分檔 (U2, V1, V2) 基於所需嘅最低亮度。
• 選擇一個 VF 分檔 (G1, G2, G3) 若閣下嘅設計對電壓降變化敏感，尤其係驅動多粒串聯LED時。
• 選擇一個 WD bin (R1-R4) 適用於對顏色一致性要求嚴格嘅應用，例如需要多個裝置或其他組件之間色調保持一致。