SMD LED LTST-C283KRKT-5A 數據表 - 2.0x1.25x0.2mm - 紅光 631nm - 30mA - 英文技術文件

1. 產品概述

本文件提供表面黏著裝置（SMD）LED燈嘅完整技術規格。此元件專為自動化印刷電路板（PCB）組裝而設計，具有微型外形，非常適合空間受限嘅應用。其主要功能係作為指示、背光同信號用途嘅高效光源。

1.1 核心優勢與目標市場

該器件提供多項關鍵優勢，使其適用於現代電子產品製造。它符合RoHS（有害物質限制）指令。封裝超薄，高度僅為0.2毫米，可用於超薄產品。它採用AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體材料，該材料以喺紅色光譜中產生高發光效率而聞名。元件以業界標準嘅8毫米載帶包裝，並捲繞於7英寸捲盤上，完全兼容高速自動化貼片設備。其設計亦能承受表面黏著技術（SMT）組裝線中使用嘅標準紅外線（IR）迴流焊接過程。

目標應用範圍廣泛，涵蓋通訊設備（例如無線電話及手提電話）、辦公室自動化設備（例如筆記簿型電腦、網絡系統）、家用電器及工業設備。具體用途包括鍵盤背光、狀態指示燈、微型顯示器，以及各種信號或符號照明應用。

2. 技術參數：深入客觀解讀

本節詳細說明裝置嘅絕對極限同標準操作特性。除非另有說明，所有參數均以環境溫度（Ta）25°C為準。

2.1 Absolute Maximum Ratings

呢啲額定值定義咗壓力極限，超出呢個極限可能會對裝置造成永久損壞。唔建議喺呢啲條件下持續操作。

• 功耗 (Pd)： 75 mW。呢個係器件可以作為熱量耗散嘅最大功率。
• 峰值正向電流 (I_F(PEAK)): 80 mA。此為最大允許瞬態正向電流，通常於脈衝條件下（1/10佔空比，0.1ms脈衝寬度）指定，以管理熱負載。
• DC Forward Current (I_F): 30 mA。此為建議嘅最大持續正向電流，以確保長期可靠運作。
• 工作溫度範圍： -30°C 至 +85°C。此為器件設計可正常運作嘅環境溫度範圍。
• 儲存溫度範圍： -40°C 至 +85°C。此為非運作狀態下的儲存溫度範圍。
• 紅外線焊接條件： 260°C 持續 10 秒。此為無鉛製程回流焊接期間，封裝可承受的最高熱曲線。

2.2 電氣與光學特性

此為標準測試條件下量測之典型性能參數。

• Luminous Intensity (I_V): 4.5 - 45.0 mcd (millicandela) at I_F = 5mA。此寬廣範圍透過分檔系統管理（見第3節）。光強度使用經濾光以匹配CIE標準人眼明視覺響應曲線的傳感器進行測量。
• 視角 (2θ_1/2): 130度。此為發光強度降至中心軸（0°）測量值一半時嘅完整角度。較寬嘅視角表示光線發射模式更為擴散。
• Peak Emission Wavelength (λ_P): 639 nm（典型值）。此為發射光嘅光譜功率分佈達到峰值時嘅波長。
• Dominant Wavelength (λ_d): 631 nm（典型值） at I_F = 5mA。此為人眼感知嘅單一波長，用以界定光源顏色。其數值係由CIE色度座標推算得出。
• 譜線半寬度 (Δλ)： 20 nm（典型值）。此為喺最大強度一半位置量度到嘅頻譜帶寬（半高全寬 - FWHM）。
• 正向電壓 (V_F): 1.70 - 2.3 V at I_F = 5mA。LED運作時嘅壓降。此範圍亦透過分檔管理。
• Reverse Current (I_R): 10 μA (maximum) at V_R = 5V。施加反向電壓時流過嘅微小漏電流。

3. 分級系統說明

為確保批量生產的一致性，LED會根據關鍵參數被分選到不同的性能級別中。這讓設計師能夠選擇符合特定應用在亮度和電壓方面要求的元件。

3.1 正向電壓 (V_F) Binning

對於紅色型號，在5mA測試電流下量度時，正向電壓會分為三個等級。每個等級的容差為±0.1V。

• Bin Code E2: V_F 範圍由1.70V至1.90V。
• Bin Code E3： V_F 範圍由1.90V至2.10V。
• Bin Code E4： V_F 範圍由2.10V至2.30V。

3.2 發光強度 (I_V) Binning

發光強度分為五個級別，同樣在 I_F = 5mA 下量測。每個級別的容差為 ±15%。

• Bin Code J: 4.50 - 7.10 mcd
• Bin Code K: 7.10 - 11.20 mcd
• Bin Code L: 11.20 - 18.00 mcd
• Bin Code M: 18.00 - 28.00 mcd
• Bin Code N: 28.00 - 45.00 mcd

這種分級方式允許根據所需亮度水平進行精確選擇，這對於背光等要求均勻性的應用至關重要。

4. Performance Curve Analysis

典型性能曲線能直觀展示器件在不同條件下的行為，這些曲線對於電路設計和熱管理至關重要。

4.1 正向電流與正向電壓關係（I-V曲線）

I-V特性呈非線性，此為二極管的典型特徵。該曲線展示了正向電壓（V_F）與正向電流（I_F設計師會用此曲線來確定達到預期工作電流所需嘅驅動電壓，而工作電流直接同光輸出相關。該曲線會隨溫度而偏移。

4.2 發光強度與正向電流關係

此曲線表明，喺一個相當大嘅範圍內，發光強度大致同正向電流成正比。然而，喺極高電流下，由於結溫升高同其他效應，效率可能會下降。喺建議嘅直流電流範圍內工作，可確保最佳性能同使用壽命。

4.3 光譜分佈

光譜分佈曲線繪製了相對強度與波長的關係。它確認了峰值發射波長（約639 nm）和光譜半高寬（約20 nm），界定了此AlInGaP晶片的純紅色光輸出。

5. 機械與封裝資料

5.1 封裝尺寸

本器件符合業界標準SMD封裝外形。關鍵尺寸包括長度2.0毫米、寬度1.25毫米及高度0.2毫米（超薄型）。詳細機械圖則標明所有關鍵尺寸，包括焊盤位置及公差，通常為±0.1毫米。透鏡為全透明。

5.2 建議PCB焊接盤佈局

本文提供一個用於PCB佈局的焊盤圖案設計。此圖案確保回流焊接時形成正確的焊點，提供足夠的散熱緩解，並保持機械穩定性。遵循此建議的封裝圖案對於成功組裝和可靠性至關重要。

5.3 極性識別

該元件標有陰極（負極端子）。數據表說明了此標記在器件主體上的顯示方式（通常是陰極側的凹口、綠點或其他指示標記）。安裝時正確的極性方向對電路正常運作至關重要。

6. 焊接與組裝指引

6.1 紅外迴流焊接條件

對於無鉛焊接製程，建議採用特定嘅迴流溫度曲線。關鍵參數包括預熱溫度介乎150-200°C、預熱時間最長120秒、元件本體峰值溫度唔超過260°C，以及溫度高於260°C嘅時間限制喺最長10秒。元件不應經歷超過兩次迴流焊接循環。呢啲限制係基於JEDEC標準，以防止封裝破裂或內部材料劣化。

6.2 手動焊接

如必須進行手工焊接，操作時應格外小心。建議最高烙鐵咀溫度為300°C，每個焊點的焊接時間限於3秒內。手工焊接只應進行一次。

6.3 清洗

若需進行焊後清洗，只可使用指定溶劑。將LED於常溫下浸入乙醇或異丙醇少於一分鐘是可接受的。使用非指定的化學清潔劑可能會損壞塑膠封裝或透鏡。

6.4 儲存條件

LED對濕氣敏感。當儲存於原裝密封防潮袋連乾燥劑時，應保持在30°C或以下及90%相對濕度（RH）或以下的環境，建議使用期限為一年。一旦原包裝被打開，儲存環境不應超過30°C或60% RH。從原包裝取出的元件，理想情況下應在一星期內進行回焊（濕度敏感等級3，MSL 3）。如需在原包裝外長時間儲存，應將其置於帶有乾燥劑的密封容器中。若儲存超過一星期，建議在組裝前進行約60°C、至少20小時的烘烤，以去除吸收的濕氣，防止回焊過程中出現「爆米花」現象。

7. 包裝及訂購資料

7.1 帶裝及捲盤規格

元件以壓紋載帶配合保護蓋帶形式供應。載帶寬度為8毫米。捲盤標準直徑為7英寸（178毫米）。每捲盤包含5000件。若數量不足一整捲，尾數批次最低包裝數量為500件。包裝符合ANSI/EIA-481規範。

8. 應用建議

8.1 典型應用電路

LED係一種電流驅動裝置。為確保亮度一致，尤其係當多個LED並聯使用時，限流機制必不可少。最簡單嘅方法係使用串聯電阻。電阻值（R_series）可以根據歐姆定律計算：R_series = (V_supply - V_F) / I_F為實現更精準高效嘅控制，建議採用恆流驅動器或集成LED驅動IC。咁樣可以防止並聯燈串中出現電流搶佔現象，確保所有器件嘅光輸出均勻一致，從而補償Vf嘅自然差異。_F.

8.2 設計考量

• 散熱管理： 雖然功耗較低，但將結溫維持在限定範圍內，是確保長期可靠性及穩定光輸出的關鍵。請確保LED焊盤下方有足夠的PCB銅箔面積或散熱通孔以導走熱量，尤其在接近最大電流工作時更需注意。
• ESD防護： LED容易因靜電放電（ESD）而受損。組裝時必須遵循正確的ESD處理程序，包括使用接地工作台、防靜電手環及導電容器。
• 光學設計： 130度廣闊視角提供漫射光型。對於需要更集中光束嘅應用，可能需要二次光學元件（透鏡或導光管）。

9. 技術比較與區分

相比GaAsP（磷化鎵砷）等舊有技術，呢款基於AlInGaP嘅紅色LED具有明顯優勢。主要區別在於發光效率顯著更高，意味住喺相同輸入電流（mA）下可產生更多光輸出（毫坎德拉）。從而實現喺指定亮度水平下功耗更低，或者喺相同功率預算內亮度大幅提升。超薄0.2毫米厚度係相比許多標準SMD LED嘅關鍵機械優勢，能夠應用於日益輕薄嘅消費電子產品設計中。

10. 常見問題（基於技術參數）

10.1 峰值波長同主波長有咩分別？

峰值波長 (λ_P) 係指LED發出最多光功率嘅物理波長。主波長 (λ_d) 係基於人類顏色感知（CIE圖）計算出嚟嘅數值，最能代表肉眼所見嘅顏色。對於好似呢隻紅色LED嘅單色LED嚟講，兩者通常接近但唔完全一樣。關注色點（例如顯示器）嘅設計師應該參考主波長。

10.2 點解需要限流電阻？

LED嘅正向電壓具有負溫度系數，而且每粒LED之間都可能存在差異（正如分檔所示）。如果直接連接電壓源，V_F 嘅微小變化可能導致電流出現巨大且具破壞性嘅改變。串聯電阻（或恆流源）提供負反饋，能夠穩定工作電流以抵禦呢啲變化。

10.3 我可以用高於其V_F?

嘅電壓驅動呢粒LED嗎？可以，但你必須始終加入串聯限流元件（電阻或有源電路）。驅動電壓必須高於LED嘅V_F 先至有電流流通，但多餘嘅電壓會降喺限流元件上，從而設定正確嘅I_F.

11. 實際應用案例示例

場景：為網絡路由器設計一個狀態指示燈面板。 該面板需要五個紅色狀態LED。亮度均勻對用戶體驗至關重要。 設計步驟： 1) 確定所需亮度：為確保清晰可見度，選用Bin L (11.2-18.0 mcd)。 2) 確定驅動電流：選用I_F = 5mA（標準測試條件）以達致長壽命及低熱量。 3) 計算串聯電阻：假設供電為3.3V，典型V_F 為2.0V（來自Bin E3），R = (3.3V - 2.0V) / 0.005A = 260Ω。選用最接近的標準值（270Ω）。 4) 佈局：使用建議的PCB焊盤佈局。將所有五顆LED並聯連接，每顆均使用獨立的270Ω電阻連接至3.3V電源軌。這確保了獨立的電流控制以達致均勻性。 5) 組裝：遵循MSL-3指引及指定的回流焊溫度曲線。

12. 運作原理簡介

發光二極管 (LEDs) 係一種透過電致發光嚟發光嘅半導體器件。當正向電壓施加喺 p-n 接面時，來自 n 型區域嘅電子同埋來自 p 型區域嘅電洞就會注入接面區域。當呢啲電荷載子復合時，就會釋放能量。喺呢個特定器件中，半導體材料係 AlInGaP，經過設計令釋放嘅能量以光子（光）嘅形式出現，位於可見光譜嘅紅色部分（約 631-639 nm）。鋁、銦、鎵同磷化物原子嘅特定組成決定了帶隙能量，從而決定咗發出嘅光嘅顏色。

13. 技術趨勢

SMD LED技術嘅總體趨勢持續向更高效率（每瓦更多流明）、更細封裝尺寸同更高可靠性發展。對於指示燈類型嘅LED，重點係喺更低電流下實現更光輸出，同埋開發更薄嘅外形以滿足微型化便攜式電子產品嘅需求。材料科學嘅進步，例如改進咗AlInGaP同其他化合物半導體嘅外延生長技術，直接促進咗呢啲性能提升。此外，封裝同組裝工藝嘅標準化確保咗同不斷發展嘅高產量自動化生產線兼容。