SMD LED LTST-C171KDKT 數據手冊 - 紅色 AllnGaP - 20mA - 50mW

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，適用於各類電子設備中空間受限嘅應用。

1.1 主要特點

符合RoHS（有害物質限制）指令。
採用超亮鋁銦鎵磷（AllnGaP）半導體芯片發射紅光。
以行業標準8毫米載帶包裝，捲繞於7英吋直徑捲盤，適用於自動貼片機。
採用EIA（電子工業聯盟）標準外形封裝。
電氣上與集成電路（IC）驅動電平兼容。
設計用於與自動貼裝設備兼容。
可承受標準紅外線（IR）回流焊接製程。

1.2 目標應用

此LED適用於多個領域，作為狀態指示燈、背光燈或信號源：

Telecommunications equipment (e.g., cordless/cellular phones).
Office automation devices (e.g., notebook computers, network systems).
家庭電器及消費電子產品。
工業控制及儀錶面板。
鍵盤或鍵盤背光。
狀態及電源指示燈。
微型顯示器及符號照明裝置。

封裝尺寸與配置

該器件採用透明透鏡封裝紅色AllnGaP光源。所有尺寸規格均以毫米（mm）為單位。除非另有明確說明，所有線性尺寸的標準公差為±0.1毫米。數據表中包含詳細的機械圖紙，定義了封裝外形、引腳配置及推薦的PCB焊盤佈局，以確保正確的電路板佈線與焊接。

3. 額定值及特性

除非另有說明，所有規格均在環境溫度 (Ta) 為 25°C 下定義。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): 50 mW
峰值正向電流 (I_F(peak)): 40 mA (於 1/10 佔空比，0.1ms 脈衝寬度)
Continuous DC Forward Current (I_F): 20 mA
反向電壓 (V_R): 5 V
工作溫度範圍： -30°C 至 +85°C
儲存溫度範圍： -40°C 至 +85°C
Infrared Reflow Soldering Condition： 最高溫度260°C，持續時間最長10秒。

3.2 電氣與光學特性

下表詳細列出器件在額定正向電流20mA下工作時的典型性能參數。

發光強度 (I_V): 4.5 - 45.0 mcd (millicandela)。使用經濾波以匹配CIE明視覺響應曲線的傳感器測量。
視角 (2θ_1/2): 130度。定義為光強度降至軸上值一半時的全角。
Peak Emission Wavelength (λ_P): 650 nm (typical).
Dominant Wavelength (λ_d): 630 - 645 nm。代表在CIE色度圖上感知到的顏色點。
譜線半高寬 (Δλ)： 20 nm（典型值）。峰值光譜強度一半處的波長帶寬。
正向電壓 (V_F): 1.6 - 2.4 V at I_F=20mA.
Reverse Current (I_R): 10 μA (maximum) at V_R=5V.

3.3 靜電放電（ESD）注意事項

本裝置對靜電放電及電湧敏感。在處理及組裝過程中，必須遵循正確的ESD控制程序。包括使用接地手帶、防靜電手套，並確保所有設備及工作枱面妥善接地，以防止潛在或災難性損壞。

4. Bin Ranking System

為確保生產中顏色與亮度的一致性，器件會根據測量的發光強度進行分檔。分檔代碼會被標記以供追溯。

4.1 Luminous Intensity Binning

對於紅色光型號，亮度分級定義如下（於I_F=20mA條件下量測）：

分級J： 4.5 - 7.1 mcd
Bin K: 7.1 - 11.2 mcd
Bin L: 11.2 - 18.0 mcd
Bin M: 18.0 - 28.0 mcd
Bin N: 28.0 - 45.0 mcd

每個光強級別嘅上下限適用±15%嘅公差。

5. Performance Curve Analysis

數據表包含關鍵特性的圖形表示，這對於電路設計和性能預測至關重要。

5.1 電流與電壓 (I-V) 曲線

呢條曲線顯示咗正向電壓（V_F）同正向電流（I_F）之間嘅關係。佢展示咗LED嘅典型導通電壓同動態電阻，對於設計限流電路至關重要。

5.2 相對發光強度與正向電流嘅關係

此圖表顯示光輸出如何隨驅動電流變化。在建議工作範圍內，通常呈現近乎線性嘅關係，有助於透過電流調制控制亮度。

5.3 Relative Luminous Intensity vs. Ambient Temperature

此曲線描繪咗光輸出嘅熱降額情況。發光強度通常會隨接面溫度上升而下降，對於喺高溫環境或高驅動電流下運作嘅應用嚟講，呢個係一個關鍵因素。

5.4 光譜分佈

光譜功率分佈圖顯示咗發射光嘅強度隨波長變化嘅關係。佢確認咗峰值波長 (λ_P) 同光譜半寬度 (Δλ)，從而界定咗紅色發光嘅色純度。

6. 組裝與處理指引

6.1 清潔

如焊接後需要清潔，只應使用指定溶劑。將LED於室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環氧樹脂透鏡或封裝。

6.2 建議的PCB焊盤佈局

本文提供建議焊盤幾何形狀的詳細圖紙，以確保形成可靠的焊點、正確對位及足夠的機械強度。嚴格遵循此焊盤佈局對於成功的回流焊接至關重要。

6.3 帶裝及捲盤包裝規格

本器件以壓紋載帶配保護蓋帶形式供應。主要包裝細節包括：

載帶寬度：8 mm。
捲盤直徑：7英寸（178毫米）。
每捲數量：3000件。
剩餘物料最低訂購量：500件。
包裝符合 ANSI/EIA-481 標準。

7. 應用說明及注意事項

7.1 預期用途

此元件專為標準商業及工業電子設備而設計。它不適用於安全關鍵應用，即元件故障可能直接危及生命或健康的情況（例如，航空、醫療生命維持、交通控制）。若用於此類應用，必須諮詢製造商。

7.2 儲存條件

密封包裝： 儲存於≤30°C及≤90%相對濕度(RH)環境下。當防潮袋連乾燥劑完好無損時，保質期為一年。
已開封包裝： 對於從密封袋中取出的元件，儲存環境不得超過30°C / 60% RH。建議在暴露後672小時（28天）內完成IR迴流焊接，對應濕度敏感等級（MSL）2a。若暴露時間更長，焊接前需在約60°C下烘烤至少20小時，以防止迴流焊接時出現爆米花現象。

7.3 焊接建議

回流焊接（无铅制程）：

预热温度：150-200°C
預熱時間：最長120秒
本體最高溫度：最高260°C
高於260°C時間：總計最長10秒（最多2次迴流焊接循環）

手動焊接（電烙鐵）：

烙鐵頭溫度：最高300°C
接觸時間：最多3秒（只限一次）

注意：最佳回流焊溫度曲線取決於具體的PCB設計、焊錫膏及回流焊爐。提供的條件是基於JEDEC標準及元件級驗證的指引。

7.4 驅動電路設計

LED 是電流驅動器件。當並聯驅動多個 LED 時，為確保亮度均勻，必須為每個 LED 串聯一個獨立的限流電阻。此舉可補償不同器件之間正向電壓 (V_F) 的自然差異，防止電流爭奪及照明不均。不建議將 LED 直接連接到電壓源而無串聯電阻，此舉很可能導致器件過早失效。

8. 技術深入探討與設計考量

8.1 AllnGaP 技術

磷化鋁銦鎵 (AllnGaP) 是一種半導體材料系統，特別適合用於生產高效率的紅色、橙色和黃色LED。與磷化砷化鎵 (GaAsP) 等舊有技術相比，AllnGaP 提供顯著更高的發光效率（每電瓦的光輸出）、更好的溫度穩定性以及更優異的色彩純度。這使其成為需要明亮、可靠紅色指示燈應用的首選。

8.2 熱管理

雖然封裝細小，但管理接面溫度對於長期可靠性及維持光輸出至關重要。必須遵守50mW的最大功耗額定值。設計人員應考慮從LED接面到周圍環境的熱傳導路徑。在PCB上使用足夠的銅箔面積可充當散熱器，有助於散熱並降低工作接面溫度，從而保持發光強度及使用壽命。

8.3 光學設計考慮因素

130度視角將其歸類為廣角LED。這對於需要從多個角度都能清楚看見的狀態指示燈來說是理想選擇。若應用需要更集中的光束，則需使用二次光學元件（如透鏡或導光管）。其水清透鏡能從晶片中提取最高光量，從而最大化正向發光強度。

8.4 與替代技術比較

呢款AllnGaP紅光LED嘅主要優勢在於佢結合咗亮度同效率。對於要求唔高、唔需要極致亮度嘅應用，舊款GaAsP LED可能係一個成本較低嘅替代方案，但佢哋會暗啲同冇咁高效。對於需要深紅光或紅外線發射嘅應用，可能會用到砷化鎵（GaAs）或砷化鋁鎵（AlGaAs）芯片。具體選擇取決於應用嘅特定波長、效率同成本目標。

LED規格術語

LED技術術語完整解說

光電性能

術語	單位/表述	簡易說明	為何重要
發光效能	lm/W (流明每瓦)	每瓦電力嘅光輸出，數值越高代表越慳電。	直接決定能源效益級別同電費開支。
Luminous Flux	lm (流明)	光源發出的總光量，通常稱為「亮度」。	判斷光線是否足夠明亮。
視角	° (度)，例如：120°	光強度降至一半時嘅角度，決定光束寬度。	影響照明範圍同均勻度。
CCT (色溫)	K (Kelvin)，例如 2700K/6500K	光線嘅暖/冷調，數值越低越偏黃/暖，越高越偏白/冷。	決定照明氛圍同適用場景。
CRI / Ra	無單位，0–100	準確呈現物件顏色的能力，Ra≥80為良好。	影響色彩真實性，用於商場、博物館等高要求場所。
SDCM	MacAdam橢圓步階，例如「5步階」	色彩一致性指標，數值愈細代表色彩一致性愈高。	確保同一批次LED燈顏色均勻一致。
Dominant Wavelength	nm（納米），例如：620nm（紅色）	對應彩色LED顏色的波長。	決定紅色、黃色、綠色單色LED嘅色調。
Spectral Distribution	波長與強度曲線	顯示跨波長嘅強度分佈。	影響色彩還原同品質。

電氣參數

術語	符號	簡易說明	設計考量
正向電壓	Vf	啟動LED所需嘅最低電壓，類似「起始閾值」。	驅動器電壓必須≥Vf，串聯LED嘅電壓會累加。
Forward Current	If	正常LED運作之電流值。	Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan.
最大脈衝電流	Ifp	短時間內可承受嘅峰值電流，用於調光或閃爍。	Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage.
反向電壓	Vr	LED可承受的最大反向電壓，超出此值可能導致擊穿。	電路必須防止反接或電壓尖峰。
Thermal Resistance	Rth (°C/W)	由晶片傳熱至焊料的熱阻，數值越低越好。	熱阻越高，散熱要求越強。
ESD Immunity	V (HBM), e.g., 1000V	抵禦靜電放電嘅能力，數值越高代表越唔易受損。	生產過程中需要採取防靜電措施，尤其係對於敏感嘅LED。

Thermal Management & Reliability

術語	關鍵指標	簡易說明	影響
接面溫度	Tj (°C)	LED晶片內部實際工作溫度。	每降低10°C，壽命可能延長一倍；溫度過高會導致光衰、色偏。
Lumen Depreciation	L70 / L80 (小時)	亮度降至初始值70%或80%所需時間。	直接定義LED「使用壽命」。
光通維持率	%（例如：70%）	使用一段時間後亮度保持百分比。	表示長期使用下的亮度保持情況。
Color Shift	Δu′v′ 或 MacAdam 橢圓	使用期間的顏色變化程度。	影響照明場景嘅色彩一致性。
Thermal Aging	Material degradation	因長期高溫而導致嘅劣化。	可能導致亮度下降、顏色變化或開路故障。

Packaging & Materials

術語	常見類型	簡易說明	Features & Applications
封裝類型	EMC, PPA, Ceramic	外殼物料保護晶片，提供光學/熱學介面。	EMC：良好耐熱性，成本較低；陶瓷：散熱更佳，壽命更長。
Chip Structure	正面，倒裝晶片	晶片電極排列。	倒裝晶片：散熱更佳，效能更高，適用於高功率。
Phosphor Coating	YAG, Silicate, Nitride	覆蓋藍色晶片，將部分轉化為黃/紅色，混合成白光。	不同熒光粉會影響效能、CCT同CRI。
鏡頭/光學元件	平面、微透鏡、全內反射	控制光線分佈的表面光學結構。	決定視角與光線分佈曲線。

Quality Control & Binning

術語	分檔內容	簡易說明	目的
Luminous Flux Bin	代碼，例如 2G、2H	按亮度分組，每組有最小/最大流明值。	確保同一批次亮度均勻。
Voltage Bin	Code e.g., 6W, 6X	按正向電壓範圍分組。	有助於驅動器匹配，提升系統效率。
色料箱	5-step MacAdam ellipse	按色座標分組，確保範圍緊密。	保證顏色一致性，避免燈具內部顏色不均。
CCT Bin	2700K、3000K等。	按相關色溫分組，每組均有對應的座標範圍。	滿足不同場景的相關色溫要求。

Testing & Certification

術語	Standard/Test	簡易說明	重要性
LM-80	光通維持測試	恆溫長期點亮，記錄亮度衰減。	用於估算LED壽命（配合TM-21）。
TM-21	壽命估算標準	根據LM-80數據估算實際條件下的壽命。	提供科學壽命預測。
IESNA	Illuminating Engineering Society	涵蓋光學、電學、熱學測試方法。	業界認可的測試基準。
RoHS / REACH	環保認證	確保不含任何有害物質（鉛、汞）。	國際市場准入要求。
ENERGY STAR / DLC	能源效益認證	照明設備的能源效益與性能認證。	用於政府採購、補貼計劃，提升競爭力。