SMD LED LTST-E682KGKFWT 規格書 - 封裝尺寸 - 順向電壓 1.8-2.4V - 發光強度最高 450mcd - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件詳細說明一款專為自動化印刷電路板（PCB）組裝而設計的表面黏著元件（SMD）LED 的規格。此元件以其微型尺寸為特點，適用於廣泛電子設備中空間受限的應用。

1.1 核心優勢與目標市場

此 LED 的主要優勢包括符合環保法規、相容於標準自動化製造流程，以及堅固的封裝便於操作與儲存。它專為整合至通訊設備、辦公室自動化設備、家電產品及工業控制系統而設計。其主要功能為狀態指示、訊號與符號照明，以及前面板背光。

1.2 主要特性

• 符合有害物質限制（RoHS）指令。
• 包裝於 8mm 載帶並捲繞於 7 英吋直徑捲盤，便於高速取放組裝。
• 標準化 EIA 封裝佔位面積，確保與業界標準 PCB 佈局相容。
• 積體電路（IC）相容的驅動特性。
• 完全相容於自動貼裝設備。
• 可承受符合業界標準的紅外線（IR）迴焊製程。
• 預處理至 JEDEC 濕度敏感等級 3，表示開袋後在 <30°C/60% RH 條件下，車間壽命為 168 小時。

2. 技術參數：深入客觀解讀

以下章節根據提供的數據，對 LED 的電氣、光學及熱特性進行詳細分析。

2.1 絕對最大額定值

這些額定值定義了可能導致元件永久損壞的應力極限。為確保設計可靠，不建議在或接近這些極限下操作。

• 功率消耗（P_d）：橙色與綠色晶片最大均為 72 mW。此參數限制了順向電流與電壓的組合。
• 峰值順向電流（I_FP）：80 mA，僅允許在脈衝條件下（1/10 工作週期，0.1ms 脈衝寬度）。這與多工或短暫訊號爆發相關。
• 連續順向電流（I_F）：30 mA DC。這是穩態操作時建議的最大電流。
• 逆向電壓（V_R）：最大 5 V。超過此值可能導致接面崩潰。
• 操作與儲存溫度：操作溫度為 -40°C 至 +85°C，儲存溫度為 -40°C 至 +100°C。這些範圍是商用級元件的典型值。

2.2 電氣與光學特性

這些是在標準測試條件下（Ta=25°C，I_F=20mA）測得的典型性能參數。

• 發光強度（I_V）：橙色：140-450 mcd（毫燭光）。綠色：71-224 mcd。使用近似於明視覺（人眼）反應的濾光片測量。寬廣的範圍表示使用了分級系統（見第 3 節）。
• 視角（2θ_1/2）：120 度（典型值）。此寬廣視角由擴散透鏡實現，提供寬廣、均勻的照明模式，而非窄光束。
• 峰值波長（λ_P）：橙色：611 nm。綠色：574 nm。這是發射光功率最大的波長。
• 主波長（λ_d）：橙色：605 nm。綠色：571 nm。這是人眼感知的單一波長，定義了 CIE 色度圖上的色點。
• 頻譜頻寬（Δλ）：橙色：17 nm。綠色：15 nm。這表示光的頻譜純度；頻寬越窄，顏色飽和度越高。
• 順向電壓（V_F）：兩種顏色在 20mA 時均為 1.8 V 至 2.4 V。設計師在計算串聯限流電阻時必須考慮此電壓降。
• 逆向電流（I_R）：在 V_R=5V 時最大為 10 μA。低值表示接面品質良好。

3. 分級系統說明

為確保生產中亮度的一致性，LED 會根據其發光強度進行分類（分級）。每個級別內的公差為 +/-11%。

3.1 發光強度分級

橙色 LED 級別：R2 (140-180 mcd)、S1 (180-224 mcd)、S2 (224-280 mcd)、T1 (280-355 mcd)、T2 (355-450 mcd)。
綠色 LED 級別：Q1 (71-90 mcd)、Q2 (90-112 mcd)、R1 (112-140 mcd)、R2 (140-180 mcd)、S1 (180-224 mcd)。
此系統允許設計師根據應用選擇合適的亮度等級，以平衡成本與性能。

4. 性能曲線分析

雖然規格書中引用了具體圖表，但其含義對設計至關重要。

4.1 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V 曲線)

I-V 特性是非線性的，這是二極體的典型特徵。順向電壓具有負溫度係數，意味著 V_F會隨著接面溫度升高而略微下降。這在恆流驅動設計中必須加以考慮。

4.2 發光強度 vs. 順向電流

在建議的操作範圍內，發光強度大致與順向電流成正比。然而，在極高電流下，由於熱量增加，效率（每瓦流明）可能會降低。

4.3 光譜分佈

所引用的光譜分佈曲線將顯示 AlInGaP 技術特有的窄發射峰，中心位於所述的峰值波長附近，證實了其色彩純度。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸與接腳定義

此 LED 採用標準 SMD 佔位面積。關鍵尺寸包括本體尺寸和接腳間距。所有尺寸單位為毫米，典型公差為 ±0.2 mm。接腳定義明確：接腳 1 和 2 用於綠色 LED 晶片，接腳 3 和 4 用於橙色 LED 晶片。此雙晶片、四接腳配置允許獨立控制兩種顏色。

5.2 建議 PCB 焊接墊

提供了焊墊圖案，以確保正確的焊點形成和機械穩定性。遵循此建議對於在迴焊過程中實現可靠的焊接連接，並防止墓碑效應或錯位至關重要。

6. 焊接與組裝指南

6.1 紅外線迴焊溫度曲線

提供了符合 J-STD-020B 無鉛製程的建議迴焊曲線。關鍵參數包括預熱區（150-200°C，最長 120 秒）、封裝本體峰值溫度不超過 260°C，以及限制液相線以上時間（TAL），以確保焊點正確形成，同時不對 LED 封裝或環氧樹脂透鏡造成熱損傷。

6.2 儲存與操作注意事項

• 儲存（密封袋）：≤30°C 且 ≤70% RH。一年內使用。
• 儲存（開封後）：≤30°C 且 ≤60% RH。在 168 小時（一週）內完成紅外線迴焊。
• 長期儲存（已開封）：儲存在帶有乾燥劑的密封容器中或氮氣環境中。
• 烘烤：若暴露超過 168 小時，在焊接前應以 60°C 烘烤至少 48 小時，以去除吸收的濕氣，防止迴焊時發生 "爆米花效應"。

6.3 清潔

應僅使用指定的清潔劑。建議使用異丙醇或乙醇。浸泡應在常溫下進行，且時間少於一分鐘，以防止損壞封裝材料。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 載帶與捲盤規格

元件供應於壓紋載帶上，寬度 8mm，捲繞於 7 英吋（178mm）直徑的捲盤。標準捲盤數量為 2000 顆。對於尾數訂單，最小包裝數量為 500 顆。包裝符合 ANSI/EIA-481 規範。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

• 狀態指示器：電源開/關、網路活動、電池充電、系統就緒。
• 背光：前面板上按鍵、圖示或符號的照明。
• 訊號燈：簡單的顏色編碼訊息（例如，綠色表示正常，橙色表示警告）。

8.2 設計考量

• 電流限制：務必使用串聯電阻或恆流驅動器來設定順向電流。使用公式 R = (V_電源- V_F) / I_F.
• 計算電阻值。熱管理：
• 雖然功率消耗低，但若在高環境溫度或最大電流下操作，應確保足夠的 PCB 銅箔面積或散熱孔，以將接面溫度維持在限制範圍內。靜電防護：

在操作和組裝過程中應遵守標準的 ESD 預防措施。

9. 技術比較與差異化

此 LED 的主要差異化特點在於其使用 AlInGaP 半導體材料和擴散透鏡。與 GaAsP 等舊技術相比，AlInGaP 技術通常為琥珀色/橙色/紅色提供更高的發光效率和更好的溫度穩定性。擴散透鏡提供非常寬廣（120°）且均勻的視角，這對於 LED 可能從不同角度觀看的應用非常有利，相較於用於定向光的窄視角 LED。

10. 基於技術參數的常見問題

10.1 我可以持續以 30mA 驅動這顆 LED 嗎？

可以，30mA 是額定的最大連續直流順向電流。為了獲得最佳壽命和穩定性能，通常建議以較低的電流操作，例如 20mA（測試條件）。

10.2 為什麼發光強度和順向電壓會有一個範圍？

製造變異導致這些參數自然分佈。分級系統（第 3 節）根據強度對 LED 進行分類。順向電壓在給定電流下，其典型值有指定的 +/- 0.1V 公差。電路設計必須適應這些範圍。

10.3 如何獨立控制這兩種顏色？

此 LED 有兩個獨立半導體晶片（一個綠色，一個橙色），具有獨立的陽極/陰極連接（接腳 1-2 用於綠色，3-4 用於橙色）。您需要兩個獨立的驅動電路（例如，連接到不同微控制器 GPIO 接腳的兩個限流電阻）來分別控制它們。

11. 實務設計與使用案例案例：網路設備的雙狀態指示器。_F設計師需要一個單一元件來顯示 "已連線"（綠色）和 "資料傳輸中"（橙色）狀態。此 LED 是理想選擇。當連線建立時，綠色晶片連接到設定為高電位的 GPIO 接腳。橙色晶片連接到另一個 GPIO 接腳，該接腳與資料活動同步脈衝（例如，使用 80mA 峰值電流額定值）。寬廣的視角確保從設備前方的任何位置都能看到狀態。設計師為綠色選擇 R2 級別，為橙色選擇 S1 級別，以確保足夠且平衡的亮度，並使用 20mA 驅動電流，以及根據典型 V

=2.1V 和 3.3V 系統電源計算出的適當串聯電阻。

12. 原理介紹

此 LED 基於磷化鋁銦鎵（AlInGaP）半導體技術。當順向電壓施加於 p-n 接面時，電子和電洞重新結合，以光子（光）的形式釋放能量。AlInGaP 合金的特定成分決定了能隙能量，從而決定了發射光的波長（顏色）——在本例中為綠色和橙色。擴散透鏡由含有散射粒子的環氧樹脂製成，這些粒子使發射光的方向隨機化，產生寬廣、類似朗伯分佈的發射模式。

13. 發展趨勢