SMD LED LTST-T680UBWT 規格書 - 擴散藍光 - 120° 視角 - 2.6-3.4V - 30mA - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件提供一款表面黏著元件 (SMD) LED 的完整技術規格。此元件專為自動化印刷電路板 (PCB) 組裝而設計，其微型尺寸非常適合空間受限的應用。該 LED 採用 InGaN (氮化銦鎵) 半導體材料來產生擴散藍光輸出。其主要功能是作為狀態指示器、信號燈或廣泛電子設備中的前面板背光。

1.1 產品特點

• 符合 RoHS (危害性物質限制指令) 規範。
• 包裝於 7 英吋直徑捲盤上的 8mm 載帶，適用於自動化取放組裝。
• 標準 EIA (電子工業聯盟) 封裝佔位面積。
• 與積體電路 (IC) 相容的驅動位準。
• 完全相容於自動化置放設備。
• 適用於紅外線 (IR) 迴焊製程。
• 預處理至 JEDEC (聯合電子裝置工程委員會) 濕度敏感等級 3。

1.2 應用領域

此 LED 適用於跨越多個產業的各種應用，包括：

• 通訊設備 (例如：無線電話與行動電話)。
• 辦公室自動化設備 (例如：筆記型電腦、網路系統)。
• 家電與消費性電子產品。
• 工業控制與監控設備。
• 狀態與電源指示燈。
• 信號與符號照明。
• 前面板與顯示器背光。

2. 技術參數深度分析

2.1 絕對最大額定值

以下額定值定義了可能導致元件永久損壞的極限。所有數值均在環境溫度 (Ta) 25°C 下指定。

• 功率消耗 (Pd)：102 mW。這是 LED 封裝能以熱形式散發的最大功率。
• 峰值順向電流 (I_FP)：100 mA。這是最大允許的瞬間電流，通常在脈衝條件下 (1/10 工作週期，0.1ms 脈衝寬度)。
• 直流順向電流 (I_F)：30 mA。這是為確保長期可靠運作所建議的最大連續順向電流。
• 操作溫度範圍：-40°C 至 +85°C。LED 設計運作的環境溫度範圍。
• 儲存溫度範圍：-40°C 至 +100°C。非運作狀態下的儲存溫度範圍。

2.2 電氣與光學特性

這些是典型性能參數，測量條件為 Ta=25°C 且順向電流 (I_F) 為 20mA，除非另有說明。

• 發光強度 (I_V)：280.0 - 710.0 mcd (毫燭光)。發出的可見光量，使用符合人眼明視覺反應 (CIE 曲線) 的濾波感測器測量。寬廣的範圍表示此元件提供不同亮度等級的分級。
• 視角 (2θ_1/2)：120 度 (典型值)。這是發光強度降至軸上 (0°) 測得強度一半時的全角。120° 角度表示寬廣、擴散的光型，適合指示燈應用。
• 峰值發射波長 (λ_P)：468 nm (典型值)。光學輸出功率達到最大值時的波長。
• 主波長 (λ_d)：465 - 475 nm。這是人眼感知、定義 LED 顏色的單一波長，由 CIE 色度圖計算得出。
• 譜線半寬度 (Δλ)：20 nm (典型值)。在最大強度一半處測量的頻譜頻寬 (半高全寬 - FWHM)。
• 順向電壓 (V_F)：2.6 - 3.4 V。以 20mA 驅動時 LED 兩端的電壓降。此範圍受分級影響。
• 逆向電流 (I_R)：在 V_R=5V 時為 10 μA (最大值)。此元件並非設計用於逆向偏壓操作；此參數僅供測試用途。

3. 分級系統說明

為確保生產批次的一致性，LED 會根據關鍵的電氣與光學參數進行分級。這讓設計師能選擇符合特定應用在亮度、顏色與電壓方面要求的元件。

3.1 順向電壓 (V_f) 等級

在 I_F= 20mA 條件下分級。每個等級的公差為 ±0.1V。

• D6：2.6V (最小值) - 2.8V (最大值)
• D7：2.8V (最小值) - 3.0V (最大值)
• D8：3.0V (最小值) - 3.2V (最大值)
• D9：3.2V (最小值) - 3.4V (最大值)

3.2 發光強度 (I_V) 等級

在 I_F= 20mA 條件下分級。每個等級的公差為 ±11%。

• T1：280.0 mcd (最小值) - 355.0 mcd (最大值)
• T2：355.0 mcd (最小值) - 450.0 mcd (最大值)
• U1：450.0 mcd (最小值) - 560.0 mcd (最大值)
• U2：560.0 mcd (最小值) - 710.0 mcd (最大值)

3.3 主波長 (W_d) 等級

在 I_F= 20mA 條件下分級。每個等級的公差為 ±1 nm。

• AC：465.0 nm (最小值) - 470.0 nm (最大值)
• AD：470.0 nm (最小值) - 475.0 nm (最大值)

4. 性能曲線分析

典型性能曲線 (未在提供的摘錄中顯示但被引用) 通常會說明關鍵參數之間的關係。設計師應查閱完整的規格書以取得這些圖表，通常包括：

• 相對發光強度 vs. 順向電流 (I-V 曲線)：顯示光輸出如何隨驅動電流增加，直至最大額定值。
• 順向電壓 vs. 順向電流：說明二極體的非線性 V-I 特性。
• 相對發光強度 vs. 環境溫度：展示隨著接面溫度上升，光輸出會下降，這是熱管理的關鍵因素。
• 頻譜分佈：顯示跨波長的相對光功率圖，中心約在峰值波長 ~468 nm，典型 FWHM 為 20 nm。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

此 LED 採用標準表面黏著封裝。所有尺寸單位為毫米 (mm)，一般公差為 ±0.2 mm，除非另有規定。具體的尺寸圖會顯示長度、寬度、高度以及引腳/焊墊間距。

5.2 極性識別與焊墊設計

此元件具有陽極與陰極。極性通常透過封裝上的標記或非對稱的焊墊設計來指示。規格書提供了建議的 PCB 焊墊圖案 (連接焊墊)，適用於紅外線與氣相迴焊，以確保正確的焊點形成與對齊。

6. 焊接與組裝指南

6.1 建議紅外線迴焊曲線 (無鉛)

焊接曲線應符合 J-STD-020B 無鉛製程標準。關鍵參數包括：

• 預熱溫度：150°C 至 200°C。
• 預熱時間：最長 120 秒。
• 峰值溫度：最高 260°C。
• 液相線以上時間：應根據錫膏規格進行控制。
• 總焊接時間：在峰值溫度下最長 10 秒 (最多允許兩次迴焊循環)。

注意：最佳曲線取決於特定的 PCB 設計、錫膏與迴焊爐。提供的曲線是基於 JEDEC 標準的通用目標。

6.2 手動焊接 (電烙鐵)

• 烙鐵溫度：最高 300°C。
• 焊接時間：每個焊點最長 3 秒。
• 限制：使用烙鐵時僅能進行一次性焊接。

6.3 儲存條件

• 密封包裝 (含乾燥劑)：儲存於 ≤30°C 且 ≤70% RH。請於一年內使用。
• 已開封包裝：儲存於 ≤30°C 且 ≤60% RH。建議在開封後 168 小時 (7 天) 內完成紅外線迴焊。
• 長期儲存 (袋外)：儲存於帶有乾燥劑的密封容器或氮氣環境中。
• 若暴露超過 168 小時：在焊接前，請以約 60°C 烘烤至少 48 小時，以去除濕氣並防止迴焊過程中發生爆米花效應。

6.4 清潔

若焊接後需要清潔，請僅使用指定的溶劑。將 LED 在常溫下浸入乙醇或異丙醇中，時間少於一分鐘。請勿使用未指定的化學液體。

7. 包裝與處理

7.1 載帶與捲盤規格

LED 以凸版載帶包裝供應，用於自動化組裝。

• 捲盤直徑：7 英吋。
• 載帶寬度：8 mm。
• 每捲數量：2000 顆。
• 空穴以蓋帶密封。
• 包裝符合 ANSI/EIA-481 規範。
• 連續缺失元件 (空穴) 的最大數量為兩個。

8. 應用說明與設計考量

8.1 驅動方式

LED 是電流驅動元件。為確保並聯驅動多顆 LED 時的亮度均勻性，強烈建議為每顆 LED 使用串聯限流電阻，或以恆流源驅動。直接從電壓源並聯驅動 LED，可能因順向電壓 (V_F) 特性的自然差異而導致顯著的亮度變化，即使在同一等級內也是如此。

8.2 熱管理

雖然功率消耗相對較低 (最大 102 mW)，但適當的熱設計對於維持 LED 壽命與性能一致性至關重要。確保 PCB 焊墊設計提供足夠的散熱，特別是在接近或達到最大直流電流 (30mA) 或高環境溫度下運作時。過高的接面溫度將降低光輸出並加速性能衰減。

8.3 應用範圍與注意事項

此元件設計用於普通電子設備。對於需要極高可靠性，且故障可能危及生命或健康的應用 (例如：航空、醫療、安全系統)，在設計導入前需要進行專門的技術諮詢。此元件並非設計用於逆向電壓操作。

9. 技術比較與差異化

此 LED 的關鍵差異化特點包括其120° 寬視角搭配擴散透鏡，提供柔和、均勻的照明，非常適合面板指示燈。採用InGaN 技術實現了高效的藍光發射。其與標準紅外線迴焊製程以及JEDEC 等級 3預處理的相容性，使其適用於現代化、大批量的 PCB 組裝產線。針對電壓、強度與波長的完整分級結構，允許精確選擇以滿足應用特定的顏色與亮度一致性要求。

10. 常見問題 (基於技術參數)

10.1 峰值波長與主波長有何不同？

峰值波長 (λ_P)：LED 頻譜輸出曲線最高點對應的波長 (典型值 468 nm)。主波長 (λ_d)：定義人眼感知顏色的單一波長，由 CIE 色度座標計算得出 (465-475 nm)。對於像此藍光 LED 這樣的單色 LED，兩者通常很接近，但主波長對於顏色規格更為相關。

10.2 我可以持續以 30mA 驅動這顆 LED 嗎？

可以，30mA 是建議的最大直流順向電流。然而，在絕對最大額定值下運作會產生更多熱量，並可能降低長期可靠性。若應用亮度要求允許，為獲得最佳壽命與穩定性，建議以較低的電流 (例如測試條件 20mA) 驅動。

10.3 為何發光強度範圍如此寬廣 (280-710 mcd)？

此範圍代表所有可用亮度等級 (T1, T2, U1, U2) 的總跨度。特定訂單將針對單一等級 (例如：U1: 450-560 mcd)。分級系統確保您收到的 LED 在定義的、更窄的範圍內具有一致的亮度。

10.4 如何解讀120° 視角？

這是全視角 (2θ_1/2)。意指從強度降至軸上值 50% 的一側，到另一側強度也降至 50% 的角度。因此，LED 在一個非常寬廣的 120 度錐角內發射可用光線，使其能從許多側面角度被看見。

11. 設計與使用案例範例

情境：為網路路由器設計一個狀態指示面板，使用多顆藍光 LED 顯示鏈路活動與電源狀態。

1. 元件選擇：選擇 U1 亮度等級 (450-560 mcd)，以在辦公室環境中獲得良好的可見度。選擇 AC 波長等級 (465-470 nm)，使所有指示燈的藍色調保持一致。
2. 電路設計：使用 3.3V 電源軌。假設 D7 等級的典型 V_F為 2.9V，目標 I_F為 20mA，計算串聯電阻：R = (V_電源- V_F) / I_F= (3.3V - 2.9V) / 0.02A = 20 Ω。每顆 LED 使用一顆 20 Ω, 1/10W 的電阻。
3. PCB 佈局：實施規格書中建議的焊墊佔位面積。確保 LED 之間有足夠的間距，以免擴散光型相互干擾。
4. 組裝：遵循提供的紅外線迴焊曲線。打開防潮袋後，請在 168 小時內完成電路板組裝。
5. 結果：一個具有均勻、明亮藍色指示燈的面板，從寬廣角度清晰可見，在產品壽命期內可靠運作。

12. 工作原理簡介

此 LED 是一種半導體光子元件。其核心是由 InGaN 材料製成的晶片，形成一個 p-n 接面。當施加超過接面臨界值 (約 2.6-3.4V) 的順向電壓時，電子與電洞會注入接面。當這些電荷載子復合時，會以光子 (光) 的形式釋放能量。InGaN 半導體的特定能隙決定了光子的波長，在此例中位於可見光譜的藍光區域 (~468 nm)。內建的擴散透鏡散射光線，將發射模式拓寬至 120 度視角。

13. 技術趨勢

表面黏著 LED 持續朝著更高效率 (每瓦更多流明)、更小封裝尺寸以及改善顏色一致性的方向發展。為滿足需要精確顏色匹配的應用 (例如全彩顯示器與建築照明) 需求，對色度與光通量更嚴格的分級公差日益受到重視。此外，封裝材料的進步正在提升熱性能，允許在微型佔位面積上實現更高的驅動電流與更大的光輸出。與標準、高速 SMT 組裝製程的相容性仍然是基本要求，推動著能夠承受迴焊熱應力與機械應力的穩健設計。