SMD LED LTST-108TBL 資料手冊 - 藍光 InGaN - 3.2x1.6x1.1mm - 最大 3.4V - 102mW - 英文技術文件

1. 產品概述

LTST-108TBL 是一款表面黏著元件（SMD）發光二極體（LED），專為自動化印刷電路板（PCB）組裝而設計。其微型尺寸使其適用於廣泛電子設備中空間受限的應用。

1.1 核心優勢

• 微型佔位面積： 緊湊的EIA標準封裝允許高密度的PCB佈局。
• 自動化相容性： 產品以8mm載帶供應於7英吋捲盤上，完全相容於自動貼片設備。
• 穩健製造： 兼容紅外線（IR）回流焊接製程，支援無鉛（Pb-free）組裝生產線。
• 環境合規性： 本產品符合RoHS（有害物質限制）指令。
• 可靠性： 元件經過預處理以加速達到JEDEC Level 3濕度敏感等級，確保焊接過程中的可靠性。

1.2 Target Market & Applications

此LED專為消費性、商業及工業電子產品設計，適用於需要可靠、低調狀態指示的場合。

• Telecommunications: 路由器、數據機及網路交換器上的狀態指示燈。
• Office Automation & Computing: 筆記型電腦、桌上型電腦及周邊裝置上的電源/活動指示燈。
• 首頁 Appliances & Consumer Electronics: 控制面板上的指示燈。
• 工業設備： 機器狀態與故障指示器。
• 通用型： 前面板背光、信號與符號照明應用。

2. 技術參數：深入客觀解讀

2.1 絕對最大額定值

這些額定值定義了可能導致器件永久損壞的極限。不保證在此條件下操作。

• Power Dissipation (Pd): 在Ta=25°C時為102 mW。這是封裝能夠以熱能形式耗散的最大功率。
• 直流正向電流 (IF)： 連續30 mA。超過此電流將顯著增加接面溫度並加速流明衰減。
• 峰值順向電流： 80 mA，僅允許在脈衝條件下（1/10 工作週期，0.1ms 脈衝寬度）用於短暫信號突發。
• 降額因子： 從25°C起，每度線性變化0.38 mA。為防止超過接面溫度限制，環境溫度升高時必須降低最大允許直流電流。
• Operating & Storage Temperature: 分別為-40°C至+85°C與-40°C至+100°C，定義了操作與非操作時的環境限制。

2.2 Electro-Optical Characteristics

除非另有說明，所有測量均在Ta=25°C、IF=20mA條件下進行。此為典型性能參數。

• 發光強度 (Iv): 範圍從330.0 mcd（最小值）到520.0 mcd（最大值），典型值取決於分級代碼。使用符合CIE明視覺響應曲線的濾光片感測器進行測量。
• 視角 (2θ½): 典型值為110度的寬廣視角，定義為軸上（中心）光強度一半時的離軸角度。
• 峰值波長 (λp): 通常為 471 nm，表示發射光的光譜峰值。
• 主波長 (λd): 範圍從 457 nm 到 467 nm。這是人眼感知來定義顏色（藍色）的單一波長。每個分檔的容差為 ±1 nm。
• 譜線半寬度 (Δλ): 通常為26 nm，描述所發出藍光的譜線純度或頻寬。
• 順向電壓 (VF): 在20mA電流下，電壓介於2.6V（最小值）與3.4V（最大值）之間。此參數經分選以確保電路設計的一致性。
• 逆向電流 (IR): 在VR=5V時最大為5 µA。本元件並非設計用於逆向偏壓操作；此測試僅用於品質保證。
• 電容 (C): 典型值為40 pF（當VF=0V，f=1 MHz時），此參數與高速開關考量相關。

3. Bin Rank System 說明

產品會根據關鍵參數進行分檔，以確保同一生產批次內的性能一致性。設計人員可指定分檔以符合應用需求。

3.1 順向電壓 (VF) 分級

單位：伏特 @ 20mA。每個分檔的容差為 ± 0.10V。

• F4: 2.6V (最小值) - 2.8V (最大值)
• F5: 2.8V - 3.0V
• F6: 3.0V - 3.2V
• F7: 3.2V - 3.4V

3.2 發光強度 (Iv) 等級

單位：毫燭光 (mcd) @ 20mA。每個區間的容差為 ± 11%。

• T2: 330.0 mcd (最小值) - 410.0 mcd (最大值)
• U1: 410.0 mcd - 520.0 mcd

3.3 主波長 (WD) 等級

單位：奈米 (nm) @ 20mA。每個區間的容差為 ± 1 nm。

• AC: 457.0 nm (最小值) - 462.0 nm (最大值)
• AD: 462.0 nm - 467.0 nm

4. 性能曲線分析

典型特性曲線有助於了解裝置在不同條件下的行為。除非另有說明，所有曲線均在 25°C 下量測。

4.1 相對發光強度 vs. 順向電流

此曲線顯示，在建議工作範圍內，順向電流 (IF) 與光輸出 (Iv) 呈現近乎線性的關係。將LED驅動電流超過20mA會導致效率增益遞減並增加熱量。

4.2 相對發光強度 vs. 環境溫度

發光輸出隨環境溫度升高而降低。這種熱淬滅效應是半導體LED的特性，在於高溫環境下運作的設計中必須加以考量。

4.3 順向電壓 vs. 順向電流

此指數曲線闡明了二極體的 I-V 特性。在 20mA 下指定的 VF 是典型工作點。該曲線有助於設計限流電路。

4.4 光譜分佈

該圖顯示一個以約471奈米（典型值）為中心的單一峰值，半高寬約為26奈米，證實了InGaN半導體材料所發出的單色藍光。

5. Mechanical & Package Information

5.1 Package Dimensions

LTST-108TBL 採用標準 SMD 封裝。關鍵尺寸（單位為毫米，除非另有說明，公差為 ±0.2mm）包括本體尺寸約為 3.2mm (長) x 1.6mm (寬) x 1.1mm (高)。透鏡為水清色。陰極通常可透過封裝上的標記或透鏡上的綠色色調來識別。

5.2 推薦的 PCB 焊接墊佈局

提供適用於紅外線或氣相迴流焊接的焊墊圖案設計。此設計能確保組裝過程中形成適當的焊錫圓角、機械穩定性及熱緩衝。遵循此佈局對於實現可靠的焊點及管理LED晶片的散熱至關重要。

6. Soldering & Assembly Guidelines

6.1 紅外線迴流焊接溫度曲線（無鉛製程）

為無鉛組裝指定了符合 J-STD-020B 標準的詳細溫度曲線。

• 預熱： 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： 建議的溫度曲線顯示特定持續時間。
• 焊接時間： 峰值溫度下最多10秒（最多兩次回流焊循環）。

注意： 最佳溫度曲線取決於具體的PCB設計、錫膏和迴焊爐。所提供的曲線是基於JEDEC標準的通用目標參考。

6.2 手工焊接（如需要）

• 烙鐵溫度： 最高300°C。
• 焊接時間： 每個焊點最多3秒（僅限一次）。

6.3 儲存條件

• Sealed Package: 儲存於 ≤ 30°C 及 ≤ 70% RH 環境下。當防潮袋與乾燥劑完好時，請於一年內使用。
• 已開封包裝： 儲存於 ≤ 30°C 及 ≤ 60% RH 環境下。建議在暴露後 168 小時（1 週）內完成 IR 迴焊。
• 延長儲存（已開封）： Store in a sealed container with desiccant or in a nitrogen ambient. If exposed for >168 hours, bake at approximately 60°C for at least 48 hours before soldering to remove moisture and prevent \"popcorning\" during reflow.

6.4 清潔

若焊接後需進行清潔，請僅使用指定溶劑。將LED於常溫下浸入乙醇或異丙醇中不超過一分鐘。請勿使用超音波清洗或未指定的化學藥劑。

7. Packaging & Ordering Information

7.1 捲帶包裝規格

本裝置依照 ANSI/EIA 481 規範，以壓紋載帶形式供貨。

• 載帶寬度： 8 毫米。
• 捲盤直徑： 7 英吋 (178 毫米)。
• 每捲數量： 4000件。
• 最低訂購量（MOQ）： 剩餘數量最低訂購量為500件。
• 口袋封裝： 空口袋以覆蓋膠帶密封。
• 缺件： 根據規格，每組最多允許連續兩顆燈珠缺失。

8. Application Suggestions & 設計考量

8.1 驅動方式

LED是電流驅動元件。為確保亮度均勻，特別是在並聯多顆LED時，每顆LED應採用恆流源驅動或配置獨立限流電阻。不建議使用恆壓源直接驅動且不加串聯電阻，因VF的負溫度係數可能導致熱失控現象。

8.2 Thermal Management

儘管封裝尺寸小，適當的熱管理設計對使用壽命至關重要。請確保PCB焊墊設計能提供足夠的熱緩衝。在高環境溫度下，若不考慮降額因子（0.38 mA/°C），應避免以最大電流（30mA）運作。過高的接面溫度會加速流明衰減，並可能縮短操作壽命。

8.3 光學設計

110度的寬廣視角使此LED適合需要廣泛可見度的應用。如需聚光或定向照明，可能需要二次光學元件（透鏡、導光板）。水清透鏡最適合需要真實晶片顏色的應用。

9. Technical Comparison & Differentiation

相較於GaP基藍光LED等舊技術，此款InGaN（氮化銦鎵）LED提供了顯著更高的發光效率與更飽和的藍色。在其外形尺寸內，關鍵差異點包括其寬視角、用於顏色與亮度一致性的特定分檔結構，以及為IR迴流焊相容性設計的堅固結構，這些特性可能並非所有低成本SMD LED都具備。

10. 常見問題（基於技術參數）

10.1 我可以持續以30mA驅動這個LED嗎？

是的，30mA是在25°C下的最大額定直流正向電流。然而，為了獲得最佳的使用壽命和可靠性，通常建議以低於其絕對最大額定值的電流驅動LED，例如在20mA的測試條件下。如果環境溫度超過25°C，請務必應用降額因子。

10.2 峰值波長與主波長有何區別？

峰值波長 (λp) 是指LED光譜功率分佈中最高點所對應的波長（通常為471 nm）。 主波長 (λd) 是從 CIE 色度圖推導出的色度量值；它是最能匹配 LED 感知顏色的單一波長 (457-467 nm)。在視覺應用中，λd 對於顏色規格更為相關。

10.3 為什麼開封後有儲存時間限制？

SMD封裝件會從大氣中吸收濕氣。在高溫迴焊過程中，這些被截留的濕氣可能迅速汽化，產生內部壓力，導致封裝分層或晶片破裂（「爆米花效應」）。168小時車間壽命與烘烤程序即是針對此失效模式的對策。

11. 實際應用案例分析

情境： 為一台具有24個相同藍色電源/活動指示燈的網路交換器設計狀態指示面板。

設計考量：

1. 電流驅動方式： 使用恒流驅動IC或24個相同的限流電阻（根據系統電壓和LED的VF分檔計算，例如F5：典型值約2.9V，設定電流約20mA）。
2. 亮度均勻性： 向供應商指定嚴格的Iv區間（例如：U1: 410-520 mcd）與VF區間（例如：F5），以確保所有24顆LED亮度一致。
3. PCB佈局： 為每顆LED實施建議的焊墊佈局，以確保可靠的自動焊接與散熱效果。
4. 組裝： 遵循指定的無鉛迴焊溫度曲線。確保面板在打開LED捲盤後168小時內完成組裝，若存放時間更長，則需確保LED已進行適當的烘烤。

12. 工作原理介紹

An LED是一種半導體p-n接面二極體。當施加正向電壓時，來自n型區域的電子和來自p型區域的電洞被注入到主動區域（接面處）。當這些電荷載子復合時，能量以光子（光）的形式釋放。光的特定波長（顏色）由主動區域所用半導體材料的能隙能量決定。LTST-108TBL使用氮化銦鎵（InGaN）化合物半導體，其設計用於發射藍光譜段（約470 nm）的光子。

13. 技術趨勢

高效藍光InGaN LED的發展是固態照明領域的一項基礎成就，它使得白光LED（透過螢光粉轉換）和全彩顯示器的創造成為可能。SMD LED技術的當前趨勢包括：發光效率（流明/瓦）的持續提升、更小封裝內實現更高的最大功率密度、白光LED的顯色指數（CRI）增強，以及整合更複雜的功能，如內建驅動器或控制電路。如本資料手冊所示，朝向微型化以及與先進組裝製程相容的驅動力，在整個產業中始終保持一致。