SMD LED LTST-010TBKT 規格書 - 藍光 InGaN - 20mA - 80mW - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件提供一款表面黏著裝置（SMD）發光二極體（LED）的完整技術規格。此元件專為自動化印刷電路板（PCB）組裝製程設計，適用於空間受限的應用。其微型尺寸與標準產業製程的相容性，使其成為現代電子產品的多功能選擇。

1.1 產品特點

• 符合RoHS（有害物質限制）指令。
• 採用12mm載帶包裝，捲繞於7英吋直徑捲盤，便於自動化處理。
• 標準EIA（電子工業聯盟）封裝佔位面積。
• 80 mW
• 設計與自動取放設備相容。
• 適用於紅外線（IR）迴焊製程。
• 預處理以加速達到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適用於廣泛的電子設備，包括但不限於：

• 通訊設備（例如：無線電話、行動電話）。
• 辦公室自動化設備與筆記型電腦。
• 家電與消費性電子產品。
• 網路系統與工業控制設備。
• 狀態與電源指示燈。
• 前面板與鍵盤的背光照明。
• 信號燈與符號照明。
• 室內看板與一般裝飾照明。

2. 封裝尺寸

本裝置採用標準表面黏著封裝。關鍵尺寸詳見原始文件內的技術圖面。所有主要尺寸均以毫米（mm）為單位。除非圖面註記另有說明，否則標準公差為±0.1 mm（±0.004英吋）。透鏡為水清色，光源顏色為藍色，採用氮化銦鎵（InGaN）半導體材料。

3. 額定值與特性

所有額定值均在環境溫度（Ta）25°C下指定。超過這些限制可能會對裝置造成永久性損壞。

3.1 絕對最大額定值

• 功率消耗（Pd）： mW
• 峰值順向電流（I_F(peak)）：100 mA（於1/10工作週期，0.1ms脈衝寬度下）
• 連續順向電流（I_F）：20 mA DC
• 操作溫度範圍：-40°C 至 +85°C
• 儲存溫度範圍：-40°C 至 +100°C

3.2 建議IR迴焊溫度曲線

對於無鉛（Pb-free）焊接製程，建議採用符合J-STD-020B標準的迴焊溫度曲線。該曲線通常包含預熱階段、熱浸區、達到峰值溫度的迴焊區以及冷卻階段。最高峰值溫度不應超過260°C，且高於217°C的時間應根據標準限制，以防止對LED封裝與內部晶粒造成熱損傷。

3.3 電氣與光學特性

典型性能參數於Ta=25°C、I_F=20mA條件下量測，除非另有說明。

• 發光強度（I_V）：90.0 - 224.0 mcd（毫燭光）。使用近似CIE明視覺響應曲線的濾光片量測。
• 視角（2θ_1/2）：110度（典型值）。定義為發光強度降至軸向（中心軸）值一半時的全角。
• 峰值發射波長（λ_p）：468 nm（典型值）。
• 主波長（λ_d）：465 - 475 nm。由CIE色度座標推導得出。
• 光譜線半高寬（Δλ）：35 nm（典型值）。發射光譜在最大強度一半處的寬度。
• 順向電壓（V_F）：2.8 - 3.8 V。
• 逆向電流（I_R）：10 μA（最大值），於逆向電壓（V_R）5V下。本裝置並非設計用於逆向偏壓操作。

3.4 量測注意事項

1. 發光強度量測遵循CIE明視覺標準。
2. 主波長公差為±1 nm。
3. 特定分級代碼的順向電壓公差為±0.1 V。
4. 逆向電壓測試僅供資訊/品質參考；LED為順向偏壓裝置。

4. 分級系統

元件根據關鍵參數進行分類（分級），以確保應用中的一致性。以下分級代碼定義了每個參數的保證範圍。

4.1 順向電壓（V_F）分級

於I_F= 20mA條件下分級。每級公差為±0.1V。
分級代碼：D7 (2.8-3.0V)、D8 (3.0-3.2V)、D9 (3.2-3.4V)、D10 (3.4-3.6V)、D11 (3.6-3.8V)。

4.2 發光強度（I_V）分級

於I_F= 20mA條件下分級。每級公差為±11%。
分級代碼：Q2 (90.0-112.0 mcd)、R1 (112.0-140.0 mcd)、R2 (140.0-180.0 mcd)、S1 (180.0-224.0 mcd)。

4.3 主波長（λ_d）分級

於I_F= 20mA條件下分級。每級公差為±1nm。
分級代碼：AC (465.0-470.0 nm)、AD (470.0-475.0 nm)。

5. 典型性能曲線

原始文件包含關鍵特性隨各種參數變化的圖形表示。這些曲線對於詳細的設計分析至關重要。

• 相對發光強度 vs. 順向電流：顯示光輸出如何隨驅動電流增加，通常在較高電流下因發熱與效率下降而呈次線性關係。
• 相對發光強度 vs. 環境溫度：展示熱淬滅效應，即接面溫度升高時光輸出會下降。
• 順向電壓 vs. 順向電流：說明二極體的I-V特性，顯示導通電壓與動態電阻。
• 順向電壓 vs. 環境溫度：顯示順向電壓的負溫度係數，此特性可用於溫度感測。
• 光譜分佈：相對輻射功率對波長的圖譜，中心位於468 nm峰值波長，典型半高寬為35 nm。
• 視角分佈圖：描繪發光強度空間分佈的極座標圖，確認110度視角。

6. 使用指南與操作

6.1 清潔

應僅使用指定的清潔劑。未指定的化學品可能會損壞LED封裝環氧樹脂。若需清潔，可於室溫下浸入乙醇或異丙醇中少於一分鐘。除非經過特別驗證，否則應避免攪動或超音波清洗。

6.2 建議PCB焊墊佈局

提供PCB的焊墊圖形（佔位面積）設計。此圖形針對使用紅外線或氣相迴焊製程進行可靠焊接進行了優化。遵循此建議的焊墊幾何形狀可確保形成正確的焊點、迴焊過程中的自對位以及機械穩定性。

6.3 載帶與捲盤包裝

LED以壓紋載帶搭配保護蓋帶供應。詳細規定了載帶凹槽、間距及總帶寬的尺寸。元件捲繞於7英吋（178 mm）直徑的捲盤上。標準整捲數量為每捲4000顆，部分捲盤的最小包裝數量為500顆。包裝符合ANSI/EIA-481規範。

7. 注意事項與應用說明

7.1 預期應用

這些LED設計用於標準商業與消費性電子設備。它們未針對故障可能直接導致生命或健康風險的安全關鍵應用（例如航空、醫療生命維持或交通控制系統）進行評級或設計。此類應用必須選擇具有適當可靠性認證的元件。

7.2 儲存條件

密封包裝：儲存於≤30°C且≤70%相對濕度（RH）環境。在含有乾燥劑的防潮密封袋中，保存期限為一年。
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和60% RH。元件應在暴露於此環境後的168小時（7天）內進行IR迴焊（MSL等級3）。若需更長時間暴露，應儲存於帶有乾燥劑的密封容器或氮氣環境中。暴露超過168小時的元件，在焊接前需要進行烘烤處理（例如，60°C下48小時），以去除吸收的水分並防止迴焊過程中發生"爆米花"損壞。

7.3 焊接建議

迴焊（建議）：
- 預熱溫度：150-200°C
- 預熱時間：最長120秒
- 峰值溫度：最高260°C
- 峰值/焊接時間：最長10秒（最多允許兩個迴焊週期）
手動焊接（若有必要）：
- 烙鐵溫度：最高300°C
- 每支接腳焊接時間：最長3秒（僅限一次性操作）

重要注意：最佳迴焊溫度曲線取決於具體的PCB設計、元件密度、焊錫膏與迴焊爐。提供的參數僅為指南。建議進行板級特性分析，以在不對LED造成熱應力的情況下實現可靠的焊點。

7.4 驅動方法

LED是電流控制裝置。為確保一致且穩定的發光強度，必須由受控的電流源驅動，而非電壓源。當從電壓軌供電時，最常見的方法是使用簡單的串聯限流電阻。電阻值使用歐姆定律計算：R = (V_電源- V_F) / I_F。對於精密應用或需要在溫度與電源電壓變化下保持恆定亮度，建議使用恆流驅動電路（線性或開關式）。在指定限制內（例如20mA DC）以穩定電流驅動LED，對於實現預期的光輸出、顏色與長期可靠性至關重要。

8. 設計考量與應用建議

8.1 熱管理

雖然功率消耗相對較低（最大80mW），但有效的熱管理對於使用壽命與穩定性能仍然重要。LED的發光強度會隨著接面溫度升高而降低（熱淬滅）。確保PCB有足夠的散熱設計，特別是在以或接近最大連續電流驅動時。避免將LED放置在電路板上其他顯著熱源附近。

8.2 光學設計

110度視角提供了寬廣、擴散的發光模式，適合狀態指示燈與背光照明。對於需要更聚焦光束的應用，必須使用二次光學元件（透鏡或反射器）。水清色透鏡最適合真實色彩發射。在為背光設計導光板或擴散板時，應考慮空間強度分佈（視角分佈圖）以實現均勻照明。

8.3 電氣設計

在設計中考慮順向電壓分級。電路必須在整個V_F範圍（2.8V至3.8V）內正常運作。若使用簡單電阻，請針對所選分級中的最高V_F來計算電阻值，以保證所需的最小電流。對於並聯的LED串，考慮為每串使用獨立的限流電阻，以補償V_F的變化並防止電流不均。由於LED的最大逆向電壓額定值較低，請務必包含防止電源線反接與電壓突波的保護措施。

8.4 製造與組裝

善用元件與自動化組裝的相容性。載帶與捲盤包裝專為高速取放機設計。精確遵循建議的IR迴焊溫度曲線與PCB焊墊佈局，以確保高首次通過率與可靠性。嚴格遵守濕度敏感等級（MSL 3）操作程序，以防止焊接過程中因濕氣導致封裝破裂。