SMD LED 晶片 LTST-C190KSKT 規格書 - 0.80mm 超薄高度 - 1.8-2.4V 順向電壓 - 45-180mcd 發光強度 - 黃光 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件詳述一款微型表面黏著式LED燈的規格，專為自動化印刷電路板組裝與空間受限的應用而設計。此元件採用超亮AlInGaP半導體晶片產生黃光，並封裝於水清透鏡內。其主要設計目標為高發光效率、相容於現代製造流程，以及在廣泛操作環境下的可靠性。

1.1 產品特點

• 符合RoHS環保指令。
• 極低剖面，高度僅0.80毫米。
• 採用AlInGaP晶片技術，實現高亮度輸出。
• 包裝於8mm載帶並捲繞於7英吋直徑捲盤，適用於自動化取放。
• 標準化EIA封裝外型，確保設計相容性。
• 邏輯位準相容的驅動需求。
• 專為相容於自動化貼裝設備而設計。
• 適用於紅外線（IR）迴焊製程。

1.2 目標應用

此LED適用於廣泛需要緊湊尺寸、高亮度及可靠性能的電子設備。主要應用領域包括：

• 通訊設備（例如：行動電話、無線電話）。
• 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。
• 工業控制與儀表板。
• 鍵盤、按鍵背光。
• 狀態與電源指示燈。
• 微型顯示器與圖示照明。
• 信號與符號照明燈具。

2. 技術參數：深入分析

以下章節提供對元件關鍵電氣、光學及熱特性的詳細客觀解讀。除非另有說明，所有數據均在環境溫度（Ta）25°C下指定。

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。不保證在或接近這些極限下操作，為確保長期可靠性能應避免。

• 功率消耗（Pd）：75 mW。這是封裝所能散發為熱量的最大功率。
• 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）以防止過熱。
• 連續順向電流（I_F）：30 mA DC。這是建議用於連續操作的最大電流。
• 逆向電壓（V_R）：5 V。在逆向偏壓下超過此電壓可能導致接面崩潰。
• 操作溫度範圍：-30°C 至 +85°C。保證元件在此環境溫度範圍內運作。
• 儲存溫度範圍：-40°C 至 +85°C。
• 紅外線焊接條件：可承受260°C峰值溫度達10秒，符合無鉛（Pb-free）焊料迴焊製程標準。

2.2 電氣與光學特性

這些是標準測試條件下的典型性能參數。

• 發光強度（I_V）：45.0 至 180.0 毫燭光（mcd），於 I_F= 20mA下量測。使用符合CIE標準明視覺響應曲線的濾波感測器量測。寬廣範圍透過分級系統管理。
• 視角（2θ_1/2）：130度。這是發光強度降至其軸上（0°）值一半時的全角，表示非常寬廣的發光模式，適合區域照明。
• 峰值發射波長（λ_P）：588.0 nm（標稱值）。這是光譜功率輸出最高的波長。
• 主波長（λ_d）：584.5 至 597.0 nm，於 I_F= 20mA下。這是人眼感知以定義顏色（黃色）的單一波長，由CIE色度座標導出。
• 光譜線半寬度（Δλ）：約15 nm。這表示光譜純度；寬度越窄，顏色越飽和、越純淨。
• 順向電壓（V_F）：1.8 至 2.4 伏特，於 I_F= 20mA下。LED導通電流時的跨元件電壓降。
• 逆向電流（I_R）：最大10 μA，於 V_R= 5V下。元件處於逆向偏壓時的小量漏電流。

3. 分級系統說明

為確保生產中的性能一致性，LED會根據關鍵參數進行分級。這讓設計師能選擇符合特定亮度、顏色及電壓要求的元件。

3.1 順向電壓（V_F）分級

針對黃色，於20mA下測試。

• 等級 F2： V_F= 1.80V 至 2.10V。
• 等級 F3： V_F= 2.10V 至 2.40V。
• 每級容差：±0.1 伏特。

3.2 發光強度（I_V）分級

針對黃色，於20mA下測試。

• 等級 P：45.0 至 71.0 mcd。
• 等級 Q：71.0 至 112.0 mcd。
• 等級 R：112.0 至 180.0 mcd。
• 每級容差：±15%。

3.3 色調（主波長）分級

針對黃色，於20mA下測試。

• 等級 H： λ_d= 584.5 至 587.0 nm。
• 等級 J： λ_d= 587.0 至 589.5 nm。
• 等級 K： λ_d= 589.5 至 592.0 nm。
• 等級 L： λ_d= 592.0 至 594.5 nm。
• 等級 M： λ_d= 594.5 至 597.0 nm。
• 每級容差：±1 nm。

4. 性能曲線分析

雖然規格書中引用了具體的圖形曲線，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特性呈指數關係。設計限流電路時必須考慮在20mA下典型的V_F範圍1.8-2.4V。強烈建議使用恆流源而非簡單的串聯電阻，以獲得穩定的光輸出，特別是在溫度變化時。

4.2 發光強度 vs. 順向電流

在額定限制內，光輸出通常與順向電流成正比。然而，在極高電流下，效率可能因熱量增加而下降。建議在或低於典型的20mA測試條件下操作，以獲得最佳效率與壽命。

4.3 光譜分佈

光譜輸出曲線中心約在588 nm（黃色），典型半寬度為15 nm。此相對較窄的頻寬確保了良好的色彩飽和度。主波長（λ_d）是用於顏色分級的參數，因其直接與人眼色彩感知相關。

4.4 溫度相依性

LED性能對溫度敏感。通常，順向電壓（V_F）具有負溫度係數（隨溫度升高而降低），而發光強度則隨接面溫度升高而降低。PCB上適當的熱管理對於在操作壽命期間維持一致的亮度與顏色至關重要。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

此元件採用業界標準晶片LED佔位面積。關鍵尺寸包括本體高度0.80 mm（最大值），使其適用於超薄應用。除非另有規定，所有尺寸公差為±0.1 mm。封裝材料設計用於承受紅外線迴焊的熱應力。

5.2 建議PCB焊墊圖案

提供建議的焊墊佈局，以確保可靠的焊接與正確對位。此設計有助於形成良好的焊錫圓角，同時防止陽極與陰極端子間的焊錫橋接。遵循此建議對於在自動化組裝中實現高良率至關重要。

5.3 極性識別

陰極端子通常有標記，例如透過凹口、綠色標記，或載帶與捲盤包裝上不同的焊墊尺寸/形狀。貼裝時正確的極性方向是元件正常運作的必要條件。

6. 焊接與組裝指南

6.1 紅外線迴焊曲線（無鉛）

此元件適用於無鉛焊接製程。提供建議的迴焊曲線，遵循JEDEC標準。

• 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（峰值時）：最長10秒。在此條件下，元件最多可承受兩次迴焊循環。

注意：最佳曲線取決於具體的PCB設計、錫膏及迴焊爐。提供的曲線作為通用目標，建議進行製程特性分析。

6.2 手工焊接

若必須進行手工焊接，務必極度小心。

• 烙鐵溫度：最高300°C。
• 焊接時間：每支接腳最長3秒。
• 手工焊接應僅限於一次性維修，不適用於大量生產。

6.3 儲存與處理

• 靜電防護：LED對靜電放電（ESD）敏感。請使用腕帶、接地工作站及防靜電包裝。
• 濕度敏感等級（MSL）：此元件等級為MSL 3。一旦打開原廠防潮袋，元件必須在工廠環境條件（≤ 30°C/60% RH）下的一週（168小時）內完成紅外線迴焊。
• 延長儲存（已開封袋）：若儲存超過一週，元件必須儲存在有乾燥劑的密封容器或氮氣環境中。若儲存超過車間壽命，焊接前需在60°C下烘烤至少20小時。

6.4 清潔

若需進行焊後清潔，僅使用經核准的溶劑。建議使用室溫下的乙醇或異丙醇。浸泡時間應少於一分鐘。避免使用未指定的化學清潔劑，以免損壞環氧樹脂透鏡或封裝。

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，用於自動化組裝。

• 載帶寬度：8 mm。
• 捲盤直徑：7英吋（178 mm）。
• 每捲數量：4000顆（標準滿捲）。
• 最小包裝數量：剩餘捲盤為500顆。
• 上蓋帶：空穴以頂部蓋帶密封。
• 缺件：根據規格，最多允許連續缺失兩個燈。
• 標準：包裝符合ANSI/EIA-481規範。

8. 應用設計考量

8.1 限流

務必使用限流電阻，或更佳的是使用恆流驅動器與LED串聯。電阻值可使用歐姆定律計算：R = (V_電源- V_F) / I_F。使用規格書中的最大V_F值（2.4V），以確保即使在低V_F part.

元件下電流也不會超過所需水平。

8.2 熱管理

儘管功率消耗低（最大75 mW），熱量仍可能影響性能與壽命。確保PCB有足夠的銅面積連接到LED的散熱焊墊（如有）或附近的地平面以作為散熱片。避免將LED放置在靠近其他發熱元件的位置。

8.3 光學設計

130度視角提供非常寬廣、擴散的照明。對於需要更聚焦光束的應用，將需要二次光學元件（例如：透鏡、導光管）。水清透鏡最適合維持色彩純度與最大光輸出。

9. 技術比較與差異化

• 此元件在其類別中提供數項關鍵優勢：剖面：
• 0.80mm的高度使其成為最薄的晶片LED之一，適用於現代輕薄設備的設計。亮度：
• 採用AlInGaP技術，相較於傳統的GaAsP或GaP LED，提供更高的發光效率，從而在相同電流下產生更高的mcd輸出。顏色：
• 與舊技術相比，AlInGaP能產生更飽和、更穩定的黃色，且在溫度變化下性能更佳。製程相容性：

完全相容於大量、自動化的SMT組裝及無鉛紅外線迴焊，降低了製造複雜性與成本。

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？_P峰值波長（λ_d）是LED發射最多光功率的物理波長。主波長（λ_d）是基於CIE色度圖計算出的值，代表人眼感知顏色的單一波長。就設計而言，λ

對於顏色匹配更為相關。

10.2 我可以連續以30mA驅動此LED嗎？

可以，30mA是額定的最大連續直流順向電流。然而，為獲得最佳壽命並考慮應用中潛在的溫升，以測試條件20mA或更低電流驅動是常見且保守的做法。

10.3 為何分級很重要？_F分級確保生產批次內及跨多個批次的顏色與亮度一致性。對於外觀均勻性至關重要的應用（例如：LED陣列背光），指定嚴格的V_V、I_d及λ

分級是必要的。

10.4 如何解讀MSL 3等級？

MSL 3表示封裝可能從環境空氣中吸收有害量的濕氣。一旦密封袋打開，您有168小時（1週）的時間在≤ 30°C/60% RH的條件下完成焊料迴焊製程。若超過此時間，零件必須在焊接前進行烘烤以去除濕氣，以防止迴焊過程中發生\"爆米花\"效應或封裝破裂。

11. 設計應用範例

情境：可攜式醫療設備上的狀態指示燈

• 設計師需要一個低功耗、高可靠性的黃色狀態LED，用於電池供電的手持監測器。空間極度有限，且設備必須通過醫療可靠性標準。元件選擇：
• 選擇LTST-C190KSKT，因其0.80mm高度、符合RoHS及經過驗證的可靠性。電路設計：_{LED透過一個100Ω串聯電阻由微控制器的GPIO引腳驅動（假設電源為3.3V：(3.3V - 2.1V}典型值
• ) / 0.020A ≈ 60Ω，使用100Ω以保留餘裕）。電流限制在約12-15mA，遠低於30mA最大值，以節省電池壽命並確保超長使用壽命。PCB佈局：
• 使用建議的焊墊圖案。添加一個連接到地平面的小型散熱連接，以助於散熱，同時不使焊接變得困難。採購：
• 設計師指定發光強度等級Q或R，以確保指示燈清晰可見；並指定主波長等級J或K，以在所有生產單元中獲得一致、標準的黃色調。組裝：

LED在生產線準備好之前保持在其密封袋中。PCB組裝使用受控的、符合JEDEC標準的迴焊曲線，以確保焊點可靠性而不損壞LED。

12. 技術原理介紹

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，電子與電洞在主動區複合，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，直接對應於發射光的波長（顏色）——在此例中為黃色（約588 nm）。AlInGaP以其高內部量子效率聞名，相較於磷化砷化鎵（GaAsP）等舊材料系統，能提供更優異的亮度與顏色穩定性。晶片隨後被封裝在環氧樹脂封裝中，以塑造光輸出並提供機械與環境保護。

13. 產業趨勢

• 表面黏著LED市場持續演進，有幾個明顯趨勢：微型化：
• 消費性電子產品追求更時尚的設計，推動了對更薄更小封裝（如此0.80mm高度晶片）的需求。效率提升：
• 持續的材料科學改進旨在提高每瓦流明數（光效），在相同光輸出下降低功耗。更高可靠性與穩定性：
• 封裝材料與晶片設計的進步著重於在延長壽命及惡劣環境條件下維持色點與光通量。更廣色域：
• 雖然此元件為單色黃光，但產業也在推進螢光粉轉換及多晶片解決方案，以實現精確的白點與飽和色彩，用於顯示器背光與一般照明。整合化：