SMD LED LTST-T180TGKT 規格書 - 120度視角 - 水清透鏡 - 綠色 InGaN - 20mA - 3.2V 典型值 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTST-T180TGKT 是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）發光二極體（LED）。其微型尺寸使其非常適合應用於各種消費性及工業電子產品中空間受限的場合。

1.1 核心優勢與目標市場

此LED為現代電子製造提供了多項關鍵優勢。它完全符合RoHS（有害物質限制）指令，確保環境安全。元件以業界標準的8mm載帶包裝於7英吋捲盤上供應，使其與高速自動化取放設備相容。其設計相容於紅外線（IR）迴焊製程，此為大量PCB組裝的標準製程。該元件亦與積體電路（IC）相容，簡化了驅動電路設計。主要目標市場包括通訊設備（無線及行動電話）、辦公室自動化設備（筆記型電腦、網路系統）、家電，以及需要可靠狀態指示或符號照明的室內標誌應用。

2. 深入技術參數分析

本節詳細解析定義LED性能邊界與操作條件的電氣、光學及熱特性。

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極限。在此條件下操作不保證正常。最大功耗為76 mW。當以1/10工作週期及0.1ms脈衝寬度驅動時，峰值順向電流不得超過80 mA。連續直流順向電流額定值為20 mA。元件可在-40°C至+100°C的溫度範圍內操作與儲存。

2.2 熱特性

熱管理對於LED壽命與性能穩定性至關重要。最大允許接面溫度（Tj）為115°C。從接面到環境的典型熱阻（Rθja）為175°C/W。此參數表示熱量從半導體接面散逸到周圍空氣的效率；數值越低越好。適當的PCB佈局與足夠的散熱設計對於將接面溫度維持在安全範圍內至關重要，特別是在以最大順向電流操作時。

2.3 電氣與光學特性

這些是在環境溫度（Ta）25°C下量測的典型性能參數。在順向電流（IF）20 mA下，發光強度（Iv）範圍從最小值710 mcd到最大值1540 mcd。視角（2θ1/2）定義為強度降至軸向值一半時的全角，為120度，提供非常寬廣的照明範圍。峰值發射波長（λP）為523 nm，位於可見光譜的綠色區域。主波長（λd）定義了感知顏色，在20mA下範圍為515 nm至530 nm。譜線半寬（Δλ）典型值為25 nm。在20mA下的順向電壓（VF）範圍為2.8V至3.8V。當施加5V反向電壓（VR）時，反向電流（IR）最大值為10 μA；必須注意，此元件並非設計用於反向操作，此測試條件僅供參考。

3. 分級系統說明

為確保量產的一致性，LED會根據性能進行分級。這讓設計師能為其應用選擇符合特定電壓、亮度及顏色要求的元件。

3.1 順向電壓（VF）分級

LED根據其在20mA下的順向電壓降進行分級。分級代碼為D7（2.8V-3.0V）、D8（3.0V-3.2V）、D9（3.2V-3.4V）、D10（3.4V-3.6V）及D11（3.6V-3.8V）。每個分級內的容差為±0.1V。選擇電壓分級更集中的LED有助於確保多個LED並聯時亮度均勻。

3.2 發光強度（IV）分級

亮度分為三個等級：V1（710-910 mcd）、V2（910-1185 mcd）及W1（1185-1540 mcd）。每個亮度等級的容差為±11%。此分級對於需要多個指示燈具備一致視覺輸出的應用至關重要。

3.3 主波長（Wd）分級

顏色（主波長）分級如下：AP（515-520 nm）、AQ（520-525 nm）及AR（525-530 nm）。每個分級的容差為±1 nm。這確保了同一生產批次中所有單元具有一致的綠色色調，對於美觀與信號目的非常重要。

4. 性能曲線分析

雖然規格書中引用了具體的圖形數據，但此類LED的典型曲線將說明關鍵關係。順向電流對順向電壓（I-V）曲線顯示了二極體的指數關係特性。相對發光強度對順向電流曲線通常顯示亮度隨電流增加呈近線性增長，直到某個點後效率可能下降。相對發光強度對環境溫度曲線至關重要，因為LED輸出通常隨接面溫度升高而降低。光譜分佈曲線將在523 nm或附近顯示一個峰值，其特徵形狀由25 nm半寬定義。理解這些曲線對於設計穩健的驅動電路與熱管理系統至關重要，以在產品壽命內及指定操作溫度範圍內實現一致的性能。

5. 機械與包裝資訊

5.1 封裝尺寸與極性

此LED採用標準SMD封裝。透鏡顏色為水清，光源為產生綠光的InGaN（氮化銦鎵）晶片。所有尺寸均以毫米為單位提供，標準公差為±0.2 mm，除非另有說明。陰極通常由封裝上的視覺標記（例如凹口或綠點）識別，必須與PCB焊墊圖上的相應標記對齊。

5.2 推薦PCB焊接焊墊

提供了適用於紅外線或氣相迴焊的焊墊圖形。遵循此推薦的焊墊圖形對於實現正確的焊點形成、確保良好的電氣連接以及提供足夠的機械強度至關重要。焊墊設計也會影響從LED接面到PCB的散熱路徑。

5.3 載帶與捲盤包裝

元件以8mm寬的凸版載帶包裝，捲繞在直徑7英吋（178mm）的捲盤上供應。每捲包含5000個元件。對於少於整捲的數量，最小包裝數量為500個。包裝符合ANSI/EIA-481規範。載帶凹槽由頂部蓋帶密封，以保護元件在儲存和處理過程中免受濕氣和污染。

6. 焊接與組裝指南

6.1 儲存條件

正確的儲存對於防止吸濕至關重要，吸濕可能導致迴焊過程中發生"爆米花"效應或破裂。在原始的密封防潮袋中（含乾燥劑），LED應儲存在≤30°C且≤70%相對濕度（RH）的環境中，並在一年內使用。一旦袋子打開，儲存環境不得超過30°C和60% RH。暴露於環境條件下超過168小時（7天）的元件，在焊接前應在大約60°C下烘烤至少48小時，以去除吸收的濕氣。

6.2 焊接建議

此LED相容於無鉛（Pb-free）紅外線迴焊製程。提供了符合J-STD-020B的建議溫度曲線。關鍵參數包括預熱區150-200°C，最長120秒，以及峰值封裝體溫度不超過260°C，最長10秒。迴焊次數應限制在最多兩次循環。對於使用烙鐵的手動維修，烙鐵頭溫度不應超過300°C，且單次操作的接觸時間應限制在3秒內。必須強調，最佳溫度曲線取決於特定的PCB設計、焊錫膏和迴焊爐，因此需要進行製程特性分析。

6.3 清潔

如果焊接後需要清潔，僅應使用指定的溶劑。將LED在常溫下浸入乙醇或異丙醇中少於一分鐘是可接受的。使用未指定的化學清潔劑可能會損壞LED封裝材料。

7. 應用備註與設計考量

7.1 驅動方法

LED是一種電流驅動元件。其亮度主要是順向電流（IF）的函數，而非電壓。因此，應始終使用恆流源或與電壓源串聯的限流電阻來驅動。不建議使用簡單的電壓源驅動，因為這可能導致熱失控和元件故障。串聯電阻值可使用歐姆定律計算：R = (電源電壓 - LED順向電壓) / IF，其中LED順向電壓取自規格書中的典型值或最大值，以確保在最壞情況下電流不超過最大額定值。

7.2 設計中的熱管理

考慮到175°C/W的熱阻，有效的散熱對於可靠操作是必要的，特別是在高環境溫度或最大電流下。PCB本身是主要的散熱器。使用更大的銅焊墊面積，並透過散熱過孔連接到接地或電源層，可以顯著改善散熱、降低接面溫度，從而提高發光輸出和操作壽命。

7.3 應用限制

此LED適用於普通電子設備。它並非為需要極高可靠性的應用而設計或認證，特別是在安全關鍵系統中，例如航空、交通運輸、醫療生命維持或安全裝置，其故障可能危及生命或健康。對於此類應用，必須諮詢製造商以獲取經過專門認證的元件。

8. 典型應用場景與案例分析

場景一：前面板狀態指示燈：在網路路由器或工業控制面板中，可使用多個LTST-T180TGKT LED來指示電源狀態、網路活動或系統故障。120度視角確保指示燈能從廣泛的角度可見。通過選擇相同亮度等級（例如V2）的LED，可以實現所有指示燈亮度均勻。

場景二：薄膜開關面板背光：水清透鏡和寬視角使此LED適合用於邊緣照明，應用於家電或醫療設備控制面板上符號後方的薄壓克力或聚碳酸酯導光板。綠色提供清晰、低眩光的照明。

場景三：低光環境中的符號照明：此LED可用於在環境光線較弱的環境中照亮出口標誌、控制標籤或儀表。其相對較高的發光強度（最高1540 mcd）確保了良好的可見度。

9. 常見問題（FAQ）

問：我可以直接用5V微控制器引腳驅動此LED嗎？

答：不行。微控制器引腳通常無法持續提供20mA電流，更重要的是，直接連接5V會因電流過大而損壞LED。您必須使用限流電阻或電晶體驅動電路。

問：為什麼順向電壓範圍這麼寬（2.8V至3.8V）？

答：這是由於半導體製造中的正常變異。分級系統讓您可以為設計選擇電壓範圍更集中的元件，以確保行為一致，特別是在並聯連接LED時。

問：如果我超過115°C的最大接面溫度會發生什麼？

答：在Tj(max)以上操作將加速LED的劣化，導致發光輸出快速下降（流明衰減）並顯著縮短操作壽命。在極端情況下，可能導致立即的災難性故障。

問：此LED適合戶外使用嗎？

答：規格書未指定防護等級（IP）或針對戶外環境條件（紫外線照射、濕氣、熱循環）的認證。它主要設計用於室內應用。對於戶外使用，需要專門設計和認證的LED封裝。

10. 工作原理與技術趨勢

10.1 基本工作原理

LED是一種半導體p-n接面二極體。當施加順向電壓時，來自n型區域的電子和來自p型區域的電洞被注入接面區域。當這些電荷載子復合時，能量以光子（光）的形式釋放。光的顏色由半導體材料的能隙決定。LTST-T180TGKT使用InGaN（氮化銦鎵）晶片，這是生產綠色、藍色和白色LED的標準材料系統。

10.2 產業趨勢

SMD LED的總體趨勢是朝向更高效率（每瓦更多流明）、更小封裝中的更高功率密度，以及改善的顏色一致性和顯色性。受汽車照明和通用照明應用的推動，可靠性和壽命也是重點關注領域。此外，與智慧驅動器和感測器整合用於智慧照明系統是一個新興領域。雖然此特定元件是標準指示燈LED，但基礎的InGaN技術持續發展，推動所有LED類別的性能邊界。