SMD LED LTST-M670KGKT 規格書 - AlInGaP 綠色 - 2.4V - 72mW - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTST-M670KGKT 是一款專為現代電子應用設計的高亮度表面黏著型LED。它採用鋁銦鎵磷（AlInGaP）半導體材料來產生綠色光輸出。此元件封裝於標準EIA相容的封裝內，並配備水清透鏡，有助於最大化光提取效率並提供寬廣的視角。此LED特別設計為相容於自動化取放組裝設備與紅外線（IR）迴焊製程，使其非常適合大量生產。其核心優勢包括性能穩定、符合環保規範，以及易於整合至自動化生產線。

2. 技術參數深度解析

2.1 絕對最大額定值

此元件的操作極限定義於環境溫度（Ta）為25°C的條件下。超過這些額定值可能會導致永久性損壞。最大連續順向電流（DC）為30 mA。對於脈衝操作，在1/10工作週期與0.1ms脈衝寬度下，允許的峰值順向電流為80 mA。最大功率消耗為72 mW。LED可承受高達5 V的反向電壓。操作溫度範圍為-40°C至+85°C，儲存溫度範圍則為-40°C至+100°C。

2.2 電氣與光學特性

關鍵性能參數是在Ta=25°C、順向電流（IF）為20 mA的條件下量測的。典型的順向電壓（VF）為2.4 V，範圍從2.0 V到2.4 V。發光強度（IV）的典型值為180毫燭光（mcd），最小規格值為56 mcd。視角（2θ1/2）定義為強度降至軸向值一半時的全角，為120度。峰值發射波長（λP）為574 nm，主波長（λd）為571 nm。譜線半寬度（Δλ）為15 nm。當施加5 V反向電壓（VR）時，最大反向電流（IR）為10 μA。

3. 分級系統說明

此產品根據三個關鍵參數進行分級，以確保應用上的一致性。這讓設計師能夠選擇特性緊密集中的LED，從而在其設計中實現均勻的外觀和性能。

3.1 順向電壓分級

順向電壓以0.2 V為級距進行分級。分級代碼為D2（1.80V - 2.00V）、D3（2.00V - 2.20V）和D4（2.20V - 2.40V）。每個級距的容差為±0.1 V。

3.2 發光強度分級

發光強度分為五個級距：P2（56.0 - 71.0 mcd）、Q1（71.0 - 90.0 mcd）、Q2（90.0 - 112.0 mcd）、R1（112.0 - 140.0 mcd）和R2（140.0 - 180.0 mcd）。每個級距的容差為±11%。

3.3 主波長分級

定義感知顏色的主波長分級如下：B（564.5 - 567.5 nm）、C（567.5 - 570.5 nm）、D（570.5 - 573.5 nm）和E（573.5 - 576.5 nm）。每個級距的容差為±1 nm。

4. 性能曲線分析

雖然規格書中引用了特定的圖形曲線（例如，圖1為光譜輸出，圖5為視角圖案），但所提供的數據允許分析關鍵關係。順向電壓與順向電流呈現對數關係，這是二極體的典型行為。在指定的操作範圍內，發光強度與順向電流成正比。光譜特性（峰值在574 nm，窄半寬度15 nm）顯示出純淨、飽和的綠色。寬廣的120度視角表明其具有朗伯或近朗伯輻射圖案，提供了良好的離軸可見度。

5. 機械與封裝資訊

5.1 元件尺寸

此LED符合標準EIA表面黏著封裝外形。所有關鍵尺寸，包括本體長度、寬度、高度和引腳間距，均在規格書圖紙中提供，一般容差為±0.2 mm。此封裝設計旨在組裝過程中提供穩定的放置。

5.2 極性識別

陰極通常由封裝上的視覺標記識別，例如凹口、圓點或綠色標記，如封裝圖所示。正確的極性方向對於電路運作至關重要。

5.3 建議的PCB焊墊佈局

建議為印刷電路板設計焊墊圖案，以確保在迴焊過程中形成可靠的焊點。此圖案考慮了適當的焊角形成和散熱。

6. 焊接與組裝指南

6.1 紅外線迴焊溫度曲線

此元件相容於無鉛紅外線迴焊。提供了一個建議的溫度曲線，符合J-STD-020B標準。關鍵參數包括預熱溫度150-200°C、預熱時間最長120秒，以及峰值溫度不超過260°C，持續時間最長10秒。應針對特定的PCB組裝來表徵此溫度曲線。

6.2 手工焊接

若必須進行手工焊接，烙鐵頭溫度不應超過300°C，且每次操作的接觸時間應限制在最多3秒。

6.3 清潔

若焊接後需要清潔，僅應使用指定的醇類溶劑，如乙醇或異丙醇。LED應在常溫下浸泡少於一分鐘。未指定的化學品可能會損壞封裝。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 載帶與捲盤規格

LED以寬度為8 mm的凸版載帶供應，捲繞在直徑7英吋（178 mm）的捲盤上。每捲包含2000顆。載帶以頂部覆蓋帶密封。剩餘數量最少訂購量為500顆。

7.2 包裝標準

包裝符合EIA-481-1-B規範。載帶中連續缺失元件的最大數量為兩個。

8. 儲存與處理

對於未開封、內含乾燥劑的防潮袋，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。一旦原始包裝被打開，儲存環境不得超過30°C和60% RH。從原始包裝取出的元件應在168小時（7天）內進行紅外線迴焊。若需儲存超過此期限，應將其保存在帶有乾燥劑的密封容器或氮氣乾燥器中。在包裝外儲存超過168小時的LED，在焊接前需要在大約60°C下烘烤至少48小時，以去除吸收的濕氣，防止在迴焊過程中發生\"爆米花\"效應。

9. 應用說明與設計考量

9.1 驅動電路設計

LED是電流驅動元件。為確保亮度均勻並防止電流不均，當LED並聯時，必須在每個LED或每個並聯支路上串聯一個限流電阻。使用恆流源驅動LED是維持穩定光輸出的最有效方法。電阻值可使用歐姆定律計算：R = (Vcc - VF) / IF，其中Vcc是電源電壓，VF是LED順向電壓（設計時使用最大值以保留餘裕），IF是所需的順向電流（例如，20 mA）。

9.2 熱管理

儘管功率消耗相對較低（最大72 mW），但在PCB上進行適當的熱設計對於長期可靠性非常重要，特別是在高環境溫度或高電流下操作時。確保LED焊墊周圍有足夠的銅箔面積有助於散熱。

9.3 典型應用場景

此LED適用於多種應用，包括狀態指示燈、圖示或符號的背光、面板照明、消費性電子和通用信號指示。其與自動化製程的相容性使其成為大量生產產品的理想選擇。

10. 技術比較與差異化

使用AlInGaP技術產生綠光，相較於傳統的磷化鎵（GaP）基綠色LED，通常能提供更高的效率和更亮的輸出。120度的視角比許多專用的\"高指向性\"LED更寬廣，使其在需要廣角可見度的應用中更具通用性。明確相容於JEDEC標準的紅外線迴焊溫度曲線，使其與僅適用於手工焊接或波峰焊的LED區分開來，符合現代SMT組裝線的需求。

11. 常見問題（FAQ）

問：我可以不使用限流電阻來驅動這個LED嗎？

答：不行。不建議將LED直接連接到電壓源驅動，這很可能因電流過大而損壞元件。務必使用串聯電阻或恆流驅動器。

問：峰值波長和主波長有什麼區別？

答：峰值波長（λP）是光譜功率分佈達到最大值時的波長。主波長（λd）是從CIE色度圖推導出來的，代表與LED感知顏色相匹配的單一波長。λd對於顏色規格更為相關。

問：我該如何解讀料號中的分級代碼？

答：VF、IV和λd的具體分級代碼並未嵌入基本料號LTST-M670KGKT中。它們是在製造過程中分配的，應根據規格書中提供的分級表在訂購時指定，以確保您收到具有所需特性的LED。

問：焊接前總是必須烘烤嗎？

答：僅在元件暴露於原始防潮袋外的環境條件下超過168小時時才需要烘烤。這是為了防止在高溫迴焊過程中因濕氣導致封裝破裂。

12. 設計與使用案例研究

考慮一個工業控制器上多指示燈狀態面板的設計。需要十個綠色狀態LED。為確保亮度均勻，應選擇來自相同發光強度級距（例如，R1：112-140 mcd）的LED。為簡化驅動電路，所有LED可以並聯連接，每個LED都有自己的限流電阻，針對5V電源計算：R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130歐姆（可使用標準的130或150歐姆電阻）。PCB佈局應採用建議的焊墊幾何形狀，並提供一些小的散熱走線。組裝將使用指定的紅外線迴焊溫度曲線。這種方法保證了一致的視覺性能和可靠的製造。

13. 技術原理介紹

LTST-M670KGKT基於鋁銦鎵磷（AlInGaP）半導體材料。當在p-n接面施加順向電壓時，電子和電洞被注入活性區域。它們的復合以光子（光）的形式釋放能量。AlInGaP合金的特定成分決定了能隙能量，進而決定了發射光的波長（顏色）——在此例中為綠色。水清環氧樹脂透鏡未經染色；其功能是保護半導體晶粒，將輻射圖案塑造成寬廣的視角，並增強從晶片提取的光量。

14. 產業趨勢與發展

用於指示應用的SMD LED趨勢持續朝向更高效率（每單位電功率輸出更多光）、更小的封裝尺寸以適應更高密度的電路板，以及通過更嚴格的分級來改善顏色一致性。同時，也強力推動在惡劣條件下增強可靠性，以及相容於無鉛、高溫焊接製程。所有製造業邁向自動化的趨勢，凸顯了像此類專為載帶捲盤包裝和迴焊設計的元件的重要性，減少了人工勞動，並提高了生產效率和一致性。