SMD LED LTST-C950KGKT-5A 規格書 - 綠色 AlInGaP - 5V 反向電壓 - 75mW 功率

1. 產品概述

本文件詳述一款為現代電子應用設計的高性能表面黏著型LED規格。此元件採用先進的AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體材料，以產生明亮的綠光輸出。其封裝於緊湊、符合業界標準的外殼中，適用於自動化組裝製程，包括取放機和紅外線（IR）迴焊。此LED被歸類為綠色產品，並符合相關環保指令。

1.1 核心優勢與目標市場

此LED的主要優勢包括透過AlInGaP晶片技術實現的超高發光強度，以及適合大量生產的堅固結構。其可靠性的關鍵特點在於相容於自動貼裝設備和紅外線迴焊製程。這使其成為消費性電子產品、工業指示燈、汽車內裝照明，以及需要穩定、明亮綠光之通用狀態指示或背光應用的理想元件。

2. 深入技術參數分析

電氣與光學特性定義了LED的工作邊界與性能。理解這些參數對於正確的電路設計和確保長期可靠性至關重要。

2.1 絕對最大額定值

這些額定值指定了可能導致元件永久損壞的極限。它們不適用於正常操作。

功率耗散 (Pd)：75 mW。此為在環境溫度 (Ta) 25°C 下，LED封裝所能散發的最大熱功率。
峰值順向電流 (I_FP)：80 mA。此電流可在脈衝條件下施加（1/10 工作週期，0.1ms 脈衝寬度），但不得超過此值。
直流順向電流 (I_F)：30 mA。此為建議用於可靠操作的最大連續順向電流。
反向電壓 (V_R)：5 V。施加高於此值的反向電壓可能擊穿LED的PN接面。
操作溫度範圍：-30°C 至 +85°C。保證元件在此環境溫度範圍內正常運作。
儲存溫度範圍：-40°C 至 +85°C。

2.2 電光特性

這些參數是在標準測試條件下（Ta=25°C, I_F=5mA）量測，代表典型性能。

發光強度 (I_V)：112.0 - 450.0 mcd（毫燭光）。光輸出經過分檔，提供最小值和典型值。實際值取決於特定的分檔代碼。
視角 (2θ_1/2)：25 度。此為發光強度降至軸上（0度）測得強度一半時的全角。25度角表示光束相對集中。
峰值發射波長 (λ_P)：574.0 nm。此為發射光的光譜功率分佈達到最大值時的波長。
主波長 (λ_d)：564.5 - 573.5 nm。此為人眼感知、定義LED顏色（綠色）的單一波長。它是從CIE色度圖推導而來。
光譜線半寬度 (Δλ)：15 nm。此參數表示光的頻譜純度；數值越小表示輸出越接近單色光。
順向電壓 (V_F)：1.6 - 2.2 V。當5mA電流通過LED時，其兩端的電壓降。此值同樣經過分檔。
反向電流 (I_R)：10 μA（最大值）。施加最大反向電壓（5V）時流過的微小漏電流。

3. 分檔系統說明

為確保量產的一致性，LED會根據關鍵參數進行分檔。這讓設計師能選擇符合特定應用對顏色和電氣特性要求的元件。

3.1 順向電壓分檔

分檔定義為代碼1至代碼6，每個代碼在5mA下涵蓋1.60V至2.20V的0.1V範圍。每個分檔內的容差為±0.1V。從相同電壓分檔中選擇LED有助於在並聯電路或使用恆壓驅動器時保持亮度均勻。

3.2 發光強度分檔

強度分為三個類別：R (112.0-180.0 mcd)、S (180.0-280.0 mcd) 和 T (280.0-450.0 mcd)。每個分檔的容差為±15%。對於需要特定亮度水平或多顆LED間均勻性的應用，此分檔至關重要。

3.3 主波長分檔

顏色（綠色調）是透過將主波長分為三個範圍來控制：B (564.5-567.5 nm)、C (567.5-570.5 nm) 和 D (570.5-573.5 nm)。容差為±1 nm。這確保了感知顏色的一致性，對於美觀和信號應用至關重要。

4. 性能曲線分析

雖然規格書中引用了特定圖表（例如圖1、圖5），但其含義是標準的。順向電流對順向電壓（I-V）曲線將顯示典型的二極體指數關係。在安全工作區內，發光強度與順向電流成正比。視角圖（圖5）說明了25度半角的光束模式。光譜分佈圖（圖1）將顯示峰值約在574nm處，半寬度為15nm，證實了AlInGaP技術的窄頻綠光發射特性。在極端溫度下性能會下降；發光強度通常隨著接面溫度升高而降低。

5. 機械與封裝資訊

此LED符合EIA標準封裝尺寸，但具體尺寸包含在引用的封裝圖中。元件使用圓頂透鏡，有助於塑造光輸出並為晶片提供機械保護。產品以8mm載帶包裝於7英吋直徑捲盤上供應，這是自動化SMD組裝線的標準。載帶與捲盤規格符合ANSI/EIA 481標準。提供了建議的焊墊佈局圖，以確保在迴焊製程期間及之後形成良好的焊點和機械穩定性。

6. 焊接與組裝指南

6.1 迴焊溫度曲線

此LED相容於紅外線迴焊製程。提供了無鉛焊料的建議溫度曲線。關鍵參數包括預熱區最高至150-200°C、峰值溫度不超過260°C，以及高於260°C的時間限制在最多10秒。應針對特定的PCB設計、錫膏和使用的迴焊爐來調整溫度曲線。規格書引用JEDEC標準曲線作為可靠的基準。

6.2 操作與儲存

LED對靜電放電（ESD）敏感。操作期間必須採取適當的ESD防護措施，例如使用接地腕帶和工作站。儲存時，未開封的防潮袋應保持在≤30°C和≤90% RH的環境下，保存期限為一年。開封後，LED應儲存在≤30°C和≤60% RH的環境中，並在一週內使用。若在原始包裝外儲存時間較長，建議在焊接前以60°C烘烤20小時，以去除吸收的水氣並防止迴焊時發生爆米花現象。

6.3 清潔

若焊接後需要清潔，僅應使用指定的溶劑。在室溫下將LED浸入乙醇或異丙醇中少於一分鐘是可接受的。使用未指定的化學品可能會損壞封裝材料或透鏡。

7. 包裝與訂購資訊

標準包裝為每7英吋捲盤2000顆。對於零散數量，最小訂購量可能為500顆。載帶設計有覆蓋帶密封空穴，根據業界標準，載帶中連續缺失元件的最大數量為兩個。料號LTST-C950KGKT-5A編碼了特定屬性，但確切的命名規則邏輯是專有的。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

此LED適用於需要高亮度和可靠性的通用照明和指示用途。常見應用包括消費性電子產品（路由器、充電器、家電）上的狀態指示燈、小型顯示器或按鍵的背光、汽車儀表板的面板照明以及標誌。

8.2 設計考量

限流：務必使用串聯電阻或恆流驅動器將順向電流限制在30mA DC或更低。在最大額定值或接近該值下操作將縮短使用壽命。
熱管理：雖然功率耗散低，但確保足夠的PCB銅箔面積或散熱孔有助於管理接面溫度，特別是在高環境溫度或使用較高驅動電流的情況下。
反向電壓保護：在可能出現反向電壓暫態的電路中，考慮並聯一個保護二極體（陰極對陽極）以鉗制反向電壓低於5V。
光學設計：25度的視角提供了集中的光束。若需要更寬的照明，可能需要二次光學元件（擴散片、透鏡）。

9. 技術比較與差異化

與舊式的GaP（磷化鎵）綠色LED相比，AlInGaP技術提供了顯著更高的發光效率和亮度。與某些基於InGaN（氮化銦鎵）的綠色LED相比，AlInGaP通常提供更優異的色純度（更窄的光譜寬度）以及在溫度和電流變化下更穩定的性能。水清透鏡（相對於擴散透鏡）能最大化光輸出，非常適合需要銳利、輪廓分明光束的應用，或當使用外部擴散器時。

10. 常見問題解答 (FAQ)

問：我可以直接從5V電源驅動此LED嗎？

答：不行。在5mA下，典型的順向電壓約為2.0V。直接連接到5V會導致過大電流流過，損壞LED。必須使用限流電阻。例如，使用5V電源且目標電流為5mA，電阻值為 R = (5V - 2.0V) / 0.005A = 600Ω。

問：峰值波長和主波長有何不同？

答：峰值波長是發射光譜的物理峰值。主波長是CIE圖表上感知的顏色點。對於像此綠色LED這樣的單色光源，兩者接近但不完全相同。主波長對於顏色規格更為相關。

問：訂購時應如何解讀分檔代碼？

答：完整的料號可能包含或暗示電壓（1-6）、強度（R, S, T）和波長（B, C, D）的特定分檔代碼。為了在生產批次中獲得一致的結果，請向您的經銷商或製造商指定所需的分檔代碼。

11. 實務設計與使用案例

情境：設計一個多LED狀態面板。設計師需要在控制面板上使用10顆亮度均勻的綠色指示燈。他們應該：

1. 指定來自相同發光強度分檔（例如，全部來自T檔）和相同主波長分檔（例如，全部來自C檔）的LED，以確保視覺一致性。

2. 設計驅動電路。如果使用恆定的3.3V電源軌，計算每個LED的限流電阻。假設V_F來自第4檔（1.9V-2.0V）且目標I_F為10mA：R = (3.3V - 2.0V) / 0.01A = 130Ω。130Ω或150Ω的電阻是合適的。

3. 在PCB上遵循建議的焊墊佈局以確保可靠的焊接。

4. 使用提供的載帶和捲盤尺寸來設定取放機的程式。

5. 使用建議的紅外線迴焊溫度曲線驗證組裝，確保不超過峰值溫度和時間限制。

12. 技術原理介紹

此LED基於生長在基板上的AlInGaP半導體材料。當施加順向電壓時，電子和電洞在PN接面的主動區複合，以光子（光）的形式釋放能量。鋁、銦、鎵和磷原子的特定組成決定了半導體的能隙能量，這直接決定了發射光的波長（顏色）。在此情況下，組成被調整以產生可見光譜綠色區域（約570nm）的光子。圓頂狀的環氧樹脂透鏡用於保護精密的半導體晶片，增強材料的光提取效率，並塑造輻射模式。

13. 技術發展趨勢

LED技術的總體趨勢是朝向更高效率（每瓦更多流明）、更高的功率密度和更好的顯色性。對於像此類的指示型SMD LED，趨勢包括進一步微型化（更小的封裝尺寸）、在相同佔位面積內更高的亮度，以及在惡劣條件（更高溫度、濕度）下改進的可靠性。同時，越來越強調精確的顏色分檔和更嚴格的容差，以滿足全彩顯示器和汽車照明等應用的需求，這些應用中顏色一致性至關重要。基礎的AlInGaP材料技術持續為效率和穩定性進行改進，儘管對於純綠色和藍色，基於InGaN的LED也在不同的性能領域中普遍存在並相互競爭。

LED規格術語詳解

LED技術術語完整解釋

一、光電性能核心指標

術語	單位/表示	通俗解釋	為什麼重要
光效（Luminous Efficacy）	lm/W（流明/瓦）	每瓦電能發出的光通量，越高越節能。	直接決定燈具的能效等級與電費成本。
光通量（Luminous Flux）	lm（流明）	光源發出的總光量，俗稱"亮度"。	決定燈具夠不夠亮。
發光角度（Viewing Angle）	°（度），如120°	光強降至一半時的角度，決定光束寬窄。	影響光照範圍與均勻度。
色溫（CCT）	K（開爾文），如2700K/6500K	光的顏色冷暖，低值偏黃/暖，高值偏白/冷。	決定照明氛圍與適用場景。
顯色指數（CRI / Ra）	無單位，0–100	光源還原物體真實顏色的能力，Ra≥80為佳。	影響色彩真實性，用於商場、美術館等高要求場所。
色容差（SDCM）	麥克亞當橢圓步數，如"5-step"	顏色一致性的量化指標，步數越小顏色越一致。	保證同一批燈具顏色無差異。
主波長（Dominant Wavelength）	nm（奈米），如620nm（紅）	彩色LED顏色對應的波長值。	決定紅、黃、綠等單色LED的色相。
光譜分佈（Spectral Distribution）	波長 vs. 強度曲線	顯示LED發出的光在各波長的強度分佈。	影響顯色性與顏色品質。

二、電氣參數

術語	符號	通俗解釋	設計注意事項
順向電壓（Forward Voltage）	Vf	LED點亮所需的最小電壓，類似"啟動門檻"。	驅動電源電壓需≥Vf，多個LED串聯時電壓累加。
順向電流（Forward Current）	If	使LED正常發光的電流值。	常採用恆流驅動，電流決定亮度與壽命。
最大脈衝電流（Pulse Current）	Ifp	短時間內可承受的峰值電流，用於調光或閃光。	脈衝寬度與佔空比需嚴格控制，否則過熱損壞。
反向電壓（Reverse Voltage）	Vr	LED能承受的最大反向電壓，超過則可能擊穿。	電路中需防止反接或電壓衝擊。
熱阻（Thermal Resistance）	Rth（°C/W）	熱量從晶片傳到焊點的阻力，值越低散熱越好。	高熱阻需更強散熱設計，否則結溫升高。
靜電放電耐受（ESD Immunity）	V（HBM），如1000V	抗靜電打擊能力，值越高越不易被靜電損壞。	生產中需做好防靜電措施，尤其高靈敏度LED。

三、熱管理與可靠性

術語	關鍵指標	通俗解釋	影響
結溫（Junction Temperature）	Tj（°C）	LED晶片內部的實際工作溫度。	每降低10°C，壽命可能延長一倍；過高導致光衰、色漂移。
光衰（Lumen Depreciation）	L70 / L80（小時）	亮度降至初始值70%或80%所需時間。	直接定義LED的"使用壽命"。
流明維持率（Lumen Maintenance）	%（如70%）	使用一段時間後剩餘亮度的百分比。	表徵長期使用後的亮度保持能力。
色漂移（Color Shift）	Δu′v′ 或麥克亞當橢圓	使用過程中顏色的變化程度。	影響照明場景的顏色一致性。
熱老化（Thermal Aging）	材料性能下降	因長期高溫導致的封裝材料劣化。	可能導致亮度下降、顏色變化或開路失效。

四、封裝與材料

術語	常見類型	通俗解釋	特點與應用
封裝類型	EMC、PPA、陶瓷	保護晶片並提供光學、熱學介面的外殼材料。	EMC耐熱好、成本低；陶瓷散熱優、壽命長。
晶片結構	正裝、倒裝（Flip Chip）	晶片電極佈置方式。	倒裝散熱更好、光效更高，適用於高功率。
螢光粉塗層	YAG、矽酸鹽、氮化物	覆蓋在藍光晶片上，部分轉化為黃/紅光，混合成白光。	不同螢光粉影響光效、色溫與顯色性。
透鏡/光學設計	平面、微透鏡、全反射	封裝表面的光學結構，控制光線分佈。	決定發光角度與配光曲線。

五、質量控制與分檔

術語	分檔內容	通俗解釋	目的
光通量分檔	代碼如 2G、2H	按亮度高低分組，每組有最小/最大流明值。	確保同一批產品亮度一致。
電壓分檔	代碼如 6W、6X	按順向電壓範圍分組。	便於驅動電源匹配，提高系統效率。
色區分檔	5-step MacAdam橢圓	按顏色坐標分組，確保顏色落在極小範圍內。	保證顏色一致性，避免同一燈具內顏色不均。
色溫分檔	2700K、3000K等	按色溫分組，每組有對應的坐標範圍。	滿足不同場景的色溫需求。

六、測試與認證

術語	標準/測試	通俗解釋	意義
LM-80	流明維持測試	在恆溫條件下長期點亮，記錄亮度衰減數據。	用於推算LED壽命（結合TM-21）。
TM-21	壽命推演標準	基於LM-80數據推算實際使用條件下的壽命。	提供科學的壽命預測。
IESNA標準	照明工程學會標準	涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。	行業公認的測試依據。
RoHS / REACH	環保認證	確保產品不含有害物質（如鉛、汞）。	進入國際市場的准入條件。
ENERGY STAR / DLC	能效認證	針對照明產品的能效與性能認證。	常用於政府採購、補貼項目，提升市場競爭力。

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