LTST-C191KGKT SMD LED 規格書 - 0.55mm 超薄型 - 2.4V 最大 - 75mW - 綠色 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTST-C191KGKT 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）LED。其微型佔位面積與超薄外型，使其成為廣泛消費性與工業電子產品中，空間受限應用的理想選擇。

1.1 產品特點

• 符合 RoHS 環保標準。
• 極薄封裝，高度僅 0.55 毫米。
• 採用超亮 AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體晶片產生綠光。
• 以 8 毫米寬載帶包裝，捲繞於 7 英吋直徑捲盤上，相容於高速自動化取放設備。
• 標準 EIA（電子工業聯盟）封裝外型。
• 輸入邏輯相容，適合由積體電路直接驅動。
• 設計用於紅外線（IR）迴焊製程。

1.2 應用領域

此 LED 適用於各種照明與指示用途，包括：

• 鍵盤、按鍵與微型顯示器的背光。
• 通訊設備、辦公室自動化裝置、家電與工業控制系統中的狀態與電源指示燈。
• 信號與符號照明燈具。

2. 機械與封裝資訊

本元件配備水清透鏡，能讓 AlInGaP 晶片發出的綠光有效射出。規格書中提供詳細的尺寸圖，所有關鍵尺寸均以毫米標示。主要封裝特性包括為可靠焊接設計的標準佔位面積，以及能最小化整體組裝高度的超薄外型。元件本體上清楚標示極性，以確保正確的 PCB 方向。

3. 技術參數：深入客觀解讀

3.1 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。不保證在這些極限下或超過這些極限的操作。

• 功率消耗（Pd）：75 mW。這是 LED 封裝在不影響效能或可靠性的前提下，能以熱能形式消耗的最大功率。
• 直流順向電流（IF）：30 mA。可施加於 LED 的最大連續電流。
• 峰值順向電流：80 mA，僅允許在脈衝條件下（1/10 工作週期，0.1ms 脈衝寬度）短暫達成更高的光輸出。
• 逆向電壓（VR）：5 V。在逆向偏壓下超過此電壓可能導致接面立即崩潰。
• 操作與儲存溫度範圍：-55°C 至 +85°C。指定了元件功能與非操作儲存的完整環境範圍。
• 紅外線焊接條件：可承受 260°C 峰值溫度達 10 秒，這對於無鉛組裝製程至關重要。

3.2 電氣與光學特性

這些參數是在 Ta=25°C 與 IF=20mA 的標準測試條件下量測，提供典型的效能基準。

• 發光強度（Iv）：範圍從 18.0 到 71.0 毫燭光（mcd）。此寬廣範圍透過分級系統管理（見第 4 節）。
• 視角（2θ½）：130 度。此寬視角表示其為朗伯或近朗伯發光模式，適合區域照明而非聚焦光束。
• 峰值發射波長（λP）：典型值為 574.0 nm。這是光譜功率分佈最高的波長。
• 主波長（λd）：指定介於 567.5 nm 與 576.5 nm 之間。這定義了 LED 的感知顏色（綠色），同樣受分級影響。
• 光譜線半寬度（Δλ）：約 15 nm。這表示所發射綠光的光譜純度或頻寬。
• 順向電壓（VF）：在 20mA 下介於 1.9 V 與 2.4 V 之間。LED 操作時的跨元件電壓降，對於驅動電路設計很重要。
• 逆向電流（IR）：在 VR=5V 時最大為 10 µA。這是接面在關閉狀態下洩漏電流的量測值。

4. 分級系統說明

為確保量產的一致性，LED 會根據效能進行分級。LTST-C191KGKT 使用三項獨立的分級標準。

4.1 順向電壓（Vf）等級

分級確保 LED 具有相似的電壓降，簡化限流電路設計。分級代碼從 4（1.90V-2.00V）到 8（2.30V-2.40V），每個代碼的容差為 ±0.1V。

4.2 發光強度（Iv）等級

根據光輸出強度將 LED 分組。代碼為 M（18.0-28.0 mcd）、N（28.0-45.0 mcd）與 P（45.0-71.0 mcd），每個代碼的容差為 ±15%。

4.3 色調（主波長）等級

根據精確的綠色色調對 LED 進行分類。代碼為 C（567.5-570.5 nm）、D（570.5-573.5 nm）與 E（573.5-576.5 nm），每個代碼的容差為 ±1 nm。

5. 效能曲線分析

規格書包含典型的特性曲線，提供在不同條件下元件行為的更深入見解。

• 順向電流 vs. 順向電壓（I-V 曲線）：顯示指數關係，對於確定目標電流所需的驅動電壓至關重要。
• 發光強度 vs. 順向電流：展示光輸出如何隨電流增加，通常在操作範圍內呈近線性關係，在極高電流下效率會下降。
• 發光強度 vs. 環境溫度：說明光輸出的熱降額。隨著接面溫度升高，發光效率通常會降低。
• 光譜分佈：相對強度與波長的關係圖，顯示約 574nm 處的峰值與約 15nm 的半寬度，確認了綠色色點。

6. 焊接與組裝指南

6.1 建議的紅外線迴焊曲線（無鉛）

這是確保可靠附著的關鍵製程。曲線應包含預熱區（150-200°C）、受控升溫至不超過 260°C 的峰值溫度，以及在峰值溫度（例如 260°C）下的時間限制在最多 10 秒。整個製程應在最多 120 秒的預熱時間內完成。此曲線基於 JEDEC 標準，以防止 LED 封裝或晶片受到熱損壞。

6.2 PCB 焊接墊設計

提供建議的焊墊圖案（佔位面積），以確保在迴焊過程中形成適當的焊點、元件對齊與熱管理。

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環氧樹脂透鏡或封裝。

6.4 儲存與處理

• 靜電放電注意事項：本元件對靜電放電（ESD）敏感。處理時必須使用適當的 ESD 防護措施（靜電手環、接地設備）。
• 濕度敏感度：封裝等級為 MSL2a。一旦開啟原廠防潮袋，元件必須在儲存條件 ≤30°C 與 ≤60% RH 下，於 672 小時（28 天）內進行紅外線迴焊。若離開原廠防潮袋儲存更長時間，焊接前需在 60°C 下烘烤至少 20 小時。

7. 包裝與訂購資訊

LED 以 8 毫米寬的凸版載帶供應，並以覆蓋帶密封。載帶捲繞於標準 7 英吋（178mm）直徑的捲盤上。每捲包含 5000 顆。包裝符合 ANSI/EIA-481 規範。剩餘數量最低訂購量為 500 顆。

8. 應用建議與設計考量

8.1 典型應用電路

為確保可靠操作，必須將一個限流電阻與 LED 串聯。電阻值（R）可使用歐姆定律計算：R = (電源電壓 - VF) / IF，其中 VF 是所選分級的順向電壓，IF 是所需的驅動電流（不得超過 30mA 直流）。

8.2 熱管理

雖然功率消耗低，但將接面溫度維持在限制範圍內是長期可靠性和穩定光輸出的關鍵。確保 PCB 焊墊設計提供足夠的散熱，特別是在接近或達到最大順向電流操作時。

8.3 光學設計

130 度的視角提供了寬廣、擴散的光型。若需要更聚焦的光線，則需要二次光學元件（透鏡或導光板）。水清透鏡適用於 LED 晶片本身不可見的應用。

9. 技術比較與差異化

LTST-C191KGKT 的主要差異化特點是其超薄 0.55mm 外型以及使用AlInGaP 晶片來產生綠光。與 GaP 等舊技術相比，AlInGaP 提供了顯著更高的發光效率與更好的色彩飽和度。在現代輕薄消費性裝置中，其超薄外型相較於標準 0.6mm 或 0.8mm 晶片 LED 是一大優勢。

10. 常見問題解答（基於技術參數）

問：我可以直接從 3.3V 或 5V 邏輯輸出驅動此 LED 嗎？

答：不行。您必須使用串聯的限流電阻。以 3.3V 電源供應，典型 VF 為 2.1V，則電阻兩端有 1.2V 電壓。對於 20mA，R = 60Ω。請務必根據您特定分級的最大 VF 進行計算，以確保足夠的電流。

問：峰值波長與主波長有何不同？

答：峰值波長（λP）是光譜發射最高的物理波長。主波長（λd）是與人眼所見 LED 顏色相匹配的感知單一波長，是從 CIE 色度圖計算得出的。λd 對於顏色規格更為相關。

問：訂購時應如何解讀分級代碼？

答：您可以指定 Vf、Iv 與 λd 分級代碼的組合，以獲得電氣與光學特性緊密分組的 LED，這對於多 LED 陣列或背光應用中的效能一致性至關重要。

11. 實際使用案例

情境：為可攜式裝置設計低功耗狀態指示燈。

該裝置由 3.0V 鈕扣電池供電。目標是清晰的綠色指示燈。選擇 10mA 的驅動電流以平衡亮度與電池壽命。假設 VF 分級為 5（典型值 2.05V），計算串聯電阻：R = (3.0V - 2.05V) / 0.01A = 95Ω。將使用標準 100Ω 電阻，電流約為 ~9.5mA。在此電流下，M 或 N 級的 Iv 分級將提供足夠的亮度。0.55mm 的高度使其能安裝在超薄外殼內。

12. 工作原理簡介

此 AlInGaP LED 中的發光基於半導體 p-n 接面的電致發光。當施加順向電壓時，電子與電洞被注入跨越接面，並在主動區複合。此複合過程中釋放的能量以光子（光）的形式發射出來。AlInGaP 半導體合金的特定成分決定了能隙能量，這直接定義了發射光的波長（顏色），在此例中為綠色。水清環氧樹脂透鏡封裝並保護半導體晶片，同時也塑造了光輸出模式。

13. 技術趨勢

像 LTST-C191KGKT 這類 SMD LED 的發展遵循幾個關鍵產業趨勢：微型化（更薄、更小的封裝）、效率提升（每單位電能輸入有更高的光輸出，由改進的磊晶生長與晶片設計驅動），以及可靠性增強（更好的封裝材料與製程，以承受更高的迴焊溫度與更嚴苛的環境條件）。在綠光應用上轉向 AlInGaP，是從傳統低效率材料轉向整個可見光譜範圍內高效能化合物半導體的更廣泛趨勢的一部分。