SMD LED LTST-108TGKT 規格書 - 水清透鏡 - InGaN 綠光 - 2.8-3.8V - 80mW - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件提供 LTST-108TGKT 的完整技術規格，這是一款表面黏著元件（SMD）發光二極體（LED）。此元件專為自動化印刷電路板（PCB）組裝製程而設計，適用於空間受限的應用。該 LED 採用水清透鏡，並使用氮化銦鎵（InGaN）半導體材料來產生綠光。

此 LED 系列的主要設計目標包括小型化、與大量取放設備的相容性，以及透過標準紅外線（IR）迴焊製程實現的可靠性。這些特性使其成為現代電子製造中用途廣泛的元件。

1.1 特點

• 符合有害物質限制（RoHS）指令。
• 包裝於 8mm 載帶上，捲繞於 7 英吋直徑的捲盤，便於自動化處理。
• 標準化封裝外型符合電子工業聯盟（EIA）規範。
• 輸入/輸出特性與標準積體電路（IC）邏輯位準相容。
• 設計用於與自動元件貼裝機械相容。
• 適用於表面黏著技術（SMT）中常用的紅外線迴焊製程。
• 預先處理以符合聯合電子元件工程委員會（JEDEC）濕度敏感度等級 3 的要求。

1.2 應用領域

此 LED 適用於廣泛的電子設備。典型的應用領域包括：

• 通訊設備：路由器、數據機和網路交換器上的狀態指示燈。
• 辦公室自動化：印表機、掃描器和多功能事務機上的面板燈。
• 消費性家電：各種家用電子產品上的電源和功能指示燈。
• 工業設備：機器狀態和故障指示面板。
• 狀態指示：通用電源開啟、待機或運作指示燈。
• 信號與符號照明：控制面板上圖示或符號的背光。
• 前面板背光：按鈕或鍵盤的照明。

2. 封裝尺寸

LTST-108TGKT 的機械外型遵循標準 SMD LED 的佔位面積。所有關鍵尺寸均在官方規格書圖面中提供。關於尺寸的重要說明包括：

• 所有線性尺寸均以毫米（mm）為單位。
• 未指定尺寸的標準公差為 ±0.1 mm（約 ±0.004 英吋）。

料號識別：

透鏡顏色：水清

光源顏色：InGaN 綠光

3. 額定值與特性

本節定義了在指定測試條件下的操作限制和性能參數。超過絕對最大額定值可能會對元件造成永久性損壞。

3.1 絕對最大額定值

額定值是在環境溫度（Ta）為 25°C 時指定的。

• 功率消耗（Pd）：80 mW - 元件可消耗的最大總功率。
• 峰值順向電流（I_F(峰值)）：100 mA - 在脈衝條件下（1/10 工作週期，0.1ms 脈衝寬度）的最大允許電流。
• 連續順向電流（I_F）：20 mA - 建議的最大連續直流工作電流。
• 工作溫度範圍（T_opr）：-40°C 至 +85°C - 正常操作的環境溫度範圍。
• 儲存溫度範圍（T_stg）：-40°C 至 +100°C - 元件未通電時的安全溫度範圍。

3.2 建議的 IR 迴焊溫度曲線

對於無鉛（Pb-free）焊接製程，建議採用符合 J-STD-020B 標準的迴焊溫度曲線。該曲線通常包括預熱區、熱浸區、具有峰值溫度的迴焊區和冷卻區。關鍵參數為：

• 峰值溫度：最高 260°C。
• 液相線以上時間（TAL）：通常建議在指定限制內（例如，30-90 秒）。
• 升溫/降溫速率：控制加熱和冷卻速率以防止熱衝擊。

必須注意，最佳曲線取決於特定的 PCB 設計、錫膏和迴焊爐特性。提供的曲線是基於 JEDEC 標準的通用指南。

3.3 電氣與光學特性

這些參數是在 Ta=25°C 且 I_F=20mA 的條件下測量，除非另有說明。

• 發光強度（I_V）：355 - 900 毫燭光（mcd）。使用經過濾波以匹配 CIE 標準明視覺響應曲線的檢測器進行測量。
• 視角（2θ_1/2）：110 度（典型值）。定義為發光強度降至其軸向（正軸）值一半時的全角。
• 峰值發射波長（λ_p）：518 nm（典型值）。光學輸出功率最大的波長。
• 主波長（λ_d）：520 - 535 nm。人眼感知的定義顏色的單一波長。公差為 ±1 nm。
• 光譜線半高寬（Δλ）：35 nm（典型值）。發射光譜在其最大強度一半處的寬度。
• 順向電壓（V_F）：2.8 - 3.8 伏特。當 LED 導通 20mA 時，其兩端的電壓降。公差為 ±0.1V。
• 逆向電流（I_R）：在逆向電壓（V_R）為 5V 時，最大 10 μA。重要：此元件並非設計用於逆向偏壓下操作；此參數僅供資訊/測試用途。

4. 分級系統

為確保生產一致性，LED 會根據關鍵參數進行分類（分級）。這使設計師能為其應用選擇符合特定性能標準的元件。

4.1 順向電壓（V_F）等級

在 I_F= 20mA 條件下分級。每個等級內的公差為 ±0.10V。

• D7：2.8V（最小） - 3.0V（最大）
• D8：3.0V - 3.2V
• D9：3.2V - 3.4V
• D10：3.4V - 3.6V
• D11：3.6V - 3.8V

4.2 發光強度（I_V）等級

在 I_F= 20mA 條件下分級。每個等級內的公差為 ±11%。

• T2：355.0 mcd（最小） - 450.0 mcd（最大）
• U1：450.0 mcd - 560.0 mcd
• U2：560.0 mcd - 710.0 mcd
• V1：710.0 mcd - 900.0 mcd

4.3 主波長（WD）等級

在 I_F= 20mA 條件下分級。每個等級內的公差為 ±1 nm。

• AP：520.0 nm（最小） - 525.0 nm（最大）
• AQ：525.0 nm - 530.0 nm
• AR：530.0 nm - 535.0 nm

5. 典型性能曲線

規格書包含關鍵特性的圖形表示，通常以順向電流或環境溫度為變數繪製。這些曲線提供了在非標準條件下元件行為的深入瞭解。常見曲線包括：

• 相對發光強度 vs. 順向電流：顯示光輸出如何隨電流增加，通常在較高電流下由於發熱而變得次線性。
• 順向電壓 vs. 順向電流：展示二極體的 I-V 特性。
• 相對發光強度 vs. 環境溫度：說明隨著接面溫度升高，光輸出會下降。
• 光譜分佈：相對強度與波長的關係圖，顯示發射光譜的形狀和寬度。

這些曲線對於設計驅動電路和熱管理系統以實現一致的性能至關重要。

6. 使用指南與處理

6.1 清潔

若焊接後需要清潔，請僅使用經核准的溶劑。將 LED 在室溫下浸入乙醇或異丙醇中，時間少於一分鐘。請勿使用未指定的化學清潔劑，因為它們可能會損壞環氧樹脂透鏡或封裝。

6.2 建議的 PCB 焊墊佈局

提供了建議的 PCB 焊墊圖案（佔位面積），以確保正確的焊接和機械穩定性。這包括陽極和陰極銅墊的尺寸和形狀，以及建議的防焊層開口。遵循此佈局有助於在迴焊過程中實現可靠的焊點。

6.3 載帶與捲盤包裝

LED 以壓紋載帶搭配保護蓋帶供應，捲繞於 7 英吋（178mm）直徑的捲盤上。標準包裝每捲包含 4000 顆。關鍵包裝說明：

• 載帶中的空穴由蓋帶密封。
• 剩餘數量最少訂購量為 500 顆。
• 根據捲盤規格，每捲最多允許連續缺失兩個元件。
• 包裝符合 ANSI/EIA-481 標準。

7. 重要注意事項與使用說明

7.1 預期應用

這些 LED 設計用於標準商業和工業電子設備。它們不適用於安全關鍵應用，即故障可能直接導致生命或健康風險的場合，例如航空、醫療生命維持或交通控制系統。對於此類應用，必須使用具有適當可靠性認證的元件。

7.2 儲存條件

正確的儲存對於防止吸濕至關重要，吸濕可能在迴焊焊接過程中導致 "爆米花效應"（封裝破裂）。

• 密封包裝：儲存於 ≤30°C 且 ≤70% 相對濕度（RH）的環境。當帶有乾燥劑的防潮袋完好無損時，保存期限為一年。
• 已開封包裝：對於從密封袋中取出的元件，儲存環境不得超過 30°C 和 60% RH。
• 車間壽命：建議在打開防潮袋後的 168 小時（7 天）內完成 IR 迴焊製程。
• 延長儲存/烘烤：如果元件暴露時間超過 168 小時，必須在焊接前以約 60°C 烘烤至少 48 小時，以去除吸收的濕氣。

7.3 焊接說明

提供詳細的焊接參數以確保可靠性：

迴焊焊接（推薦）：

• 預熱溫度：150-200°C
• 預熱時間：最長 120 秒
• 本體峰值溫度：最高 260°C
• 峰值溫度時間/焊接時間：最長 10 秒（最多允許兩個迴焊週期）

手工焊接（烙鐵）：

• 烙鐵頭溫度：最高 300°C
• 接觸時間：每個焊點最長 3 秒（僅限一次性焊接）。

7.4 驅動方法原理

LED 是一種電流控制元件。其光輸出（發光強度）主要是流經它的順向電流（I_F）的函數，而非電壓。因此，為確保亮度一致，特別是在多個 LED 並聯使用時，每個 LED 應由受控電流源驅動或擁有自己的限流電阻。不建議直接從電壓源並聯驅動 LED，因為不同元件之間的順向電壓（V_F）存在差異，這可能導致電流和亮度的顯著差異。

8. 設計考量與應用備註

8.1 熱管理

雖然功率消耗相對較低（最大 80mW），但有效的熱管理對於壽命和穩定性能仍然很重要。順向電壓和發光強度與溫度相關。設計 PCB 時提供足夠的散熱路徑、使用接地層，並避免放置在其他發熱元件附近，有助於維持較低的接面溫度。

8.2 限流電阻計算

當使用簡單的電壓源和串聯電阻來驅動 LED 時，電阻值（R_s）可以使用歐姆定律計算：R_s= (V_電源- V_F) / I_F。使用規格書中的最大 V_F值（3.8V），以確保即使 V_F較低的元件，電流也不會超過 20mA。例如，使用 5V 電源：R_s= (5V - 3.8V) / 0.020A = 60 歐姆。一個標準的 62 歐姆電阻將是安全的選擇。電阻的額定功率應至少為 P = I_F²* R_s.

。

8.3 光學設計

110 度的視角提供了寬廣、擴散的光型，適合需要從多個角度觀看的狀態指示燈。對於需要更聚焦光束的應用，則需要二次光學元件（例如透鏡或導光管）。水清透鏡最適合呈現 InGaN 晶片的真實顏色而不帶色調。

9. 比較與選型指南

• LTST-108TGKT 屬於標準、中等亮度的綠色 SMD LED 類別。其主要區別在於其針對顏色和強度的特定分級結構、與自動化組裝製程的相容性，以及詳細的處理和焊接規格。選擇 LED 時，工程師應比較：波長/顏色：
• 確保主波長等級（AP, AQ, AR）符合應用的顏色要求。亮度：
• 根據所需的可見度選擇適當的發光強度等級（T2, U1, U2, V1）。視角：
• 110 度角是廣視角的標準。更窄的視角提供更聚焦的光線。順向電壓：_FV

等級會影響驅動電路的設計和功耗。