SMD LED LTST-020KRKT 資料手冊 - 2.0x1.25x1.1mm - 2.4V - 72mW - 紅色 AlInGaP - 英文技術文件

1. 產品概述

本文件提供一款微型表面黏著元件（SMD）發光二極體（LED）的完整技術規格。此元件專為自動化印刷電路板（PCB）組裝製程設計，非常適合大量生產。其緊湊的外形尺寸能滿足廣泛現代電子產品中空間受限應用的需求。

1.1 核心優勢

此LED為設計工程師與製造商提供了數項關鍵優勢。它符合RoHS（有害物質限制）指令，確保環境安全。元件以業界標準的12mm載帶與7吋捲盤包裝供貨，完全相容於自動化取放設備，可簡化組裝流程。此外，其設計可承受紅外線（IR）迴焊製程，此為無鉛（Pb-free）PCB組裝的標準製程。其電氣特性與積體電路（IC）邏輯位準相容，簡化了驅動電路設計。

1.2 目標市場與應用領域

此款SMD LED的多功能性使其適用於廣泛的電子設備。主要應用領域包括通訊設備（如無線電話和行動電話）、便攜式計算設備（如筆記型電腦和平板電腦）以及網路系統。它也常用於家電產品的狀態指示以及各種工業設備中。在這些設備內的具體功能包括狀態指示器、前面板和鍵盤的背光照明，以及符號和信號的低亮度照明。

2. 深入技術參數分析

透徹理解電氣與光學參數，對於可靠的電路設計與實現一致的性能至關重要。

2.1 Absolute Maximum Ratings

這些額定值定義了應力極限，超出此極限可能對元件造成永久性損壞。其規格是在環境溫度 (Ta) 為 25°C 下定義的。最大連續直流順向電流 (IF) 為 30 mA。在佔空比為 1/10、脈衝寬度為 0.1ms 的脈衝條件下，允許的峰值順向電流為 80 mA。總功耗 (Pd) 不得超過 72 mW。此元件額定工作溫度範圍為 -40°C 至 +85°C，並可儲存於 -40°C 至 +100°C 的環境中。

2.2 電氣-光學特性

這些特性是在標準測試條件下（Ta=25°C，IF=20mA）量測，並定義了典型性能。發光強度（Iv）的典型值位於一個定義的範圍內，其具體的最小值和最大值詳見分檔說明。視角（2θ1/2，即強度為軸上值一半的角度）為110度，提供了寬廣的光束模式。發射光位於紅色光譜，峰值發射波長（λp）為639 nm，主波長（λd）為631 nm。頻譜頻寬（Δλ）約為20 nm。順向電壓（VF）典型值為2.0伏特，在20mA下最大為2.4伏特。逆向電流（IR）在逆向電壓（VR）為5V時限制在最大10 μA；請注意，此元件並非設計用於逆向偏壓下操作。

3. 分檔系統說明

為確保量產的一致性，LED會根據性能進行分檔。這使得設計師可以為其應用選擇符合特定最低性能標準的元件。

3.1 發光強度分檔

發光強度被分為不同的檔位，每個檔位由一個代碼（R1、R2、S1、S2）以及在20mA下以毫坎德拉（mcd）測量的最小/最大強度範圍所定義。例如，R1檔涵蓋112至140 mcd的強度，而S2檔則涵蓋220至280 mcd。每個檔位內適用+/-11%的容差。此系統能確保採購到的LED具有保證的最低亮度水平。

4. 性能曲線分析

圖形化數據能更深入地洞察裝置在不同條件下的行為，這對於穩健的設計至關重要。

4.1 順向電流 vs. 發光強度

在操作範圍內，順向電流 (IF) 與發光強度 (Iv) 的關係大致呈線性。增加電流會提高光輸出，但設計者必須確保不超過絕對最大電流與功率損耗限制，以確保使用壽命。

4.2 順向電壓與順向電流

此曲線顯示二極體的IV特性。順向電壓隨電流呈對數增加。理解此曲線對於設計與LED串聯的限流電阻至關重要，藉以設定所需工作點並補償電源電壓變動。

4.3 Temperature Dependence

LED性能對溫度敏感。通常，順向電壓（VF）會隨接面溫度上升而略微下降，而發光強度（Iv）亦會降低。針對高環境溫度或高功率運作的設計，必須考量此降額特性。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

該元件符合業界標準的SMD封裝外形。關鍵尺寸包括本體長度2.0毫米、寬度1.25毫米及高度1.1毫米。除非另有說明，所有尺寸公差通常為±0.1毫米。精確的焊墊圖形設計應參考詳細的機械工程圖。

5.2 極性識別與焊墊設計

陰極通常在元件上標示，常見方式包括凹口、綠點或不同的引腳長度。提供的建議PCB焊墊圖形（Footprint）旨在確保迴焊過程中形成正確的焊點。此圖形對於實現可靠的機械與電氣連接、同時防止焊錫橋接或墓碑效應至關重要。

6. 焊接與組裝指南

正確的處理與組裝對於維持元件可靠性和性能至關重要。

6.1 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-020等標準的特定迴焊溫度曲線。此曲線包含預熱階段、升溫階段、液相線以上時間（TAL）、峰值溫度不超過260°C，以及受控的冷卻速率。遵循此曲線可防止熱衝擊並避免損壞LED封裝。

6.2 儲存條件

SMD LED 為濕度敏感元件 (MSD)。當儲存於原廠密封防潮袋並附有乾燥劑時，應保持在 ≤30°C 及 ≤70% 相對濕度 (RH) 的環境下，並在一年內使用。一旦拆封，即開始計算「車間壽命」。元件應儲存在 ≤30°C 及 ≤60% RH 的環境中，並建議在 168 小時 (7 天) 內完成加工（迴流焊接）。若暴露時間過長，則需進行烘烤程序（例如：60°C 烘烤 48 小時），以去除吸收的濕氣，防止迴焊過程中發生「爆米花」現象。

6.3 清潔

若需在焊接後進行清潔，僅應使用指定溶劑。將LED於室溫下浸泡於乙醇或異丙醇中少於一分鐘是可接受的。使用刺激性或未指定的化學品可能會損壞環氧樹脂透鏡或封裝材料。

7. 包裝與處理

元件以凸紋載帶搭配保護蓋帶包裝，捲繞於直徑7英吋（178毫米）的捲盤上。標準捲盤數量為每捲4000件。包裝符合ANSI/EIA-481規範。在處理過程中應遵守適當的ESD（靜電放電）防護措施。

8. 應用說明與設計考量

8.1 驅動電路設計

LED是電流驅動元件。為確保亮度一致並防止電流爭奪，並聯配置中的每個LED都必須擁有自己的限流電阻。電阻值需使用歐姆定律計算：R = (Vcc - VF) / IF，其中Vcc為電源電壓，VF為LED順向電壓，IF為期望的順向電流。使用恆流源驅動LED是最穩定的方法。

8.2 熱管理

儘管功耗很低，但在PCB上進行有效的熱管理可以延長使用壽命並維持穩定的光輸出。確保LED焊墊周圍有足夠的銅箔面積有助於散熱。對於涉及高環境溫度或高驅動電流的應用，熱管理考量變得更為關鍵。

8.3 光學設計

110度的視角提供了寬廣的發光模式，適用於狀態指示燈。對於需要更聚焦光束的應用，可以使用透鏡或導光管等二次光學元件。透鏡顏色（此處為透明無色）的選擇會影響感知顏色和出射光的擴散效果。

9. 可靠性與注意事項

本產品設計用於標準商業及工業電子設備。對於需要極高可靠性、且故障可能危及安全之應用（例如航空、醫療生命維持系統），必須進行額外認證並諮詢元件製造商。請務必在產品公佈的絕對最大額定值及建議操作條件下使用本裝置。

10. 技術比較與趨勢

相較於GaAsP等舊有技術，此款基於AlInGaP的紅光LED在效率和色彩穩定性方面具有優勢。SMD LED的發展趨勢持續朝向更高發光效率（每瓦更多光輸出）、更小封裝尺寸，以及在惡劣環境條件下提升可靠性邁進。採用無鉛且符合RoHS規範的材料與製程，現已成為業界標準。