SMD LED LTST-M140KRKT 規格書 - AlInGaP 紅光 - 120° 視角 - 典型 2.0V - 最大 30mA - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件提供 LTST-M140KRKT 的完整技術規格，這是一款表面黏著元件（SMD）發光二極體（LED）。此元件屬於微型尺寸與特殊結構設計的 LED 系列，旨在促進印刷電路板（PCB）的自動化組裝。其緊湊的外形使其特別適合廣泛電子設備中空間受限的應用。

1.1 特色

• 符合 RoHS（有害物質限制）指令。
• 包裝於 12mm 載帶上，並捲繞於 7 英吋直徑的捲盤，便於自動化處理。
• 標準 EIA（電子工業聯盟）封裝外型。
• 輸入/輸出特性與積體電路（IC）邏輯位準相容。
• 設計與標準自動取放組裝設備相容。
• 可承受表面黏著技術（SMT）中常用的紅外線（IR）迴焊製程。
• 預先處理以符合 JEDEC（聯合電子裝置工程委員會）潮濕敏感度等級 3 的加速要求。

1.2 應用

本元件適用於各種需要可靠、緊湊指示燈或光源的電子設備。典型的應用領域包括：

• 通訊設備（例如：無線電話、行動電話）。
• 辦公室自動化設備（例如：筆記型電腦、網路系統）。
• 家電與消費性電子產品。
• 工業控制與儀器設備。
• 狀態與電源指示燈。
• 信號與符號照明。
• 前面板與顯示器背光。

2. 封裝尺寸與機械資訊

此 LED 以表面黏著封裝形式提供。透鏡顏色為水清，光源材料為磷化鋁銦鎵（AlInGaP），發射紅光。所有尺寸規格均以毫米（mm）為單位提供。除非另有特別註明，否則尺寸的一般公差為 ±0.2 mm。規格書中包含元件本身以及建議的 PCB 焊接墊佈局詳細尺寸圖，以確保正確的焊盤設計，實現可靠的焊接。

3. 額定值與特性

所有額定值均在環境溫度（Ta）為 25°C 時指定。超過這些限制可能會對元件造成永久性損壞。

3.1 絕對最大額定值

• 功率消耗（Pd）：72 mW
• 峰值順向電流（IFP）：80 mA（脈衝條件下：1/10 工作週期，0.1ms 脈衝寬度）
• 連續順向電流（IF）：30 mA（直流）
• 逆向電壓（VR）：5 V
• 操作溫度範圍：-40°C 至 +85°C
• 儲存溫度範圍：-40°C 至 +100°C

3.2 電氣與光學特性

以下參數是在 Ta=25°C、順向電流（IF）為 20 mA 下測量，除非另有說明。

• 光通量（Φv）：提供典型值；最小值與最大值由分級代碼定義（見第 4 節）。使用近似 CIE 明視覺響應曲線的濾光片測量。
• 發光強度（Iv）：提供典型值；最小值與最大值由分級代碼定義。此為供參考的衍生值。
• 視角（2θ1/2）：120 度（典型值）。此為發光強度降至中心軸測量值一半時的全角。
• 峰值發射波長（λP）：639 nm（典型值）。光譜輻射強度達到最大值時的波長。
• 主波長（λd）：631 nm（典型值）。在 CIE 色度圖上定義感知顏色的單一波長。公差為 ±1 nm。
• 光譜線半寬度（Δλ）：20 nm（典型值）。在最大強度一半處測量的光譜寬度。
• 順向電壓（VF）：2.0 V（典型值），2.4 V（最大值），於 IF=20mA 時。公差為 ±0.1 V。
• 逆向電流（IR）：10 μA（最大值），於 VR=5V 時。

3.3 焊接溫度曲線

提供建議的紅外線（IR）迴焊溫度曲線，適用於無鉛（Pb-free）組裝製程，符合 J-STD-020B 標準。該曲線包含預熱、均熱、迴焊與冷卻階段，具有特定的時間與溫度限制，封裝體峰值溫度不得超過 260°C。遵循此類溫度曲線對於防止 LED 封裝在組裝過程中受到熱損壞至關重要。

4. 分級代碼系統

為確保發光輸出的穩定性，LED 會根據其測得的光通量進行分級。分級代碼定義了特定的範圍。對於 LTST-M140KRKT（紅光，於 20mA 測試），定義的分級如下：

• B2：光通量 0.27 - 0.34 lm（強度 90 - 112 mcd）
• C1：光通量 0.34 - 0.42 lm（強度 112 - 140 mcd）
• C2：光通量 0.42 - 0.54 lm（強度 140 - 180 mcd）
• D1：此元件對潮濕敏感。當密封的防潮袋（含乾燥劑）未開封時，LED 應儲存於 ≤30°C 且 ≤70% 相對濕度的環境中，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% 相對濕度。暴露於環境空氣中的元件應在 168 小時內（JEDEC 等級 3）進行紅外線迴焊。若儲存時間超過此期限，必須將其儲存在帶有乾燥劑的密封容器或氮氣環境中。在包裝外儲存超過 168 小時的 LED，在進行焊接組裝前需要在大約 60°C 下烘烤至少 48 小時，以去除吸收的水分並防止迴焊過程中發生爆米花現象。
• D2：光通量 0.67 - 0.84 lm（強度 224 - 280 mcd）

每個強度分級的公差為 ±11%。發光強度值（mcd）僅供參考。設計人員訂購時應指定所需的分級代碼，以確保其應用所需的亮度等級。

5. 典型性能曲線

規格書中包含關鍵特性的圖形表示，以協助設計分析。這些曲線通常以順向電流或環境溫度為變數繪製，提供元件在非標準條件下行為的深入見解。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，直至達到最大額定值。
• 順向電壓 vs. 順向電流：說明二極體的 IV 特性。
• 相對發光強度 vs. 環境溫度：展示光輸出的熱降額，這對於高溫應用至關重要。
• 光譜分佈：相對強度對波長的圖，顯示峰值約在 639nm 以及光譜寬度。
• 視角分佈圖：顯示發光強度角度分佈的極座標圖。

6. 使用指南與操作說明

6.1 清潔

若焊接後需要清潔，僅能使用指定的溶劑。將 LED 在室溫下浸入乙醇或異丙醇中少於一分鐘是可接受的。使用未指定或具侵蝕性的化學清潔劑可能會損壞塑膠封裝與透鏡。

6.2 儲存與潮濕敏感度

This component is moisture-sensitive. When the sealed moisture-proof bag (with desiccant) is unopened, LEDs should be stored at ≤30°C and ≤70% RH and used within one year. Once the original packaging is opened, the storage environment must not exceed 30°C and 60% RH. Components exposed to ambient air should be subjected to IR reflow soldering within 168 hours (JEDEC Level 3). For storage beyond this period, they must be stored in a sealed container with desiccant or in a nitrogen ambient. LEDs stored out of packaging for more than 168 hours require baking at approximately 60°C for at least 48 hours prior to solder assembly to remove absorbed moisture and prevent \"popcorning\" during reflow.

6.3 焊接建議

支援兩種主要的焊接方法：

迴焊（推薦）：

- 預熱溫度：150-200°C

- 預熱時間：最多 120 秒

- 峰值溫度：最高 260°C（封裝體）

- 液相線以上時間：最多 10 秒

- 迴焊循環次數：最多兩次

手工焊接（烙鐵）：

- 烙鐵頭溫度：最高 300°C

- 每支接腳焊接時間：最多 3 秒

- 焊接循環次數：僅一次

必須注意，最佳的迴焊溫度曲線取決於具體的 PCB 設計、焊錫膏和使用的爐具。提供的曲線是基於 JEDEC 標準的指導原則。

6.4 驅動電路設計

LED 是一種電流驅動元件。其光輸出主要取決於順向電流，而非電壓。為確保亮度一致並防止損壞，驅動電路必須包含限流機制。當並聯連接多個 LED 時，強烈建議為每個 LED 串聯一個獨立的限流電阻。此做法可補償個別元件順向電壓（VF）的微小差異，確保電流分配均勻，從而使陣列中所有 LED 的發光強度一致。不建議直接從電壓源驅動 LED 而不進行電流調節，因為這可能導致熱失控和元件故障。

7. 包裝與載帶捲盤規格

LED 以載帶捲盤形式供應，與高速自動化組裝設備相容。關鍵包裝細節包括：

• 載帶寬度：12 mm。
• 捲盤直徑：7 英吋。
• 每滿盤數量：3000 顆。
• 零散訂單最小數量：500 顆。
• 包裝符合 ANSI/EIA-481 規範。
• 載帶上的空位由頂部蓋帶密封。
• 每捲盤最多允許連續兩個元件缺失。

提供載帶、蓋帶和捲盤的詳細尺寸圖，以確保與送料器系統的相容性。

8. 應用注意事項與警告

8.1 預期用途

此 LED 設計用於標準電子設備的一般用途，例如消費性電子產品、辦公設備和家電。在未經事先諮詢和額外認證的情況下，並非專門設計或認證用於故障可能直接危及生命、健康或安全的應用。此類應用包括但不限於航空、運輸、交通控制、醫療/生命維持系統以及關鍵安全裝置。

8.2 熱管理

雖然封裝有指定的功率消耗，但在 PCB 層面進行有效的熱管理對於維持性能和壽命至關重要，特別是在高環境溫度或接近最大電流下操作時。PCB 佈局應在焊盤周圍提供足夠的銅箔面積作為散熱片，將熱量從 LED 接面散發出去。

8.3 光學設計考量

120 度視角提供了寬廣、擴散的發光模式，適合需要廣角可見度的狀態指示燈和背光應用。對於需要更聚焦光束的應用，則需要二次光學元件（例如透鏡或反射器）。水清透鏡可最大限度地減少光吸收，從而最大化 AlInGaP 晶片的輸出。

9. 技術與材料概述

LTST-M140KRKT 使用磷化鋁銦鎵（AlInGaP）半導體材料作為其發光區域。AlInGaP 技術特別適合生產高效率的紅光、橙光和琥珀光 LED。與磷化鎵砷（GaAsP）等舊技術相比，AlInGaP 提供了顯著更高的發光效率、更好的溫度穩定性和更長的操作壽命。光是通過電致發光產生的，其中電子在半導體的有源區域內與電洞復合，以光子的形式釋放能量。AlInGaP 層的特定成分經過設計，以產生目標主波長 631 nm 的光子，該波長被人眼感知為紅光。