SMD LED LTST-S270KDKT 規格書 - 紅色 AllnGaP 晶片 - 20mA - 50mW

1. 產品概述
1.1 產品特點
1.2 應用領域
2. 封裝尺寸與機械資訊
3. 額定值與特性
3.1 絕對最大額定值
3.2 電氣與光學特性
3.3 靜電放電（ESD）注意事項
4. 分級系統
5. 性能曲線分析
6. 組裝與操作指南
6.1 清潔
6.2 焊接製程
6.3 儲存條件
適用於大量組裝的標準包裝為 8mm 寬的壓紋載帶，纏繞在 7 英吋（178mm）直徑的捲盤上。每捲包含 4000 個元件。載帶以頂部覆蓋帶密封。包裝遵循 ANSI/EIA-481 規範。對於較小數量，可提供最少 500 個的包裝。載帶設計允許最多連續兩個缺失元件（空穴）。
8.1 驅動電路設計
LED 是電流驅動元件。為了在驅動多個 LED（尤其是並聯配置）時確保亮度均勻，必須在每個 LED 上串聯一個限流電阻。這可以補償不同元件之間順向電壓（V
雖然封裝體積小，但必須遵守功率消耗（最大 50 mW）和操作溫度範圍（-30°C 至 +85°C）。發光輸出通常會隨著接面溫度升高而降低。在 LED 以或接近其最大電流驅動的應用中，或在高環境溫度下，應考慮 PCB 佈局，透過銅墊和走線提供足夠的散熱。
本產品適用於標準商業和消費性電子設備。對於需要極高可靠性且故障可能危及安全或健康的應用（例如航空、醫療生命維持、交通控制），需要進行額外的資格認證和諮詢。除非有適當的保護措施，否則本元件不設計用於持續的戶外暴露或惡劣環境。
使用 AllnGaP 技術製造紅光 LED，相較於磷化砷化鎵（GaAsP）等舊技術是一項重大進步。AllnGaP 提供卓越的發光效率，在相同驅動電流下能實現更高的亮度，並具有更好的溫度穩定性。側發光封裝（相對於頂部發光）特別適用於需要將光線導向平行於 PCB 表面的應用，例如側光式面板或鍵盤背光的光導應用。SMD LED 的趨勢持續朝向更高效率、更小封裝，以及與無鉛迴焊等自動化高溫組裝製程更廣泛的相容性發展。
問：峰值波長和主波長有什麼區別？
情境：薄膜按鍵的背光照明。

1. 產品概述

LTST-S270KDKT 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。其微型外型適合空間受限的應用。此元件採用超亮磷化鋁銦鎵（AllnGaP）半導體晶片來產生紅光，並封裝於水色透明的透鏡中。此組合專為要求高可靠性並能與現代製造流程相容的應用而設計。

1.1 產品特點

符合 RoHS（有害物質限制）指令。
側視晶片配置，搭配鍍錫引腳以提升可焊性。
採用超亮 AllnGaP 晶片技術，實現高發光強度。
以 8mm 載帶包裝於 7 英吋直徑捲盤上，適用於自動化取放組裝。
符合 EIA（電子工業聯盟）標準封裝外型。
與積體電路相容的驅動特性。
設計上與自動貼裝設備相容。
適用於紅外線（IR）迴焊製程。

1.2 應用領域

此 LED 適用於各種對尺寸緊湊、可靠性高及組裝效率有嚴格要求的電子設備。典型的應用領域包括：

通訊設備：無線電話、行動電話及網路設備中的狀態指示燈。
辦公室自動化與消費性電子產品：筆記型電腦及其他可攜式裝置中鍵盤與按鍵的背光照明。
家電與工業設備：電源、模式或狀態指示燈。
顯示器與標誌：室內應用中的微型顯示器與符號照明。

2. 封裝尺寸與機械資訊

此 LED 以標準 SMD 封裝提供。透鏡顏色為水色透明，光源顏色來自 AllnGaP 晶片的紅光。除非另有說明，所有尺寸公差均為 ±0.1 mm。原始文件中提供了元件的詳細機械圖、建議的 PCB 焊接墊尺寸以及載帶捲盤包裝資訊，這些對於 PCB 佈局設計和組裝流程規劃至關重要。

3. 額定值與特性

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極限。所有數值均在環境溫度（Ta）為 25°C 下指定。

功率消耗（Pd）：50 mW
峰值順向電流（I_F(PEAK)）：40 mA（於 1/10 工作週期，0.1ms 脈衝寬度下）
直流順向電流（I_F）：20 mA
逆向電壓（V_R）：5 V
操作溫度範圍（T_opr）：-30°C 至 +85°C
儲存溫度範圍（T_stg）：-40°C 至 +85°C
紅外線焊接條件：峰值溫度 260°C，最長 10 秒。

3.2 電氣與光學特性

這些是於 Ta=25°C 且 I_F=20 mA 下測得的典型操作參數，除非另有註明。

發光強度（I_V）：4.5 - 45.0 mcd（毫燭光）。使用近似 CIE 明視覺響應曲線的濾光片測量。
視角（2θ_1/2）：130 度。定義為發光強度降至軸向（正軸）值一半時的全角。
峰值發射波長（λ_P）：650.0 nm（典型值）。
主波長（λ_d）：630.0 - 645.0 nm。此單一波長定義了 LED 在 CIE 色度圖上的感知顏色。
光譜線半高寬（Δλ）：20 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）：1.6 - 2.4 V。
逆向電流（I_R）：10 μA（最大值），於 V_R=5V 下。

3.3 靜電放電（ESD）注意事項

LED 對靜電放電和電壓突波敏感。在操作和組裝過程中必須實施適當的 ESD 控制措施。這包括使用接地腕帶、防靜電手套，並確保所有設備和工作站妥善接地，以防止潛在或災難性的元件故障。

4. 分級系統

為確保生產中的顏色和亮度一致性，LED 會根據發光強度進行分級。LTST-S270KDKT 針對其在 20 mA 下測得的紅光輸出，使用以下分級代碼。

J 級：4.5 - 7.1 mcd
K 級：7.1 - 11.2 mcd
L 級：11.2 - 18.0 mcd
M 級：18.0 - 28.0 mcd
N 級：28.0 - 45.0 mcd

每個發光強度分級的上下限均適用 ±15% 的容差。設計人員應指定所需的分級代碼，以確保最終應用達到預期的亮度水準。

5. 性能曲線分析

原始文件中包含典型的性能曲線，對於理解元件在不同條件下的行為至關重要。這些曲線通常說明順向電流與發光強度（I_F對比 I_V）、順向電流與順向電壓（I_F對比 V_F）之間的關係，以及環境溫度對發光強度的影響。分析這些曲線可讓設計人員優化驅動電流以提高效率和亮度，了解電源設計的電壓需求，並在高溫環境中考慮熱降額。

6. 組裝與操作指南

6.1 清潔

未指定的化學清潔劑可能會損壞 LED 封裝。若在焊接後或因污染需要清潔，請在室溫下使用乙醇或異丙醇。浸泡時間應少於一分鐘，以防止對環氧樹脂透鏡或內部結構造成潛在損害。

6.2 焊接製程

此元件與紅外線（IR）迴焊製程相容，這是 SMD 組裝的標準製程。建議採用無鉛製程曲線。

預熱：150°C 至 200°C。
預熱時間：最長 120 秒。
峰值溫度：最高 260°C。
液相線以上時間：在峰值溫度下最長 10 秒。迴焊次數不應超過兩次。

若使用烙鐵進行手動維修，烙鐵頭溫度不應超過 300°C，且每個焊點的接觸時間應限制在最長 3 秒。遵循 JEDEC 標準的迴焊曲線和焊膏製造商的建議至關重要，以確保焊點可靠並防止 LED 受到熱損傷。

6.3 儲存條件

密封包裝：

儲存於 ≤ 30°C 且 ≤ 90% 相對濕度（RH）的環境。若儲存在帶有乾燥劑的原裝防潮袋中，保存期限為一年。已開封包裝：
對於從原包裝中取出的元件，儲存環境不得超過 30°C 或 60% RH。建議在一週內完成 IR 迴焊（濕度敏感等級 3，MSL 3）。若需在原包裝袋外長時間儲存，請使用帶有乾燥劑的密封容器或氮氣乾燥櫃。儲存超過一週的元件在焊接前應以約 60°C 烘烤至少 20 小時，以去除吸收的水氣。7. 包裝與訂購資訊

適用於大量組裝的標準包裝為 8mm 寬的壓紋載帶，纏繞在 7 英吋（178mm）直徑的捲盤上。每捲包含 4000 個元件。載帶以頂部覆蓋帶密封。包裝遵循 ANSI/EIA-481 規範。對於較小數量，可提供最少 500 個的包裝。載帶設計允許最多連續兩個缺失元件（空穴）。

8. 應用設計考量

8.1 驅動電路設計

LED 是電流驅動元件。為了在驅動多個 LED（尤其是並聯配置）時確保亮度均勻，必須在每個 LED 上串聯一個限流電阻。這可以補償不同元件之間順向電壓（V

）的自然變化。直接從電壓源驅動 LED 而不進行電流調節，可能導致電流過大、熱失控並縮短使用壽命。簡單的串聯電阻法（原始文件中的電路 A）是一種可靠且常見的方法。_F8.2 熱管理

雖然封裝體積小，但必須遵守功率消耗（最大 50 mW）和操作溫度範圍（-30°C 至 +85°C）。發光輸出通常會隨著接面溫度升高而降低。在 LED 以或接近其最大電流驅動的應用中，或在高環境溫度下，應考慮 PCB 佈局，透過銅墊和走線提供足夠的散熱。

8.3 應用範圍與可靠性

本產品適用於標準商業和消費性電子設備。對於需要極高可靠性且故障可能危及安全或健康的應用（例如航空、醫療生命維持、交通控制），需要進行額外的資格認證和諮詢。除非有適當的保護措施，否則本元件不設計用於持續的戶外暴露或惡劣環境。

9. 技術比較與趨勢

使用 AllnGaP 技術製造紅光 LED，相較於磷化砷化鎵（GaAsP）等舊技術是一項重大進步。AllnGaP 提供卓越的發光效率，在相同驅動電流下能實現更高的亮度，並具有更好的溫度穩定性。側發光封裝（相對於頂部發光）特別適用於需要將光線導向平行於 PCB 表面的應用，例如側光式面板或鍵盤背光的光導應用。SMD LED 的趨勢持續朝向更高效率、更小封裝，以及與無鉛迴焊等自動化高溫組裝製程更廣泛的相容性發展。

10. 常見問題（FAQ）

問：峰值波長和主波長有什麼區別？

答：峰值波長（λ

）是光輸出功率達到最大值時的波長。主波長（λ_P）是人眼感知的單一波長，由 CIE 色度座標計算得出。λ_d對於顏色規格更為相關。_d問：我可以不用串聯電阻來驅動這個 LED 嗎？

答：強烈不建議這樣做。順向電壓有一個範圍（1.6V 至 2.4V）。將其直接連接到即使略高於其 V

的電壓源，也可能導致不受控制的大電流流過，可能立即或隨時間推移損壞 LED。_F問：為什麼視角這麼寬（130°）？

答：寬視角是側發光封裝和透鏡設計的特點。這對於需要在一個區域內提供寬廣、均勻照明，而非聚焦光點的應用非常有益。

問：如何選擇正確的分級代碼？

答：分級代碼的選擇取決於您的應用所需的最低亮度。如果您的設計需要至少 15 mcd，您應指定 L 級或更高（L、M、N）。使用更高的分級可以確保即使在 -15% 的容差下也能滿足您的亮度要求。

11. 設計與使用案例研究

情境：薄膜按鍵的背光照明。

一位設計師正在開發一款帶有矽膠按鍵的醫療設備，該按鍵需要在低光環境下使用紅色背光。按鍵後方的空間極其有限。

設計選擇：

1. 選擇 LTST-S270KDKT 是因為其側發光特性，非常適合將光耦合到光導邊緣，或從 PCB 層面直接照亮半透明按鍵符號的側面。

2. 超亮 AllnGaP 晶片確保即使光線透過矽膠按鍵材料擴散後，仍有足夠的光輸出。

3. 選擇 15 mA 的驅動電流（低於 20 mA 最大值），以確保長期可靠性並最小化密封設備外殼內的熱量產生。

4. 指定 M 級（18.0-28.0 mcd）以確保所有按鍵都具有明亮、一致的外觀。

5. PCB 佈局包含建議的焊墊尺寸，並為每個 LED 串聯一個 0805 尺寸的限流電阻，計算基於電源電壓和 LED 的典型 V

。_F6. 組裝廠遵循提供的 IR 迴焊曲線，並且元件在使用前儲存在受控環境中以符合 MSL3 要求。

這種方法最終實現了一個可靠、照明均勻的按鍵，滿足了最終產品的美觀和功能要求。

This approach results in a reliable, uniformly lit keypad that meets the aesthetic and functional requirements of the end product.

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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