SMD LED LTST-C171KDKT 規格書 - 紅色 AllnGaP - 20mA - 50mW - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件提供一款表面黏著裝置（SMD）LED 燈的完整技術規格。此元件專為自動化印刷電路板（PCB）組裝而設計，適用於各種電子設備中空間受限的應用。

1.1 主要特點

• 符合 RoHS（有害物質限制）指令。
• 採用超亮磷化鋁銦鎵（AllnGaP）半導體晶片發射紅光。
• 以業界標準的 8mm 載帶包裝於 7 英吋直徑捲盤上，適用於自動貼片機。
• 封裝符合 EIA（電子工業聯盟）標準外形規格。
• 電氣特性與積體電路（IC）驅動位準相容。
• 設計上相容於自動貼裝設備。
• 可承受標準紅外線（IR）迴焊製程。

1.2 目標應用

此 LED 旨在用於以下各領域作為狀態指示燈、背光源或信號源：

• 通訊設備（例如：無線/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。
• 工業控制與儀表板。
• 鍵盤或按鍵背光。
• 狀態與電源指示燈。
• 微型顯示器與符號照明。

2. 封裝尺寸與配置

本裝置採用透明透鏡封裝紅色 AllnGaP 光源。所有尺寸規格均以毫米（mm）為單位提供。除非另有明確說明，所有線性尺寸的標準公差為 ±0.1 mm。規格書中包含詳細的機械圖紙，定義了封裝外型、引腳配置及建議的 PCB 焊墊佈局，以確保正確的電路板佈線與焊接。

3. 額定值與特性

除非另有說明，所有規格均在環境溫度（Ta）為 25°C 下定義。超過絕對最大額定值可能導致裝置永久損壞。

3.1 絕對最大額定值

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

3.2 電氣與光學特性

下表詳細列出了裝置在其標稱順向電流 20mA 下工作時的典型性能參數。

• 發光強度（I_V）：4.5 - 45.0 mcd（毫燭光）。使用經過濾波以匹配 CIE 明視覺響應曲線的感測器進行測量。
• 視角（2θ_1/2）：130 度。定義為發光強度降至軸上值一半時的全角。
• 峰值發射波長（λ_P）：650 nm（典型值）。
• 主波長（λ_d）：630 - 645 nm。代表在 CIE 色度圖上的感知色點。
• 光譜線半高寬（Δλ）：20 nm（典型值）。即光譜強度峰值一半處的波長帶寬。
• 順向電壓（V_F）：1.6 - 2.4 V（於 I_F=20mA 時）。
• 逆向電流（I_R）：10 μA（最大值）（於 V_R=5V 時）。

3.3 靜電放電（ESD）注意事項

本裝置對靜電放電和電湧敏感。在處理和組裝過程中必須遵循適當的 ESD 控制程序。這包括使用接地腕帶、防靜電手套，並確保所有設備和工作檯面正確接地，以防止潛在或災難性損壞。

4. 分級系統

為確保生產中的顏色和亮度一致性，裝置會根據測量的發光強度進行分級。分級代碼會標記以供追溯。

4.1 發光強度分級

對於紅色型號，分級定義如下（於 I_F=20mA 下測量）：

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

每個強度等級的上下限容差為 ±15%。

5. 性能曲線分析

規格書中包含關鍵特性的圖形表示，這對於電路設計和性能預測至關重要。

5.1 電流 vs. 電壓（I-V）曲線

此曲線說明了順向電壓（V_F）與順向電流（I_F）之間的關係。它顯示了 LED 的典型導通電壓和動態電阻，這對於設計限流電路至關重要。

5.2 相對發光強度 vs. 順向電流

此圖表顯示光輸出如何隨驅動電流變化。通常在建議的工作範圍內呈現近乎線性的關係，有助於通過電流調變來控制亮度。

5.3 相對發光強度 vs. 環境溫度

此曲線描繪了光輸出的熱降額特性。發光強度通常隨著接面溫度升高而降低，這對於在高溫環境或高驅動電流下運作的應用是一個關鍵因素。

5.4 光譜分佈

光譜功率分佈圖顯示了發射光強度隨波長的變化。它確認了峰值波長（λ_P）和光譜半高寬（Δλ），定義了紅光發射的色純度。

6. 組裝與處理指南

6.1 清潔

若焊接後需要清潔，僅應使用指定的溶劑。在室溫下將 LED 浸入乙醇或異丙醇中少於一分鐘是可接受的。未指定的化學清潔劑可能會損壞環氧樹脂透鏡或封裝體。

6.2 建議 PCB 焊墊佈局

提供了建議的焊墊幾何形狀詳細圖，以確保形成可靠的焊點、正確對位和足夠的機械強度。遵循此焊墊佈局對於成功的迴焊至關重要。

6.3 載帶與捲盤包裝規格

本裝置以帶有保護蓋帶的凸版載帶包裝供應。關鍵包裝細節包括：

• 載帶寬度：8 mm。
• 捲盤直徑：7 英吋（178 mm）。
• 每捲數量：3000 顆。
• 零頭最小訂購量：500 顆。
• 包裝符合 ANSI/EIA-481 標準。

7. 應用說明與注意事項

7.1 預期用途

此元件專為標準商業和工業電子設備而設計。不適用於故障可能直接危及生命或健康的安全關鍵應用（例如：航空、醫療生命維持、交通控制）。對於此類應用，需要諮詢製造商。

7.2 儲存條件

• 密封包裝：儲存於 ≤30°C 且 ≤90% 相對濕度（RH）的環境。當含有乾燥劑的防潮袋完好時，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 / 60% RH。建議在暴露後 672 小時（28 天）內完成紅外線迴焊，對應於濕度敏感等級（MSL）2a。若暴露時間更長，在焊接前需要在大約 60°C 下烘烤至少 20 小時，以防止迴焊過程中發生爆米花現象。

7.3 焊接建議

迴焊（無鉛製程）：

• 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
• 高於 260°C 的時間：總計最長 10 秒（最多 2 次迴焊循環）

手工焊接（烙鐵）：

• 烙鐵頭溫度：最高 300°C
• 接觸時間：最長 3 秒（僅限一次）

注意：最佳的迴焊曲線取決於具體的 PCB 設計、錫膏和爐體。提供的條件是基於 JEDEC 標準和元件級驗證的指導原則。

7.4 驅動電路設計

LED 是電流驅動裝置。當並聯驅動多個 LED 以確保亮度均勻時，必須為每個 LED 串聯一個獨立的限流電阻。這可以補償裝置間順向電壓（V_F）的自然差異，防止電流搶奪和照明不均。不建議直接從電壓源驅動 LED 而不串聯電阻，這很可能導致過早失效。

8. 技術深入探討與設計考量

8.1 AllnGaP 技術

磷化鋁銦鎵（AllnGaP）是一種特別適合生產高效率紅光、橙光和黃光 LED 的半導體材料系統。與磷化砷化鎵（GaAsP）等舊技術相比，AllnGaP 提供了顯著更高的發光效率（每電瓦的光輸出）、更好的溫度穩定性和更優異的色純度。這使其成為需要明亮、可靠的紅色指示燈應用的首選。

8.2 熱管理

雖然封裝體積小，但管理接面溫度對於長期可靠性和維持光輸出至關重要。必須遵守 50mW 的最大功率消耗額定值。設計者應考慮從 LED 接面到周圍環境的熱路徑。在 PCB 上使用足夠的銅焊墊面積可作為散熱片，有助於散熱並降低工作接面溫度，從而保持發光強度和使用壽命。

8.3 光學設計考量

130 度的視角將其歸類為廣角 LED。這對於需要從廣泛視角可見的狀態指示燈來說是理想的。對於需要更聚焦光束的應用，則需要二次光學元件（如透鏡或導光管）。透明透鏡能從晶片中提取最大可能的光線，最大化正向發光強度。

8.4 與替代技術的比較

此 AllnGaP 紅光 LED 的主要優勢在於其亮度與效率的結合。對於不需要極致亮度的要求較低的應用，舊式的 GaAsP LED 可能是成本較低的替代方案，但它們會較暗且效率較低。對於需要深紅光或紅外光發射的應用，可能會使用砷化鎵（GaAs）或砷化鋁鎵（AlGaAs）晶片。選擇取決於應用的特定波長、效率和成本目標。