SMD LED LTST-C930KAKT 規格書 - AlInGaP 紅橙色 - 30mA - 75mW - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件提供一款專為自動化組裝製程設計之高亮度表面黏著 LED 的完整技術規格。此元件採用先進的 AlInGaP 半導體技術，可發出紅橙色光。其設計旨在確保可靠性與效能，適用於空間、效率及穩定光輸出至關重要的各種現代電子應用。

1.1 產品特點

• 符合 RoHS 環保指令。
• 採用圓頂透鏡以優化光線分佈。
• 使用超高亮度 AlInGaP 晶片，實現高發光效率。
• 以業界標準 8mm 載帶包裝於 7 吋捲盤上，適用於自動取放設備。
• 封裝符合 EIA 標準。
• 設計與積體電路相容。
• 適用於自動貼裝設備。
• 可承受紅外線迴焊製程。

1.2 應用領域

This LED is suitable for diverse applications including:

• 通訊設備、辦公室自動化系統、家電產品及工業控制面板。
• 鍵盤與按鍵背光。
• 狀態與電源指示燈。
• 微型顯示器與面板指示燈。
• 信號與符號照明。

2. 封裝尺寸與配置

本元件採用標準表面黏著封裝。關鍵尺寸包括長、寬、高，除非另有說明，典型公差為 ±0.1mm。透鏡為水清色，光源顏色為 AlInGaP 紅橙色。詳細標示所有關鍵尺寸的機械圖紙，是 PCB 佈局設計導入過程中的重要部分。

3. 技術參數與特性

除非另有說明，所有額定值與特性均在環境溫度 25°C 下定義。

3.1 絕對最大額定值

超出這些限制的應力可能對元件造成永久性損壞。

• 功耗：75 mW
• 峰值順向電流（1/10 工作週期，0.1ms 脈衝）：80 mA
• 連續直流順向電流：30 mA
• 逆向電壓：5 V
• 工作溫度範圍：-30°C 至 +85°C
• 儲存溫度範圍：-40°C 至 +85°C
• 紅外線焊接條件：最高 260°C，持續時間最長 10 秒。

3.2 建議的紅外線迴焊溫度曲線

對於無鉛焊接製程，建議採用峰值溫度為 260°C、持續時間最長 10 秒的迴焊曲線。該曲線應包含適當的預熱與冷卻階段，以最小化對元件與印刷電路板的熱應力。

3.3 電氣與光學特性

標準測試條件下測量的典型性能參數（IF=20mA）。

• 發光強度（Iv）：300 mcd（最小），1050 mcd（典型）
• 視角（2θ1/2）：25 度
• 峰值發射波長（λP）：621 nm（典型）
• 主波長（λd）：615 nm（典型）
• 譜線半寬（Δλ）：18 nm（典型）
• 順向電壓（VF）：2.0 V（典型），2.4 V（最大）
• 逆向電流（IR）：10 μA（最大），於 VR=5V 條件下

測量備註：發光強度是使用近似 CIE 明視覺響應曲線的感測器-濾波器組合進行測量。視角定義為發光強度降至軸向值一半時的離軸角度。主波長由 CIE 色度座標推導得出。

3.4 靜電放電注意事項

此元件對靜電放電敏感。必須遵循正確的 ESD 處理程序，包括使用接地腕帶、防靜電手套，並確保所有設備與工作站正確接地，以防止損壞。

4. 分級系統

為確保生產中的顏色與亮度一致性，元件會根據發光強度進行分級。

4.1 發光強度分級代碼

適用於紅橙色，於 20mA 下測量。每個級別內的公差為 +/-15%。

• R：112.0 - 180.0 mcd
• S：180.0 - 280.0 mcd
• T：280.0 - 450.0 mcd
• U：450.0 - 710.0 mcd
• V：710.0 - 1120.0 mcd
• W：1120.0 - 1800.0 mcd
• X：1800.0 - 2800.0 mcd
• Y：2800.0 - 4500.0 mcd

此分級制度允許設計師根據其特定應用選擇合適的亮度等級，以平衡成本與性能需求。

5. 典型性能曲線

圖形數據提供了在不同條件下元件行為的深入見解。關鍵曲線通常包括：

• 相對發光強度 vs. 順向電流：顯示光輸出如何隨驅動電流增加，突顯非線性關係以及電流穩定的重要性。
• 相對發光強度 vs. 環境溫度：展示光輸出的熱降額特性，這對於在高溫環境下運作的設計至關重要。
• 順向電壓 vs. 順向電流：說明二極體的 IV 特性，對於設計限流電路至關重要。
• 光譜分佈：相對輻射功率與波長的關係圖，顯示 AlInGaP LED 以約 621nm 為中心的窄發射帶特性。

分析這些曲線有助於工程師預測實際性能、管理熱效應，並優化驅動電路以提高效率與使用壽命。

6. 使用指南與處理說明

6.1 清潔

未指定的化學清潔劑可能損壞 LED 封裝。若焊接後需要清潔，請將 LED 在室溫下浸入乙醇或異丙醇中，時間少於一分鐘。除非經過專門驗證，否則應避免使用強效溶劑或超音波清洗。

6.2 建議的 PCB 焊墊佈局

提供建議的 PCB 焊墊圖案，以確保形成良好的焊點、機械穩定性與散熱。遵循此設計可最大程度減少墓碑效應，並確保迴焊後可靠的電氣連接。

6.3 載帶與捲盤包裝規格

元件以帶有保護蓋帶的壓花載帶供應。關鍵包裝細節包括：

• 捲盤直徑：7 吋。
• 料袋間距：定義為 8mm 載帶。
• 每捲數量：1500 顆（標準滿捲）。
• 最小包裝數量：剩餘捲盤為 500 顆。
• 缺件：最多允許連續兩個空料袋。
• 標準：包裝符合 ANSI/EIA-481 規範。

此包裝與標準自動化表面黏著技術組裝設備相容。

7. 重要注意事項與應用說明

7.1 預期應用

此 LED 設計用於標準商業與消費性電子設備。不適用於故障可能危及生命或健康的安全關鍵應用（例如航空、醫療生命維持、運輸安全系統）。此類高可靠性用途需要諮詢。

7.2 儲存條件

密封包裝：儲存於 ≤30°C 且 ≤90% 相對濕度環境。含乾燥劑的防潮袋內保存期限為一年。
已開封包裝：對於從防潮袋中取出的元件，儲存環境不得超過 30°C 和 60% 相對濕度。元件應在一週內進行紅外線迴焊（濕度敏感等級 3，MSL 3）。若儲存超過一週，請使用含乾燥劑的密封容器或氮氣乾燥箱。在袋外儲存超過一週的元件，在焊接前需要以約 60°C 烘烤至少 20 小時，以防止迴焊過程中發生 \"爆米花\" 現象。

7.4 焊接指南

詳細的焊接參數對可靠性至關重要。

• 迴焊（建議）：
  • 預熱溫度：150-200°C
  • 預熱時間：最長 120 秒。
  • 峰值溫度：最高 260°C。
  • 液相線以上時間：最長 10 秒。
  • 通過次數：最多兩次迴焊循環。
• 手動焊接（烙鐵）：
  • 烙鐵頭溫度：最高 300°C。
  • 接觸時間：每個焊墊最長 3 秒。
  • 維修次數：僅限一次。

最佳迴焊曲線取決於特定的 PCB 設計、焊錫膏與迴焊爐。提供的參數基於 JEDEC 標準，可作為可靠的起點。建議針對特定組裝線進行特性分析。

7.5 驅動方法

LED 是電流驅動元件。當多個 LED 並聯連接時，為確保亮度均勻，必須在每個 LED 上串聯一個限流電阻。直接從電壓源驅動 LED 而不進行電流調節，會由於不同元件間順向電壓的自然差異，導致亮度不一致和潛在的過電流損壞。串聯電阻值使用歐姆定律計算：R = (電源電壓 - LED 順向電壓) / 期望電流。

8. 應用建議與設計考量

8.1 熱管理

雖然功耗相對較低（75mW），但在 PCB 上進行有效的熱管理對於維持長期可靠性和穩定的光輸出非常重要，特別是在高環境溫度下或以最大電流驅動時。確保 LED 焊墊周圍有足夠的銅箔面積有助於散熱。

8.2 光學設計

25 度的視角提供了相對集中的光束。對於需要更寬照明的應用，可能需要二次光學元件，如導光板或擴散片。水清透鏡適用於 LED 晶片本身不可見或需要混色的應用。

8.3 電路保護

除了串聯限流電阻外，如果電源連接可由使用者接觸，請考慮加入反極性保護。在電氣噪聲環境中，可能需要瞬態電壓抑制二極體或其他保護電路。

9. 技術與工作原理

此 LED 基於磷化鋁銦鎵半導體材料。當在 p-n 接面施加順向電壓時，電子與電洞在主動區複合，以光子的形式釋放能量。AlInGaP 合金的特定成分決定了能隙能量，這直接對應於發射光的波長——在本例中為紅橙色光譜（約 615-621 nm）。AlInGaP 技術以其高內部量子效率和在紅色到琥珀色範圍內的優異性能而聞名，與 GaAsP 等舊技術相比，提供了更高的亮度與穩定性。

10. 基於技術參數的常見問題

問：我可以連續以 30mA 驅動此 LED 嗎？
答：可以，30mA 是額定的最大連續直流順向電流。為獲得最佳使用壽命，通常建議在或低於典型的 20mA 測試條件下驅動。

問：使用 5V 電源時，應使用多大的電阻值？
答：使用典型的 VF 2.0V 和期望電流 20mA：R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 歐姆。標準的 150Ω 電阻是合適的。請務必使用最大 VF（2.4V）進行計算，以確保最小電流足以滿足您的應用需求。

問：溫度如何影響亮度？
答：發光強度會隨著接面溫度升高而降低。性能曲線顯示了此降額特性。充分的散熱以及避免在高環境溫度下以最大電流運作，是維持穩定輸出的關鍵。

問：此 LED 是否適用於脈衝操作？
答：是的，它可以在低工作週期（1/10）和短脈衝寬度（0.1ms）下處理 80mA 的峰值順向電流。這可用於多工或實現感知上的更高亮度。