SMD LED LTST-T680KFWT 規格書 - 白色霧面 AlInGaP 橘光 - 30mA - 72mW

1. 產品概述

本文件詳述一款表面黏著元件 (SMD) LED 的規格。此元件專為自動化印刷電路板 (PCB) 組裝而設計，適用於空間受限的應用。其微型尺寸與標準組裝製程的相容性，使其能整合至各式各樣的電子設備中。

1.1 核心優勢與目標市場

此LED的主要優勢包括符合RoHS規範、採用8mm載帶包裝並捲繞於7吋捲盤以利自動化處理，以及相容於紅外線迴焊製程。其設計可與積體電路 (IC) 相容。元件已預先處理至JEDEC Level 3濕度敏感等級標準。其目標應用涵蓋通訊設備、辦公室自動化、家電及工業設備。具體用途包括狀態指示燈、信號與符號照明，以及前面板背光。

2. 技術參數：深入客觀解讀

本節詳細解析元件在標準測試條件下的操作極限與性能特徵。

2.1 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應力極限。不保證在或超過此極限下操作。關鍵額定值包括最大功耗72 mW、直流順向電流30 mA，以及在脈衝條件下（1/10工作週期，0.1ms脈衝寬度）的峰值順向電流80 mA。元件額定工作溫度範圍為-40°C至+85°C，儲存溫度範圍為-40°C至+100°C。

2.2 電氣與光學特性

在環境溫度 (Ta) 25°C、順向電流 (IF) 20 mA下量測，元件展現以下典型性能。發光強度 (Iv) 範圍廣泛，從最小值140.0 mcd到最大值450.0 mcd，具體數值由分級等級決定。其具備120度的寬視角 (2θ1/2)。峰值發射波長 (λP) 約為609 nm，主波長 (λd) 通常為605 nm，定義了其橘色視覺感知。光譜線半高寬 (Δλ) 為15 nm。在測試電流下，順向電壓 (VF) 範圍為1.8V至2.4V。當施加5V反向電壓 (VR) 時，反向電流 (IR) 規格最大值為10 μA，但元件並非設計用於反向操作。

3. 分級系統說明

為確保應用的一致性，LED會根據關鍵參數進行分級。這讓設計師能選擇符合特定電壓、亮度及顏色要求的元件。

3.1 順向電壓 (VF) 等級

LED分為三個電壓等級 (D2, D3, D4)，範圍分別為1.8-2.0V、2.0-2.2V及2.2-2.4V，於20mA下量測。每個等級內適用±0.1V的公差。

3.2 發光強度 (IV) 等級

亮度分為五個等級 (R2, S1, S2, T1, T2)。最小發光強度範圍從140.0 mcd (R2) 到355.0 mcd (T2)，對應的最大值可達450.0 mcd。適用±11%的公差。

3.3 主波長 (WD) 等級

由主波長定義的顏色，分為四個等級 (P, Q, R, S)，涵蓋範圍從600 nm到612 nm。主波長的公差為±1 nm。

4. 性能曲線分析

雖然具體圖形數據參照原始文件，但此類元件的典型曲線說明了順向電流與順向電壓的關係 (IV曲線)、發光強度隨環境溫度的變化，以及顯示峰值波長與光譜寬度的光譜功率分佈。這些曲線對於理解元件在非標準條件下的行為以及電路設計至關重要。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸與極性識別

此LED採用標準EIA封裝。詳細尺寸圖標明了長、寬、高及接腳位置。陰極通常透過封裝上的標記或特定的焊墊幾何形狀來識別。除非另有說明，所有尺寸均以毫米為單位，標準公差為±0.2 mm。

5.2 建議PCB焊墊佈局

建議使用適用於紅外線或氣相迴焊的焊墊圖案設計。此圖案能確保在組裝過程中及之後形成良好的焊點、提供熱緩解並維持機械穩定性。

6. 焊接與組裝指南

6.1 建議IR迴焊溫度曲線

對於無鉛焊接製程，建議採用符合J-STD-020B規範的溫度曲線。關鍵參數包括預熱區、高於液相線的特定時間，以及不超過260°C的峰值溫度。峰值溫度±5°C內的總時間應受到限制。由於電路板設計變數會影響熱曲線，建議針對特定電路板進行特性分析。

6.2 儲存條件

未開封的防潮袋應儲存於≤30°C且≤70%相對濕度 (RH) 的環境，建議在一年內使用。開封後，元件應儲存於≤30°C且≤60% RH的環境。建議在開袋後168小時內完成IR迴焊。若儲存時間超過此期限，建議在組裝前以約60°C烘烤至少48小時。

6.3 清潔

若焊接後需要清潔，僅應使用指定的溶劑。將LED浸泡於常溫的乙醇或異丙醇中少於一分鐘是可接受的。未指定的化學品可能會損壞封裝。

6.4 驅動方式

LED是電流驅動元件。為確保穩定的發光強度與使用壽命，必須使用恆流源驅動，或在使用電壓源時串聯限流電阻。順向電流不得超過30 mA的絕對最大直流額定值。

7. 包裝與處理資訊

元件以8mm寬的凸版載帶供應，並以蓋帶密封，捲繞於直徑7吋 (178mm) 的捲盤上。每捲包含2000顆。包裝符合ANSI/EIA 481規範。剩餘數量最低包裝量為500顆。文件中提供了載帶凹槽與捲盤的詳細尺寸。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

此LED非常適合用於消費性電子產品（手機、筆記型電腦、家電）的狀態指示、前面板與符號的背光，以及標誌的低亮度一般照明。其寬視角特性使其在需要從多角度可見的應用中效果顯著。

8.2 設計考量

熱管理：儘管功耗低，確保足夠的PCB銅箔面積或散熱孔有助於維持較低的接面溫度，從而保持光輸出與使用壽命。
電流限制：務必根據電源電壓與期望的順向電流 (≤30mA) 使用串聯電阻或恆流驅動器。
靜電防護：在處理與組裝過程中應遵守標準的ESD預防措施。
光學設計：白色霧面透鏡提供了柔和、廣角的光線發射。如需聚焦或定向光線，可能需要二次光學元件。

9. 技術比較與差異化

與舊式LED技術相比，使用AlInGaP（磷化鋁銦鎵）材料作為橘光光源，通常比用於紅-橘-琥珀色範圍的其他材料系統具有更高的效率以及更好的波長與輸出溫度穩定性。結合白色霧面透鏡，創造出均勻、柔和的橘色外觀，這與具有更集中、強烈光點的透明透鏡LED有所區別。

10. 基於技術參數的常見問題

問：峰值波長與主波長有何不同？
答：峰值波長是發射光功率達到最大值時的單一波長。主波長是與參考白光相比時，與LED感知顏色相匹配的單色光波長。主波長對於顏色規格更為相關。

問：我可以持續以30mA驅動此LED嗎？
答：絕對最大額定值將30mA直流電指定為上限。為了可靠的長期運作，通常的做法是以低於其最大額定值的電流驅動LED，例如測試條件中使用的20mA，以延長壽命並管理熱效應。

問：如果元件不適用於反向操作，為何反向電流規格很重要？
答：此規格主要用於測試目的（IR測試），並指示元件的漏電特性。它強調施加反向電壓可能導致電流流動並可能損壞LED，因此電路設計必須防止反向偏壓。

11. 實務設計與使用案例

情境：設計一個多狀態指示燈面板。設計師需要為一個由5V電源軌供電的設備上的橘色狀態指示燈設計三個不同的亮度等級（低、中、高）。使用來自T2亮度等級 (355-450 mcd) 的T680KFWT LED，他們可以透過以20mA驅動來實現高亮度。對於中亮度和低亮度，他們可以使用頻率高到足以避免可見閃爍（例如>100Hz）的脈衝寬度調變 (PWM)，工作週期分別為例如50%和10%。這在變化感知亮度的同時保持了顏色一致性。串聯電阻值可簡單計算為 R = (5V - VF) / 0.020A。使用典型的VF值2.0V（來自D2等級），R = (5-2)/0.02 = 150歐姆。一個150歐姆、1/8W的電阻即足夠。

12. 工作原理簡介

發光二極體是一種透過電致發光發光的半導體元件。當順向電壓施加於p-n接面時，來自n型區域的電子和來自p型區域的電洞被注入主動區。當這些電荷載子復合時，能量以光子的形式釋放。發射光的特定波長（顏色）由主動區所用半導體材料的能隙決定。在此元件中，使用AlInGaP來產生橘色波長範圍（約605 nm）的光子。環氧樹脂透鏡摻雜了擴散粒子以散射光線，創造出更寬、更均勻的發射模式。

13. 產業趨勢與發展

SMD LED的總體趨勢持續朝向更高的發光效率（每電瓦產生更多光輸出）、透過更嚴格的分級改善顏色一致性，以及提升可靠性。同時也著重於開發能夠承受無鉛焊接所需更高溫度迴焊曲線，以及與其他元件組裝的封裝。微型化與整合控制電子元件仍是關鍵驅動力。固態照明的原理，包括效率與長壽命，持續使LED成為所有領域指示與照明應用的主導解決方案。

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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