SMD LED LTST-T680QEWT 規格書 - 白色擴散透鏡，AlInGaP 紅光光源 - 50mA, 2.4V, 120mW - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件詳述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 之規格。此元件以其微型尺寸為特點，適用於廣泛電子設備中空間受限的應用。

1.1 核心優勢與目標市場

此 LED 的主要優勢包括符合 RoHS 指令、專為自動化組裝流程設計的包裝（7 吋捲盤上的 8mm 載帶），以及與標準紅外線迴焊技術相容。其設計與積體電路相容，易於整合至現代數位電路中。元件已預處理至 JEDEC Level 3 標準，提升了其在嚴苛應用中的可靠性。

目標應用涵蓋通訊設備、辦公室自動化、家用電器及工業設備。特別設計用於狀態指示、訊號與符號照明，以及前面板背光。

2. 技術參數：深入客觀解讀

2.1 絕對最大額定值

所有額定值均在環境溫度（Ta）為 25°C 下指定。超過這些限制可能導致永久性損壞。

• 功率消耗：120 mW。這是元件在不劣化的情況下，能以熱形式消散的最大功率。
• 峰值順向電流：100 mA。此值僅在脈衝條件下（1/10 工作週期，0.1ms 脈衝寬度）為管理熱負載而允許。
• 直流順向電流：50 mA。這是建議用於可靠運作的最大連續順向電流。
• 逆向電壓：5 V。施加超過此限制的逆向電壓可能導致接面崩潰。
• 操作溫度範圍：-40°C 至 +85°C。保證元件在此環境溫度範圍內正常運作。
• 儲存溫度範圍：-40°C 至 +100°C。元件在此範圍內儲存不會劣化。

2.2 電氣與光學特性

除非另有說明，這些特性均在 Ta=25°C 及順向電流（IF）為 20mA 下量測。

• 發光強度（IV）：範圍從最小值 560 mcd 到最大值 1400 mcd，典型值落在此範圍內。量測使用近似 CIE 明視覺響應曲線的感測器與濾光片。
• 視角（2θ1/2）：120 度（典型）。此寬視角是擴散透鏡的特徵，提供寬廣且均勻的光線分佈。
• 峰值發射波長（λP）：633 nm（典型）。這是光譜功率分佈達到最大值時的波長。
• 主波長（λd）：範圍從 618 nm 到 630 nm，典型值為 624 nm。此參數定義了 LED 的感知顏色（紅色）。
• 光譜線半寬度（Δλ）：15 nm（典型）。這表示發射光的光譜純度。
• 順向電壓（VF）：在 IF=20mA 時，範圍從 1.8 V 到 2.4 V，容差為 ±0.1V。這是驅動電路設計的關鍵參數。
• 逆向電流（IR）：在逆向電壓（VR）為 5V 時，最大值為 10 μA。

3. 分級系統說明

LED 的發光強度被分類到特定的級別中，以確保應用中的一致性。分級定義如下，於 20mA 下量測：

• 級別代碼 U2：560 mcd（最小）至 710 mcd（最大）
• 級別代碼 V1：710 mcd 至 900 mcd
• 級別代碼 V2：900 mcd 至 1120 mcd
• 級別代碼 W1：1120 mcd 至 1400 mcd

每個亮度級別適用 ±11% 的容差。此分級系統讓設計師能為其特定應用選擇所需亮度等級的 LED，確保使用多顆 LED 的產品在視覺上的一致性。

4. 性能曲線分析

規格書參考了典型的性能曲線，這些曲線對於理解元件在不同條件下的行為至關重要。雖然具體的圖形數據未以文字重現，但此類文件中通常包含的曲線分析如下：

• 相對發光強度 vs. 順向電流：顯示光輸出如何隨電流增加，直至達到最大額定限制。
• 順向電壓 vs. 順向電流：說明二極體的 I-V 特性，對於熱管理和驅動器設計至關重要。
• 相對發光強度 vs. 環境溫度：展示隨著接面溫度升高，光輸出的降額情況，這對於高溫或高電流應用至關重要。
• 光譜分佈：相對強度對波長的圖表，顯示峰值波長、主波長和光譜寬度。

這些曲線讓工程師能夠預測元件在超出 25°C 和 20mA 標準測試點的實際操作條件下的性能。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸與極性識別

本元件符合 EIA 標準 SMD 封裝。關鍵尺寸註記包括：所有尺寸單位為毫米，除非另有規定，一般公差為 ±0.2 mm。產品特點為白色擴散透鏡搭配 AlInGaP（磷化鋁銦鎵）紅光光源。陰極通常透過封裝上的標記或腳位圖上的特定焊墊幾何形狀來識別。提供了建議用於紅外線或氣相迴焊的 PCB 焊接墊佈局，以確保正確的焊點形成和機械穩定性。

6. 焊接與組裝指南

6.1 建議的迴焊溫度曲線

對於無鉛焊接製程，建議採用符合 J-STD-020B 的溫度曲線。關鍵參數包括：

• 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（最多允許兩個迴焊週期）。

若使用烙鐵進行手工焊接，烙鐵頭最高溫度不應超過 300°C，單次焊接時間最長為 3 秒。遵循焊膏製造商的規格並進行針對電路板的特性分析至關重要，因為不同的設計需要量身定制的溫度曲線。

6.2 儲存條件

正確的儲存對於防止吸濕至關重要，吸濕可能在迴焊過程中導致 "爆米花效應" 或開裂。

• 密封包裝：儲存於 ≤30°C 且 ≤70% RH 環境。搭配乾燥劑包裝後一年內使用。
• 已開封包裝：儲存於 ≤30°C 且 ≤60% RH 環境。元件應在暴露後 168 小時（7 天）內進行迴焊。
• 長期儲存（已開封）：儲存在帶有乾燥劑的密封容器或氮氣乾燥櫃中。
• 重新烘烤：若暴露時間超過 168 小時，在焊接前應以約 60°C 烘烤至少 48 小時。

6.3 清潔

若焊接後需要清潔，請使用酒精類溶劑，如乙醇或異丙醇。在常溫下浸泡 LED 少於一分鐘。請勿使用未指定的化學液體。

7. 包裝與訂購資訊

本元件以符合自動化組裝的業界標準包裝供應：

• 載帶：8mm 寬載帶。
• 捲盤：7 吋（178mm）直徑捲盤。
• 數量：每捲 2000 顆。
• 料袋密封：空的元件料袋以頂部蓋帶密封。
• 缺件：根據包裝規範（ANSI/EIA 481），最多允許連續兩個缺件（燈）。

8. 應用建議

8.1 典型應用電路與設計考量

LED 是電流驅動元件。為了在並聯驅動多顆 LED 時確保亮度均勻，強烈建議為每顆 LED 串聯一個獨立的限流電阻。不建議從單一電流源並聯驅動多顆 LED 而不使用個別電阻，因為每顆 LED 順向電壓（VF）特性的微小差異將導致電流分配顯著不同，進而影響亮度。串聯電阻可獨立穩定每顆元件的電流。

8.2 靜電放電（ESD）預防措施

與大多數半導體元件一樣，此 LED 對靜電放電敏感。在組裝和操作過程中應遵循標準 ESD 處理程序，以防止潛在或災難性損壞。這包括使用接地工作站、手腕帶和導電容器。

9. 注意事項與預期用途

此 LED 設計並預期用於普通電子設備，如辦公設備、通訊裝置和家用電器。它並非專門設計或認證用於需要極高可靠性的應用，特別是故障可能危及生命或健康的應用（例如，航空、交通控制、醫療/生命維持系統、關鍵安全裝置）。對於此類應用，在設計採用前需諮詢製造商。

10. 技術比較與差異化

此元件的關鍵差異化特點在於其白色擴散透鏡與 AlInGaP 紅光晶片的特定組合。擴散透鏡提供寬廣、均勻的視角，非常適合需要從多個角度可見的指示燈應用。與 GaAsP 等舊技術相比，AlInGaP 材料系統以其在紅/橙/琥珀色光譜中的高效率和穩定性而聞名。封裝設計與大批量、自動化的 SMT 組裝線相容，包括嚴格的紅外線迴焊製程，這是現代電子製造的關鍵因素。

11. 基於技術參數的常見問題

問：我可以連續以 50mA 驅動此 LED 嗎？

答：可以，50mA 是額定的最大直流順向電流。請確保有適當的熱管理措施（例如，足夠的 PCB 銅箔面積用於散熱），特別是在較高的環境溫度下，因為此時功率消耗將達到最大值（VF * IF）。

問：為什麼發光強度需要分級系統？

答：製造變異會導致光輸出略有不同。分級將 LED 分類到性能相近的組別中，讓設計師能為其產品採購亮度一致的零件，避免單元間出現明顯差異。

問：峰值波長和主波長有什麼區別？

答：峰值波長（λP）是光譜功率最高的位置。主波長（λd）是與 LED 感知顏色相匹配的單色光波長。在應用中，λd 對於顏色規格更為相關。

問：打開防潮袋後的 168 小時車間壽命有多關鍵？

答：非常重要。超過此時間而未重新烘烤，將在高溫迴焊過程中面臨濕氣導致封裝損壞的風險，可能導致內部分層或裂紋。

12. 實務設計與使用案例

情境：設計網路路由器的狀態指示燈面板。該面板需要多顆紅色電源和活動指示燈，從各個角度都清晰可見。設計師選擇 LTST-T680QEWT，因為其 120 度的寬視角和白色擴散透鏡能提供柔和、均勻的照明外觀。使用規格書中 20mA 下典型順向電壓約 2.1V，以及 5V 系統電源，計算串聯電阻值：R = (電源電壓 - VF) / IF = (5V - 2.1V) / 0.02A = 145 歐姆。選擇標準的 150 歐姆電阻。面板上的每顆 LED 都連接自己的 150 歐姆電阻到微控制器的 GPIO 腳位，確保即使個別 LED 之間有微小的 VF 差異，亮度也能保持一致。設計師指定級別代碼 V1（710-900 mcd）以保證足夠且一致的亮度。

13. 工作原理簡介

此 LED 是一種半導體光子元件。其核心是由 AlInGaP 材料製成的晶片，形成一個 p-n 接面。當施加超過接面閾值的順向電壓時，電子和電洞被注入跨越接面。當這些電荷載子復合時，能量以光子（光）的形式釋放。AlInGaP 層的特定成分決定了能隙，從而決定了發射光的波長（顏色）——在此例中為紅色。產生的光線穿過封裝的環氧樹脂透鏡。透鏡的 "白色擴散" 特性是通過在環氧樹脂中添加散射粒子來實現的，這些粒子使離開晶片的光線方向隨機化，從而產生寬廣、非定向的光束圖案，而非窄小的聚光燈效果。

14. 技術趨勢

SMD LED 技術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）、改善的色彩一致性和穩定性，以及更小的封裝尺寸以實現更高密度的設計。同時也專注於提升在高溫和高電流應力下的可靠性，以滿足汽車和工業應用的需求。遵循全球環保法規，轉向無鉛和無鹵素材料已成為標準。此外，在模組內整合智慧驅動器和控制電路是一個持續發展的領域，超越了簡單的分立元件範疇。