SMD LED LTST-C170KSKT 規格書 - 封裝尺寸 - 順向電壓 1.8-2.4V - 發光強度 28-112mcd - 黃光 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件提供一款表面黏著 LED 燈的完整技術規格。此元件專為自動化印刷電路板組裝而設計，非常適合廣泛電子設備中空間受限的應用。

1.1 產品特色

• 符合 RoHS 有害物質限制指令。
• 採用超亮 AlInGaP 半導體晶片產生黃光。
• 包裝於 8mm 載帶並捲繞於 7 英吋直徑捲盤，便於自動化處理。
• 符合標準 EIA 封裝外型。
• 電氣相容於積體電路邏輯位準。
• 設計相容於標準自動取放組裝設備。
• 可承受表面黏著技術中使用的標準紅外線迴焊製程。

1.2 應用領域

此 LED 適用於多種指示與照明用途，包括但不限於：

• 通訊設備、辦公室自動化裝置、家電與工業控制系統。
• 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。
• 信號燈與符號照明。

2. 封裝尺寸與機械資訊

本元件採用標準 SMD 封裝。透鏡為水色透明，光源透過 AlInGaP 晶片發出黃光。所有關鍵尺寸均於規格書內的技術圖面中提供，除非另有說明，標準公差為 ±0.1 mm。這包括本體長、寬、高以及陰極/陽極端子的位置。

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 下指定。

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。

• 功率消耗：75 mW
• 峰值順向電流：80 mA（於 1/10 工作週期，0.1ms 脈衝寬度下）
• 連續順向電流：30 mA DC
• 逆向電壓：5 V
• 操作溫度範圍：-55°C 至 +85°C
• 儲存溫度範圍：-55°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

標準測試條件下測量的典型性能參數。

• 發光強度：28.0 - 112.0 mcd。實際值已分級。
• 視角：130 度。此為發光強度降至軸向峰值一半時的全角。
• 峰值發射波長：588.0 nm（典型值）。
• 主波長：587.0 - 594.5 nm。此定義了感知顏色並已分級。
• 光譜線半高寬：15 nm（典型值）。
• 順向電壓：1.80 - 2.40 V。實際值已分級。
• 逆向電流：於 VR = 5V 時最大 10 μA。

3.3 靜電放電注意事項

此元件對靜電放電與電氣突波敏感。操作時必須實施適當的 ESD 防護措施，包括使用接地腕帶、防靜電手套，並確保所有設備妥善接地。指定的逆向電壓額定值僅供測試使用；此 LED 並非設計用於逆向偏壓下操作。

4. 分級系統

為確保應用一致性，元件根據關鍵參數進行分級。這讓設計師能選擇特性緊密集中的 LED。

4.1 順向電壓分級

於測試電流 20mA 下分級。每級公差為 ±0.1V。

• 等級 3：1.80V - 1.90V
• 等級 4：1.90V - 2.00V
• 等級 5：2.00V - 2.10V
• 等級 6：2.10V - 2.20V
• 等級 7：2.20V - 2.30V
• 等級 8：2.30V - 2.40V

4.2 發光強度分級

於測試電流 20mA 下分級。每級公差為 ±15%。

• 等級 N：28.0 mcd - 45.0 mcd
• 等級 P：45.0 mcd - 71.0 mcd
• 等級 Q：71.0 mcd - 112.0 mcd

4.3 色調分級

於測試電流 20mA 下分級。每級公差為 ±1 nm。

• 等級 J：587.0 nm - 589.5 nm
• 等級 K：589.5 nm - 592.0 nm
• 等級 L：592.0 nm - 594.5 nm

5. 典型性能曲線分析

規格書包含關鍵關係的圖形表示，對於電路設計與熱管理至關重要。

• 順向電流 vs. 順向電壓：顯示指數關係，對於決定所需限流電阻值與功率消耗至關重要。
• 發光強度 vs. 順向電流：說明光輸出如何隨電流增加，直至最大額定值。
• 發光強度 vs. 環境溫度：展示光輸出如何隨接面溫度上升而降低，這對於高溫環境應用至關重要。
• 相對光譜功率分佈：描繪發射光譜，中心約在 588 nm 峰值波長，確認黃光輸出。
• 視角分佈圖：極座標圖顯示光強度的角度分佈，確認寬廣的 130 度視角。

6. 組裝與操作指南

6.1 清潔

僅應使用指定的清潔劑。未指定的化學品可能損壞 LED 封裝。若需清潔，請將 LED 浸入室溫下的乙醇或異丙醇中，時間少於一分鐘。

6.2 建議 PCB 焊墊佈局

提供詳細的焊墊圖案，以確保迴焊過程中形成適當的焊點、元件對準與散熱。遵循此圖案對於製造良率與可靠性至關重要。

6.3 焊接製程

迴焊：

• 預熱溫度：150°C - 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。迴焊製程不應重複超過兩次。

手動焊接：

• 烙鐵頭溫度：最高 300°C。
• 接觸時間：每個焊點最長 3 秒。此操作僅應執行一次。

提供的溫度曲線基於 JEDEC 標準。實際曲線必須針對特定的 PCB 設計、焊錫膏與使用的迴焊爐進行特性分析。

6.4 儲存條件

密封防潮袋：儲存於 ≤30°C 與 ≤90% 相對濕度。含乾燥劑的密封袋內保存期限為一年。

開袋後：儲存於 ≤30°C 與 ≤60% 相對濕度。元件應在暴露後 672 小時內進行紅外線迴焊。若儲存超過此期限，組裝前應以約 60°C 烘烤至少 20 小時，以去除吸收的水氣並防止迴焊時發生 "爆米花效應"。

7. 包裝資訊

LED 供應於帶有保護蓋帶的凸版載帶上。

• 捲盤尺寸：直徑 7 英吋。
• 載帶寬度：8 mm。
• 每捲數量：3000 顆。
• 最小包裝數量：剩餘批次為 500 顆。
• 包裝符合 ANSI/EIA-481 規範。每捲最多允許連續兩個缺失元件。

8. 應用備註與注意事項

8.1 預期用途

此 LED 設計用於一般電子設備。不適用於故障可能直接導致生命或健康風險的安全關鍵應用。

8.2 設計考量

• 電流限制：始終需要外部串聯電阻以將順向電流限制在所需值。電阻值使用歐姆定律計算。
• 熱管理：功率消耗不得超過 75 mW。足夠的 PCB 銅箔面積有助於散熱並維持較低的接面溫度。
• 逆向電壓保護：若電路可能使 LED 暴露於逆向偏壓，建議並聯一個保護二極體。

9. 技術比較與差異

此元件在其類別中的主要優勢包括：

• 材料技術：使用 AlInGaP 相較於舊技術提供更高的效率與更好的溫度穩定性。
• 寬廣視角：130 度視角提供寬廣均勻的照明，適合需要從多角度可見的狀態指示燈。
• 穩固封裝：相容於紅外線迴焊與標準 SMT 製程，確保大量製造的高可靠性。
• 全面分級：三參數分級允許在需要多顆 LED 的應用中精確匹配顏色與亮度。

10. 常見問題

問：計算我的限流電阻時，應使用哪個順向電壓值？

答：為確保電流不超過所需限制，建議使用您指定等級中的最大 Vf 值進行保守設計。

問：我可以用 3.3V 或 5V 邏輯電源驅動此 LED 嗎？

答：可以。對於 3.3V 電源與 20mA 目標電流，使用典型 Vf 2.0V，串聯電阻約為 65 歐姆。對於 5V 電源，電阻約為 150 歐姆。

問：溫度如何影響亮度？

答：發光強度隨環境溫度上升而降低。請參考規格書中的相關曲線。

問：峰值波長與主波長有何不同？

答：峰值波長是光譜中最強的單一波長。主波長源自色座標，代表人眼感知相同顏色時對應的單色光波長，對於顏色規格更為相關。

11. 設計與使用案例

情境：為網路路由器設計多 LED 狀態面板。

1. 需求：四個黃色狀態指示燈，用於 "電源"、"網際網路"、"Wi-Fi" 與 "乙太網路"。它們必須亮度均勻且顏色視覺匹配。
2. 選擇：指定來自相同發光強度等級與色調等級的 LED 以確保一致性。
3. 電路設計：使用 5V 系統電源。假設選擇 Vf 為 2.2V，目標電流為 20mA。計算電阻約為 140 歐姆，可使用 150 歐姆標準電阻進行輕微降額。
4. 佈局：使用建議的焊墊圖案將 LED 放置於 PCB 上。確保足夠間距以利空氣流通並防止熱耦合。將每個 LED 與其專屬的限流電阻並聯至 5V 電源，由微控制器 GPIO 腳位控制。
5. 製造：遵循建議的紅外線迴焊曲線。組裝後驗證光輸出與顏色一致性。

12. 工作原理簡介

此 LED 是一種半導體光子裝置。其核心是由 AlInGaP 材料製成的晶片，形成 p-n 接面。當施加超過接面內建電位的順向電壓時，電子與電洞注入接面。當這些載子復合時，會以光子形式釋放能量。AlInGaP 合金的特定成分決定了能隙能量，進而直接定義了發射光的波長。水色透明環氧樹脂透鏡封裝晶片，提供機械保護並塑造光輸出光束。

13. 技術趨勢

此類 SMD LED 的發展受到電子領域幾個持續趨勢的驅動：

• 微型化：持續縮小封裝尺寸，以實現更高密度的 PCB 設計與更小的終端產品。
• 提升效率：磊晶成長與晶片設計的進步帶來更高的發光效率，降低功耗與熱負載。
• 改善色彩表現與色域：雖然這是單色 LED，但更廣泛的趨勢涉及開發用於顯示器背光與特殊照明的窄頻發光體，以實現更廣的色域。
• 增強可靠性與穩固性：封裝材料與製程的改進帶來更長的操作壽命與更好的抗熱循環、濕度及其他環境應力能力。
• 整合化：朝向將多個 LED 晶片、控制電路甚至驅動器整合到單一、更智慧的封裝模組的趨勢。