SMD LED LTST-C990NSKT-PO 資料表 - 黃色 AlInGaP - 25mA - 62.5mW

1. 產品概述

本文件詳細說明一款專為自動化組裝與空間受限應用設計的高性能表面黏著型LED規格。該元件採用超高亮度AlInGaP晶片，可輸出鮮明的黃光，使其適用於多種現代電子設備。

1.1 特性

符合RoHS環保標準。
採用圓頂透鏡以優化光線分佈。
採用Ultra Bright Aluminum Indium Gallium Phosphide (AlInGaP)半導體晶片。
以業界標準的8毫米載帶供應，捲繞於7英吋直徑的捲盤上，適用於自動化取放作業。
封裝符合EIA (Electronic Industries Alliance) 標準。
邏輯位準相容的驅動電流。
完全相容於自動化放置與組裝設備。
可承受標準紅外線（IR）迴流焊接製程。

1.2 應用領域

此LED專為整合至各種電子系統而設計，包括但不限於：

通訊設備與辦公室自動化設備。
家用電器與工業控制面板。
鍵盤與鍵盤的背光照明。
狀態與權力指標。
微型顯示器與緊湊型資訊面板。
信號照明與象徵性照明裝置。

技術參數：深入客觀解讀

2.1 絕對最大額定值

在任何情況下均不得超過下列限制，否則可能對裝置造成永久性損壞。所有額定值均在環境溫度（Ta）為25°C時指定。

功率耗散（Pd）： 62.5 mW。此為封裝能以熱能形式耗散的最大總功率。
峰值順向電流 (I_F(PEAK)): 60 mA。僅允許在脈衝條件下使用（1/10 工作週期，0.1ms 脈衝寬度）。
連續順向電流 (I_F): 25 mA DC。建議的連續操作最大電流。
逆向電壓 (V_R): 5 V。逆向偏壓超過此電壓可能導致LED接面崩潰。
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： 可承受最高260°C峰值溫度，持續時間最長10秒。

2.2 電氣與光學特性

這些是於Ta=25°C及I_F=20mA條件下量測的典型性能參數，除非另有說明。它們定義了LED的操作行為。

發光強度 (I_V): 710.0 至 1800.0 mcd（毫坎德拉）。使用經過濾光以匹配CIE明視覺響應曲線的感測器進行量測。其寬廣範圍由分選系統管理。
視角 (2θ_1/2): 75度。此為光強度降至其軸向峰值一半時的全角，表示此圓頂透鏡封裝具有相對較寬的視角錐。
峰值發射波長 (λ_P): 通常為591 nm。此為光譜功率分佈達到最大值時的波長。
主波長 (λ_d): 587.0 至 597.0 nm。這是人眼感知的單一波長，用以定義 LED 的黃色，由 CIE 色度座標推導得出。
譜線半寬度 (Δλ): 通常為 15 nm。發射光譜在最大強度一半處的頻寬，表示顏色的純度。
順向電壓 (V_F): 1.7 至 2.5 V。在 20mA 驅動電流下，LED 兩端的電壓降。
逆向電流 (I_R): 施加 5V 逆向偏壓時，最大為 10 µA。

3. Binning System 說明

為確保生產中的性能一致性，LED會根據關鍵參數進行分檔。這使得設計師能夠選擇符合特定應用在亮度、顏色和電壓方面要求的元件。

3.1 順向電壓 (V_F) 分檔

分檔定義了在20mA電流下的順向壓降範圍。每個檔位內的容差為±0.1V。

E2: 1.7V – 1.9V
E3: 1.9V – 2.1V
E4: 2.1V – 2.3V
E5: 2.3V – 2.5V

3.2 Luminous Intensity (I_V) 分檔

分檔規定了在20mA電流下的最小與最大光輸出。每個檔位內的容差為±15%。

V1: 710.0 – 900.0 mcd
V2: 900.0 – 1120.0 mcd
W1: 1120.0 – 1400.0 mcd
W2: 1400.0 – 1800.0 mcd

3.3 主波長（色調）分檔

分檔透過根據LED的主波長進行分組來確保顏色一致性。每個檔內的容差為±1奈米。

J: 587.0 – 589.5 nm
K: 589.5 – 592.0 nm
L: 592.0 – 594.5 nm
M: 594.5 – 597.0 nm

4. 性能曲線分析

典型的特性曲線有助於理解LED在不同條件下的行為，這對於穩健的電路設計至關重要。

4.1 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V曲線)

I-V曲線展示了電流與電壓之間的指數關係。順向電壓 (V_F) 具有負溫度係數，這意味著它會隨著接面溫度的升高而略微下降。設計人員在設計限流電路時必須考慮這一點，以防止在並聯配置中發生熱失控。

4.2 發光強度 vs. 順向電流

此曲線顯示，在典型工作範圍內（直至最大直流額定值），光輸出與電流大致呈線性關係。驅動LED超出其絕對最大額定值將導致超線性效率下降、熱量增加，並加速流明衰減。

4.3 發光強度 vs. 環境溫度

AlInGaP LED的光輸出會隨著環境溫度升高而下降。對於在高溫環境中運作的應用，此降額曲線至關重要，因為它指明了維持所需亮度水平所必需的設計餘裕。

4.4 光譜分佈

光譜圖確認了峰值波長接近591nm，以及約15nm的窄光譜半寬，這是AlInGaP技術的特性，並產生了飽和的黃色。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

此LED符合業界標準的SMD封裝尺寸。關鍵尺寸包括主體尺寸與接腳間距，專為可靠的焊接與自動化處理而設計。除非另有說明，所有尺寸單位均為公釐，標準公差為±0.1mm。該封裝採用圓頂形透明透鏡。

5.2 建議的PCB焊接墊佈局

提供焊墊佈局圖以確保正確的焊點形成、熱管理及機械穩定性。遵循此建議的封裝尺寸能最大限度地減少迴焊過程中墓碑效應及其他焊接缺陷。

5.3 極性辨識

陰極通常在元件本體上標示。具體標記方式應查閱資料手冊。組裝時必須注意正確的極性，以防止反向偏壓損壞。

6. 焊接與組裝指南

6.1 紅外迴流焊接參數

對於無鉛焊接製程，建議採用以下溫度曲線：

預熱溫度： 150°C 至 200°C。
預熱時間： 最長120秒。
峰值體溫： 最高260°C。
高於260°C的時間： 最多10秒。
最大迴焊次數： 兩次。

溫度曲線應符合JEDEC標準。由於熱容量與佈局設計各異，必須進行針對特定電路板的特性分析。

6.2 手工焊接

若需進行手工焊接，請使用溫控烙鐵。

烙鐵頭溫度： 最高300°C。
每引腳焊接時間： 最多3秒。
重要： 手工焊接應僅限於一次性維修，不可用於初始組裝。

6.3 清潔

若焊接後需要清潔，僅可使用指定的醇類溶劑，例如異丙醇（IPA）或乙醇。浸泡應在常溫下進行，時間少於一分鐘。使用未指定的化學清潔劑可能會損壞環氧樹脂鏡片或封裝。

6.4 儲存與操作

靜電防護注意事項： 本裝置對靜電放電（ESD）敏感。在處理過程中必須使用適當的靜電防護措施（如防靜電手環、接地工作站、導電地板）。
濕度敏感等級（MSL）： 該元件等級為 MSL 3。一旦開啟原防潮包裝袋，LED 必須在環境條件不超過 30°C/60% RH 的情況下，於一週內進行紅外線回焊。
長期儲存 (已開封包裝): 若需儲存超過一週，請在焊接前將 LED 以 60°C 烘烤至少 20 小時，或將其存放於裝有乾燥劑的密封容器或氮氣乾燥櫃中。
保存期限（密封袋）： 在原始防潮包裝內含乾燥劑，且儲存於 ≤ 30°C 及 ≤ 90% RH 條件下，保存期限為一年。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 捲帶與捲盤規格

LED 以壓紋載帶包裝供應，適用於自動化組裝。

載帶寬度： 8 公釐。
捲盤直徑： 7 英吋 (178 公釐)。
每捲數量： 3000 件。
最低訂購量 (MOQ)： 剩餘數量為500件。
包裝標準： 符合ANSI/EIA-481規範。空置袋口以覆蓋膠帶密封。

8. 應用建議與設計考量

8.1 電流限制

LED是一種電流驅動元件。務必使用串聯的限流電阻或恆流驅動電路。電阻值可透過歐姆定律計算：R = (V_supply - V_F) / I_F. 使用最大 V_F from the bin or datasheet to ensure sufficient current under all conditions.

8.2 熱管理

儘管功耗很低，但正確的PCB佈局對於確保使用壽命至關重要。請確保焊墊周圍有足夠的銅箔區域作為散熱片，特別是在接近最大電流或高環境溫度下工作時。避免將LED放置在其它發熱元件附近。

8.3 光學設計

75度的視角提供了寬廣的光束。對於需要更集中光束的應用，將需要二次光學元件（透鏡、導光管）。穹頂透鏡能提供良好的軸上光強，適合作為指示燈直接觀看。

8.4 可靠度與使用壽命

LED的壽命通常定義為光輸出衰減至初始值50%（L70）或70%（L50）的時間點。將LED操作於其絕對最大額定值以下，特別是在電流和溫度方面，是最大化其操作壽命的主要因素。

9. 常見問題（基於技術參數）

9.1 峰值波長與主波長有何不同？

峰值波長 (λ_P): LED發出最大光功率的特定波長。這是從光譜中測得的物理量。 主波長 (λ_d): 在標準人類觀察者眼中，與LED顏色相同的單色光波長。它由CIE色度座標計算得出，與顏色規格更為相關。

9.2 我可以在不使用電阻的情況下，以3.3V電源驅動此LED嗎？

不行。 其順向電壓僅為1.7-2.5V。將其直接連接到3.3V會導致過量電流流過，遠遠超過25mA的最大值，從而導致立即或快速損壞。始終需要一個限流電阻或穩壓器。

9.3 為什麼電壓和光強度需要分級系統？

半導體製程中的製造差異會導致性能略有不同。分檔將LED依照嚴格控制的參數分組。這讓設計師可以選擇一個能保證其設計正常運作的檔位（例如，通過選擇相同的光強檔位，確保陣列中多個LED的亮度均勻一致）。

9.4 如何解讀 MSL 3 等級？

MSL (Moisture Sensitivity Level) 3 表示包裝在開封後，於進行迴焊之前，可暴露於工廠環境條件（≤ 30°C / 60% RH）下長達 168 小時（7 天）。若超過此時間，必須烘烤零件以去除吸收的濕氣，避免在迴焊過程中造成「爆米花效應」（封裝破裂）。

10. 技術介紹與趨勢

10.1 AlInGaP 技術原理

磷化鋁銦鎵 (AlInGaP) 是一種 III-V 族半導體化合物，主要用於生產可見光譜中紅光、橙光、琥珀光及黃光區域的高效率發光二極體。透過調整鋁、銦和鎵的比例，可以調節材料的能隙，這直接決定了發射光的波長（顏色）。與 GaAsP 等較舊的技術相比，AlInGaP 發光二極體以其高發光效能和良好的溫度穩定性而聞名。

10.2 產業趨勢

SMD LED的總體趨勢是朝向更高效率（每瓦更多流明）、更小封裝中更高的功率密度，以及改善的色彩一致性和顯色性。同時，全球為符合嚴格的環境法規，正強力推動更廣泛採用無鉛和無鹵材料。封裝技術持續演進，以更好地管理散熱，這正是高功率應用中效能與壽命的主要限制因素。

LED Specification Terminology

Complete explanation of LED technical terms

光電性能

術語	單位/表示法	簡易說明	重要性
發光效率	lm/W (流明每瓦)	每瓦電力的光輸出，數值越高代表能源效率越佳。	直接決定能源效率等級與電費成本。
Luminous Flux	lm (流明)	光源發出的總光量，通常稱為「亮度」。	判斷光線是否足夠明亮。
視角	° (度)，例如：120°	光強度降至一半時的角度，決定光束寬度。	影響照明範圍與均勻度。
CCT (色溫)	K (Kelvin)，例如 2700K/6500K	光線的暖/冷調，數值越低越偏黃/暖，越高越偏白/冷。	決定照明氛圍與適用場景。
CRI / Ra	無單位，0–100	準確呈現物體顏色的能力，Ra≥80為佳。	影響色彩真實性，用於商場、博物館等高要求場所。
SDCM	MacAdam橢圓步階，例如「5步階」	色彩一致性指標，數值越小代表色彩一致性越高。	確保同一批次LED的色彩均勻一致。
Dominant Wavelength	nm（奈米），例如：620nm（紅色）	對應彩色LED顏色的波長。	決定紅色、黃色、綠色單色LED的色調。
Spectral Distribution	波長與強度關係曲線	顯示跨波長的強度分佈。	影響演色性與品質。

電氣參數

術語	符號	簡易說明	設計考量
順向電壓	Vf	點亮LED所需的最低電壓，類似「啟動閾值」。	驅動器電壓必須≥Vf，串聯LED的電壓會累加。
Forward Current	If	正常LED運作時的電流值。	Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan.
最大脈衝電流	Ifp	短時間可承受的峰值電流，用於調光或閃爍。	Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage.
反向電壓	Vr	LED可承受的最大反向電壓，超過此值可能導致擊穿。	電路必須防止反接或電壓突波。
Thermal Resistance	Rth (°C/W)	晶片至焊料的熱傳導阻力，數值越低越好。	高熱阻值需要更強的散熱能力。
ESD Immunity	V (HBM), e.g., 1000V	耐受靜電放電的能力，數值越高表示越不易受損。	生產過程中需採取防靜電措施，特別是對於敏感的LED。

Thermal Management & Reliability

術語	關鍵指標	簡易說明	影響
接面溫度	Tj (°C)	LED晶片內部實際工作溫度。	每降低10°C可能使壽命倍增；過高會導致光衰、色偏。
Lumen Depreciation	L70 / L80 (小時)	亮度降至初始值70%或80%所需的時間。	直接定義LED的「使用壽命」。
光通維持率	%（例如：70%）	經過一段時間後保留的亮度百分比。	表示長期使用下的亮度保持能力。
Color Shift	Δu′v′ 或 MacAdam 橢圓	使用期間的顏色變化程度。	影響照明場景中的色彩一致性。
Thermal Aging	Material degradation	因長期高溫導致的劣化。	可能導致亮度下降、顏色變化或開路故障。

Packaging & Materials

術語	常見類型	簡易說明	Features & Applications
封裝類型	EMC, PPA, Ceramic	外殼材料保護晶片，提供光學/熱介面。	EMC：良好的耐熱性，成本較低；陶瓷：散熱更佳，壽命更長。
Chip Structure	正面，覆晶	晶片電極排列。	覆晶封裝：更佳的散熱效能、更高的發光效率，適用於高功率。
螢光粉塗層	YAG, Silicate, Nitride	覆蓋藍光晶片，將部分轉換為黃/紅光，混合成白光。	不同的螢光粉會影響光效、CCT和CRI。
透鏡/光學元件	平面、微透鏡、全內反射	控制光分佈的表面光學結構。	決定視角與光分佈曲線。

Quality Control & Binning

術語	分檔內容	簡易說明	目的
Luminous Flux Bin	代碼，例如 2G, 2H	按亮度分組，每組有最小/最大流明值。	確保同一批次亮度均勻。
Voltage Bin	Code e.g., 6W, 6X	按順向電壓範圍分組。	便於驅動器匹配，提升系統效率。
色彩分箱	5-step MacAdam ellipse	依據色彩座標分組，確保範圍緊密。	保證色彩一致性，避免燈具內部顏色不均。
CCT Bin	2700K、3000K等。	依相關色溫分組，每組有對應的座標範圍。	滿足不同場景的相關色溫要求。

Testing & Certification

術語	Standard/Test	簡易說明	重要性
LM-80	光通維持測試	恆溫長期點亮，記錄亮度衰減。	用於估算LED壽命（配合TM-21）。
TM-21	壽命估算標準	依據LM-80數據估算實際條件下的壽命。	提供科學的壽命預測。
IESNA	Illuminating Engineering Society	涵蓋光學、電學、熱學測試方法。	業界認可的測試基準。
RoHS / REACH	環境認證	確保不含任何有害物質（鉛、汞）。	國際市場准入要求。
ENERGY STAR / DLC	能源效率認證	照明產品的能源效率與性能認證。	用於政府採購、補貼計畫，提升競爭力。