SMD LED LTST-C990KSKT-BL 規格書 - 尺寸 3.2x2.8x1.9mm - 電壓 1.8-2.4V - 功率 62.5mW - 黃色 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件提供 LTST-C990KSKT-BL 表面黏著元件 (SMD) LED 燈的完整技術規格。此元件專為自動化印刷電路板 (PCB) 組裝而設計，非常適合應用於各種消費性與工業電子產品中空間受限的場合。

1.1 核心優勢與目標市場

此 LED 的主要優勢包括其微型尺寸、採用 AlInGaP 半導體晶片帶來的高亮度輸出，以及完全相容於自動化取放設備與紅外線 (IR) 迴焊製程。其設計符合 RoHS 規範標準。目標應用相當廣泛，涵蓋通訊設備（例如無線電話與行動電話）、筆記型電腦等辦公室自動化裝置、網路系統、家電產品，以及室內標誌或符號照明。具體用途包括鍵盤背光、狀態指示燈、微型顯示器與一般訊號燈具。

2. 技術參數：深入客觀解讀

以下章節詳細說明定義 LED 性能範圍的關鍵電氣、光學與熱參數。

2.1 絕對最大額定值

這些額定值標示了可能導致元件永久損壞的極限值，並非正常操作條件。在環境溫度 (Ta) 為 25°C 時：最大連續直流順向電流 (IF) 為 25 mA。元件可承受較高的峰值順向電流 60 mA，但僅限於脈衝條件下，其工作週期為 1/10，脈衝寬度為 0.1 ms。最大允許逆向電壓 (VR) 為 5 V。總功耗不得超過 62.5 mW。操作溫度範圍為 -30°C 至 +85°C，而儲存溫度範圍則為 -40°C 至 +85°C。元件可承受峰值溫度為 260°C、持續時間 10 秒的紅外線迴焊製程。

2.2 電氣光學特性

這些特性是在標準測試條件下 (Ta=25°C, IF=20 mA) 量測，代表典型性能。發光強度 (Iv) 是衡量感知亮度的指標，範圍從最小值 450.0 mcd 到最大值 1120.0 mcd。視角定義為強度降至軸向值一半時的 2θ1/2 角度，為 75 度，表示具有相對較寬的光束模式。峰值發射波長 (λP) 典型值為 591.0 nm。主波長 (λd) 定義了在 CIE 色度圖上的感知色點，規格介於 584.5 nm 至 594.5 nm 之間，使其明確位於光譜的黃色區域。譜線半高寬 (Δλ) 約為 15 nm。在 20 mA 下的順向電壓 (VF) 範圍為 1.8 V 至 2.4 V。在 5 V 下的逆向電流 (IR) 最大值為 10 µA。

2.3 熱考量

雖然提供的摘要中未明確詳述曲線圖，但最大功耗 62.5 mW 與指定的操作溫度範圍是關鍵的熱參數。設計人員必須確保 PCB 佈局與應用環境能提供足夠的散熱，使接面溫度維持在安全限度內，因為超過最大額定值將導致性能與使用壽命下降。

3. 分級代碼系統說明

為確保生產中的顏色與亮度一致性，LED 會根據量測到的參數進行分級。此系統讓設計師能選擇符合特定應用需求的元件。

3.1 順向電壓 (VF) 分級

針對黃光型號，順向電壓在測試電流 20 mA 下分為兩個等級：等級 F2 (1.80 V 至 2.10 V) 與等級 F3 (2.10 V 至 2.40 V)。每個等級的公差為 ±0.1 V。當多個元件並聯連接時，選用相同 VF 等級的 LED 有助於維持均勻的電流分配。

3.2 發光強度 (Iv) 分級

發光強度分為兩個等級：等級 U (450.0 mcd 至 710.0 mcd) 與等級 V (710.0 mcd 至 1120.0 mcd)。公差為等級範圍的 ±15%。這允許根據所需的亮度等級進行選擇，其中等級 V 提供更高的輸出。

3.3 色調 (主波長) 分級

決定黃色精確色調的主波長分為四個等級：等級 H (584.5 nm 至 587.0 nm)、等級 J (587.0 nm 至 589.5 nm)、等級 K (589.5 nm 至 592.0 nm) 與等級 L (592.0 nm 至 594.5 nm)。每個等級的公差為 ±1 nm。這種精確的分級對於需要嚴格顏色匹配的應用至關重要，例如多 LED 顯示器或顏色一致性至關重要的狀態指示燈。

4. 性能曲線分析

雖然文中提及但未顯示具體的圖形曲線，但此類元件的典型圖表將包含以下內容，提供在不同條件下性能的更深入見解。

4.1 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V 曲線)

此曲線顯示流經 LED 的電流與其兩端電壓降之間的非線性關係。對於設計限流電路（例如串聯電阻或恆流驅動器）至關重要，以確保在所需亮度等級下穩定運作，且不超過最大電流額定值。

4.2 發光強度 vs. 順向電流

此圖表說明光輸出如何隨順向電流增加。通常在一定範圍內呈線性關係，但在較高電流下會飽和。在接近最大直流電流下操作可能提供更高亮度，但會降低效率並加速光通量隨時間衰減。

4.3 發光強度 vs. 環境溫度

此特性曲線顯示了接面溫度上升對光輸出的負面影響。隨著溫度升高，發光強度通常會降低。了解這種降額特性對於在高溫環境中運作的應用至關重要，以確保維持足夠的亮度。

4.4 光譜分佈

光譜圖會顯示相對輻射功率隨波長變化的函數關係，以 591 nm 峰值為中心，半高寬約為 15 nm。這證實了 AlInGaP 晶片的單色黃光發射特性。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

LED 封裝於符合 EIA 標準的 SMD 封裝中。關鍵尺寸包括長度 3.2 mm、寬度 2.8 mm 與高度 1.9 mm。除非另有說明，所有尺寸公差均為 ±0.1 mm。元件配備水清圓頂透鏡，有助於實現 75 度視角。

5.2 建議 PCB 焊接墊佈局

提供了建議的焊墊圖案（Footprint）供 PCB 設計使用，以確保可靠的焊接與正確的機械對位。遵循此建議的焊墊幾何形狀對於形成良好的焊錫圓角及防止迴焊過程中發生墓碑效應至關重要。

5.3 極性識別

陰極（負極）端子通常在元件本體上標示，常見方式為透鏡或封裝上的凹口、綠點或切角。組裝時必須注意正確的極性方向，以確保正常功能。

6. 焊接與組裝指南

6.1 紅外線迴焊參數

針對無鉛 (Pb-free) 焊接製程，建議使用特定的迴焊溫度曲線。本體峰值溫度不應超過 260°C，且高於 260°C 的時間應限制在最多 10 秒。在此條件下，元件最多僅能承受兩次迴焊循環。建議在 150°C 至 200°C 之間進行預熱，時間最長 120 秒，以最小化熱衝擊。這些參數符合 JEDEC 標準，旨在確保可靠的焊點而不損壞 LED 封裝。

6.2 手工焊接說明

若需進行手工焊接，電烙鐵頭溫度應保持在 300°C 或以下。每個焊點的接觸時間應限制在最多 3 秒，且每個焊點僅應執行一次，以防止過多熱量傳遞至半導體晶粒。

6.3 儲存條件

未開封的防潮袋 (MSL 3) 應儲存在 ≤ 30°C 且 ≤ 90% 相對濕度 (RH) 的環境中，並在一年內使用。一旦打開原始密封包裝，LED 應儲存在不超過 30°C 和 60% RH 的環境中。強烈建議在開封後一週內完成紅外線迴焊製程。若需在原始包裝外長時間儲存，元件應保存在帶有乾燥劑的密封容器或氮氣吹掃的乾燥器中。若在原始包裝外儲存超過一週，則在焊接前需要進行約 60°C、至少 20 小時的烘烤，以去除吸收的濕氣，防止迴焊過程中發生爆米花效應。

6.4 清潔程序

若焊接後需要清潔，僅應使用指定的醇類溶劑，例如異丙醇 (IPA) 或乙醇。LED 應在常溫下浸泡少於一分鐘。未指定的化學清潔劑可能會損壞環氧樹脂透鏡或封裝。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 捲帶與捲盤規格

LED 以符合 ANSI/EIA-481 標準的 7 英吋 (178 mm) 直徑捲盤上的壓紋載帶形式供應。每捲包含 3000 個元件。載帶口袋尺寸設計用於穩固地容納 3.2x2.8mm 的元件。頂部覆蓋帶密封口袋。載帶中允許連續缺失元件的最大數量為兩個。對於少於整捲的數量，剩餘訂單的最小包裝數量為 500 個。

8. 應用建議

8.1 典型應用電路

LED 必須以恆流驅動，或透過串聯限流電阻連接至電壓源。串聯電阻值 (R_s) 可使用歐姆定律計算：R_s = (V_電源 - V_F) / I_F，其中 V_F 是 LED 在所需電流 I_F（例如 20 mA）下的順向電壓。使用最大 V_F 值 2.4 V 可確保電阻值設定得較為保守，以在所有分級條件下限制電流。

8.2 設計考量與注意事項

靜電放電敏感性：LED 對靜電放電 (ESD) 敏感。在處理與組裝過程中必須實施適當的 ESD 防護措施，包括使用接地腕帶、防靜電墊與 ESD 安全設備。
電流控制：切勿在無限流的情況下將 LED 直接連接到電壓源，這將導致電流過大、立即過熱並造成災難性故障。
熱管理：確保 PCB 佈局提供足夠的散熱設計，特別是在接近或處於最大直流電流下運作時。避免將 LED 放置在靠近其他主要熱源的位置。
應用範圍：此元件設計用於一般用途電子設備。未經事先諮詢與資格認證，不適用於故障可能直接危及生命或安全的應用，例如航空、醫療生命維持或關鍵交通控制系統。

9. 技術比較與差異化

LTST-C990KSKT-BL 的差異化在於其發光晶片採用 AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體材料。與傳統的 GaP（磷化鎵）等技術相比，AlInGaP 提供了顯著更高的發光效率，從而在給定電流下產生更高的亮度（最高達 1120 mcd）。水清透鏡（相對於擴散或有色透鏡）能最大化光提取效率，並有助於形成明確的 75 度視角。其完全相容於大規模、自動化的 SMT 組裝製程，包括嚴格的 IR 迴焊溫度曲線，使其成為現代電子製造中具成本效益且可靠的選擇。

10. 常見問題解答（基於技術參數）

問：峰值波長與主波長有何不同？
答：峰值波長 (λP) 是發射光功率達到最大值時的單一波長（典型值為 591 nm）。主波長 (λd) 是從 CIE 色度座標推導而來，代表與 LED 感知顏色相匹配的純單色光的單一波長（範圍為 584.5-594.5 nm）。λd 對於顏色規格更為相關。

問：我可以用 3.3V 電源驅動此 LED 嗎？
答：可以，但必須串聯一個電阻。使用最大 V_F 值 2.4V 與目標 I_F 值 20mA，電阻值計算為 R = (3.3V - 2.4V) / 0.02A = 45 歐姆。標準的 47 歐姆電阻將是合適的選擇，會導致電流略低一些。

問：為什麼分級很重要？
答：分級確保了生產的一致性。例如，全部使用發光強度等級 V 與波長等級 K 的 LED，可以保證面板上所有指示燈具有幾乎相同的亮度與相同的黃色色調，這對於產品品質與美觀至關重要。

問：儲存條件中的MSL 3是什麼意思？
答：濕度敏感等級 3 表示，封裝後的元件在需要烘烤以去除可能在高溫迴焊過程中造成內部損壞的濕氣之前，可以在工廠車間條件（≤ 30°C/60% RH）下暴露最多 168 小時（7 天）。

11. 實際應用案例

情境：為網路路由器設計狀態指示燈面板。
面板需要四個黃色 LED 來指示電源、網際網路、Wi-Fi與乙太網路狀態。為確保外觀一致，設計師指定使用等級 V（用於高且一致的亮度）與等級 J（用於特定黃色調）的 LED。電路由路由器的 5V 電源軌供電。為安全起見，使用最大 V_F 值計算串聯電阻：R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 歐姆。每個 LED 串聯一個 130 歐姆、1/8W 的電阻。PCB 佈局採用建議的焊墊圖案，並在陰極焊墊上設計了小的散熱輻條。組裝廠遵循提供的 IR 迴焊溫度曲線。最終產品呈現出四個明亮、完全匹配的黃色指示燈，從寬廣的角度都能清晰可見。

12. 工作原理簡介

此 LED 的發光基於 AlInGaP 半導體晶片中的電致發光效應。當施加超過晶片能隙電壓（約 2V）的順向電壓時，電子與電洞分別從 n 型與 p 型半導體層注入主動區。這些電荷載子復合，以光子（光）的形式釋放能量。AlInGaP 合金的特定成分決定了能隙能量，從而直接定義了發射光的波長（顏色）——在此例中為黃色。水清環氧樹脂透鏡封裝晶片，提供機械保護、塑造光輸出光束（75度視角），並增強從半導體材料中提取的光量。

13. 技術趨勢與背景

使用 AlInGaP 材料製造黃色、橙色與紅色 LED 代表了一項成熟的高性能技術，與舊有的 GaAsP 和 GaP 解決方案相比，提供了更優異的效率與亮度。當前 SMD LED 的趨勢集中在提高效率（每瓦流明）、在更小的封裝中實現更高的最大驅動電流與功率額定值、改善顯色性與飽和度，以及增強在惡劣環境條件下的可靠性。此外，與智慧驅動器的整合，以及開發消除傳統塑膠封裝的晶片級封裝 (CSP) LED，都是持續發展的領域。本文描述的元件採用了經過驗證、可靠的技術，針對主流消費性與工業應用中的成本效益、大規模製造進行了優化。