LTST-C150KEKT SMD LED 技術規格書 - 3.2x2.8x1.9mm - 2.4V - 75mW - 紅色 - 英文技術文件

1. 產品概述

LTST-C150KEKT是一款高效能表面黏著型LED，專為需要高可見度與可靠性的應用而設計。它採用AlInGaP（磷化鋁銦鎵）晶片，以其高發光效率與卓越色彩純度著稱，特別是在紅色光譜範圍。此LED封裝符合標準EIA相容格式，適用於大批量電子製造中常見的自動化取放組裝線。

此元件的主要應用領域包括狀態指示器、小型顯示器背光、汽車內飾照明，以及各種需要明亮、一致紅色指示的消費性電子產品。其設計優先考慮與現代焊接製程的相容性，確保其能承受紅外線（IR）和氣相迴焊的熱曲線而不會劣化。

2. 深入技術參數分析

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極限。不建議讓LED持續在或接近這些極限下運作。

• 功率耗散 (Pd)： 75 mW。此為環境溫度 (Ta) 25°C 時，LED 封裝件能以熱形式耗散的最大功率。超過此限制可能導致半導體接面過熱。
• 連續順向電流 (IF)： 30 mA。可連續施加的最大直流電流。
• 峰值正向電流： 80 mA。此僅允許在脈衝條件下（1/10 工作週期，0.1ms 脈衝寬度）使用，以短暫實現更高的光輸出而不致過熱。
• 降額因數： 0.4 mA/°C。當環境溫度超過25°C時，最大允許連續順向電流必須以此因子線性降低，以防止熱失控。
• 逆向電壓 (VR)： 5 V。施加超過此值的逆向電壓可能導致LED的PN接面崩潰。
• Operating & Storage Temperature Range: -55°C 至 +85°C。此寬廣範圍表示在惡劣環境下仍具備穩健性能。
• 焊接溫度耐受度： 該LED可承受260°C持續5秒（紅外/波峰焊）或215°C持續3分鐘（氣相焊），證實其適用於無鉛迴焊製程。

2.2 電光特性

這些參數是在Ta=25°C、順向電流(IF)為20 mA的標準測試條件下量測。

• 發光強度 (Iv)： 30.0 - 50.0 mcd (毫燭光)。此數值指定了人眼（使用CIE匹配濾鏡）所見LED的感知亮度。典型值為50 mcd，表示對於標準指示燈LED而言，這是一個非常明亮的輸出。
• 視角 (2θ1/2)： 130度。這是一個非常寬的視角，意味著LED在一個寬廣的錐形範圍內發光。在半角（離軸65°）處的強度是軸向（中心）強度的50%。
• 峰值發射波長 (λPeak): 632 nm (典型值)。這是光譜功率輸出最高的波長。它落在可見光譜的紅色區域內。
• 主波長 (λd): 624 nm (典型值)。此數值源自CIE色度圖，代表最能描述光線感知顏色的單一波長。峰值波長與主波長之間的差異是LED光譜形狀的特徵。
• 譜線半寬度 (Δλ): 20 nm。此參數用於量測光譜純度，表示在峰值強度50%處所發射的波長範圍。對於單色AlInGaP LED而言，20 nm為典型值。
• 順向電壓 (VF): 2.0V (最小) - 2.4V (典型) 於 IF=20mA。此為LED工作時的跨接電壓降，對於驅動電路中限流電阻的設計至關重要。
• 逆向電流 (IR): 在VR=5V時，最大反向電流為100 µA。這是LED在其最大額定值內反向偏壓時流過的小量漏電流。
• 電容 (C): 在VF=0V、f=1MHz時，典型接面電容為40 pF。此接面電容在高頻切換應用中可能具有相關性。

3. 性能曲線分析

雖然提供的文本中未詳細說明具體圖表，但此類LED的典型曲線通常包括：

• IV曲線（電流對電壓）： 顯示正向電壓與電流之間的指數關係。膝點電壓約為2.0V，超過此電壓後，電流會隨著電壓的微小增加而迅速上升。
• 發光強度 vs. 正向電流： 說明在一定範圍內，光輸出與正向電流大致成正比，超過該點後，效率可能因發熱而下降。
• 發光強度 vs. 環境溫度： 顯示光輸出隨環境溫度升高而遞減的狀況。與其他技術相比，AlInGaP LED 通常具有較佳的高溫性能。
• 光譜分佈： 相對強度 vs. 波長的關係圖，顯示峰值在 632 nm，半波寬為 20 nm，證實其為單色紅光輸出。

4. 機械與封裝資訊

4.1 封裝尺寸

此LED採用標準表面黏著封裝。關鍵尺寸（單位：mm）包含與自動化組裝相容的元件本體尺寸與接腳間距。其透鏡為全透明材質，能將內部吸收降至最低，從而最大化光輸出。

4.2 極性識別與焊墊設計

陰極通常會在封裝上標示。資料手冊中提供了建議的焊接墊尺寸，以確保可靠的焊點、正確的對位，以及在迴焊過程中提供足夠的散熱緩衝。

4.3 帶裝與捲盤包裝

元件以8mm載帶供應，捲繞於直徑7英吋（178mm）的捲盤上。每捲盤包含3000件。此包裝符合ANSI/EIA 481-1-A-1994標準，確保與標準自動送料器相容。載帶使用上蓋封合空穴並保持元件方向。

5. 焊接與組裝指南

5.1 回流焊接條件

此LED適用於無鉛焊接製程。建議的溫度曲線峰值為：紅外線或波峰焊接時260°C持續5秒，氣相焊接時215°C持續3分鐘。嚴格遵循這些熱曲線至關重要，以避免因過度熱應力損壞環氧樹脂透鏡或內部焊線。

5.2 清潔

若焊接後需要進行清潔，僅應使用指定的溶劑。數據手冊建議將LED在常溫下浸入乙醇或異丙醇中，時間少於一分鐘。使用未指定或具侵蝕性的化學品可能會損壞塑料封裝，導致開裂或變色。

5.3 儲存條件

元件應儲存於原防潮袋中，溫度介於-55°C至+85°C之間，並保持低濕度，以防止吸濕導致迴流焊接時發生「爆米花」現象。

6. 應用建議與設計考量

6.1 典型應用電路

最常見的驅動方法是使用一個簡單的串聯電阻。電阻值 (R) 根據歐姆定律計算：R = (Vcc - VF) / IF，其中 Vcc 是電源電壓，VF 是 LED 順向電壓（設計裕度建議使用 2.4V），IF 是期望的順向電流（例如 20mA）。對於 5V 電源：R = (5 - 2.4) / 0.02 = 130 歐姆。標準的 130 或 150 歐姆電阻皆適用。若要在一定範圍的電源電壓或溫度下保持亮度恆定，建議使用恆流驅動器。

6.2 熱管理

儘管功耗很低（最大75mW），良好的熱設計對於使用壽命和穩定性能仍然至關重要，尤其是在高環境溫度或接近最大電流下工作時。確保PCB有足夠的銅箔面積連接到LED的散熱焊盤（如果適用）或引腳，以作為散熱器。遵循電流降額指南：在25°C以上，每升高1°C降低0.4 mA。

6.3 光學考量

130度的寬廣視角使得這款LED非常適合需要從多個位置觀察指示燈的應用。若需要更集中的光線，可以使用外部透鏡或導光管。水清透鏡能提供最高的光輸出，但可能呈現為明亮的點光源；若需要更均勻的外觀，其他型號則提供擴散透鏡。

7. Technical Comparison and Differentiation

LTST-C150KEKT的主要區別在於其AlInGaP技術和高亮度。與舊式的GaAsP（磷化砷化鎵）紅色LED相比，AlInGaP提供了顯著更高的發光效率，意味著在相同的電輸入功率下能輸出更多光線。它也能在高溫下更好地保持其顏色和強度。寬廣的視角以及與自動化高溫焊接製程的相容性，使其成為量產電子產品中現代化且具成本效益的選擇。

8. 常見問題 (FAQ)

Q: 我可以直接從 3.3V 微控制器接腳驅動這個 LED 嗎？
A: 有可能，但這取決於引腳的電流供應能力。LED的VF約為2.4V，在3.3V電壓下，限流電阻兩端僅剩0.9V。要達到20mA，電阻需為45歐姆（0.9V/0.02A）。請檢查您的微控制器引腳是否能供應20mA電流。通常，使用緩衝電晶體是更安全可靠的解決方案。

Q: Peak Wavelength 和 Dominant Wavelength 有什麼區別？
A: Peak Wavelength 是發射光譜的物理峰值波長。Dominant Wavelength 是基於人類色彩感知（CIE色度圖）計算出的數值，它最接近人眼感知的顏色。兩者通常接近但並不完全相同，尤其是當光譜並非完美對稱時。

Q: 我該如何解讀資料手冊中的「Typical」值？
A: 「典型」值代表在特定條件下最常見或預期的性能表現，這些數值並非保證值。為了設計考量，請務必使用「最小」與「最大」極限值，以確保您的電路在所有可能的元件變異下都能正常運作。

9. 實用設計與使用範例

Example 1: Status Indicator on a Power Supply: 將LED與150歐姆電阻串聯後連接至5V電源軌。其高亮度確保即使在光線充足的環境中也能清晰可見。寬廣的視角使得在機架或工作台上從不同角度都能看到狀態。

範例2：薄膜開關面板的背光： 可將多個LED排列在半透明面板後方。一致的顏色（主波長624 nm）與亮度確保了均勻的照明。其與迴流焊的相容性允許所有LED及其他SMD元件在一次焊接過程中完成，降低了組裝成本。

10. 運作原理介紹

LED是一種半導體二極體。當在其PN接面施加順向電壓時，來自N型材料的電子會在主動區與來自P型材料的電洞復合。此復合過程會以光子（光）的形式釋放能量。光的特定波長（顏色）由半導體材料的能隙能量決定。AlInGaP的能隙對應於紅光、橙光與黃光。其水透明環氧樹脂封裝充當透鏡，用以塑造光輸出並保護精密的半導體晶片。

11. 技術趨勢

此類指示燈LED的趨勢是追求更高的效率（每瓦更多流明），使得在較低電流下能達到相同亮度，從而節省電力並減少熱量產生。同時，也朝著微型化方向發展，同時保持或提升光學性能。此外，增強可靠性並擴大對汽車和工業溫度範圍的認證是常見的目標。使用如AlInGaP等材料，代表著從較舊、效率較低的技術持續轉變，以在標準封裝中提供更佳性能。