目錄
1. 產品概述
LTST-C171KEKT 是一款屬於晶片 LED 類別的表面黏著元件 (SMD) 發光二極體 (LED)。其主要定義特徵是超薄型封裝，高度僅 0.8 毫米。這使其特別適用於空間限制，尤其是垂直間隙 (Z軸高度) 至關重要的應用。該元件採用磷化鋁銦鎵 (AlInGaP) 半導體材料作為光源，專為產生高效率紅光而設計。LED 以標準 EIA 相容的封裝格式供應，安裝在 8mm 載帶上並捲繞於 7 英吋直徑的捲盤，便於與現代電子製造中使用的高速自動貼片設備相容。
2. 技術參數深度解析
2.1 絕對最大額定值
絕對最大額定值定義了可能導致元件永久損壞的應力極限，這些並非正常操作條件。對於 LTST-C171KEKT，在環境溫度 (Ta) 25°C 下，最大連續順向電流 (DC) 規定為 30 mA。該元件在脈衝條件下可承受更高的瞬態電流，在 1/10 佔空比和 0.1ms 脈衝寬度下，允許的峰值順向電流為 80 mA。最大功率消耗為 75 mW。一個關鍵的熱參數是順向電流的降額因子，從 50°C 開始以每 °C 0.4 mA 的速率線性下降。這意味著當操作溫度超過 50°C 時，必須降低允許的連續電流以防止過熱。在不導致崩潰的情況下可施加的最大反向電壓為 5 V。該元件的操作和儲存溫度範圍為 -55°C 至 +85°C。
2.2 電氣與光學特性
典型操作特性是在 Ta=25°C 下測量的。關鍵的光學參數發光強度 (Iv)，在 20 mA 順向電流 (IF) 的測試條件下，典型值為 54.0 毫燭光 (mcd)。請注意，此測量使用校準至 CIE 明視覺人眼響應曲線的感測器和濾光片。視角定義為強度降至軸上值一半時的 2θ1/2，為寬廣的 130 度，表示其為寬廣、擴散的發光模式，而非窄光束。光譜特性顯示峰值發射波長 (λP) 典型值為 632 nm，而主導波長 (λd) 在感知上定義了顏色，典型值為 624 nm。譜線半寬度 (Δλ) 為 20 nm，描述了發射波長的分佈。在電氣方面，20 mA 時的順向電壓 (VF) 典型值為 2.4 V，最大值為 2.4 V。反向電流 (IR) 非常低，在完全 5 V 反向偏壓下最大值為 10 μA。在零偏壓和 1 MHz 下測量的元件電容 (C) 典型值為 40 pF。
3. 分級系統說明
本產品採用分級系統，根據測量的發光強度對元件進行分類。這確保了在需要均勻亮度的應用中，生產批次內的一致性。LTST-C171KEKT 的分級代碼定義如下：分級代碼 M 涵蓋強度 18.0 至 28.0 mcd，N 為 28.0 至 45.0 mcd，P 為 45.0 至 71.0 mcd，Q 為 71.0 至 112.0 mcd，R 為 112.0 至 180.0 mcd，所有測量均在 IF=20mA 下進行。每個強度分級的上下限有 +/-15% 的公差。此特定料號的規格書未顯示針對主導波長或順向電壓的單獨分級，表明對這些參數有嚴格控制或僅提供單一分級。
4. 性能曲線分析
雖然提供的文本摘錄引用了第 6 頁的典型特性曲線，但具體圖表並未包含在文本中。根據標準 LED 行為，預期會看到說明順向電流 (IF) 與發光強度 (Iv) 關係的曲線，這在正常操作範圍內通常是線性的。另一個關鍵曲線將描繪順向電壓 (VF) 與順向電流 (IF) 的關係，顯示二極體的指數型 I-V 特性。溫度依賴性曲線也是標準的，顯示發光強度和順向電壓如何隨環境溫度或接面溫度變化，通常顯示強度隨溫度升高而降低，VF 則略有下降。相對光譜功率分佈曲線將以視覺方式呈現約 632 nm 處的發射峰值和 20 nm 的半寬度。
5. 機械與封裝資訊
LED 封裝於業界標準的晶片 LED 尺寸中。關鍵的機械特徵是超薄的 0.80 毫米高度。參考了詳細的封裝尺寸圖，指定了長度、寬度、引腳間距和其他關鍵機械公差，通常為 ±0.10 mm。該元件設計用於與自動化組裝相容的帶狀與捲盤式包裝。捲盤規格遵循 ANSI/EIA 481-1-A-1994 標準。一個 7 英吋直徑的捲盤包含 3000 個元件。載帶上的凹槽用蓋帶密封。指南規定最多允許連續兩個缺失元件（空凹槽），剩餘捲盤的最小包裝數量為 500 個。同時提供了建議的焊接墊片佈局尺寸，以確保在回流焊接過程中及之後形成可靠的焊點和機械穩定性。
6. 焊接與組裝指南
該元件與紅外線 (IR) 和氣相回流焊接製程相容，這對於無鉛 (Pb-free) 組裝至關重要。提供了特定的焊接條件限制。對於波峰焊接，規定峰值溫度為 260°C，最長 5 秒。對於紅外線回流焊接，允許相同的 260°C 峰值溫度 5 秒。對於氣相回流焊接，條件為 215°C，最長 3 分鐘。規格書包含了針對常規（錫鉛）和無鉛製程的建議回流溫度曲線。無鉛曲線建議明確說明適用於 SnAgCu（錫-銀-銅）焊膏。其他一般焊接建議列於注意事項部分，包括預熱參數和最大烙鐵溫度（300°C，最長 3 秒，僅限一次）。
7. 應用建議
此 LED 專為通用電子設備應用而設計，例如辦公設備、通訊裝置和家用電器。一個關鍵的設計考量是 LED 是電流驅動元件。為了確保並聯驅動多個 LED 時的亮度均勻，強烈建議為每個 LED 串聯一個限流電阻（電路模型 A）。不建議將多個 LED 直接從電壓源並聯驅動而不使用個別電阻（電路模型 B），因為各個 LED 之間順向電壓 (Vf) 特性的微小差異會導致電流分配顯著不同，從而影響感知亮度。寬廣的 130 度視角使其適用於狀態指示燈、圖示背光或需要寬廣角度覆蓋的一般照明。
8. 操作、儲存與注意事項
提供了全面的操作說明以確保可靠性。儲存時，環境溫度不應超過 30°C，相對濕度不超過 60%。如果 LED 從其原始的防潮包裝中取出，建議在 672 小時（28 天）內完成紅外線回流焊接製程。若需在原始包裝袋外長時間儲存，建議儲存在帶有乾燥劑的密封容器中或氮氣環境中。如果儲存時間超過 672 小時，建議在組裝前進行約 60°C、至少 20 小時的烘烤，以去除吸收的水分並防止回流焊接過程中發生爆米花現象。清潔時，僅應使用酒精類溶劑，如異丙醇或乙醇，在室溫下進行，時間少於一分鐘。未指定的化學品可能會損壞封裝。由於元件對靜電敏感，必須採取嚴格的靜電放電 (ESD) 防護措施。建議包括使用接地腕帶、將所有設備和工作檯面接地，以及使用離子產生器中和靜電荷。ESD 損壞可能表現為高反向漏電流、低順向電壓或在低電流下無法發光。
9. 技術比較與差異化
LTST-C171KEKT 的主要差異化因素是其 0.8 毫米的厚度，這對於晶片 LED 來說是極低的。與標準的 1.0 毫米或 1.2 毫米高的晶片 LED 相比，這使得最終產品可以設計得更薄。採用 AlInGaP 技術為紅光提供了高發光效率，通常比 GaAsP 等舊技術提供更好的性能和穩定性。寬廣的 130 度視角是另一個關鍵特點，與視角較窄、更適合聚焦光束應用的 LED 相比，它提供了非常寬廣且均勻的光線發射。其與標準 IR/氣相回流焊接和帶狀與捲盤式包裝的相容性，使其成為大批量自動化表面黏著技術 (SMT) 生產線的即插即用元件。
10. 常見問題 (FAQ)
問：0.8mm 高度的主要優勢是什麼？
答：它允許整合到極薄的電子設備中，例如現代智慧型手機、平板電腦、超薄筆記型電腦和穿戴式技術，這些設備的內部空間非常寶貴。
問：我可以直接用 3.3V 或 5V 邏輯電源驅動這個 LED 嗎？
答：不行。LED 必須由限流源驅動。直接將其連接到電壓源會導致過量電流流過，從而損壞元件。務必使用串聯電阻或恆流驅動電路。
問：為什麼並聯的每個 LED 都需要串聯電阻？
答：LED 的順向電壓 (Vf) 存在製造公差。如果沒有個別電阻，Vf 稍低的 LED 將不成比例地吸收更多電流，變得更亮並可能過熱，而 Vf 較高的 LED 則會較暗。電阻有助於平衡電流。
問：這個 LED 適合戶外應用嗎？
答：操作溫度範圍為 -55°C 至 +85°C，涵蓋了大多數戶外條件。然而，在戶外環境中的長期可靠性還取決於紫外線照射和最終產品組裝的濕氣密封等因素，這些因素並非單獨針對元件規定的。
問：透明透鏡是什麼意思？
答：這表示透鏡材料是透明無色的。這使得 AlInGaP 晶片的本色（紅色）能夠發射出來，而不受透鏡本身的任何著色或擴散影響，從而產生飽和的顏色。
11. 設計與使用案例研究
情境：為一款超薄網路路由器設計狀態指示燈面板。
設計要求將多個紅色狀態 LED（用於電源、網路、Wi-Fi 等）放置在面板前方，且面板後方的深度有限。使用傳統的 1.2mm 高 LED 將迫使產品外殼更厚或需要複雜的階梯式 PCB 設計。通過選擇高度為 0.8mm 的 LTST-C171KEKT，PCB 可以更靠近前面板放置，每個 LED 位置節省 0.4mm 的垂直空間。這使得路由器設計更時尚、更緊湊。寬廣的 130 度視角確保指示燈在房間內從各種觀看位置都能清晰可見。設計師實施了電路模型 A，為每個並聯到電路板微控制器 3.3V 電源的 LED 使用一個限流電阻，確保所有指示燈亮度均勻。PCB 佈局遵循規格書中建議的焊接墊片尺寸，以確保在主機板組裝指定的無鉛回流焊接過程中形成可靠的焊點。
12. 工作原理
此 LED 中的光發射基於半導體 p-n 接面中的電致發光原理。有源區由磷化鋁銦鎵 (AlInGaP) 組成，這是一種直接能隙半導體材料。當施加超過材料能隙能量的順向偏壓時，電子從 n 型區注入，電洞從 p 型區注入到有源區。這些電荷載子進行輻射性復合；也就是說，當電子與電洞復合時，它以光子的形式釋放能量。發射光子的波長（顏色）由 AlInGaP 材料的能隙能量決定，該材料被設計為在可見光譜的紅色部分（約 624-632 nm）產生光子。透明環氧樹脂透鏡封裝了半導體晶片，提供機械保護，塑造光輸出光束（從而產生 130 度視角），並增強從晶片中提取的光量。
13. 技術趨勢
像 LTST-C171KEKT 這樣的超薄晶片 LED 的發展，是由消費電子產品、汽車內飾和穿戴式設備持續朝向小型化和厚度減少的趨勢所驅動。從 GaAsP 等舊材料轉向 AlInGaP 提供了更高的效率，意味著每單位電輸入功率（瓦特）有更多的光輸出（流明），有助於最終產品實現更好的能源效率。在製造方面，由於全球環境法規（例如 RoHS），與無鉛 (Pb-free) 高溫回流溫度曲線的相容性現已成為標準要求。業界持續推動在更小的封裝中實現更高的亮度，通過更嚴格的分級提高顏色一致性，並增強在高溫高濕等惡劣條件下的可靠性。此外，將多個 LED 晶片 (RGB) 整合到單個超薄封裝中以實現全彩應用，是一個積極發展的領域。
LED規格術語詳解
LED技術術語完整解釋
一、光電性能核心指標
| 術語 | 單位/表示 | 通俗解釋 | 為什麼重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦電能發出的光通量，越高越節能。 | 直接決定燈具的能效等級與電費成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源發出的總光量，俗稱"亮度"。 | 決定燈具夠不夠亮。 |
| 發光角度（Viewing Angle） | °（度），如120° | 光強降至一半時的角度，決定光束寬窄。 | 影響光照範圍與均勻度。 |
| 色溫（CCT） | K（開爾文），如2700K/6500K | 光的顏色冷暖，低值偏黃/暖，高值偏白/冷。 | 決定照明氛圍與適用場景。 |
| 顯色指數（CRI / Ra） | 無單位，0–100 | 光源還原物體真實顏色的能力，Ra≥80為佳。 | 影響色彩真實性，用於商場、美術館等高要求場所。 |
| 色容差（SDCM） | 麥克亞當橢圓步數，如"5-step" | 顏色一致性的量化指標，步數越小顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色無差異。 |
| 主波長（Dominant Wavelength） | nm（奈米），如620nm（紅） | 彩色LED顏色對應的波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED的色相。 |
| 光譜分佈（Spectral Distribution） | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出的光在各波長的強度分佈。 | 影響顯色性與顏色品質。 |
二、電氣參數
| 術語 | 符號 | 通俗解釋 | 設計注意事項 |
|---|---|---|---|
| 順向電壓（Forward Voltage） | Vf | LED點亮所需的最小電壓，類似"啟動門檻"。 | 驅動電源電壓需≥Vf，多個LED串聯時電壓累加。 |
| 順向電流（Forward Current） | If | 使LED正常發光的電流值。 | 常採用恆流驅動，電流決定亮度與壽命。 |
| 最大脈衝電流（Pulse Current） | Ifp | 短時間內可承受的峰值電流，用於調光或閃光。 | 脈衝寬度與佔空比需嚴格控制，否則過熱損壞。 |
| 反向電壓（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受的最大反向電壓，超過則可能擊穿。 | 電路中需防止反接或電壓衝擊。 |
| 熱阻（Thermal Resistance） | Rth（°C/W） | 熱量從晶片傳到焊點的阻力，值越低散熱越好。 | 高熱阻需更強散熱設計，否則結溫升高。 |
| 靜電放電耐受（ESD Immunity） | V（HBM），如1000V | 抗靜電打擊能力，值越高越不易被靜電損壞。 | 生產中需做好防靜電措施，尤其高靈敏度LED。 |
三、熱管理與可靠性
| 術語 | 關鍵指標 | 通俗解釋 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 結溫（Junction Temperature） | Tj（°C） | LED晶片內部的實際工作溫度。 | 每降低10°C，壽命可能延長一倍；過高導致光衰、色漂移。 |
| 光衰（Lumen Depreciation） | L70 / L80（小時） | 亮度降至初始值70%或80%所需時間。 | 直接定義LED的"使用壽命"。 |
| 流明維持率（Lumen Maintenance） | %（如70%） | 使用一段時間後剩餘亮度的百分比。 | 表徵長期使用後的亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色的變化程度。 | 影響照明場景的顏色一致性。 |
| 熱老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因長期高溫導致的封裝材料劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色變化或開路失效。 |
四、封裝與材料
| 術語 | 常見類型 | 通俗解釋 | 特點與應用 |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保護晶片並提供光學、熱學介面的外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低；陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 晶片結構 | 正裝、倒裝（Flip Chip） | 晶片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高，適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、矽酸鹽、氮化物 | 覆蓋在藍光晶片上，部分轉化為黃/紅光，混合成白光。 | 不同螢光粉影響光效、色溫與顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面的光學結構，控制光線分佈。 | 決定發光角度與配光曲線。 |
五、質量控制與分檔
| 術語 | 分檔內容 | 通俗解釋 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分檔 | 代碼如 2G、2H | 按亮度高低分組，每組有最小/最大流明值。 | 確保同一批產品亮度一致。 |
| 電壓分檔 | 代碼如 6W、6X | 按順向電壓範圍分組。 | 便於驅動電源匹配，提高系統效率。 |
| 色區分檔 | 5-step MacAdam橢圓 | 按顏色坐標分組，確保顏色落在極小範圍內。 | 保證顏色一致性，避免同一燈具內顏色不均。 |
| 色溫分檔 | 2700K、3000K等 | 按色溫分組，每組有對應的坐標範圍。 | 滿足不同場景的色溫需求。 |
六、測試與認證
| 術語 | 標準/測試 | 通俗解釋 | 意義 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明維持測試 | 在恆溫條件下長期點亮，記錄亮度衰減數據。 | 用於推算LED壽命（結合TM-21）。 |
| TM-21 | 壽命推演標準 | 基於LM-80數據推算實際使用條件下的壽命。 | 提供科學的壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認的測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質（如鉛、汞）。 | 進入國際市場的准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品的能效與性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目，提升市場競爭力。 |