LTST-C171KFKT-5A 橘色SMD LED 規格書 - 尺寸 3.2x1.6x0.8mm - 電壓 1.7-2.3V - 功率 75mW - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件詳述一款高效能、超薄型表面黏著晶片LED的規格。此元件專為需要緊湊尺寸、高亮度，並能在自動化組裝流程中可靠運作的應用而設計。它採用AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體材料來產生橘色光，相較於傳統技術，提供了更優異的發光效率。

此元件的主要優勢包括其極薄的厚度、與標準迴焊技術的相容性，以及適用於大量自動化貼裝設備。它旨在整合到各種消費性電子產品、指示燈、背光照明及一般照明應用中，這些應用對空間和亮度有嚴格的限制。

2. 技術規格深入解析

2.1 絕對最大額定值

為防止永久性損壞，不得在超出這些限制的條件下操作此元件。

• 功率消耗 (Pd)：75 mW。這是在特定條件下，封裝所能散發的最大總熱功率。
• 峰值順向電流 (I_FP)：80 mA。這是最大允許的瞬時順向電流，通常在脈衝條件下（1/10工作週期，0.1ms脈衝寬度）指定，以防止過熱。
• 連續順向電流 (I_F)：30 mA DC。這是可以持續施加的最大電流。
• 逆向電壓 (V_R)：5 V。在逆向偏壓下超過此電壓可能導致接面崩潰。
• 操作溫度範圍 (T_opr)：-30°C 至 +85°C。這是確保可靠運作的環境溫度範圍。
• 儲存溫度範圍 (T_stg)：-55°C 至 +85°C。
• 紅外線迴焊條件：峰值溫度 260°C，最長持續 10 秒。這定義了組裝過程中的熱耐受曲線。

2.2 電氣與光學特性

除非另有說明，這些參數是在環境溫度 (T_a) 25°C 和標準測試電流 (I_F) 5 mA 下測量。

• 發光強度 (I_V)：範圍從 11.2 mcd（最小值）到 45.0 mcd（最大值），並提供典型值。強度是使用經過濾波以匹配明視覺（CIE）人眼反應曲線的感測器進行測量。
• 視角 (2θ_1/2)：130 度。這是發光強度降至其峰值（軸向）值一半時的全角，表示具有非常寬廣的視角模式。
• 峰值發射波長 (λ_P)：611 nm（典型值）。這是光譜功率輸出最高的波長。
• 主波長 (λ_d)：597.0 nm 至 612.0 nm。這是人眼感知來定義顏色的單一波長，源自CIE色度圖。特定單位的具體數值取決於其分級代碼。
• 光譜線半寬度 (Δλ)：17 nm（典型值）。在最大強度一半處測量的光譜頻寬（半高全寬 - FWHM）。
• 順向電壓 (V_F)：在 I_F= 5mA 時為 1.7 V 至 2.3 V。LED導通電流時的跨元件電壓降。
• 逆向電流 (I_R)：在 V_R= 5V 時為 10 μA（最大值）。元件處於逆向偏壓時的小量漏電流。

3. 分級系統說明

為確保生產中的顏色和亮度一致性，LED會根據關鍵參數進行分級。這讓設計師能夠選擇符合特定應用需求的元件。

3.1 順向電壓分級

元件根據其在 5 mA 時的順向電壓 (V_F) 進行分類。

• 分級 E2： V_F= 1.70V - 1.90V
• 分級 E3： V_F= 1.90V - 2.10V
• 分級 E4： V_F= 2.10V - 2.30V

每個分級內的公差為 ±0.1V。當並聯多個LED時，匹配 V_F分級對於確保均勻的電流分配非常重要。

3.2 發光強度分級

元件根據其在 5 mA 時的發光強度 (I_V) 進行分類。

• 分級 L： I_V= 11.2 mcd - 18.0 mcd
• 分級 M： I_V= 18.0 mcd - 28.0 mcd
• 分級 N： I_V= 28.0 mcd - 45.0 mcd

每個分級內的公差為 ±15%。這允許根據所需的亮度等級進行選擇。

3.3 主波長分級

元件根據其在 5 mA 時的主波長 (λ_d) 進行分類，這直接關聯到感知的顏色。

• 分級 N： λ_d= 597.0 nm - 600.0 nm
• 分級 P： λ_d= 600.0 nm - 603.0 nm
• 分級 Q： λ_d= 603.0 nm - 606.0 nm
• 分級 R： λ_d= 606.0 nm - 609.0 nm
• 分級 S： λ_d= 609.0 nm - 612.0 nm

每個分級內的公差為 ±1 nm。嚴格的波長控制對於需要精確顏色匹配的應用至關重要。

4. 性能曲線分析

雖然規格書中引用了特定的圖形曲線（例如，圖1為光譜分佈，圖6為視角），但典型的關係可以描述如下。

順向電流 vs. 順向電壓 (I-V 曲線)：AlInGaP LED 的 V_F與 I_F呈對數關係。它隨電流增加而增加，但存在一個"膝點"電壓，低於此電壓時幾乎沒有電流流動。在建議的 5mA 測試條件下操作，可確保在指定的 V_F range.

範圍內性能穩定。發光強度 vs. 順向電流：_V在元件的操作限制內，光輸出 (I_F) 大致與順向電流 (I

) 成正比。然而，在極高電流下，由於產生的熱量增加，效率可能會下降。溫度依賴性：_FLED的順向電壓 (V

) 通常隨著接面溫度的升高而降低（負溫度係數）。相反地，發光強度通常隨著溫度升高而降低。適當的熱管理對於維持一致的亮度和使用壽命至關重要。光譜分佈：

AlInGaP 材料系統產生一個相對較窄的發射光譜，中心位於橘紅色區域（峰值約在 611 nm）。主波長可能會隨著驅動電流和溫度的變化而略有偏移。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

此元件採用業界標準的EIA封裝外形。關鍵尺寸包括高度僅 0.80 mm 的超薄厚度。長度和寬度是此類晶片LED的典型尺寸。詳細的機械圖紙指定了所有關鍵尺寸，包括焊墊位置和公差（通常為 ±0.10 mm）。

5.2 焊墊佈局與極性

規格書包含建議的PCB設計焊接焊墊佈局。此佈局針對迴焊過程中形成可靠的焊點進行了優化，並有助於防止墓碑效應。陽極和陰極在封裝上清晰標記，通常使用缺口、圓點或切角等視覺指示器。正確的極性方向是元件運作的必要條件。

6. 焊接與組裝指南

6.1 迴焊溫度曲線

• 此元件與紅外線（IR）迴焊製程相容。提供了一個符合JEDEC無鉛組裝標準的建議溫度曲線。關鍵參數包括：預熱：
• 升溫至 150-200°C。均熱/預熱時間：
• 最長 120 秒，以活化助焊劑並最小化熱衝擊。峰值溫度：
• 最高 260°C。液相線以上時間：

元件暴露於峰值溫度的時間最長為 10 秒。迴焊不應執行超過兩次。

具體的溫度曲線必須根據實際的PCB設計、錫膏和使用的迴焊爐進行特性分析。

6.2 手工焊接

• 若必須進行手工焊接，必須極度小心：烙鐵溫度：
• 最高 300°C。焊接時間：
• 每個焊墊最長 3 秒。限制：

手工焊接應僅執行一次，以避免對環氧樹脂封裝和半導體晶粒造成熱損傷。

6.3 清潔

僅應使用指定的清潔劑。推薦的溶劑包括乙醇或異丙醇，在常溫下使用。LED應浸泡少於一分鐘。未指定的化學液體可能會損壞封裝材料或光學透鏡。

6.4 儲存與處理

• LED是濕度敏感元件（MSD）。密封包裝：
• 儲存在 ≤30°C 和 ≤90% 相對濕度（RH）下。在帶有乾燥劑的原廠防潮袋中，保存期限為一年。已開封包裝：

對於從原廠包裝中取出的元件，儲存環境不應超過 30°C / 60% RH。建議在暴露後 672 小時（28 天）內完成紅外線迴焊。對於更長時間的暴露，應將元件儲存在帶有乾燥劑的密封容器或氮氣乾燥櫃中。暴露超過 672 小時的元件在焊接前應在大約 60°C 下烘烤至少 20 小時，以去除吸收的濕氣並防止迴焊過程中的"爆米花"效應。

7. 包裝與訂購資訊

• 此元件以捲帶包裝供應，與自動化取放設備相容。捲盤尺寸：
• 直徑 7 英吋。每捲數量：
• 3000 顆。最小訂購量 (MOQ)：
• 剩餘數量為 500 顆。捲帶規格：
• 符合 ANSI/EIA 481-1-A-1994。空的元件凹槽用上蓋膠帶密封。品質：

捲帶中連續缺失元件的最大數量為兩個。

料號 LTST-C171KFKT-5A 編碼了特定屬性：可能包括系列（LTST-C171）、透鏡類型（K=水清）、顏色（FKT=橘色AlInGaP）和分級代碼（5A）。

8. 應用建議

• 8.1 典型應用場景狀態指示燈：
• 消費性電子產品、家電和工業設備中的電源、連線或模式指示燈。背光照明：
• 小型LCD面板、鍵盤或符號的側光式或直下式背光。汽車內裝照明：
• 儀表板指示燈、開關照明（需符合特定汽車標準認證）。裝飾照明：

在需要超薄厚度的設備中作為重點照明。

• 8.2 設計考量電流驅動：
• LED是電流驅動元件。使用恆流源或與電壓源串聯的限流電阻來設定所需的工作電流。切勿在沒有電流限制的情況下直接連接到電壓源。並聯連接：_F當並聯多個LED時，V_F的微小差異可能導致顯著的電流不平衡，從而導致亮度不均勻，並可能使較低 V
• 的元件承受過大壓力。強烈建議為每個LED或串聯支路使用各自的限流電阻驅動，或使用專用的多通道驅動IC。熱管理：
• 儘管功率消耗很低，但確保PCB焊墊有足夠的銅箔面積有助於散熱，特別是在接近最大額定值或高環境溫度下操作時。這有助於維持光輸出和元件可靠性。靜電防護：

雖然本規格書未明確說明其對靜電敏感，但處理所有半導體元件時採取適當的靜電防護措施是良好的實務。

9. 技術比較與差異化此元件主要透過其超薄的 0.80 mm 高度來實現差異化，這對於空間受限的應用（如超薄顯示器或穿戴式電子產品）非常有利。採用AlInGaP 技術，相較於GaAsP等舊技術，為橘色/紅色光提供了更高的發光效率和更好的溫度穩定性。其與標準紅外線迴焊製程以及7英吋捲盤上的8mm載帶

的相容性，使其成為適合大量、自動化SMT組裝線的理想選擇，降低了製造成本和複雜度。

10. 常見問題解答（基於技術參數）

問：峰值波長和主波長有何不同？_P答：峰值波長 (λ_d) 是光譜中能量輸出最高的物理點。主波長 (λ_d) 是基於人類顏色感知（CIE圖表）計算出的數值，是描述感知顏色的單一波長。在應用中，λ

對於顏色匹配更為相關。

問：為什麼分級很重要？_F答：製造過程的變異會導致個別LED在 V_F、強度和顏色上存在微小差異。分級將它們分類到參數嚴格控制的組別中。從同一分級中選擇元件，可確保最終產品在視覺上（相同顏色和亮度）和電氣上（相似的 V

）的一致性。

問：我可以持續以 20mA 驅動這個LED嗎？

答：可以。最大連續順向電流為 30 mA。以 20mA 操作在規格範圍內。然而，在 20mA 下的發光強度和順向電壓將高於 5mA 測試條件下的數值。請參考典型的性能曲線以獲得指導。

問：如何解讀 130° 的視角？_{答：130° 的視角 (2θ}1/2

) 非常寬廣。這意味著LED在一個寬廣的錐形範圍內發光。當直視時（0°）強度最高，當偏離軸向 65°（130°/2）時，強度降至軸向值的 50%。這適用於需要從多個角度都能看到LED的應用。

11. 設計與使用案例研究

情境：為一款可攜式醫療設備設計多指示燈面板。需求：

多個橘色狀態LED必須亮度均勻且顏色一致。設備外殼非常薄，限制了元件高度。組裝完全自動化。

基於此規格書的設計選擇：

1. 0.80mm 的高度使LED能夠符合機械限制。

2. 為確保顏色均勻，設計師指定來自單一、嚴格的主波長分級（例如，分級 Q：603-606 nm）的LED。

3. 為確保亮度均勻，選擇來自單一發光強度分級（例如，分級 M：18-28 mcd）的LED。_F4. 為防止因 V

變異導致的亮度不匹配，每個LED都透過其自身的限流電阻連接到共同的電壓軌驅動，而不是將它們直接並聯。

5. PCB佈局遵循建議的焊墊尺寸，以確保在文件中指定的紅外線迴焊過程中焊接可靠。

6. 製造團隊遵循濕度處理指南，在組裝前對已開封超過 28 天的元件進行烘烤。

12. 技術原理介紹

此LED基於生長在基板上的AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體材料。當施加順向電壓時，電子和電洞被注入半導體接面的主動區域。它們的復合以光子（光）的形式釋放能量。AlInGaP合金的特定成分決定了能隙能量，這直接決定了發射光的波長（顏色）——在本例中為橘色。晶粒被封裝在環氧樹脂封裝中，以保護半導體晶粒、提供機械穩定性，並作為主要的光學元件。"水清"透鏡材料不會改變顏色，但有助於提取和導引光線。超薄厚度是透過先進的晶粒設計和封裝技術實現的。

13. 產業趨勢與發展