LTST-C191TBKT 藍光 SMD LED 規格書 - 尺寸 3.2x1.6x0.55mm - 電壓 2.8-3.8V - 功率 76mW - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTST-C191TBKT 是一款表面黏著元件（SMD）發光二極體（LED），專為現代空間受限的電子應用而設計。它屬於超薄晶片 LED 類別，其顯著特點是僅有 0.55 毫米的極低厚度。這使其成為超薄消費性電子產品背光、可攜式裝置指示燈以及垂直空間寶貴的狀態顯示器的理想選擇。該元件採用 InGaN（氮化銦鎵）半導體晶片，這是業界生產高效率藍光的標準技術。它以 8 毫米寬的載帶包裝，並供應於標準 7 英吋直徑的捲盤上，完全兼容於大量生產中使用的高速自動化取放組裝設備。

1.1 核心特色與優勢

此 LED 的主要優勢源於其物理與電氣設計。最顯著的特點是其 0.55 毫米的超薄高度，直接迎合了終端產品日益輕薄的趨勢。它被歸類為綠色產品，並符合 RoHS（有害物質限制）指令，確保滿足國際環保標準。InGaN 晶片技術能從微小光源提供高發光強度。其 EIA（電子工業聯盟）標準封裝尺寸確保了與廣泛現有 PCB（印刷電路板）佈局和設計庫的兼容性。此外，其設計兼容標準紅外線（IR）迴焊製程，這是黏著 SMD 元件的主流方法，簡化了製造流程。

2. 技術規格：深入分析

本節詳細解析元件的絕對極限值與操作特性，這些對於可靠的電路設計至關重要。

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應力極限，不適用於正常操作。最大連續直流順向電流（I_F）為 20 mA。在佔空比 1/10、脈衝寬度 0.1 ms 的脈衝條件下，允許較高的峰值順向電流 100 mA。總功耗不得超過 76 mW，此限制取決於封裝將熱量傳導至 PCB 的能力。元件額定工作溫度範圍為 -20°C 至 +80°C，並可在 -30°C 至 +100°C 的環境中儲存。對於組裝，它能承受最高 260°C 的紅外線迴焊峰值溫度，最長不超過 10 秒。

2.2 電氣與光學特性

這些參數是在標準環境溫度（T_a）25°C 和順向電流 20 mA 下測量（除非另有說明），定義了元件在正常工作條件下的性能。

• 發光強度（I_V）：範圍從最小值 28.0 mcd 到最大值 180.0 mcd。特定單元的實際值取決於其分級代碼（見第 3 節）。強度是使用匹配明視覺（人眼）響應曲線的濾波器感測器進行測量。
• 視角（2θ_1/2）：寬達 130 度，定義為發光強度降至軸上（0°）值一半時的離軸點。這表示其為朗伯或近朗伯發光模式，適用於需要廣域照明而非聚焦光束的應用。
• 峰值波長（λ_P）：典型值為 468 nm。這是光譜功率分佈達到最大值時的波長。
• 主波長（λ_d）：範圍從 465.0 nm 到 475.0 nm。這是人眼感知與 LED 顏色相匹配的單一波長，源自 CIE 色度圖。它是顏色一致性的關鍵參數。
• 光譜線半高寬（Δλ）：約為 25 nm。這測量了發射光的頻寬，表示光譜純度。這是藍光 InGaN LED 的典型值。
• 順向電壓（V_F）：在 20 mA 下，範圍從 2.80 V 到 3.80 V。具體數值已分級（見第 3 節）。此參數對於設計限流電路至關重要。
• 逆向電流（I_R）：當施加 5V 逆向電壓（V_R）時，最大值為 10 μA。必須特別注意，此 LED並非設計用於逆向操作；此測試條件僅用於特性描述。在電路中施加逆向偏壓可能會損壞元件。

3. 分級系統說明

為確保量產的一致性，LED 會根據性能進行分級。LTST-C191TBKT 針對關鍵參數採用三維分級系統。

3.1 順向電壓分級

根據其在 20 mA 下的順向電壓（V_F），單元被分為 D7 至 D11 等級。例如，D7 級包含 V_F介於 2.80V 至 3.00V 之間的 LED，而 D11 級則包含 3.60V 至 3.80V 的 LED。每個等級內的容差為 ±0.1V。從相同電壓等級中選擇 LED 有助於在陣列中保持均勻的亮度和功耗。

3.2 發光強度分級

強度分為 N、P、Q 和 R 等級。N 級涵蓋 28.0-45.0 mcd，R 級則涵蓋最高的 112.0-180.0 mcd 範圍。每個強度等級的容差為 ±15%。這讓設計師可以根據應用選擇合適的亮度等級，在可見度與電源效率之間取得平衡。

3.3 主波長分級

顏色（主波長）分為兩個等級代碼：AC（465.0-470.0 nm）和 AD（470.0-475.0 nm），每個等級的容差為 ±1 nm。這種嚴格的控制確保了最小的顏色變化，這對於多 LED 背光或顏色匹配很重要的狀態指示器等應用至關重要。

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），但其含義對於 InGaN LED 而言是標準的。順向電流與順向電壓（I-V）曲線將顯示典型的指數關係，膝點電壓約在 2.8-3.0V 附近。發光強度與順向電流的曲線在額定電流以下通常呈線性關係，之後效率可能因發熱而下降。主波長通常具有輕微的負溫度係數，這意味著隨著接面溫度升高，它可能會向較長波長（略偏綠）偏移。寬達 130 度的視角曲線證實了其近朗伯發光輪廓。

5. 機械與封裝資訊

5.1 物理尺寸

封裝遵循 EIA 標準尺寸。關鍵尺寸包括典型長度 3.2 mm、寬度 1.6 mm 以及定義性的高度 0.55 mm。規格書中提供了詳細的尺寸圖，用於 PCB 焊墊圖案設計。除非另有說明，所有尺寸的標準公差為 ±0.10 mm。

5.2 極性識別與焊墊設計

LED 具有陽極和陰極。極性通常透過封裝上的標記或焊墊圖案中的不對稱特徵來指示。規格書包含建議的焊接焊墊尺寸，以確保在迴焊過程中形成可靠的焊錫圓角，這對於電氣連接和機械強度都至關重要。適當的焊墊設計也有助於散熱。

6. 焊接與組裝指南

6.1 迴焊溫度曲線

此元件適用於無鉛焊接製程。提供了符合 JEDEC 標準的建議紅外線迴焊溫度曲線。關鍵參數包括預熱區（通常 150-200°C）、受控升溫至不超過 260°C 的峰值溫度，以及適合所用錫膏的液相線以上時間（TAL）。峰值溫度 260°C 不得超過 10 秒。必須強調，具體的溫度曲線需根據所使用的特定 PCB 設計、元件和錫膏進行特性分析。

6.2 手動焊接

若必須使用烙鐵進行手動焊接，建議烙鐵頭溫度不超過 300°C，且單次操作接觸時間限制在最多 3 秒。烙鐵的過多熱量很容易損壞小型封裝。

6.3 儲存與處理條件

LED 對濕氣敏感。當儲存在原始密封防潮袋（內含乾燥劑）中時，應保持在 ≤30°C 和 ≤90% RH 的環境下，並在一年內使用。一旦打開袋子，儲存環境不應超過 30°C 和 60% RH。暴露於環境濕度超過 672 小時（28 天）的元件，在進行迴焊前應在大約 60°C 下烘烤至少 20 小時，以防止爆米花效應（因蒸氣壓力導致封裝破裂）。若需長時間儲存在原始袋子外，請使用帶有乾燥劑的密封容器。

6.4 清潔

若焊接後需要清潔，僅應使用指定的溶劑。建議在常溫下將 LED 浸入乙醇或異丙醇中不超過一分鐘。未指定的化學清潔劑可能會損壞塑膠封裝材料。

7. 包裝與訂購資訊

標準包裝為 8 毫米寬的凸版載帶，捲繞於 7 英吋（178 毫米）直徑的捲盤上。每捲包含 5000 顆 LTST-C191TBKT LED。載帶使用上蓋密封空穴。包裝遵循 ANSI/EIA 481-1-A-1994 規範。對於生產剩餘物料，最小包裝數量為 500 顆。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

超薄外形使此 LED 成為以下應用的理想選擇：超薄鍵盤或遙控器按鍵背光、智慧型手機、平板電腦和超薄筆記型電腦的狀態指示燈、汽車儀表板或消費性電器中的面板照明，以及作為高密度 PCB 中的通用藍色指示燈。

8.2 設計考量與注意事項

• 電流驅動：LED 是電流驅動元件。務必使用串聯限流電阻或恆流驅動電路。電阻值計算公式為 R = (V_電源- V_F) / I_F。請使用分級或規格書中的最大 V_F值，以確保在最壞情況下電流不超過 20 mA。
• 靜電防護：InGaN 晶片對靜電放電（ESD）敏感。在處理和組裝過程中必須使用適當的 ESD 防護措施（靜電手環、接地工作站、導電地板）。
• 熱管理：雖然功率很低，但確保從 LED 焊墊到 PCB 銅箔的良好熱路徑有助於維持性能和壽命，特別是在以最大電流或接近最大電流驅動時。
• 逆向電壓保護：由於此元件並非設計用於逆向偏壓，若 LED 在電路中可能暴露於逆向電壓，請考慮並聯一個保護二極體（陰極對陽極）。

9. 技術比較與差異化

LTST-C191TBKT 的主要區別在於其 0.55 毫米的高度，比許多標準 SMD LED（例如，0603 或 0402 封裝通常高度 >0.8 mm）更薄。與側視 LED 相比，它提供了具有寬視角的頂部發光形式。其 InGaN 技術比舊的藍光 LED 技術提供更高的效率和更好的色彩飽和度。與未分級或分級寬鬆的替代品相比，其全面的分級系統提供了更好的顏色和亮度一致性，這對於多 LED 應用至關重要。

10. 常見問題（基於技術參數）

問：對於 5V 電源，我需要多大的電阻？

答：使用最大 V_F值 3.8V 和目標 I_F值 20mA：R = (5V - 3.8V) / 0.02A = 60 Ω。標準的 62 Ω 或 68 Ω 電阻是合適的。請務必根據您 LED 的實際 V_F分級進行驗證。

問：我可以用 3.3V 電源驅動它嗎？

答：有可能，但需謹慎。如果 LED 的 V_F處於其範圍的高端（例如 3.8V），3.3V 電源可能無法完全點亮或根本無法點亮。您需要檢查最小 V_F值（2.8V），並且可能需要使用恆流驅動器而非簡單的電阻器以確保可靠操作。

問：如何解讀發光強度值？

答：發光強度（mcd）測量的是特定方向（軸上）的亮度。寬視角意味著此亮度分佈在一個大面積上，因此表面上的感知亮度取決於距離和角度。作為比較，典型的 5mm 穿孔式 LED 可能為 1000-5000 mcd，但光束要窄得多。

問：它適合戶外使用嗎？

答：其工作溫度範圍（-20°C 至 +80°C）涵蓋了許多戶外條件。然而，長時間暴露於直射陽光（紫外線）和天氣下可能會使塑膠封裝劣化。對於惡劣環境，請向製造商確認適用性，並考慮使用保護塗層。

11. 實用設計與使用範例

範例 1：多 LED 狀態條：設計一個包含 10 個藍光 LED 的條狀圖。為確保外觀均勻，請指定來自相同主波長等級（例如，全部為 AD 級）和相同發光強度等級（例如，全部為 P 級）的 LED。透過電晶體或 LED 驅動器 IC 共享單一恆流源來驅動它們，以確保電流相同，從而實現相同的亮度和顏色。

範例 2：超薄薄膜開關背光：0.55 毫米的高度允許 LED 安裝在薄膜層和擴散片後面，使總組裝厚度小於 2 毫米。130 度的寬視角確保了開關圖標的均勻照明。10-15 mA 的電流（而非 20 mA）可能就足夠了，從而降低功耗和熱量。

12. 技術原理簡介

LTST-C191TBKT 基於 InGaN 半導體技術。當在 p-n 接面上施加順向電壓時，電子和電洞被注入主動區。它們的復合以光子（光）的形式釋放能量。量子阱結構中氮化銦鎵合金的特定成分決定了能隙能量，從而決定了發射光的波長（顏色）。對於藍光，需要對應於大約 2.6-2.7 電子伏特（eV）的能隙。塑膠封裝用於保護脆弱的半導體晶粒、提供機械結構，並包含一個塑造光輸出的透鏡，從而產生寬視角。

13. 產業趨勢與發展

消費性電子產品中 SMD LED 的趨勢持續朝向微型化（更小的佔位面積和更低的厚度）和更高效率（每瓦電輸入產生更多光輸出）發展。製造商也致力於改善顏色一致性和更嚴格的分級。採用無鉛和無鹵材料以符合環保要求已成為標準。在應用方面，整合是關鍵，LED 越來越多地與驅動器或感測器共同封裝，或直接嵌入 PCB 中。基礎的 InGaN 技術已成熟，但在內部量子效率和壽命方面持續看到漸進式的改進。