LTST-C190TBKT-10A 藍光LED規格書 - 尺寸3.2x1.6x0.8mm - 電壓2.75-3.35V - 功率76mW - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件詳述一款高效能、表面黏著藍光LED的規格，專為需要緊湊尺寸與可靠運作的現代電子應用而設計。此元件的特點在於其極低的剖面高度，使其適用於空間受限的設計，例如超薄顯示器、背光模組與可攜式消費性電子產品。

此元件的核心優勢包括符合RoHS與綠色產品標準，確保環境友善。它採用InGaN（氮化銦鎵）半導體晶片，以產生高效率藍光而聞名。其封裝完全相容於標準自動化取放組裝設備，並適用於無鉛紅外線迴焊製程，符合當代製造需求。

目標市場涵蓋廣泛產業，包括但不限於消費性電子（智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦）、汽車內裝照明、狀態指示燈、面板照明，以及任何需要明亮可靠藍色點光源的一般裝飾性照明。

2. 深入技術參數分析

2.1 絕對最大額定值

元件的操作限制定義於環境溫度(Ta) 25°C下。最大連續功耗為76毫瓦(mW)。為確保長期可靠運作，直流順向電流不應超過20 mA。對於脈衝應用，在特定條件下（1/10工作週期、0.1毫秒脈衝寬度）允許100 mA的峰值順向電流。元件額定工作溫度範圍為-20°C至+80°C，並可儲存於-30°C至+100°C的環境中。關鍵在於，它能承受峰值溫度260°C、持續10秒的紅外線迴焊，這是無鉛組裝的標準製程。

2.2 電氣與光學特性

關鍵性能參數是在Ta=25°C與標準測試電流(IF) 10 mA下量測。

• 發光強度(Iv)：範圍從最小值18.0毫燭光(mcd)到典型值90.0 mcd。此量測使用近似標準CIE明視覺人眼反應曲線的感測器與濾光片組合。
• 視角(2θ1/2)：指定為130度的寬視角。此定義為發光強度降至軸向（正視）值一半時的離軸角度。
• 峰值波長(λP)：光譜發射最強時的波長，典型值為468奈米(nm)。
• 主波長(λd)：此參數源自CIE色度圖，定義了LED的感知顏色。其範圍從465.0 nm到475.0 nm。
• 頻譜頻寬(Δλ)：光譜線半高寬為25 nm，表示圍繞峰值發射的波長範圍。
• 順向電壓(VF)：在10 mA下，LED兩端的電壓降範圍從2.75伏特（最小值）到3.35伏特（最大值）。
• 逆向電流(IR)：施加5V逆向電壓(VR)時，漏電流最大值為10微安培(μA)。必須注意，此元件並非設計用於逆向偏壓下操作；此測試條件僅用於特性描述。

靜電放電(ESD)注意事項：LED對靜電與電壓突波敏感。在操作與組裝過程中，必須遵循適當的ESD處理程序，包括使用接地腕帶、防靜電手套與接地設備，以防止損壞。

3. 分級系統說明

為確保生產與應用的一致性，LED會根據關鍵參數分類到不同的性能等級。這讓設計師能選擇符合特定電路與光學需求的元件。

3.1 順向電壓分級

元件根據其在10 mA下的順向電壓分為等級(J8, J9, J10, J11)。每個等級的公差為±0.1V。

• J8: 2.75V - 2.90V
• J9: 2.90V - 3.05V
• J10: 3.05V - 3.20V
• J11: 3.20V - 3.35V

3.2 發光強度分級

LED根據其在10 mA下的發光強度輸出分級(M1, M2, N1, N2, P1, P2, Q1)，每個等級的公差為±15%。此範圍從18.0 mcd (M1最小值)到90.0 mcd (Q1最大值)。

3.3 主波長分級

顏色一致性透過波長等級AC和AD控制，每個等級的公差為±1 nm。

• AC: 465.0 nm - 470.0 nm
• AD: 470.0 nm - 475.0 nm

4. 性能曲線分析

雖然規格書中參考了特定的圖形曲線（例如圖1為光譜發射，圖6為視角），但提供的數據允許進行關鍵分析。順向電流(IF)與發光強度(Iv)之間的關係在較低電流下通常呈超線性，在較高電流下變得更線性並趨於飽和。設計師必須在指定的直流電流限制內操作，以避免加速劣化。順向電壓具有負溫度係數，意味著隨著接面溫度升高，電壓會略微下降。光譜特性（峰值與主波長）也與溫度相關，通常隨著溫度升高而向較長波長偏移（紅移），這是半導體光源的基本特性。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

此元件採用EIA標準封裝，具有超薄幾何形狀。關鍵尺寸是其高度為0.80 mm（最大值）。其他關鍵尺寸包括長度與寬度，均為此封裝類型的標準尺寸，確保與自動化組裝相容。除非另有說明，所有尺寸公差通常為±0.10 mm。詳細的尺寸圖對於PCB焊墊圖案設計至關重要。

5.2 極性識別與焊墊設計

此元件具有陽極與陰極端子。極性通常由封裝上的標記指示，例如凹口、圓點或切角。規格書包含建議的焊接焊墊尺寸，以確保可靠的焊點、正確對位以及在迴焊過程中有足夠的散熱。遵循這些建議對於製造良率與長期可靠性至關重要。

6. 焊接與組裝指南

6.1 迴焊溫度曲線

針對無鉛組裝製程，提供了建議的紅外線(IR)迴焊溫度曲線。此曲線基於JEDEC標準，以確保可靠的安裝。關鍵參數包括：

• 預熱：150°C至200°C。
• 預熱時間：最長120秒，以確保均勻加熱與溶劑揮發。
• 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。迴焊最多應執行兩次。

必須強調，最佳曲線取決於特定的PCB設計、錫膏與迴焊爐特性，建議進行板級特性分析。

6.2 手工焊接

若必須進行手工焊接，則需極度小心。烙鐵頭溫度不應超過300°C，且與LED端子的接觸時間應限制在最長3秒，且僅限單次操作。過多的熱量可能對LED晶片或塑膠封裝造成不可逆的損壞。

6.3 清潔

不應使用未指定的化學清潔劑，因為它們可能損壞LED封裝。若焊接後需要清潔（例如去除助焊劑殘留），建議的方法是將組裝好的電路板在常溫下浸入乙醇或異丙醇中，時間少於一分鐘。

7. 儲存與操作

正確的儲存對於維持可焊性與防止迴焊過程中濕氣引起的損壞（"爆米花效應"）至關重要。

• 密封包裝：LED應連同乾燥劑儲存在原始的防潮阻隔袋中，條件為≤30°C且≤90%相對濕度(RH)。在此條件下的保存期限為一年。
• 已開封包裝：一旦阻隔袋被打開，元件即暴露於環境濕度中。應儲存在≤30°C且≤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。
• 延長儲存（已開封）：若儲存時間超過一週，應將元件置於帶有乾燥劑的密封容器中，或置於氮氣吹掃的乾燥器中。
• 烘烤：若元件離開原始包裝儲存超過一週，在焊接前必須在大約60°C下烘烤至少20小時，以驅除吸收的濕氣。

8. 包裝與訂購資訊

本產品以適用於自動化組裝機器的捲帶包裝形式供應。

• 載帶寬度：8 mm。
• 捲盤直徑：7英吋。
• 每捲數量：4000顆。
• 最小訂購量(MOQ)：零散數量為500顆。
• 包裝標準：符合ANSI/EIA-481-1-A-1994規範。載帶上的空穴由蓋帶密封。

料號LTST-C190TBKT-10A編碼了特定屬性：可能為系列(LTST-C190)、顏色(藍/B)、封裝變體(KT)與分級代碼(10A)。

9. 應用說明與設計考量

9.1 典型應用情境

此LED設計用於普通電子設備，包括：

• 消費性裝置上的狀態與指示燈（路由器、充電器、家電）。
• 按鍵、符號或小型LCD面板的背光。
• 汽車內裝的裝飾性照明。
• 需要緊湊藍色光源的一般用途照明。

重要通知：此元件不適用於故障可能直接危及生命或健康的應用（例如航空控制、醫療生命維持、關鍵安全系統）。此類高可靠性應用需諮詢製造商。

9.2 電路設計考量

1. 限流：LED是電流驅動裝置。當使用電壓源驅動時，必須串聯一個限流電阻來設定工作電流並防止熱失控。電阻值使用歐姆定律計算：R = (V_電源- V_F) / I_F。為保守設計，請使用規格書中的最大V_F值。
2. 功耗：確保I_F與V_F的乘積不超過76 mW的絕對最大額定功率，並考慮最差情況的操作溫度。
3. 逆向電壓保護：由於LED具有較低的逆向崩潰電壓，電路設計應防止施加逆向偏壓。在交流或雙向訊號應用中，可能需要並聯保護二極體。
4. 熱管理：儘管功率低，確保焊墊周圍有足夠的PCB銅箔面積有助於散熱，維持LED性能與壽命，特別是在高環境溫度的環境中。
5. ESD保護：若LED位於暴露位置（例如面板指示燈），應在輸入線路上加入ESD保護裝置（例如TVS二極體）。

10. 技術比較與差異化

此元件的主要差異化因素是其0.80 mm的超低剖面高度。相較於通常為1.0 mm或更高的標準SMD LED，這使其能整合到日益輕薄的終端產品中。使用InGaN晶片相較於舊技術能提供更高的效率與更亮的藍光輸出。其適用於標準無鉛紅外線迴焊的資格，使其成為許多現有設計的直接替代品，無需改變組裝製程即可降低元件高度。全面的分級系統為設計師提供了靈活性，可根據其特定應用選擇成本優化或性能優化的等級。

11. 常見問題 (FAQ)

Q1: 峰值波長與主波長有何不同？

A1: 峰值波長(λP)是光譜功率輸出最高的物理波長。主波長(λd)是色度學計算出的值，代表與LED感知顏色相匹配的純單色光的單一波長。λd對於基於顏色的應用更為相關。

Q2: 我可以連續以20 mA驅動此LED嗎？

A2: 可以，20 mA是額定的最大直流順向電流。然而，為了最大壽命並考慮實際熱條件，以較低電流（例如10-15 mA）驅動通常是良好的做法，因為在這些電流水平下發光效率通常仍然很高。

Q3: 為什麼焊接前需要烘烤？

A3: 塑膠SMD封裝會從空氣中吸收濕氣。在高溫迴焊過程中，這些被困住的濕氣可能迅速蒸發，產生內部壓力，導致封裝破裂或內部介面分層——此現象稱為"爆米花效應"。烘烤可去除這些濕氣。

Q4: 如何解讀料號中的分級代碼"10A"？

A4: 後綴"10A"通常指定了順向電壓、發光強度與主波長的性能等級組合。必須查閱規格書中的分級代碼列表或諮詢製造商，以了解該特定訂購代碼所保證的V_F、I_v與λ_d的確切範圍。

12. 實務設計範例

情境：為一個USB供電裝置（5V電源）設計一個藍色電源狀態指示燈。

步驟1 - 選擇工作點：選擇12 mA的中等電流，以在亮度與壽命之間取得良好平衡。

步驟2 - 確定順向電壓：為保守設計，使用J11等級的最大V_F值：3.35V。

步驟3 - 計算串聯電阻：R = (5.0V - 3.35V) / 0.012A = 137.5 Ω。最接近的標準E24值為150 Ω。

步驟4 - 重新計算實際電流：使用典型V_F值3.0V（來自J10等級），I_F= (5.0V - 3.0V) / 150Ω ≈ 13.3 mA，此值安全且在限制範圍內。

步驟5 - 驗證功率：LED最差情況功率：P = 3.35V * 13.3mA ≈ 44.6 mW，遠低於76 mW的最大值。

步驟6 - PCB佈局：將150Ω電阻與LED的陽極串聯。為LED的陰極焊墊提供一個小的銅箔區域以利輕微散熱。確保PCB絲印上的極性標記與LED的標記相符。

13. 技術介紹

此LED基於生長在基板（通常是藍寶石或碳化矽）上的InGaN（氮化銦鎵）半導體技術。當施加順向電壓時，電子與電洞在半導體的主動量子井區域復合，以光子（光）的形式釋放能量。InGaN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）——在此為藍色。水清透鏡環氧樹脂配方對此波長透明，並提供環境保護與機械穩定性。超薄剖面是透過先進的封裝成型與晶片貼裝技術實現的。

14. 產業趨勢

消費性電子產品中SMD LED的趨勢持續朝向微型化與更高效率發展。此元件0.8mm的高度代表了朝此方向邁出的一步，使終端產品更薄。同時，對InGaN晶片更高發光效率（每瓦電輸入產生更多光輸出）的追求也在持續。此外，對於需要精確且均勻色彩重現的應用（例如全彩RGB顯示器與先進汽車照明），更嚴格的分級公差與更複雜的混色能力需求日益增長。將驅動電路與多個LED晶片整合到單一封裝中（例如COB - 板上晶片）是另一個重要趨勢，儘管像此類的離散LED對於點光源指示燈與靈活的設計佈局仍然至關重要。