LTST-C195TBKFKT-5A 双色贴片LED规格书 - 蓝光 & 橙光 - 0.55mm超薄 - 3.2V/2.3V - 38mW/50mW - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档提供了LTST-C195TBKFKT-5A双色表面贴装器件（SMD）发光二极管（LED）的完整技术规格。该器件在一个超薄封装内集成了两个独立的半导体芯片：一个发射蓝光（基于InGaN技术），另一个发射橙光（基于AlInGaP技术）。它专为自动化组装工艺以及空间受限和可靠性要求高的应用而设计。

1.1 主要特性与目标市场

该LED的主要优势包括符合RoHS指令、0.55mm的超薄厚度以及高亮度输出。它采用符合EIA标准的8mm编带和7英寸卷盘包装，兼容自动化贴片设备和标准的红外（IR）回流焊工艺。其设计也与集成电路（I.C.）兼容。

典型应用领域涵盖电信设备、办公自动化、家用电器和工业设备。具体用途包括键盘背光、状态指示、微型显示器集成以及信号或符号照明。

2. 技术参数：深度客观解读

本节对LED在标准测试条件下的工作极限和性能特征进行详细、客观的分析。

2.1 绝对最大额定值

这些额定值定义了可能导致器件永久性损坏的应力极限，不适用于正常工作条件。

• 功耗（P_d）：蓝光芯片为38 mW；橙光芯片为50 mW。此参数表示LED在不发生性能退化的情况下，能够以热量形式耗散的最大功率。
• 峰值正向电流（I_FP）：两种颜色均为40 mA，仅在脉冲条件下允许（占空比1/10，脉冲宽度0.1ms）。
• 直流正向电流（I_F）：蓝光为10 mA；橙光为20 mA。这是推荐的最大连续正向电流。
• 工作与存储温度：器件的工作环境温度（T_a）范围为-20°C至+80°C，存储温度为-30°C至+100°C。
• 红外焊接条件：可承受最高260°C的峰值温度，最长5秒，这符合无铅回流焊工艺标准。

2.2 环境温度T_a=25°C下的电气与光学特性

这些参数定义了器件在规定驱动条件下（除非另有说明，I_F= 5mA）的典型性能。

• 发光强度（I_V）：两种颜色的最小值均为11.2 mcd。蓝光的典型最大值为45 mcd，橙光为71 mcd。这是人眼感知亮度的度量。
• 视角（2θ_1/2）：典型值为130度。这个宽视角表明其具有漫射、非定向的光发射模式，适用于区域照明。
• 峰值发射波长（λ_P）：典型值为468 nm（蓝光）和611 nm（橙光）。这是光谱功率输出最高的波长。
• 主波长（λ_d）：在5mA电流下，蓝光范围为465-475 nm，橙光范围为600-610 nm。这是人眼感知到的单一波长，决定了颜色。
• 光谱线半宽（Δλ）：典型值为25 nm（蓝光）和17 nm（橙光）。这表示光谱纯度；数值越小，颜色越接近单色。
• 正向电压（V_F）：在5mA电流下，蓝光典型值为2.80V（最大3.20V），橙光典型值为2.00V（最大2.30V）。这是LED导通电流时两端的电压降。
• 反向电流（I_R）：在反向电压V_R= 5V下，两者最大值均为100 µA。LED并非为反向偏置工作而设计；此参数仅用于测试目的。

3. 分档系统说明

LED根据其测量的发光强度进行分档，以确保同一生产批次内的一致性。

3.1 发光强度分档

每种颜色都定义了发光强度范围，并分配了分档代码。每个分档内的容差为±15%。

蓝光LED分档（@5mA）：

• L档：11.2 - 18.0 mcd
• M档：18.0 - 28.0 mcd
• N档：28.0 - 45.0 mcd

橙光LED分档（@5mA）：

• L档：11.2 - 18.0 mcd
• M档：18.0 - 28.0 mcd
• N档：28.0 - 45.0 mcd
• P档：45.0 - 71.0 mcd

此系统允许设计人员为其应用选择具有保证最低亮度的LED，有助于在多个器件间实现均匀的视觉表现。

4. 性能曲线分析

虽然规格书中引用了具体的图形曲线（例如，图1为光谱分布，图6为视角），但其含义对设计至关重要。

4.1 正向电流与发光强度关系曲线（I_F-I_V曲线）

光输出大致与正向电流成正比，但这种关系并非完全线性，尤其是在较高电流下，由于发热可能导致效率下降。在推荐直流电流或以下工作可确保稳定的输出和长久的使用寿命。

4.2 正向电压与正向电流关系曲线（I_F-V_F曲线）

LED表现出类似二极管的指数型I-V特性。正向电压的微小变化会导致电流的巨大变化。因此，标准做法是使用恒流源而非恒压源来驱动LED，以确保稳定且可预测的光输出，并防止热失控。

4.3 光谱分布

光谱曲线显示了在不同波长下发射的相对功率。峰值波长（λ_P）和半宽（Δλ）均从此曲线中提取。橙光AlInGaP芯片的光谱宽度通常比蓝光InGaN芯片窄，从而产生更饱和的颜色。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸与引脚定义

该器件符合标准SMD封装尺寸。关键尺寸包括本体尺寸和总高度0.55mm。引脚定义如下：引脚1和3用于蓝光LED的阳极/阴极，引脚2和4用于橙光LED的阳极/阴极。透镜为水白色。除非另有规定，所有尺寸公差为±0.1 mm。

5.2 推荐PCB焊盘布局与极性

规格书提供了推荐的印刷电路板（PCB）焊盘图形（封装）。遵循此图形对于在回流焊过程中实现可靠的焊点、正确的对齐和有效的散热至关重要。焊盘设计也有助于防止立碑现象（元件一端翘起）。在PCB丝印层上清晰标记极性，并与LED的阴极指示标记匹配，对于防止错误安装至关重要。

6. 焊接与组装指南

6.1 红外回流焊参数

对于无铅（Pb-free）焊接工艺，提供了推荐的回流焊温度曲线。关键参数包括：

• 预热：150-200°C，最长120秒，以逐渐加热电路板并激活助焊剂。
• 峰值温度：最高260°C。
• 液相线以上时间：元件承受峰值温度的时间最长不超过10秒，且回流焊过程不应超过两次。

这些参数基于JEDEC标准，以确保可靠安装，同时不损坏LED封装或内部的半导体芯片。

6.2 存储与操作条件

ESD防护：LED对静电放电（ESD）敏感。操作时应使用防静电腕带、防静电垫和接地设备。

潮湿敏感度等级（MSL）：该器件等级为MSL 3。这意味着一旦打开原装的防潮袋，必须在工厂车间条件（<30°C/60% RH）下一周（168小时）内完成焊接。如果超过此时间，焊接前需要在约60°C下烘烤至少20小时，以去除吸收的湿气，防止回流焊过程中发生“爆米花”现象。

长期存储：未开封的包装应存储在≤30°C和≤90% RH的条件下。对于已开封的包装或长期存储，应将元件保存在带有干燥剂的密封容器中或氮气环境中。

6.3 清洗

如果需要进行焊后清洗，只能使用指定的醇基溶剂，如异丙醇（IPA）或乙醇。LED应在常温下浸泡少于一分钟。未指定的化学清洁剂可能会损坏塑料透镜或封装材料。

7. 包装与订购信息

7.1 编带与卷盘规格

LED以带有保护盖带的凸起载带形式提供，卷绕在7英寸（178mm）直径的卷盘上。标准包装数量为每卷4000片。对于少于整卷的数量，最小包装数量为500片。包装符合ANSI/EIA-481标准。

8. 应用建议与设计考量

8.1 典型应用电路

每个颜色通道（蓝光和橙光）必须独立驱动。串联限流电阻是最简单的驱动方法。电阻值（R）使用欧姆定律计算：R = (V_电源- V_F) / I_F。为了获得更稳定的性能，特别是在电源电压V_电源变化或需要精确亮度控制时，推荐使用恒流驱动电路（例如，使用专用的LED驱动IC或基于晶体管的电流源）。

8.2 热管理

尽管功耗较低，但良好的热设计可以延长LED寿命。确保PCB焊盘设计提供足够的铜面积以充当散热器。避免长时间在绝对最大电流和功率额定值下工作，因为这会加速光衰（光输出随时间下降）。

8.3 光学设计

130度的宽视角使该LED适用于需要宽广、均匀照明而非聚焦光束的应用。对于更具方向性的光线，可能需要外部透镜或导光件。水白色透镜能实现最佳的真实色彩发射。

9. 技术对比与差异化

该元件的关键差异化因素是其在超薄0.55mm封装内实现双色功能。这使得在通常由单色LED占据的空间内，可以实现两个独立的状态指示或颜色混合。蓝光使用InGaN、橙光使用AlInGaP代表了针对各自颜色的标准、高效率半导体技术，提供了良好的亮度和可靠性。其与自动化组装和标准回流焊曲线的兼容性，使其成为现代电子制造中的即插即用解决方案。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

10.1 能否同时以最大直流电流驱动蓝光和橙光LED？

不能。绝对最大额定值规定了每个芯片的功耗极限（蓝光38mW，橙光50mW）。同时以I_F=10mA（蓝光）和I_F=20mA（橙光）驱动两者，将导致大约28mW（蓝光：10mA * 2.8V）和40mW（橙光：20mA * 2.0V）的功耗，总计68mW。虽然这低于各自最大值的总和，但热量集中在非常小的区域内。为了长期可靠运行，建议在最大额定值以下驱动，并考虑PCB上的热效应。

10.2 峰值波长与主波长有何区别？

峰值波长（λ_P)）是LED发射最多光功率的物理波长，由光谱仪测量。主波长（λ_d)）是从CIE色度图推导出的计算值，代表人眼感知到的颜色所对应的单一波长。对于单色LED，两者通常很接近，但对于光谱较宽的LED（如白光LED），它们可能相差很大。在本规格书中，两者均被提供，以便精确指定颜色。

10.3 LED并非为反向工作设计，为何还有反向电流（I_R）规格？

I_R规格（5V下最大100 µA）是一个质量和漏电流测试参数。它确保了半导体结的完整性。在组装或电路中，LED可能会短暂承受小的反向偏压。此参数保证了在此条件下，漏电流不会超过规定的极限，表明器件制造良好。不应将其理解为安全工作条件。

11. 实际应用案例

场景：便携式设备上的双状态指示器

一台手持医疗设备使用单个指示灯显示多种状态：关闭（无光）、待机（橙光）和活动（蓝光）。LTST-C195TBKFKT-5A是理想选择，因为与使用两个独立的LED相比，它节省了空间。微控制器单元（MCU）有两个GPIO引脚，每个通过一个限流电阻（例如，假设5V电源，蓝光用150Ω，橙光用100Ω）连接到LED的一个颜色通道。固件独立控制这些引脚。超薄高度使其能够安装在薄的前面板后面。宽视角确保从各个角度都能看到状态。设计人员为两种颜色选择M档或N档，以确保在环境光下有足够的亮度。

12. 工作原理简介

发光二极管（LED）是通过电致发光发射光线的半导体器件。当正向电压施加在p-n结两端时，电子和空穴被注入结区。当这些载流子复合时，它们会释放能量。在标准硅二极管中，此能量以热的形式释放。在LED中，半导体材料（蓝光/绿光用InGaN，红光/橙光/黄光用AlInGaP）具有直接带隙，导致此能量主要以光子（光）的形式释放。发射光的特定波长（颜色）由半导体材料的能带隙决定。水白色环氧树脂透镜保护芯片并有助于塑造光输出模式。

13. 技术趋势

此类SMD LED的发展遵循几个行业趋势：微型化（更薄更小的封装），效率提升（单位电输入产生更高的光输出），以及可靠性增强（适用于恶劣环境和自动化组装的鲁棒性）。将多个芯片（多色或RGB）集成到单个封装中是节省电路板空间和简化组装的常用方法。此外，行业持续致力于提高颜色一致性（更严格的分档），并开发能够处理更高功率密度以用于通用照明应用的封装，尽管本特定元件针对低功耗指示用途进行了优化。