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1. 产品概述
LTST-C155KSKRKT是一款双色表面贴装LED，专为需要紧凑尺寸和可靠性能的现代电子应用而设计。该器件在单一封装内集成了两个不同的AlInGaP半导体芯片：一个发射红光，另一个发射黄光。这种配置允许创建双色指示灯或简单的多状态信号指示，而无需使用多个分立元件。该LED采用8mm载带包装，供应于7英寸卷盘上，使其兼容大批量制造中常用的高速自动化贴片设备。
该产品的主要优势包括符合环保法规、采用先进的AlInGaP芯片技术实现高发光强度输出，以及宽视角确保从各个角度都能获得良好的可视性。其主要目标市场包括消费电子、工业控制面板、汽车内饰照明以及空间受限且要求可靠性能的通用状态指示应用。
2. 技术参数详解
2.1 绝对最大额定值
绝对最大额定值定义了可能导致器件永久损坏的应力极限。对于红黄芯片，最大连续正向电流（DC）额定值为30 mA。在脉冲条件下（1/10占空比，0.1ms脉冲宽度）允许的峰值正向电流则显著更高，为80 mA。每个芯片的最大功耗为75 mW。电路设计中的一个关键参数是0.4 mA/°C的降额系数，这表明当环境温度超过25°C时，允许的直流正向电流必须线性降低以防止过热。两种颜色的最大反向电压均为5V。该器件额定工作环境温度范围为-30°C至+85°C，存储温度范围为-40°C至+85°C。
2.2 电学与光学特性
在标准测试条件下（Ta=25°C，IF=20 mA），LED表现出特定的性能指标。红光芯片的发光强度（Iv）典型值为45.0 mcd（毫坎德拉），最小规定值为18.0 mcd。黄光芯片通常更亮，发光强度典型值为75.0 mcd，最小值为28.0 mcd。两个芯片的典型正向电压（Vf）均为2.0V，在20 mA电流下最大值为2.4V。这种相对较低的正向电压有利于低功耗电路设计。两种颜色的视角（2θ1/2）均为宽广的130度，提供了宽阔的发射模式。峰值发射波长（λp）红光典型值为639 nm，黄光为591 nm；而主波长（λd）红光典型值为631 nm，黄光为589 nm。光谱线半宽（Δλ）为15 nm，表明颜色发射相对纯净。其他参数包括在5V电压下的最大反向电流（Ir）为10 μA，以及典型电容（C）为40 pF。
3. 分档系统说明
该产品采用分档系统，根据发光强度对LED进行分类，以确保生产批次内的一致性。对于红光芯片，分档标记为M、N、P和Q，其最小到最大强度范围分别为18.0-28.0 mcd、28.0-45.0 mcd、45.0-71.0 mcd和71.0-112.0 mcd。黄光芯片使用N、P、Q和R档，覆盖范围从28.0-45.0 mcd到112.0-180.0 mcd。每个强度档位应用+/-15%的容差。该系统允许设计人员根据其应用选择合适的亮度等级，平衡成本和性能要求。对于此特定型号，规格书未表明对波长或正向电压进行单独分档。
4. 性能曲线分析
虽然提供的文本摘录引用了第6页的典型特性曲线，但具体图表未包含在文本中。通常，此类规格书包含说明正向电流与发光强度关系（I-Iv曲线）、正向电流与正向电压关系（I-V曲线）以及环境温度对发光强度影响的曲线。这些曲线对于设计人员理解LED的非线性行为至关重要。例如，I-Iv曲线显示发光强度随电流增加而增加，但在较高电流下可能饱和。I-V曲线对于选择合适的限流电阻至关重要。温度降额曲线直观地展示了最大允许电流如何随环境温度升高而降低，这对于确保在热挑战性环境中的长期可靠性至关重要。
5. 机械与封装信息
该LED以表面贴装封装形式提供。元件本身的确切物理尺寸详见封装尺寸图（参考规格书第1页）。该器件以兼容自动化组装的载带卷盘形式供应。载带宽度为8mm，卷绕在标准7英寸（178mm）直径的卷盘上。每卷包含3000颗LED。对于非整卷订单，剩余部分的最小包装数量为500颗。包装符合ANSI/EIA 481-1-A-1994规范。载带具有用于容纳元件的凸起凹槽，并用顶盖带密封。载带中允许的最大连续缺失元件数量为两个。
6. 焊接与组装指南
6.1 焊接曲线
规格书提供了详细的焊接条件建议以防止热损伤。对于红外（IR）回流焊，建议采用特定的温度曲线。峰值温度不应超过260°C，且高于此温度的时间应限制在最多5秒。还建议进行预热阶段。针对普通焊接工艺和无铅（Pb-free）工艺分别建议了不同的曲线，后者需要使用SnAgCu成分的焊膏。对于波峰焊，规定最大焊波温度为260°C，持续时间不超过10秒，预热温度限制在100°C，最长60秒。对于使用烙铁的手动焊接，烙铁头温度不应超过300°C，每个焊点的接触时间应限制在3秒以内，且仅限一次。
6.2 存储与操作
正确的存储对于保持可焊性至关重要。LED应存储在不超过30°C和70%相对湿度的环境中。如果从原装的防潮包装中取出，应在一周内进行红外回流焊接。对于在原装袋外更长时间的存储，必须将其保存在带有干燥剂的密封容器或氮气干燥器中。未包装存储超过一周的元件，在组装前需要进行约60°C下至少24小时的烘烤过程，以去除吸收的湿气并防止回流焊过程中出现“爆米花”现象。
6.3 清洗
如果焊接后需要清洗，只能使用指定的溶剂。未指定的化学品可能会损坏LED封装。推荐的方法是将LED在常温下浸入乙醇或异丙醇中，时间不超过一分钟。不建议使用强效或超声波清洗，除非经过专门测试和认证。
7. 应用建议
7.1 典型应用场景
这款双色LED非常适合需要多状态指示的应用。常见用途包括电源/待机指示灯（例如，红色表示待机，黄色表示开启）、故障/警告指示灯、电池充电状态指示灯，以及路由器、充电器、音频设备和小家电等消费设备中的模式选择反馈。其宽视角使其适用于用户可能从侧面观看指示灯的前面板应用。
7.2 设计考量与驱动方法
LED是电流驱动器件。为确保亮度均匀，特别是当多个LED并联使用时，强烈建议为每个LED串联一个限流电阻（电路模型A）。不建议在没有独立电阻的情况下并联驱动多个LED（电路模型B），因为每个LED正向电压（Vf）特性的微小差异会导致流经每个LED的电流存在显著差异，从而导致亮度不均。驱动电路的设计必须将电流限制在每个芯片30 mA的最大直流额定值以内，如果工作环境温度高于25°C，还需考虑降额系数。
7.3 静电放电（ESD）防护
该LED对静电放电敏感。为防止在操作和组装过程中发生ESD损坏，必须采取以下预防措施：操作人员应佩戴导电腕带或防静电手套。所有设备、工作台和存储架必须正确接地。可以使用离子发生器来中和操作过程中因摩擦可能积聚在塑料透镜上的静电荷。这些措施对于保持高生产良率和产品可靠性至关重要。
8. 技术对比与差异化
该元件的主要差异化特点是在一个紧凑的SMD封装中集成了两个高效率的AlInGaP芯片。与用于红黄光的GaAsP等旧技术相比，AlInGaP技术提供了更高的发光效率和更好的温度稳定性。与使用两个独立的单色LED相比，双色功能减少了元件数量和电路板空间。130度的宽视角是另一个竞争优势，适用于需要离轴可视性的应用。详细的分档系统为设计人员提供了可预测的光学性能。
9. 常见问题解答（基于技术参数）
问：我可以同时以30mA满电流驱动红色和黄色芯片吗？
答：不可以。绝对最大额定值规定每个芯片的直流电流为30mA。同时以满电流驱动两个芯片可能会超过封装的总功耗限制并导致过热。驱动电路的设计必须能够管理总功率。
问：峰值波长和主波长有什么区别？
答：峰值波长（λp）是发射光谱强度最高的波长。主波长（λd）源自CIE色度图，代表与人眼感知到的光色最匹配的单一波长。λd通常与颜色规格更相关。
答：使用欧姆定律：R = (电源电压 - LED正向电压) / LED电流。为进行保守设计，应使用规格书中的最大Vf值（2.4V），以确保即使存在器件间的差异，电流也永远不会超过所需水平。例如，使用5V电源，目标电流为20mA：R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130欧姆。使用下一个标准值，例如130或150欧姆，并计算电阻上的实际功耗（P = I^2 * R）。
10. 实际设计与使用案例
考虑为网络交换机设计一个双状态指示灯。目标是显示链路状态（常亮黄色）和活动状态（闪烁红色）。LTST-C155KSKRKT非常适合此应用。可以使用两个独立的微控制器GPIO引脚，通过独立的限流电阻来驱动LED。引脚1和3连接黄色芯片的阳极/阴极，引脚2和4连接红色芯片。设计必须确保微控制器引脚能够吸收/提供足够的电流（例如，每种颜色20mA）。如果交换机在温暖环境中运行（例如，机箱内部温度为50°C），则必须对正向电流进行降额。降额后的电流 = 30mA - [0.4 mA/°C * (50°C - 25°C)] = 30mA - 10mA = 20mA。因此，从一开始就按20mA设计，可为高温运行提供安全裕量。
11. 工作原理简介
发光二极管（LED）是一种当电流通过时会发光的半导体器件。这种现象称为电致发光。在该LED使用的AlInGaP（铝铟镓磷）材料体系中，当在p-n结上施加正向电压时，来自n型区域的电子和来自p型区域的空穴被注入到有源区。当这些电子和空穴复合时，它们以光子（光）的形式释放能量。发射光的特定波长（颜色）由半导体材料的带隙能量决定。AlInGaP具有适合产生高效率红、橙和黄光的带隙。双色封装简单地将两个具有不同材料成分（带隙）的此类半导体芯片封装在单一的封装材料内，并具有独立的电气连接以实现独立控制。
12. 技术趋势
用于指示应用的LED技术总体趋势继续朝着更高效率、更小封装尺寸和更低功耗发展。由于其卓越的效能和稳定性，AlInGaP仍然是高性能红、橙、黄光LED的主导技术。如本双色器件所示，集成是节省PCB空间和简化日益小型化的电子产品组装的关键趋势。同时，越来越强调精确分档和更严格的公差，以满足需要一致颜色和亮度的应用需求，例如汽车仪表盘或对美学一致性有要求的消费电子产品。此外，兼容无铅和高温焊接工艺已成为现代电子制造中所有元件的标准要求。
LED规格术语详解
LED技术术语完整解释
一、光电性能核心指标
| 术语 | 单位/表示 | 通俗解释 | 为什么重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦电能发出的光通量，越高越节能。 | 直接决定灯具的能效等级与电费成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源发出的总光量，俗称"亮度"。 | 决定灯具够不够亮。 |
| 发光角度（Viewing Angle） | °（度），如120° | 光强降至一半时的角度，决定光束宽窄。 | 影响光照范围与均匀度。 |
| 色温（CCT） | K（开尔文），如2700K/6500K | 光的颜色冷暖，低值偏黄/暖，高值偏白/冷。 | 决定照明氛围与适用场景。 |
| 显色指数（CRI / Ra） | 无单位，0–100 | 光源还原物体真实颜色的能力，Ra≥80为佳。 | 影响色彩真实性，用于商场、美术馆等高要求场所。 |
| 色容差（SDCM） | 麦克亚当椭圆步数，如"5-step" | 颜色一致性的量化指标，步数越小颜色越一致。 | 保证同一批灯具颜色无差异。 |
| 主波长（Dominant Wavelength） | nm（纳米），如620nm（红） | 彩色LED颜色对应的波长值。 | 决定红、黄、绿等单色LED的色相。 |
| 光谱分布（Spectral Distribution） | 波长 vs. 强度曲线 | 显示LED发出的光在各波长的强度分布。 | 影响显色性与颜色品质。 |
二、电气参数
| 术语 | 符号 | 通俗解释 | 设计注意事项 |
|---|---|---|---|
| 正向电压（Forward Voltage） | Vf | LED点亮所需的最小电压，类似"启动门槛"。 | 驱动电源电压需≥Vf，多个LED串联时电压累加。 |
| 正向电流（Forward Current） | If | 使LED正常发光的电流值。 | 常采用恒流驱动，电流决定亮度与寿命。 |
| 最大脉冲电流（Pulse Current） | Ifp | 短时间内可承受的峰值电流，用于调光或闪光。 | 脉冲宽度与占空比需严格控制，否则过热损坏。 |
| 反向电压（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受的最大反向电压，超过则可能击穿。 | 电路中需防止反接或电压冲击。 |
| 热阻（Thermal Resistance） | Rth（°C/W） | 热量从芯片传到焊点的阻力，值越低散热越好。 | 高热阻需更强散热设计，否则结温升高。 |
| 静电放电耐受（ESD Immunity） | V（HBM），如1000V | 抗静电打击能力，值越高越不易被静电损坏。 | 生产中需做好防静电措施，尤其高灵敏度LED。 |
三、热管理与可靠性
| 术语 | 关键指标 | 通俗解释 | 影响 |
|---|---|---|---|
| 结温（Junction Temperature） | Tj（°C） | LED芯片内部的实际工作温度。 | 每降低10°C，寿命可能延长一倍；过高导致光衰、色漂移。 |
| 光衰（Lumen Depreciation） | L70 / L80（小时） | 亮度降至初始值70%或80%所需时间。 | 直接定义LED的"使用寿命"。 |
| 流明维持率（Lumen Maintenance） | %（如70%） | 使用一段时间后剩余亮度的百分比。 | 表征长期使用后的亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麦克亚当椭圆 | 使用过程中颜色的变化程度。 | 影响照明场景的颜色一致性。 |
| 热老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因长期高温导致的封装材料劣化。 | 可能导致亮度下降、颜色变化或开路失效。 |
四、封装与材料
| 术语 | 常见类型 | 通俗解释 | 特点与应用 |
|---|---|---|---|
| 封装类型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保护芯片并提供光学、热学接口的外壳材料。 | EMC耐热好、成本低；陶瓷散热优、寿命长。 |
| 芯片结构 | 正装、倒装（Flip Chip） | 芯片电极布置方式。 | 倒装散热更好、光效更高，适用于高功率。 |
| 荧光粉涂层 | YAG、硅酸盐、氮化物 | 覆盖在蓝光芯片上，部分转化为黄/红光，混合成白光。 | 不同荧光粉影响光效、色温与显色性。 |
| 透镜/光学设计 | 平面、微透镜、全反射 | 封装表面的光学结构，控制光线分布。 | 决定发光角度与配光曲线。 |
五、质量控制与分档
| 术语 | 分档内容 | 通俗解释 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分档 | 代码如 2G、2H | 按亮度高低分组，每组有最小/最大流明值。 | 确保同一批产品亮度一致。 |
| 电压分档 | 代码如 6W、6X | 按正向电压范围分组。 | 便于驱动电源匹配，提高系统效率。 |
| 色区分档 | 5-step MacAdam椭圆 | 按颜色坐标分组，确保颜色落在极小范围内。 | 保证颜色一致性，避免同一灯具内颜色不均。 |
| 色温分档 | 2700K、3000K等 | 按色温分组，每组有对应的坐标范围。 | 满足不同场景的色温需求。 |
六、测试与认证
| 术语 | 标准/测试 | 通俗解释 | 意义 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明维持测试 | 在恒温条件下长期点亮，记录亮度衰减数据。 | 用于推算LED寿命（结合TM-21）。 |
| TM-21 | 寿命推演标准 | 基于LM-80数据推算实际使用条件下的寿命。 | 提供科学的寿命预测。 |
| IESNA标准 | 照明工程学会标准 | 涵盖光学、电气、热学测试方法。 | 行业公认的测试依据。 |
| RoHS / REACH | 环保认证 | 确保产品不含有害物质（如铅、汞）。 | 进入国际市场的准入条件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效认证 | 针对照明产品的能效与性能认证。 | 常用于政府采购、补贴项目，提升市场竞争力。 |