橙色SMD LED LTST-M670KFKT规格书 - AlInGaP材料 - 120°视角 - 20mA - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档提供了一款表面贴装器件（SMD）发光二极管（LED）的完整技术规格。该器件是一款采用铝铟镓磷（AlInGaP）半导体材料作为光源的橙色LED，封装于透明透镜内。它专为自动化组装工艺设计，兼容红外回流焊接技术，适用于印刷电路板（PCB）的大批量生产。本产品符合RoHS（有害物质限制）指令，属于环保产品。

1.1 核心优势与目标市场

这款LED的主要优势包括其与自动化贴片设备的兼容性，可简化生产流程；以及其符合无铅红外回流焊接工艺要求，与现代环保及制造标准接轨。其EIA（电子工业联盟）标准封装确保了与行业标准贴装系统的机械兼容性。该器件也被描述为与集成电路（I.C.）兼容，表明其驱动特性适合直接与典型的逻辑电平输出接口。其目标应用广泛，涵盖需要可靠指示照明的通用电子设备。

2. 技术参数详解

2.1 绝对最大额定值

这些额定值定义了超出后可能导致器件永久损坏的极限。它们是在环境温度（Ta）为25°C时指定的。

• 功耗（Pd）：72 mW。这是器件在不超出其热极限的情况下，能够以热量形式耗散的最大功率。
• 峰值正向电流（IFP）：80 mA。这是最大允许的瞬时正向电流，通常在脉冲条件下（1/10占空比，0.1ms脉冲宽度）指定，以防止过热。
• 直流正向电流（IF）：30 mA。这是在稳态条件下可以施加到LED上的最大连续正向电流。
• 反向电压（VR）：5 V。施加超过此值的反向电压可能导致击穿并损坏LED结。
• 工作温度范围：-40°C 至 +85°C。这是保证器件在其规定参数范围内工作的环境温度范围。
• 储存温度范围：-40°C 至 +100°C。这是器件未通电时安全储存的温度范围。

2.2 电气与光学特性

这些是典型性能参数，测量条件为Ta=25°C，测试电流（IF）为20 mA，除非另有说明。

• 发光强度（Iv）：范围从最小140 mcd到典型最大450 mcd。这是使用近似CIE明视觉响应曲线的滤光片测量的、人眼感知的LED亮度。
• 视角（2θ1/2）：120度。这是发光强度下降到中心轴（0°）测量值一半时的全角。120°角表示宽广的视角模式。
• 峰值发射波长（λP）：611 nm。这是LED光谱功率输出达到最大值时的波长。
• 主波长（λd）：范围从600 nm到612 nm。这是从CIE色度图推导出来的，代表最能描述感知光色的单一波长。它是颜色规格的关键参数。
• 光谱线半宽（Δλ）：17 nm。这是发射光谱在其最大功率一半处的宽度（半高全宽 - FWHM）。对于AlInGaP橙色LED，17nm是典型值，表明颜色相对纯净。
• 正向电压（VF）：在IF=20mA时，范围从1.8 V到2.4 V。这是LED导通电流时两端的电压降。
• 反向电流（IR）：在VR=5V时，最大为10 μA。这是施加指定反向电压时流过的小漏电流。

3. 分档系统说明

为确保生产一致性，LED根据关键参数被分选到不同的档位。这使得设计人员可以选择满足特定颜色和电气性能要求的器件。

3.1 正向电压分档（单位：V @20mA）

LED根据其正向压降分类：
档位代码 D2：1.8V（最小）至 2.0V（最大）
档位代码 D3：2.0V（最小）至 2.2V（最大）
档位代码 D4：2.2V（最小）至 2.4V（最大）
每个档位的容差为 +/-0.1V。

3.2 发光强度分档（单位：mcd @20mA）

LED根据其亮度输出分选：
档位代码 R2：140.0 至 180.0 mcd
档位代码 S1：180.0 至 224.0 mcd
档位代码 S2：224.0 至 280.0 mcd
档位代码 T1：280.0 至 355.0 mcd
档位代码 T2：355.0 至 450.0 mcd
每个档位的容差为 +/-11%。

3.3 主波长分档（单位：nm @20mA）

LED根据其精确颜色（主波长）分类：
档位代码 P：600.0 至 603.0 nm
档位代码 Q：603.0 至 606.0 nm
档位代码 R：606.0 至 609.0 nm
档位代码 S：609.0 至 612.0 nm
每个档位的容差为 +/- 1nm。

4. 性能曲线分析

规格书引用了典型的特性曲线，这对于理解器件在不同条件下的行为至关重要。虽然具体的图表未在文本中重现，但其含义分析如下。

4.1 正向电流 vs. 正向电压（I-V曲线）

LED的I-V曲线是指数型的。对于在20mA时指定的1.8V至2.4V正向电压范围，设计人员可以预期工作点将落在此窗口内。该曲线有助于选择合适的限流电阻并理解驱动电路的电压要求。

4.2 发光强度 vs. 正向电流

该曲线通常显示发光强度随正向电流增加而增加，但不一定是线性关系，尤其是当电流接近最大额定值时。这对于确定达到所需亮度水平所需的驱动电流至关重要。

4.3 温度特性

LED性能与温度相关。通常，正向电压随结温升高而降低，同时发光强度也降低。理解这些曲线对于在-40°C至+85°C全温度范围内运行的应用至关重要，以确保性能一致。

4.4 光谱分布

光谱输出曲线显示了在不同波长下发射的光强度，以611nm的峰值波长为中心，半宽为17nm。这定义了橙色光的颜色纯度。

5. 机械与封装信息

5.1 器件封装尺寸

该LED采用标准SMD封装提供。规格书包含详细的尺寸图，所有关键尺寸均以毫米（和英寸）为单位。关键尺寸包括本体长度、宽度、高度、引脚间距和焊盘建议。除非另有规定，公差通常为±0.2mm。此信息对于PCB焊盘图形设计至关重要。

5.2 极性标识

SMD LED必须在PCB上正确放置方向。规格书图纸通过封装体上的标记或不对称特征来指示阴极（负极）和阳极（正极）端子。

5.3 编带与卷盘包装

为便于自动化组装，LED以压花载带和卷盘形式提供。
载带尺寸：提供了载带宽度、凹槽尺寸和盖带规格，以确保与送料器的兼容性。
LED包装在7英寸（178mm）直径的卷盘上。每盘包含2000片。剩余部件的最小包装数量为500片。包装符合ANSI/EIA-481规范。备注说明空位已密封，最多允许连续缺失两个元件。卷盘规格：

6. 焊接与组装指南

6.1 红外回流焊接曲线

该器件兼容红外回流焊接工艺。提供了一个符合J-STD-020B无铅焊接要求的建议曲线。该曲线的关键参数包括：
预热：150-200°C。
预热时间：最长120秒。
峰值温度：最高260°C。
液相线以上时间：对于形成良好焊点至关重要（具体时间参考第3页的曲线图）。
该曲线是通用目标；最终的板级曲线应根据具体的PCB设计、焊膏和使用的回流炉进行特性化。

6.2 手工焊接（电烙铁）

如需手工焊接，适用以下限制：
烙铁温度：最高300°C。
焊接时间：每个焊点最长3秒。
手工焊接应仅进行一次，以避免热应力。

6.3 清洗

如果焊接后需要清洗，应仅使用指定的溶剂。建议将LED在常温下浸入乙醇或异丙醇中不超过一分钟。未指定的化学品可能会损坏封装。

6.4 储存条件

正确的储存对于保持可焊性至关重要，特别是对于湿敏元件。
密封包装：储存在≤30°C和≤70%相对湿度（RH）下。当储存在带有干燥剂的原始防潮袋中时，保质期为一年。
已开封包装：对于从密封袋中取出的元件，储存环境不应超过30°C和60% RH。建议在暴露后168小时（7天）内完成红外回流焊接。如需更长时间储存，应将元件保存在带有干燥剂的密封容器或氮气干燥器中。暴露超过168小时的元件在组装前应在约60°C下烘烤至少48小时，以去除吸收的水分，防止回流过程中发生\"爆米花\"效应。

7. 应用建议与设计考量

7.1 典型应用电路

LED是电流驱动器件。最常见的驱动方法是使用串联限流电阻。电阻值（R）使用欧姆定律计算：R = (Vcc - VF) / IF，其中Vcc是电源电压，VF是LED正向电压（为可靠性起见，使用分档或规格书中的最大值），IF是所需的正向电流（例如，20mA）。对于多个LED，将它们串联连接可确保通过每个LED的电流相同，从而促进亮度均匀。不建议在没有单独电阻的情况下并联连接，因为VF的微小变化可能导致显著的电流不平衡。

7.2 PCB焊盘设计（焊盘图形）

规格书提供了针对红外或气相回流焊接的推荐焊盘布局。遵循此建议对于实现可靠的焊点、正确的对齐以及最小化立碑现象至关重要。焊盘设计考虑了热质量和焊料体积。

7.3 热管理

虽然功耗相对较低（最大72mW），但PCB上良好的热设计有助于维持较低的结温，从而提高发光效率和长期可靠性。这可能涉及使用散热过孔或确保连接到LED焊盘的足够铜面积。

7.4 应用范围与注意事项

该LED适用于普通电子设备，如办公设备、通信设备和家用电器。对于需要极高可靠性、且故障可能危及生命或健康的应用（例如，航空、医疗系统、安全设备），在使用前需要进行专门的咨询和认证。

8. 技术对比与差异化

这款AlInGaP橙色LED具有特定优势。与旧技术相比，AlInGaP提供了更高的效率以及随时间推移和温度变化下更好的颜色稳定性。对于SMD指示LED而言，120度视角非常宽广，提供了良好的离轴位置可见性。其兼容标准的无铅红外回流焊接曲线，使其成为适合现代生产线的环保选择。全面的分档结构允许根据颜色和亮度需求进行精确选择，这对于需要多个指示器视觉一致性的应用至关重要。

9. 常见问题解答（基于技术参数）

问：我应该以多大电流驱动这款LED？
答：典型的测试条件是20mA，最大连续电流是30mA。对于一般指示用途和良好的使用寿命，以20mA驱动是标准做法。务必使用串联限流电阻。

问：如何理解发光强度值？
答：发光强度（mcd）是在特定方向上的亮度度量。在20mA下140-450 mcd的范围，结合120°视角，意味着在轴上观看时会显得明亮，并在宽广区域内保持可见。

问：我可以在户外使用这款LED吗？
答：-40°C至+85°C的工作温度范围表明它可以承受广泛的环境条件。然而，该封装并未专门针对防水或抗紫外线进行评级。对于户外使用，需要额外的环境保护（如三防漆、外壳）。

问：为什么储存条件如此重要？
答：SMD封装会从空气中吸收水分。如果潮湿的元件经受回流焊接的高温，水分的快速汽化可能导致内部分层或开裂（\"爆米花\"效应），从而导致失效。遵守储存和烘烤指南可以防止这种情况。

10. 实际设计与使用案例

场景：为网络路由器设计状态指示面板。
该面板需要多个橙色LED来指示不同的链路和活动状态。颜色和亮度的一致性对于用户体验很重要。
设计步骤：
1. 分档选择：指定主波长（例如，档位R：606-609nm）和发光强度（例如，档位T1：280-355 mcd）的档位，以确保面板上所有LED看起来一致。
2. 电路设计：路由器的逻辑电源为3.3V。使用最大VF 2.4V（来自档位D4）和目标IF 20mA，计算串联电阻：R = (3.3V - 2.4V) / 0.020A = 45 欧姆。将使用标准的47欧姆电阻。
3. PCB布局：使用规格书中推荐的焊盘尺寸。放置LED时，为120°的宽广视角留出足够的间距，以防止光学串扰。
4. 组装：确保工厂遵循提供的J-STD-020B回流曲线。验证从已开封卷盘取出的元件在168小时内使用或经过适当烘烤。
5. 结果：一个具有亮度一致、颜色均匀的橙色指示器的面板，从各种角度都能清晰可见。

11. 工作原理简介

发光二极管是通过电致发光发光的半导体器件。当正向电压施加在p-n结两端时，来自n型材料的电子与来自p型材料的空穴在有源区复合。这种复合以光子（光）的形式释放能量。发射光的特定波长（颜色）由所用半导体材料的带隙能量决定。在本器件中，AlInGaP（铝铟镓磷）化合物半导体的带隙对应于橙色光，主波长在600-612 nm范围内。透明环氧树脂透镜封装了半导体芯片，提供机械保护，并塑造光输出以实现指定的120度视角。

12. 技术趋势

LED技术的发展持续聚焦于与这类指示LED相关的几个关键领域。效率提升（每单位电输入产生更多光输出）是一个持续的趋势，可能允许在更低的驱动电流下实现相似的亮度，从而降低功耗和发热。封装材料的进步旨在提高高温高湿条件下的长期可靠性和颜色稳定性。在保持或改善光学性能的同时，进一步小型化封装也是一个趋势。此外，将驱动电子器件或控制功能（如内置电流调节或PWM调光）直接集成到LED封装中，是更高级指示应用的一个发展方向，可简化最终用户的电路设计。