SMD LED LTST-E142KGKEKT 规格书 - 封装 2.0x1.25x0.8mm - 电压 1.7-2.5V - 功率 75mW - 绿/红双色 - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档详细说明了LTST-E142KGKEKT的表面贴装器件（SMD）发光二极管（LED）的规格。该元件在一个紧凑的封装内集成了两个独立的LED芯片：一个发射绿光，另一个发射红光。其主要设计目标是为现代电子组件中的状态指示、背光和符号照明提供可靠且节省空间的解决方案。

1.1 核心优势与目标市场

该器件专为自动化组装工艺设计，兼容红外回流焊和标准贴片设备。其微型封装尺寸使其非常适合电路板空间受限的应用。主要目标市场包括电信基础设施（如网络交换机、路由器）、消费电子产品（笔记本电脑、移动设备）、办公自动化设备、家用电器和工业控制面板。其主要功能是作为视觉状态或信号指示器。

2. 技术参数：深度客观解读

以下部分详细分解了器件在标准测试条件（Ta=25°C）下的工作极限和性能特征。

2.1 绝对最大额定值

这些数值定义了可能导致器件永久损坏的应力极限。不保证在此极限或超出此极限下工作。对于绿色和红色芯片：最大连续直流正向电流为30 mA；峰值正向电流（脉冲条件下：1/10占空比，0.1ms脉冲宽度）为80 mA；最大功耗为75 mW。器件的工作和存储温度范围为-40°C至+100°C。

2.2 热特性

热管理对于LED的寿命和性能稳定性至关重要。两个芯片的最大允许结温（Tj）均为115°C。从结到环境（Rθja）的典型热阻为155 °C/W。该参数表示封装散热效率；数值越低越好。超过最大结温将加速光通量衰减，并可能导致灾难性故障。

2.3 光电特性

这些参数在20 mA的标准测试电流下测量。绿色芯片的发光强度（Iv）范围从最小56 mcd到最大180 mcd。红色芯片的范围从140 mcd到420 mcd。视角（2θ1/2）定义为强度下降到轴向值一半时的全角，通常为120度，表明其具有宽广的发光模式。

定义感知颜色的主波长（λd），绿色芯片指定在564 nm至576 nm之间，红色芯片指定在616 nm至626 nm之间。在20 mA下，两种颜色的正向电压（Vf）范围从1.7 V到2.5 V。当施加5V反向电压（Vr）时，反向电流（Ir）最大指定为10 µA。必须注意，该器件并非设计用于反向偏置工作；此测试条件仅用于提供信息。

3. 分档系统说明

为确保生产一致性，LED会根据性能进行分档。这使得设计人员可以选择满足特定亮度和颜色要求的元件。

3.1 发光强度 (Iv) 分档

绿色LED芯片分为五个强度档：P2（56-71 mcd）、Q1（71-90 mcd）、Q2（90-112 mcd）、R1（112-140 mcd）和R2（140-180 mcd）。红色LED芯片分为四个档：P（140-185 mcd）、Q（185-240 mcd）、R（240-315 mcd）和S（315-420 mcd）。每个档内应用±11%的容差。

3.2 主波长 (WD) 分档

对于绿色LED，主波长档定义为G1（564-568 nm）、G2（568-572 nm）和G3（572-576 nm）。每个波长档的容差为±1 nm。红色LED主波长的分档信息在提供的摘要中未明确详述，但遵循类似的严格波长控制原则。

4. 性能曲线分析

虽然文档中引用了具体的图形数据（例如，光谱输出的图1，视角的图5），但典型特性可以从表格数据中推断。正向电流（If）与正向电压（Vf）的关系是非线性的，这是二极管的典型特征。发光强度与正向电流成正比，直至达到最大额定极限。随着结温升高，性能会下降；因此，应用的热设计对于在器件寿命期内维持指定的光输出和色点至关重要。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸与引脚分配

该器件符合行业标准的SMD封装外形。关键尺寸包括主体长度约2.0 mm，宽度约1.25 mm，典型高度为0.8 mm。除非另有说明，公差为±0.2 mm。引脚分配对于正确操作至关重要：引脚2和3分配给绿色AlInGaP芯片，而引脚1和4分配给红色AlInGaP芯片。透镜为透明材质。

5.2 推荐PCB焊盘布局

提供了推荐的印刷电路板焊盘图案（封装），以确保可靠的焊接和正确的机械对准。遵循此设计可以最大限度地减少立碑现象，并确保从LED封装到PCB的最佳热传递。

6. 焊接与组装指南

6.1 红外回流焊条件

该器件兼容无铅（Pb-free）焊接工艺。提供了建议的红外（IR）回流焊曲线，符合J-STD-020B标准。关键参数包括预热温度150-200°C，峰值本体温度不超过260°C，以及针对特定电路板组装的液相线以上时间（TAL）。峰值温度下的总焊接时间应限制在最多10秒，并且回流焊最多应执行两次。

6.2 存储与操作

LED对湿气敏感。当储存在带有干燥剂的原始密封防潮袋中时，应保持在≤30°C和≤70% RH的条件下，并在一年内使用。一旦打开袋子，在不超过30°C和60% RH的条件下，“车间寿命”为168小时（7天）（JEDEC Level 3）。如果暴露时间超过此期限，在焊接前需要在约60°C下烘烤至少48小时，以防止回流焊期间出现爆米花裂纹。

6.3 清洗

如果焊接后需要清洗，只能使用指定的醇基溶剂，如乙醇或异丙醇。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封装环氧树脂或透镜。

7. 包装与订购信息

器件以供自动化组装的包装形式提供。它们安装在8mm宽的载带上，并卷绕在7英寸（178 mm）直径的卷盘上。每个满卷包含4000片。载带用盖带密封以保护元件。包装符合ANSI/EIA-481规范。

8. 应用建议

8.1 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。例如，它可以显示绿色表示“电源开启/就绪”，红色表示“故障/待机”，或两者同时点亮表示特定模式。常见用途包括网络设备、电源和消费电子产品上的状态指示灯；前面板标识或按钮的背光；以及低亮度信号灯具。

8.2 设计考量

限流：每个LED芯片必须使用外部限流电阻，以防止超过最大正向电流。电阻值根据电源电压（Vs）、LED在所需电流下的正向电压（Vf）和目标电流（If）计算：R = (Vs - Vf) / If。为进行保守设计，请始终使用规格书中的最大Vf值。
热设计：确保连接到LED焊盘的PCB铜箔面积（散热焊盘）足够，以帮助散热，特别是在接近最大额定值工作时。
ESD防护：虽然没有明确说明，但在组装过程中应遵守标准的ESD操作预防措施。

9. 技术对比与差异化

该元件的主要差异化特点是在一个微型SMD封装中集成了两个独立的单色LED芯片（两种颜色均采用AlInGaP技术）。与旧技术相比，AlInGaP技术为红色和琥珀色/绿色色调提供了高发光效率和良好的色彩饱和度。120度的视角提供了适合前面板应用的宽广发光模式。与使用两个独立的单色LED相比，双芯片设计节省了电路板空间并简化了组装。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

问：我可以同时以各自满额的20mA驱动绿色和红色LED吗？
答：可以，但必须考虑总功耗。在20mA下，如果我们假设每个LED的典型Vf为2.1V，总功率将为（2.1V * 0.02A）*2 = 84 mW。这超过了每个芯片75 mW的绝对最大功耗（但请注意，该额定值是针对每个芯片的，而不是封装总和；必须考虑热耦合）。更安全的做法是降低电流或使用脉冲操作以保持在热极限内。

问：峰值波长和主波长有什么区别？
答：峰值波长（λp）是LED光谱功率分布曲线最高点处的波长。主波长（λd）源自CIE色度图，代表与LED颜色看起来相同的单色光的波长。λd与感知颜色更相关。

问：如果我不应该在反向状态下操作，为什么反向电流规格很重要？
答：反向电流测试（通常在5V下）是一种质量和泄漏测试。高反向电流可能表明半导体结存在潜在缺陷。

11. 实际设计与使用案例

场景：为5V USB供电设备设计一个双状态指示灯。绿色LED应指示“活动”，红色LED应指示“充电/错误”。
设计步骤：
1. 电流选择：选择15 mA的驱动电流，以获得良好的亮度，同时保持在30 mA最大值以下的安全裕度。
2. 绿色LED电阻计算：使用典型的Vf_green为2.1V，Vs=5V。R_green = (5V - 2.1V) / 0.015A ≈ 193 Ω。使用最接近的标准值，例如200 Ω。
3. 红色LED电阻计算：使用典型的Vf_red为2.0V。R_red = (5V - 2.0V) / 0.015A = 200 Ω。
4. PCB布局：将LED及其限流电阻放置在一起。使用规格书中推荐的焊盘布局。包含连接到阴极焊盘的适度铜箔区域以用于散热。
5. 软件控制：使用微控制器GPIO引脚独立控制每个LED的阳极（串联电阻）。

12. 工作原理简介

发光二极管是半导体p-n结器件。当施加正向电压时，来自n型区域的电子与来自p型区域的空穴在有源层内复合。此复合过程以光子（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能带隙决定。LTST-E142KGKEKT的红光和绿光芯片均使用铝铟镓磷（AlInGaP），这是一种在红到黄绿光谱范围内以高效率著称的材料体系。透明的环氧树脂封装充当透镜，塑造光输出光束。

13. 技术趋势

SMD指示LED的总体趋势继续朝着更高的发光效率（每瓦电能产生更多光输出）、更小的封装尺寸以提高密度，以及通过更严格的分档提高颜色一致性发展。同时，也关注在无铅焊接所需的高温回流焊曲线下增强可靠性。如本器件所示，在单个封装中集成多个芯片甚至不同颜色的芯片，满足了紧凑设计中多功能指示灯的需求。基础材料科学研究旨在开发在整个可见光谱范围内更高效、更稳定的半导体化合物。