SMD LED LTST-C170KGKT 数据手册 - 3.2x1.6x1.4mm - 2.0V - 绿色 - 0.06W - 英文技术文档

1. 产品概述

本文件提供了一款表面贴装器件（SMD）LED灯的完整技术规格。该元件专为自动化印刷电路板（PCB）组装而设计，适用于各类电子设备中空间受限的应用场景。

1.1 特性

• 符合RoHS（有害物质限制）指令。
• 采用超亮铝铟镓磷（AlInGaP）半导体芯片实现绿光发射。
• 封装于8毫米载带，卷绕在7英寸直径卷盘上，便于高效自动化贴片组装。
• 标准化的EIA（电子工业联盟）封装外形确保了与行业设计的兼容性。
• 输入/输出特性与标准集成电路（IC）逻辑电平兼容。
• 专为与自动化表面贴装技术（SMT）贴装设备兼容而设计。
• 可耐受大批量PCB制造中使用的标准红外（IR）回流焊接工艺。

1.2 应用领域

该LED适用于广泛的应用领域，包括但不限于：

• 通信设备、办公自动化设备、家用电器以及工业控制系统。
• 键盘和按键的背光照明。
• 状态与电源指示灯。
• 微型显示器与面板指示灯。
• 信号照明与标志性灯具。

2. 技术参数深度客观解读

2.1 绝对最大额定值

以下额定值定义了可能导致器件永久性损坏的极限。不保证在此条件下运行。

• 功耗 (Pd): 75 毫瓦。这是该封装能够以热量形式耗散的最大总功率。
• 峰值正向电流 (I_FP): 80 mA。这是最大允许瞬时正向电流，通常在脉冲条件下（1/10占空比，0.1ms脉冲宽度）规定，以防止过热。
• DC Forward Current (I_F): 30 mA。这是确保长期可靠运行的最大连续正向电流。
• Reverse Voltage (V_R): 5 V。在反向偏置中超过此电压可能导致结击穿。
• Operating & Storage Temperature Range: -55°C 至 +85°C。设备可在此环境温度范围内正常工作与存储。
• 红外回流焊接条件： 最高260°C持续10秒。这定义了回流焊接工艺的峰值温度和时间容差。

2.2 Electrical & Optical Characteristics

这些参数是在环境温度（T_a）为25°C时测量的，定义了器件的典型性能。

• 光强（I_V): 18.0 - 71.0 mcd（典型值：35.0 mcd）在 I_F = 20 mA。这测量的是人眼感知到的LED亮度。通过分档管理来实现宽范围调节（参见第3节）。
• 视角 (2θ)_1/2): 130度。这是光强降至轴向（0°）测量值一半时的全角。如此宽的视角可提供更漫射的光斑，适用于指示灯应用。
• Peak Emission Wavelength (λ_P): 574.0 nm（典型值）。这是光谱功率输出达到最大值时的波长。
• Dominant Wavelength (λ_d): 567.5 - 576.5 nm (典型值: 571.0 nm) 在 I_F = 20 mA 条件下。这是人眼感知的定义颜色（绿色）的单波长。它源自 CIE 色度图。
• 谱线半宽 (Δλ): 15.0 nm。这表示光谱纯度，定义了在峰值附近包含显著光功率的波长范围。
• 正向电压 (V_F): 1.90 - 2.40 V (典型值) 在 I_F = 20 mA 时。这是LED在通过指定电流时的压降。
• 反向电流 (I_R): 10 μA (最大值) 在 V_R = 5 V。这是二极管反向偏置时流过的微小漏电流。

3. 分档系统说明

为确保生产中的性能一致性，LED会根据关键参数进行分档。这使得设计人员能够选择满足特定应用对颜色和亮度均匀性要求的器件。

3.1 正向电压 (V_F) 等级

在 I_F = 20 mA 条件下分档。每档容差为 ±0.1V。

• 第4档：1.9V - 2.0V
• Bin 5: 2.0V - 2.1V
• Bin 6: 2.1V - 2.2V
• Bin 7: 2.2V - 2.3V
• Bin 8: 2.3V - 2.4V

3.2 发光强度 (I_V) 等级

在 I_F = 20 mA。每个分档的容差为 ±15%。

• 分档 M：18.0 mcd - 28.0 mcd
• 分档 N：28.0 mcd - 45.0 mcd
• 分档 P：45.0 mcd - 71.0 mcd

3.3 色调（主波长，λ_d) 等级

在 I_F = 20 mA。每个分档的容差为 ±1 nm。

• 分档 C：567.5 nm - 570.5 nm
• Bin D: 570.5 nm - 573.5 nm
• Bin E: 573.5 nm - 576.5 nm

4. 性能曲线分析

典型性能曲线阐明了关键参数在不同条件下的关系。这对于稳健的电路设计至关重要。

4.1 正向电流与正向电压关系（I-V曲线）

I-V曲线显示了典型的二极管指数关系。对于这款AlInGaP绿色LED，在20mA电流下，其正向电压（V_F）典型值约为2.0V。设计人员必须确保限流电阻或驱动电路提供正确的电压以达到预期电流，因为电压的微小变化会导致电流的巨大变化。

4.2 发光强度与正向电流关系

在推荐工作电流范围内（最高30mA直流），该曲线通常呈线性。正向电流的增加会使光输出成比例增加。然而，在绝对最大额定值以上工作将导致效率下降、发热增加以及使用寿命缩短。

4.3 光谱分布

光谱输出曲线以峰值波长574 nm（绿色）为中心，典型半宽为15 nm。主波长（λ_d该波长定义了感知颜色，根据分档不同，其范围在571纳米±5纳米之间。这种窄光谱是AlInGaP技术的特征，可提供饱和的色彩纯度。

5. Mechanical & Packaging Information

5.1 封装尺寸

该LED采用标准SMD封装。关键尺寸（单位：毫米）为：长度：3.2毫米，宽度：1.6毫米，高度：1.4毫米。除非另有说明，公差通常为±0.1毫米。透镜为无色透明。

5.2 Polarity Identification & PCB Pad Design

该元件有标记的阴极（通常在载带上以绿点、凹口或较短的引脚表示）。提供的推荐PCB焊盘图案（封装）可确保形成良好的焊点、可靠的电气连接以及在回流焊过程中的正确对位。遵循此指南可防止立碑和其他焊接缺陷。

5.3 卷带包装

LED以8毫米宽的压纹载带提供，卷绕在直径为7英寸（178毫米）的卷盘上。标准卷盘数量为3000件。包装包含顶部盖带以保护元件。其方向和口袋间距符合ANSI/EIA-481标准，适用于自动化处理。

6. Soldering & Assembly Guidelines

6.1 红外回流焊温度曲线（无铅工艺）

本文为无铅焊料组装提供了一个推荐的回流焊温度曲线。关键参数包括：

• 预热： 150°C 至 200°C。
• 预热时间： 最长120秒，以确保助焊剂活化和温度稳定。
• 峰值温度： 最高260°C。
• 液相线以上时间（峰值处）： 最长10秒。在此条件下，器件最多可承受两次回流焊循环。

温度曲线应基于JEDEC标准制定，并依据生产中使用的具体PCB设计、焊膏和回流炉进行验证。

6.2 手工焊接

若必须进行手工焊接，请使用温控烙铁。烙铁头温度不应超过300°C，在每个焊盘上的接触时间应限制在最多3秒。手工焊接应仅进行一次。

6.3 清洗

如需进行焊后清洁，仅可使用经认可的室温酒精基溶剂，如乙醇或异丙醇。浸泡时间应少于一分钟。避免使用未指定的化学清洁剂，以免损坏LED封装或透镜。

6.4 Storage & Handling

• 静电放电预防措施： 本设备对静电放电（ESD）敏感。操作时需采取适当的静电防护措施，例如佩戴接地腕带、使用防静电垫和防静电容器。
• 湿度敏感性： 本产品对湿气敏感。当存储于原厂密封防潮袋（内含干燥剂）中时，在温度≤30°C、相对湿度≤90%的条件下，保质期为一年。一旦打开包装袋，元件应在温度≤30°C、相对湿度≤70%的条件下存储，并需在672小时（28天，MSL 2a）内完成红外回流焊。若存储时间超过此期限或在非受控环境中，建议在焊接前进行约60°C、至少20小时的烘烤。

7. Application Notes & 设计考量

7.1 电流限制

LED是一种电流驱动器件。当使用电压源驱动时，必须串联一个限流电阻。电阻值（R）可根据欧姆定律计算：R = (V_source - V_F) / I_F使用数据手册中的最大V_F 采用数据手册中的最大值（2.4V）进行保守设计，以确保电流不超过期望值。例如，在5V电源驱动下，电流为20mA：R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ω。标准的130 Ω或150 Ω电阻均适用。

7.2 热管理

尽管功耗较低（最大75 mW），但良好的热设计可延长使用寿命并保持稳定的光输出。确保PCB焊盘周围有足够的铜箔区域作为散热器。避免持续在绝对最大电流和温度极限下工作。

7.3 光学设计

130度的视角产生宽广、弥散的光束。对于需要更聚焦光束的应用，需要次级光学元件（透镜或导光管）。水清透镜能实现无着色的真实色彩发射，效果最佳。

8. Technical Comparison & Differentiation

这款AlInGaP绿色LED具有以下特定优势：

• 与传统GaP绿色LED对比： 在相同驱动电流下，AlInGaP技术能提供显著更高的发光效率和亮度（发光强度），同时具有更好的色彩饱和度及温度稳定性。
• 相较于InGaN蓝/绿LED： 尽管InGaN LED可以实现极高的亮度，但此封装形式的AlInGaP绿色LED为标准的亮度指示应用提供了一个经过验证、高性价比的解决方案，并具有稳定的正向电压特性。
• 关键差异化优势： 该器件结合了130度广视角、符合RoHS标准、兼容IR回流焊工艺，以及细致的色度和亮度分档以确保一致性，使其成为自动化、大批量生产的可靠选择。

9. 常见问题 (FAQ)

9.1 峰值波长与主波长有何区别？

峰值波长 (λ_P) 是LED发射光功率最强的物理波长，由光谱仪测量得出。 Dominant Wavelength (λ_d) 是与人眼所见颜色相匹配的感知单一波长，根据CIE色度坐标计算得出。对于像这款绿色LED这样的单色LED，两者数值通常较为接近。

9.2 我能否不使用限流电阻来驱动这个LED？

不能。 LED的正向电压具有负温度系数，且每个器件之间都存在差异。将其直接连接到电压源将导致电流不受控制地激增，很可能超过绝对最大额定值并立即损坏器件。务必使用串联电阻或恒流驱动器。

9.3 为何发光强度（18-71 mcd）的范围如此之宽？

此范围反映了半导体制造中的自然差异。 binning system (M、N、P等级)将LED按更严格的亮度范围分组。对于需要均匀亮度的应用，应指定并使用同一亮度分档的LED。

9.4 如何解读130度的“视角”？

这是 全角 在此角度，光强降至其轴向（中心）光强的50%。因此，在向左偏轴65度和向右偏轴65度（总计130度）的位置，亮度仅为直视LED时的一半。这定义了光束的扩散范围。

10. 实际应用示例

10.1 状态指示面板

在网络路由器或工业控制面板中，可使用多个此类LED来指示电源、网络活动、系统错误或运行模式。其宽视角确保了从不同角度均可清晰可见。通过选用来自相同V_F 和I_V 分档的LED，可确保整个面板的亮度和颜色均匀一致。典型的驱动电路包括5V电源、微控制器GPIO引脚、一个150Ω限流电阻以及与之串联的LED。

10.2 键盘背光

为薄膜键盘或机械键盘的按键提供照明时，这些表面贴装LED可安装在半透明键帽下方的印刷电路板上。其小巧尺寸（3.2x1.6毫米）允许将其布置在开关焊盘之间。AlInGaP绿色芯片能提供清晰鲜明的色彩。设计注意事项包括：管理并联多个LED的电流（最好采用独立电阻或恒流阵列驱动器），并确保光线通过键帽材料均匀扩散。

11. 技术介绍

该LED基于 Aluminium Indium Gallium Phosphide (AlInGaP) 半导体技术。该材料体系通过外延生长在衬底上，在可见光谱的红、橙、琥珀及绿色区域尤为高效。当施加正向电压时，电子与空穴在半导体结的有源区内复合，以光子（光）的形式释放能量。AlInGaP层的具体成分决定了带隙能量，进而决定了发射光的波长（颜色）。其水色环氧树脂透镜封装了芯片，提供机械保护，并塑造了光输出模式。

12. 行业趋势

SMD指示灯LED的总体趋势持续朝着 更高的效率 （每单位电能产生更多的光输出）发展， 更小的封装尺寸 适用于更高密度的电路板，以及 更高的可靠性此外，为了满足全彩显示屏和汽车内饰照明等对色彩一致性要求较高的应用需求，业界日益重视精确的色彩调校和更严格的色容差分档。同时，与可实现调光和色彩控制的智能驱动器的集成也变得越来越普遍。本数据手册中描述的组件代表了一项成熟可靠的技术，非常适用于其在消费电子和工业电子中的目标应用。