LTST-C191TGKT-2A SMD LED 规格书 - 透明透镜 - InGaN 绿光 - 0.55mm 超薄 - 10mA DC - 38mW - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档详细阐述了一款微型表面贴装LED灯的技术规格，该器件专为自动化印刷电路板组装及空间受限的应用而设计。该器件是一款采用InGaN（氮化铟镓）半导体芯片发出绿光的超薄、超高亮度LED。其紧凑的外形尺寸与现代制造工艺的兼容性，使其成为各类电子设备中用途广泛的组件。

1.1 核心优势与目标市场

此LED的主要优势包括其极低的0.55mm厚度，便于集成到超薄设备中。其InGaN芯片可提供高发光强度。该组件完全符合RoHS（有害物质限制）指令。它采用符合EIA标准的8mm编带包装，卷绕在7英寸卷盘上，完全兼容高速自动化贴片设备。此外，其设计可承受红外回流焊接工艺，这是表面贴装技术（SMT）组装线的标准工艺。

目标应用领域广泛，涵盖通信设备、办公自动化设备、家用电器和工业设备。具体用例包括键盘和按键背光、状态指示灯、微型显示屏以及各种信号或符号照明应用。

2. 深入技术参数分析

本节对规格书中定义的电气、光学和热学特性进行详细、客观的解读。理解这些参数对于可靠的电路设计和确保长期性能至关重要。

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损坏的应力极限。它们并非用于正常工作条件。

• 功耗 (Pd)：38 mW。这是LED封装在环境温度（Ta）为25°C时能够耗散的最大热量。超过此限制有过热和加速老化的风险。
• 直流正向电流 (IF)：10 mA。可施加的最大连续正向电流。
• 峰值正向电流：40 mA。此电流仅在占空比为1/10、脉冲宽度为0.1ms的脉冲条件下允许。它允许在短时间内获得更高亮度而不会造成热损伤。
• 工作温度范围：-20°C 至 +80°C。LED被规定可正常工作的环境温度范围。
• 存储温度范围：-30°C 至 +100°C。器件未通电时的存储温度范围。
• 红外焊接条件：260°C 持续10秒。这定义了LED在回流焊接过程中可承受的峰值温度和时间曲线，对于无铅组装工艺至关重要。

2.2 环境温度Ta=25°C时的光电特性

这些是在标准测试条件下测得的典型性能参数。设计人员应使用这些值进行电路计算。

• 发光强度 (Iv)：在正向电流（IF）为2 mA时，范围从11.2 mcd（最小值）到112.0 mcd（最大值）。此宽范围通过分档系统管理（见第3节）。该参数衡量人眼感知的亮度。
• 视角 (2θ1/2)：130度。这是发光强度降至轴向测量值一半时的全角。130度角表示宽视角模式，适用于需要从不同角度观察光线的应用。
• 峰值发射波长 (λP)：530 nm。这是LED光谱输出最强的波长。
• 主波长 (λd)：525.0 nm 至 545.0 nm（在IF=2mA时）。这是人眼感知的、定义颜色（绿色）的单一波长。它源自CIE色度图，与峰值波长不同。
• 光谱线半宽 (Δλ)：35 nm。这表示发射光的光谱纯度或带宽，以最大强度一半处的宽度测量。
• 正向电压 (VF)：2.30 V 至 3.30 V（在IF=2 mA时）。LED导通电流时的压降。此范围也受分档影响。
• 反向电流 (IR)：在反向电压（VR）为5V时，最大10 μA。该器件并非为反向工作而设计；此测试仅用于质量验证。电路中必须避免施加反向电压，通常通过确保正确极性或使用保护电路来实现。

2.3 热学考量

虽然没有明确图表，但热管理可以从功耗额定值和工作温度范围推断。38mW的低功耗额定值强调这是一款低功耗器件。然而，在高密度布局或密闭空间中，建议通过PCB焊盘确保足够的热释放，以将结温维持在安全限度内，从而保持光输出和寿命。

3. 分档系统说明

为确保生产中的颜色和亮度一致性，LED根据关键参数被分类到不同的档位中。这使得设计人员可以为他们的应用选择特定的性能等级。

3.1 正向电压 (Vf) 分档

LED根据其在2 mA时的正向压降进行分类。档位范围从D4（2.30V - 2.50V）到D8（3.10V - 3.30V），每个档位的容差为±0.1V。选择窄Vf档位有助于确保多个LED在恒定电压源下并联驱动时亮度均匀。

3.2 发光强度 (Iv) 分档

此分档控制亮度输出。档位范围从L（11.2 - 18.0 mcd）到Q（71.0 - 112.0 mcd），在2 mA下测量，每个档位容差为±15%。需要特定亮度水平的应用（例如具有规定光度等级的指示灯）将指定Iv档位。

3.3 色调 (主波长) 分档

这确保了颜色一致性。此绿光LED的主波长档位为：AQ（525.0 - 530.0 nm）、AR（530.0 - 535.0 nm）、AS（535.0 - 540.0 nm）和AT（540.0 - 545.0 nm），容差为±1nm。对于精确颜色匹配至关重要的应用（例如多色显示器或交通信号灯），指定窄色调档位是必不可少的。

4. 性能曲线分析

规格书引用了典型的性能曲线。虽然具体图表未在提供的文本中重现，但其标准解读对于设计至关重要。

4.1 正向电流 vs. 正向电压 (I-V 曲线)

此曲线显示了流过LED的电流与其两端电压之间的非线性关系。本质上是指数关系。给出的典型VF值（例如，2mA时约2.8V）是此曲线上的一个点。设计人员使用此曲线来确定给定电源电压下所需的限流电阻值。通常更倾向于使用恒流源驱动LED，而不是串联电阻的恒压源，因为它能提供更稳定的亮度，并且对Vf变化有更好的耐受性。

4.2 发光强度 vs. 正向电流

此图表通常显示发光强度随正向电流增加而增加，但并非线性关系。在较高电流下，效率可能因发热增加而下降。额定直流电流10mA代表了一个实现亮度与可靠性良好平衡的点。在接近绝对最大电流下工作会缩短寿命。

4.3 光谱分布

光谱输出图将显示强度与波长的关系，以530nm峰值和35nm半宽为中心。此信息对于对特定波长敏感的应用（例如光学传感器或滤色系统）至关重要。

4.4 温度依赖性

虽然没有详细说明，但LED性能对温度敏感。通常，正向电压随温度升高而降低（负温度系数），而光输出也会降低。对于精密应用，必须考虑这些影响，尤其是在LED工作于变化的热环境中时。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸与极性

该LED具有0.55mm的超薄外形。封装尺寸在规格书中提供，标准公差为±0.1mm。透镜为透明。阴极通常通过封装上的标记（如凹口、绿点或切角）来识别。组装时必须正确识别极性，以防止反向偏压损坏。

5.2 推荐PCB焊盘设计

提供了焊盘图案（封装）建议，以确保可靠的焊接和机械稳定性。遵循此设计对于形成正确的焊角、管理散热和防止立碑（元件一端在回流焊时翘起）至关重要。焊盘设计也有助于在自动贴装过程中对准元件。

6. 焊接、组装与操作指南

6.1 焊接工艺指南

该LED兼容红外回流焊接。提供了无铅工艺的建议温度曲线，关键参数如下：

• 预热：150-200°C。
• 预热时间：最长120秒，以逐渐加热电路板和元件。
• 峰值温度：最高260°C。
• 液相线以上时间（峰值时）：最长10秒。温度曲线应符合JEDEC标准以确保可靠性。

6.2 清洗

如果焊接后需要清洗，应仅使用指定溶剂。规格书建议在常温下浸入乙醇或异丙醇中不超过一分钟。未指定或强腐蚀性化学品可能会损坏封装材料或光学透镜。

6.3 存储与湿度敏感性

该LED对湿度敏感。当密封的防潮袋（内含干燥剂）未开封时，应在≤30°C和≤90%相对湿度（RH）下存储，并在一年内使用。一旦原始包装打开，存储环境不应超过30°C / 60% RH。从原始包装中取出的元件应在672小时（28天，MSL2a等级）内进行红外回流焊。如果在原始袋外存储时间更长，必须在焊接前在大约60°C下烘烤至少20小时，以去除吸收的水分并防止“爆米花”现象（回流焊时因蒸汽压力导致封装开裂）。

6.4 静电放电 (ESD) 防护措施

此LED易受静电放电（ESD）和电涌损坏。建议使用接地腕带或防静电手套操作器件。所有操作设备、工作站和机器必须妥善接地，以防止静电积聚。

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，卷绕在直径7英寸（178mm）的卷盘上。标准卷盘数量为5,000片。编带宽度为8mm。包装符合ANSI/EIA-481规范。对于剩余部分的最小包装数量和编带中连续缺失元件的最大数量有指导原则。

8. 应用说明与设计考量

8.1 典型应用电路

最常见的驱动方法是串联限流电阻。电阻值（R）计算公式为：R = (电源电压 - LED正向电压) / 期望电流。例如，电源为5V，典型VF为2.8V，期望电流为5mA：R = (5 - 2.8) / 0.005 = 440欧姆。470欧姆的标准电阻是合适的。为了在温度和电源电压变化下获得更好的亮度稳定性，建议使用晶体管或专用LED驱动IC构成的简单恒流源，特别是对于多个LED或关键亮度应用。

8.2 设计考量

• 电流驱动：始终使用受控电流驱动，而不是直接使用固定电压。将绝对最大额定值视为极限，而非目标。
• 热管理：确保PCB布局为LED焊盘提供足够的铜面积以充当散热器，特别是在接近最大电流工作时。
• 光学设计：130度的宽视角提供了良好的离轴可见性。对于聚焦光，可能需要外部透镜或导光件。
• 反向电压保护：如果存在施加反向电压的可能性（例如，在交流电路或感性负载中），则需要在LED两端并联一个保护二极管（阴极对阳极）。

8.3 应用限制

规格书包含一项警告，即这些LED适用于普通电子设备。对于需要极高可靠性、故障可能危及生命或健康的应用（航空、医疗设备、关键安全系统），在设计采用前需要咨询制造商。这是商业级元件的标准免责声明。

9. 技术对比与差异化

与基于AlGaInP（磷化铝镓铟）等旧技术的绿光LED相比，这种基于InGaN的绿光LED通常提供更高的发光效率和更好的性能稳定性。0.55mm的高度是市场上的关键差异化因素，使得设计比使用标准0.6mm或0.8mm高度LED的产品更薄。其与标准红外回流焊和编带卷盘包装的兼容性使其与主流、高性价比的SMT组装流程保持一致，这与一些可能需要特殊处理的特殊LED不同。

10. 常见问题解答 (FAQ)

10.1 峰值波长与主波长有何区别？

峰值波长（λP）是LED发射光功率最强的物理波长。主波长（λd）是基于人眼色觉（CIE图表）计算出的值，最能代表我们看到的颜色。对于单色绿光LED，它们通常接近但不完全相同。

10.2 我可以用20mA驱动此LED以获得更高亮度吗？

不可以。直流正向电流的绝对最大额定值为10 mA。以20mA工作将超过此额定值，导致过热、光衰加速和潜在的灾难性故障。如需更高亮度，请选择更高Iv档位（例如Q档）的LED，或选择额定电流更高的产品。

10.3 为什么分档很重要？

制造差异导致单个LED之间的Vf、Iv和颜色存在差异。分档将它们分类到参数严格控制的分组中。对于使用多个LED的产品（如背光阵列），使用同一档位的LED可确保亮度和颜色均匀，这对于美学和功能质量至关重要。

10.4 如何理解“红外焊接条件”额定值？

这意味着LED可以在回流焊温度曲线中存活，其中元件本体温度达到260°C峰值，持续时间最长10秒。这是无铅焊膏的标准要求，其熔点比传统的锡铅焊料更高。

11. 实际设计与使用示例

11.1 移动设备键盘背光

在手机键盘中，多个LED通常放置在导光板下方。使用相同Iv和色调档位的LED（例如，强度为N档，颜色为AR档）可确保每个按键以相同的色调均匀照亮。0.55mm的高度在此至关重要，以适应超薄机身的空间。它们将通过单独的串联电阻或提供恒定电流的专用背光驱动IC并联驱动。

11.2 网络路由器状态指示灯

单个LED可用于指示电源、网络活动或错误状态。130度的宽视角允许从房间内几乎任何方向看到状态。一个简单的电路，包括微控制器GPIO引脚、一个串联电阻（例如，从3.3V电源驱动5mA电流时使用330欧姆）和LED就足够了。软件可以控制闪烁模式。

12. 工作原理简介

此LED是一种半导体光子器件。它基于InGaN异质结构。当施加正向电压时，电子和空穴被注入半导体芯片的有源区。它们复合，以光子（光）的形式释放能量。InGaN合金的具体成分决定了带隙能量，这直接定义了发射光的波长（颜色）——在本例中为绿色。透明环氧树脂透镜封装芯片，提供机械保护，并塑造光输出模式。

13. 技术趋势

InGaN材料的发展是实现高效绿光和蓝光LED的突破，从而实现了白光LED（通过荧光粉转换）和全彩显示器。当前SMD LED的趋势继续朝着更高光效（每瓦更多光输出）、更低热阻以实现更好的功率处理能力以及更小的封装尺寸发展。同时，也专注于改善照明应用的显色性和一致性。消费电子产品小型化的驱动力推动封装向更薄的高度和更小的占位面积发展，这款0.55mm组件就是例证。