SMD LED LTST-020KFKT 数据手册 - 2.0x1.25x1.1mm - 1.8-2.4V - 72mW - 橙色 AlInGaP - 英文技术文档

1. 产品概述

本文档提供了LTST-020KFKT的完整技术规格，这是一款表面贴装器件（SMD）发光二极管（LED）。该元件属于微型LED系列，专为自动化印刷电路板（PCB）组装及空间受限的关键应用而设计。该器件采用铝铟镓磷（AlInGaP）半导体技术，可发出橙色光。其紧凑的外形尺寸以及与标准工业流程的兼容性，使其适合集成到各种现代电子设备中。

1.1 特性

• 符合RoHS（有害物质限制）指令。
• 采用行业标准的12毫米载带，卷绕在7英寸直径的卷盘上，适用于自动化贴片系统。
• 标准EIA（电子工业联盟）封装外形。
• 集成电路（I.C.）兼容逻辑电平。
• 专为兼容自动贴装与组装设备而设计。
• 适用于红外（IR）回流焊接工艺。
• 已进行预处理，加速达到JEDEC（联合电子设备工程委员会）湿度敏感等级3。

1.2 应用

LTST-020KFKT 专为跨多个领域的多功能应用而设计。其主要应用领域包括：

• 电信： 路由器、调制解调器和网络交换机中的状态指示灯。
• 办公自动化： 打印机、扫描仪和复印机中按键与状态指示灯的背光照明。
• 消费电子： 智能手机、平板电脑、笔记本电脑及家用电器中的电源/充电状态指示灯。
• 工业设备： 机械设备、控制系统及仪器仪表的面板指示灯。
• 通用指示： 信号与符号照明、前面板背光及通用状态指示。

2. 封装尺寸与机械规格

该LED采用紧凑型行业标准020封装。关键机械尺寸如下：

• 封装长度：2.0 mm
• 封装宽度：1.25 mm
• 封装高度：1.1 mm
• 引脚间距：1.05 mm

透镜颜色： 水清
发射颜色： Orange (AlInGaP)
注： 所有尺寸单位均为毫米。除非另有说明，公差为±0.2毫米。该封装包含极性标记（通常为阴极指示符），以确保组装时方向正确。

3. 额定值与特性

除非另有说明，所有规格均在环境温度（Ta）为25°C的条件下定义。超出绝对最大额定值可能导致器件永久性损坏。

3.1 绝对最大额定值

• 功耗（Pd）： 72 毫瓦
• 峰值正向电流 (I_F(峰值)): 80 mA (在1/10占空比、0.1ms脉冲宽度条件下)
• 连续正向电流 (I_F): 30 mA 直流
• 工作温度范围 (T_opr): -40°C 至 +85°C
• Storage Temperature Range (T_stg): -40°C 至 +100°C

3.2 电气与光学特性

下表详细列出了器件在标准测试条件（I_F = 20mA)。

• 发光强度 (I_V): 90.0 - 280.0 mcd (毫坎德拉)。使用近似于CIE明视觉响应曲线的滤光片测量。
• 视角 (2θ_1/2): 110度（典型值）。定义为光强降至轴向值一半时的全角。
• 峰值发射波长（λ_p): 611纳米（典型值）。
• 主波长（λ_d): 600 - 612 纳米。源自CIE色度坐标。
• 谱线半宽度 (Δλ)： 17 纳米（典型值）。
• 正向电压 (V_F): 1.8 - 2.4 V。容差为 ±0.1V。
• 反向电流 (I_R): 在 V = 5V 时，最大值为 10 μA。_R 注意：本器件并非设计用于反向偏压操作；此参数仅用于红外测试目的。

4. Bin Ranking System

为确保生产和应用的一致性，LED会根据关键参数被分入不同的性能档位。

4.1 正向电压 (V_F) 分档

在I处进行分箱_F = 20mA。每个档位的容差为±0.10V。
D2：1.8V - 2.0V
D3：2.0V - 2.2V
D4：2.2V - 2.4V

4.2 发光强度 (I_V) 分档

在I处进行分箱_F = 20mA。每个分档的容差为 ±11%。
Q2: 90 - 112 mcd
R1: 112 - 140 mcd
R2: 140 - 180 mcd
S1: 180 - 220 毫坎德拉
S2: 220 - 280 毫坎德拉

4.3 主波长 (λ_d) 分档

在I处进行分箱_F = 20mA。每个分档的容差为 ±1nm。
P: 600 - 603 nm
Q: 603 - 606 nm
R: 606 - 609 nm
S: 609 - 612 nm

5. 典型性能曲线与分析

理解运行条件与性能之间的关系对于实现优化设计至关重要。

5.1 Forward Current vs. Forward Voltage (I-V Curve)

I-V特性是非线性的，这是二极管的典型特征。正向电压 (V_F) 表现出正温度系数特性，这意味着在给定电流下，它会随着结温升高而略微下降。设计限流电路时，设计人员必须考虑这一点。

5.2 光强与正向电流的关系

在正常工作范围内（直至额定连续电流），光输出（光强）大致与正向电流成正比。然而，在极高电流下，由于热效应增强，效率可能会下降。持续在绝对最大额定值以上工作会加速光通量衰减并缩短使用寿命。

5.3 光强与环境温度关系

与大多数LED一样，AlInGaP芯片的光强会随着环境（以及结）温度的升高而降低。在LED工作于高温环境或散热有限的应用中，必须考虑这种热降额。数据手册中提供了显示此关系的曲线，这对于确保在所有预期工作条件下亮度的一致性至关重要。

5.4 光谱分布

发射光谱中心位于611 nm（橙色）。约17 nm的光谱半高宽表明，相较于荧光粉转换白光LED等宽光谱光源，其橙色单色性相对纯净。这使其适用于需要特定颜色指示或滤波的应用。

6. 组装与操作指南

6.1 推荐的PCB焊盘布局

提供焊盘图形设计以确保可靠的焊接和正确的对位。推荐的焊盘尺寸考虑了回流焊过程中焊料圆角的形成。使用指定的焊盘几何形状有助于防止立碑现象（元件一端翘起），并确保良好的机械和电气连接。

6.2 焊接工艺

该器件兼容红外（IR）回流焊接工艺，包括无铅焊接。提供了一个符合J-STD-020B标准的建议回流焊温度曲线，其关键参数包括：
预热温度： 150°C - 200°C
预热时间： 最长120秒
峰值回流温度： 最高260°C
液相线以上时间： 根据焊膏规格要求
冷却速率： 加以控制以最小化热应力。
注意： 必须针对具体的PCB组装件（考虑板厚、元件密度和焊膏类型）对实际温度曲线进行表征。

6.3 手工焊接（如需要）

如需手动维修，请使用温控电烙铁。
烙铁头温度： 最高300°C
焊接时间： 每个焊盘最多3秒。
焊接期间或焊接后，请避免对LED封装施加机械应力。

6.4 清洁

若需进行焊后清洁，请仅使用经批准的溶剂。将LED在室温下浸入乙醇或异丙醇中不超过一分钟。请勿使用超声波清洗或未指定的化学清洁剂，以免损坏环氧树脂透镜或封装密封。

6.5 储存与湿度敏感性

这些LED对湿度敏感（MSL等级3）。
密封袋： 请在≤30°C且≤70%相对湿度的条件下存储。请在袋子密封日期后一年内使用。
开袋后： 储存于≤30°C且≤60%相对湿度环境中。建议在暴露于环境空气后168小时（7天）内完成IR回流焊。
延长储存（已开袋）： 储存在带有干燥剂的密封容器或氮气干燥器中。
重新烘烤： 暴露超过168小时的元件应在焊接前在约60°C下烘烤至少48小时，以去除吸收的湿气，防止回流焊过程中发生“爆米花”现象。

7. Packaging and Tape & Reel Specifications

本产品以载带卷盘形式提供，兼容高速自动化组装设备。

• 卷盘尺寸： 标准7英寸（178毫米）直径。
• 磁带宽度： 12毫米。
• 袋距： 4.0 毫米。
• 每卷数量： 4,000 件（满卷）。
• 最小订单量 (MOQ): 剩余卷带500片起订。
• 盖带: 应用于封装袋内的密封元件。
• 包装标准： 符合ANSI/EIA-481规范。
• 缺失元件： 根据卷盘规格，最多允许连续两个空位。

8. 应用说明与设计考量

8.1 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_supply - V_F) / I_F. 使用最大V_F 来自数据手册（2.4V）进行保守设计，以确保电流不超过期望值。例如，在5V电源下驱动20mA电流：R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130Ω。应选择最接近的标准值（例如120Ω或150Ω），同时需考虑额定功率（P = I²R）。

8.2 热管理

尽管体积小巧，LED仍会在半导体结处产生热量。必须遵守其额定功耗（72mW）和工作温度范围（-40°C至+85°C）。若需在最大电流（30mA）或接近该电流下持续工作，应确保PCB提供充分的热缓解措施。这可能包括在LED散热焊盘下使用散热过孔（如适用）、连接到铜箔覆铜区，并避免在封闭、无通风的空间内工作。结温过高会导致光输出降低、加速老化，并可能引发过早失效。

8.3 ESD（静电放电）防护注意事项

虽然本数据手册未明确标注LED的抗静电放电能力等级，但LED通常对静电放电敏感。在组装和操作过程中应遵循标准的ESD防护措施：使用接地工作台、防静电腕带和导电容器。

8.4 光学设计

110度的视角提供了宽广、弥散的发射光型，适用于需要从多角度可见的状态指示灯。对于需要更聚焦光束的应用，则需要使用次级光学元件（透镜或导光管）。其水清透镜能让真实的芯片颜色（橙色）得以呈现，而不会产生色偏。

9. 技术对比与选型指南

LTST-020KFKT 提供了一套特定的属性组合。在为设计选择 LED 时，请将以下方面与替代方案进行比较：

• 技术 (AlInGaP): 在橙/红/琥珀色光谱范围内提供高效率和良好的色纯度。与GaAsP等旧技术相比，通常具有更好的温度稳定性和更长的使用寿命。
• 封装尺寸 (020): 这是最小的标准SMD LED封装之一，非常适合高密度电路板。较大的封装（例如0402、0603）可能更便于手动操作，或能提供略高的功率处理能力。
• 亮度（90-280mcd）： 此亮度范围适用于室内指示灯和背光。对于阳光可读应用或远距离信号指示，则需要更高强度的LED。
• 电压（1.8-2.4V）： 相对较低的正向电压使其能够由低压逻辑电源（3.3V，5V）驱动，流经限流电阻的压降极小，从而提高了电源效率。

10. 常见问题 (FAQ)

10.1 峰值波长与主波长有何区别？

峰值波长 (λ_p): 指发射光谱中强度达到最大值时所对应的单一波长（对于此LED，典型值为611 nm）。
主波长（λ_d): 指与指定的白色参考光混合后，能匹配LED感知颜色的单色光波长。它源自CIE色度坐标，更贴近人眼对颜色的感知（对于此LED，范围为600-612 nm）。

10.2 我可以在不加限流电阻的情况下驱动此LED吗？

不能。 将LED直接连接到电压源会导致过大的电流，迅速超过正向电流的绝对最大额定值（30mA直流），从而造成瞬时或快速的损坏。必须始终串联一个电阻或使用恒流驱动电路。

10.3 订购时，我应如何解读分档代码？

完整产品代码（例如 LTST-020KFKT）可能包含表示 V_F、I_V和 λ_d特定分档的后缀。请咨询制造商或分销商以获取可用的分档组合。选择更严格的分档可确保生产批次中所有器件性能更一致，但可能影响成本和供货情况。

10.4 这款LED是否适用于汽车应用？

这份标准数据手册未列出AEC-Q101汽车级认证。若用于汽车环境（扩展温度范围、振动、湿度），应选择专门符合汽车标准的LED。

11. 实际设计示例

场景： 为基于3.3V微控制器的设备设计一个电源“接通”指示灯。
目标： 提供清晰、可见的橙色指示，正向电流约为15mA（保守设计以确保长寿命）。
步骤：
1. 参数选择： 根据数据手册，计算时采用典型值 V_F 为 2.1V。目标电流 I_F = 15mA。
2. 电阻计算： R = (V_supply - V_F) / I_F = (3.3V - 2.1V) / 0.015A = 80Ω.
3. Standard Value & Power Check: 选择一个标准82Ω电阻。电阻的功率耗散：P = I²R = (0.015)² * 82 = 0.01845W。使用标准的1/16W（0.0625W）或1/10W电阻绰绰有余。
4. PCB布局： 将82Ω电阻与LED的阳极串联。将LED的阴极连接到地。LED的焊盘布局请遵循第6.1节的推荐设计。确保极性正确（PCB丝印上的阴极标记与LED标识匹配）。
5. 预期性能： 在15mA电流下，发光强度将按比例低于20mA测试条件，但仍足以满足面板指示灯的需求。较低的电流也降低了结温，从而增强了长期可靠性。