SMD LED LTW-C283DS5 规格书 - 2.8x3.5mm封装 - 3.2V正向电压 - 白光 - 36mW功率 - 中文技术文档

1. 产品概述

LTW-C283DS5是一款专为自动化印刷电路板（PCB）组装而设计的表面贴装器件（SMD）LED灯。其微型封装尺寸使其适用于各类电子设备中空间受限的应用场景。

1.1 核心优势与目标市场

这款LED采用超薄0.2毫米的InGaN（氮化铟镓）白光芯片，可提供高亮度。它符合RoHS（有害物质限制）指令。器件以8毫米宽载带包装，卷绕在7英寸直径的卷盘上，符合EIA（电子工业联盟）标准，确保与高速自动化贴片设备的兼容性。其设计也兼容红外（IR）回流焊接工艺，这是现代PCB组装线的标准工艺。

主要目标市场包括电信设备、办公自动化设备、家用电器和工业设备。具体应用涵盖键盘和按键背光、状态指示灯、微型显示屏以及各种信号和符号照明应用。

2. 深入技术参数分析

以下部分详细解析了LTW-C283DS5 LED的电气、光学和热学规格。

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极限条件。它们是在环境温度（Ta）为25°C时指定的。

• 功耗（Pd）：36 mW。这是LED能够以热量形式耗散的最大功率。
• 峰值正向电流（I_F(PEAK)）：50 mA。这是最大允许的脉冲电流，通常在占空比1/10、脉冲宽度0.1ms的条件下指定。不应用于连续工作。
• 直流正向电流（I_F）：10 mA。这是为确保长期可靠运行而推荐的最大连续正向电流。
• 工作温度范围：-20°C 至 +80°C。保证器件在此环境温度范围内正常工作。
• 存储温度范围：-40°C 至 +85°C。LED在此范围内存储不会损坏。
• 红外焊接条件：260°C，持续10秒。这定义了封装在回流焊接过程中能够承受的峰值温度和时间曲线。

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，正向电流（I_F）为5mA，除非另有说明。

• 发光强度（I_V）：范围从最小值112.0 mcd到最大值280.0 mcd。实际值如第4节所述进行分级（分类）。测量使用近似于CIE明视觉响应曲线的传感器和滤光片进行。
• 视角（2θ_1/2）：130度。这是发光强度降至0度（轴向）测得的峰值强度一半时的全角。
• 色度坐标（x, y）：在CIE 1931色度图上，典型值为x=0.304，y=0.301。这些坐标定义了发射光的白点，同样受分级系统约束。
• 正向电压（V_F）：在I_F=5mA时，范围从2.5V到3.2V。具体数值已分级。
• 反向电流（I_R）：当施加5V反向电压（V_R）时，最大为10 µA。必须注意，此参数仅用于红外（IR）测试目的；LED并非设计用于反向偏压工作。

2.3 热学考量

36 mW的功耗额定值和指定的工作温度范围是关键的热学参数。超过最高结温（受环境温度和正向电流影响）会导致光输出降低、加速老化并最终失效。尤其是在接近最大额定电流工作时，适当的PCB热设计（包括足够的用于散热的铜焊盘面积）对于维持性能和可靠性至关重要。

3. 分级系统说明

为确保批量生产的一致性，LED根据关键参数被分选到不同的等级中。这使得设计人员能够选择满足其应用特定要求的器件。

3.1 正向电压（V_F）分级

正向电压分为七个等级（V1至V7），每个等级范围0.1V，从2.5V-2.6V（V1）到3.1V-3.2V（V7）。每个等级的公差为±0.1V。这对于设计驱动电路以及确保由恒压源供电的阵列中亮度均匀性非常重要。

3.2 发光强度（I_V）分级

光输出分为两个主要等级：

• 等级 R：112.0 mcd 至 180.0 mcd
• 等级 S：180.0 mcd 至 280.0 mcd

3.3 色调（色度）分级

白光的颜色由其在CIE 1931图上的色度坐标（x, y）定义。LTW-C283DS5使用六个色调等级（S1至S6），每个等级代表色度图上的一个特定四边形区域。这种分级确保了组件中多个LED的颜色一致性。每个等级内（x, y）坐标的公差为±0.01。

4. 性能曲线分析

虽然规格书中引用了具体的图形曲线（例如，典型正向电流与正向电压、相对发光强度与正向电流、相对发光强度与环境温度），但其趋势可以进行分析性描述。

LED的正向电压（V_F）具有负温度系数；随着结温升高而降低。相反，发光强度通常随结温升高而降低。对于本产品中的InGaN白光芯片，如果超过最高工作温度，光输出预计会显著下降。视角特性呈现朗伯或近朗伯分布，强度在0度时最高，并向130度锥角的边缘衰减。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

LTW-C283DS5采用标准的2835封装外形。关键尺寸约为长2.8毫米，宽3.5毫米，高度包含超薄的0.2毫米芯片。除非另有规定，所有尺寸公差为±0.1毫米。透镜颜色为黄色，光源为InGaN白光芯片。

5.2 推荐的PCB贴装焊盘与极性

提供了推荐的PCB焊盘图形（封装），以确保正确的焊接和机械稳定性。LED具有阳极和阴极端子。规格书包含指示阴极标记的图示，这对于组装时确保正确方向以使器件在施加正向偏压时点亮至关重要。

6. 焊接与组装指南

6.1 红外回流焊接参数

对于无铅焊接工艺，推荐使用特定的回流曲线：

• 预热温度：150°C 至 200°C。
• 预热时间：最长120秒。
• 峰值温度：最高260°C。
• 峰值温度时间：最长10秒。LED不应承受超过两次回流循环。

6.2 存储与操作

静电放电（ESD）预防措施：该器件对ESD敏感。操作时应使用防静电腕带和手套，所有设备应妥善接地。

湿度敏感性：LED包装在带有干燥剂的防潮袋中。密封时，应在≤30°C和≤90%相对湿度（RH）下存储，并在一年内使用。一旦打开包装袋，元件的湿度敏感等级（MSL）为3级。应在≤30°C和≤60% RH下存储，并应在一周内进行红外回流焊接。如果在原包装袋外存储时间更长，焊接前需要在60°C下烘烤至少20小时，以防止回流过程中因蒸汽压导致“爆米花”损坏。

6.3 清洁

如果焊接后需要清洁，只能使用指定的溶剂。在室温下将LED浸入乙醇或异丙醇中不超过一分钟是可以接受的。未指定的化学品可能会损坏封装材料。

7. 包装与订购信息

7.1 载带与卷盘规格

LED以8毫米宽的压纹载带形式提供。载带卷绕在标准的7英寸（178毫米）直径卷盘上。每卷包含5000片。对于少于整卷的数量，剩余批次的最小包装数量为500片。包装符合ANSI/EIA-481规范。

8. 应用说明与设计考量

8.1 典型应用电路

LED通常由恒流源驱动，以获得最佳的稳定性和寿命。在恒压电源下可以使用简单的串联电阻，电阻值 R = (V_电源- V_F) / I_F。选择的I_F不得超过10mA的最大直流正向电流。对于并联阵列，强烈建议为每个LED使用独立的限流电阻，以补偿V_F的分级差异并防止电流不均。

8.2 设计中的热管理

为维持光输出和寿命，有效的散热至关重要。设计人员应使用推荐的PCB焊盘布局，该布局通常包含连接到较大铜平面的散热连接。避免在绝对最大电流和温度额定值下工作，可提供可靠性余量。

8.3 应用限制

规格书规定，这些LED适用于普通电子设备。对于需要极高可靠性，或故障可能危及安全的应用（例如，航空、医疗生命支持、交通控制），使用前需咨询制造商。

9. 技术对比与定位

LTW-C283DS5具有几个关键差异化优势：其超薄0.2毫米芯片相比某些标准LED可实现更薄的设计。采用InGaN白光芯片通常比旧技术（如不同基板的荧光粉转换蓝光LED）提供更高的效率和更好的显色性。130度的宽视角使其适用于需要宽泛照明而非聚焦光束的应用。其与自动化SMT组装和标准IR回流工艺的完全兼容性，使其符合现代、高性价比的制造流程。

10. 常见问题解答（FAQ）

Q1: R和S发光强度等级有什么区别？
A1: 等级R覆盖112-180 mcd的范围，而等级S在5mA下覆盖180-280 mcd。选择等级S可保证更高的最低亮度。

Q2: 我可以用3.3V电源驱动这个LED吗？
A2: 可能可以，但这取决于正向电压（V_F）等级。对于V6（3.0-3.1V）和V7（3.1-3.2V）等级，3.3V电源可能无法为串联限流电阻提供足够的电压裕量，尤其是在考虑公差的情况下。专用的恒流LED驱动器或更高的电源电压通常更可靠。

Q3: 为什么反向电流额定值仅用于IR测试？
A3: 此规格用于制造测试。LED的半导体结并非设计用于阻挡显著的反向电压。在应用电路中，如果可能出现反向电压事件，应使用并联二极管等保护措施。

Q4: 打开防潮袋后的1周车间寿命有多关键？
A4: 对于MSL 3级元件，超过此时间而未在回流前进行烘烤，会显著增加高温焊接过程中因蒸汽压（爆米花效应）导致内部封装损坏的风险，这可能引发立即或潜在的故障。

11. 设计与使用案例研究

场景：薄膜键盘背光。一位设计师需要均匀照亮面板上的12个按键。他们计划每个按键使用一个LTW-C283DS5 LED，放置在导光板下方。他们选择等级S的LED以确保一致的高亮度，并选择单一色调等级（例如S3）以确保所有按键的白色颜色均匀。LED从5V电源轨并联驱动，每个LED有自己的150Ω串联电阻（导致I_F≈ (5V - 2.9V)/150Ω ≈ 14mA，这超过了推荐的10mA最大值——突显了一个设计错误）。更好的设计是使用220Ω电阻以获得约9.5mA的电流，或采用恒流驱动器阵列。PCB布局遵循推荐的焊盘图形，并连接到地平面进行散热。组装好的电路板使用指定的曲线通过无铅回流炉，键盘提供了均匀、明亮的背光。

12. 工作原理

LTW-C283DS5基于InGaN（氮化铟镓）半导体芯片。当施加超过二极管阈值电压的正向电压时，电子和空穴在半导体有源区复合，以光子形式释放能量——这一过程称为电致发光。InGaN合金的特定成分使其能够发射蓝光/紫外光谱的光。为了产生白光，这种初级发射通常通过荧光粉涂层（可能包含在黄色透镜内）进行转换，该涂层吸收部分蓝光并重新发射为黄光。剩余的蓝光与荧光粉产生的黄光相结合，被人眼感知为白色。

13. 技术趋势

固态照明行业持续发展，呈现出几个明显的趋势。不断提高发光效率（每瓦更多流明）是持续的动力，这提升了能源效率。显色指数（CRI）变得越来越重要，尤其是在显示和建筑照明领域，推动着能产生更自然白光的荧光粉系统的发展。微型化对于便携式和密集电子设备仍然是关键，支持使用像本产品中的超薄芯片。此外，集成化是一个趋势，LED封装将驱动器、传感器或多个颜色芯片集成到单个模块中。最后，在更高工作电流和温度下的可靠性和寿命是持续研究和开发的领域。