LTW-C19DZDS5-NB SMD LED 规格书 - 氮化铟镓白光芯片 - 10mA - 36mW - 中文技术文档

1. 产品概述

LTW-C19DZDS5-NB是一款表面贴装器件（SMD）LED灯，专为需要小型化和高可靠性的现代电子应用而设计。它属于专门为自动化印刷电路板（PCB）组装工艺设计的元件系列，非常适合大批量生产。其紧凑的外形尺寸满足了当代便携式和嵌入式电子产品中普遍存在的空间受限设计需求。

1.1 核心优势与特性

这款LED具有多项关键优势，使其应用广泛。它完全符合《有害物质限制》（RoHS）指令，确保满足国际环保标准。该器件采用超亮氮化铟镓（InGaN）半导体材料产生白光，具有高发光效率。其封装兼容行业标准的EIA外形轮廓，便于集成到现有的设计库和组装线中。此外，它设计用于兼容红外（IR）回流焊接工艺，这是表面贴装技术组装的标准。元件以安装在7英寸直径卷盘上的8毫米载带形式提供，这是自动化贴片设备的标准包装。

1.2 目标市场与应用

这款SMD LED的多功能性使其适用于广泛的电子设备。主要应用领域包括电信设备（如无绳电话和手机）、计算平台（如笔记本电脑）以及网络基础设施系统。它也常用于各种家用电器和消费电子产品中，用于状态指示和背光目的。具体功能用途包括键盘或按键背光、状态和电源指示灯、微型显示屏照明以及室内环境中的通用信号或符号照明。

2. 封装尺寸与机械规格

该LED采用黄色透镜和黑色顶盖。精确的机械尺寸在原始规格书图纸中提供，所有尺寸均以毫米为单位。除非图纸另有说明，否则这些尺寸的标准公差为±0.1毫米。这种精度确保了自动化组装过程中放置和焊接的一致性。该封装设计为超薄芯片LED，有助于最终产品的轻薄化。

3. 技术参数：深入客观解读

所有额定值和特性均在环境温度（Ta）为25°C时指定，这是半导体器件测试的标准参考条件。

3.1 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。它们不适用于连续工作。LTW-C19DZDS5-NB的绝对最大额定值如下：最大功耗为36毫瓦（mW）。当以1/10占空比和0.1ms脉冲宽度脉冲驱动时，峰值正向电流不得超过50 mA。最大连续直流正向电流为10 mA。器件可承受人体模型（HBM）2000伏的静电放电（ESD）阈值。允许的工作温度范围为-20°C至+80°C，而存储温度范围更宽，为-40°C至+85°C。该元件可承受峰值温度为260°C、最长10秒的红外焊接条件。

3.2 无铅工艺建议的红外回流焊曲线

提供了建议的回流焊接曲线，以确保可靠的焊点而不损坏LED。该曲线通常包括预热阶段、热浸阶段、具有受控峰值温度的回流区以及冷却阶段。遵循此曲线，特别是最高峰值温度260°C和液相线以上时间，对于保持器件完整性和长期可靠性至关重要。

3.3 电气与光学特性

这些参数定义了LED在正常工作条件下的典型性能。当正向电流（IF）为5 mA时，发光强度（Iv）范围从最小值18.0毫坎德拉（mcd）到最大值45.0 mcd。视角（2θ1/2），定义为强度降至其峰值一半的角度，为50度。在CIE 1931色度图上，5mA驱动时的典型色度坐标为x=0.270，y=0.260。正向电压（VF）范围为2.40V（最小）至3.20V（最大），在IF=5mA时的典型值为2.70V。当施加5V反向电压（VR）时，反向电流（IR）最大为10微安（µA）。需要注意的是，此反向电压条件仅用于测试目的；该LED并非设计用于反向偏置工作。

4. 分档系统说明

为确保生产一致性，LED根据关键参数被分类到不同的性能档位中。这使得设计人员能够选择满足其应用特定要求的元件。

4.1 正向电压（VF）档位

LED根据其在5mA测试电流下的正向压降进行分档。档位代码及其对应的电压范围是：A10（2.40V - 2.60V）、A11（2.60V - 2.80V）、B10（2.80V - 3.00V）和B11（3.00V - 3.20V）。每个档位适用±0.1V的容差。

4.2 发光强度（IV）档位

元件根据其在5mA下的光输出进行分类。定义的档位是：M（18.0 mcd - 28.0 mcd）和N（28.0 mcd - 45.0 mcd）。每个发光强度档位适用±15%的容差。

4.3 色调（色度）档位

由CIE 1931（x, y）坐标定义的色点也被分档以控制颜色一致性。规格书定义了多个色调档位（例如C01、C1、C2），每个档位具有在色度图上形成四边形的特定坐标边界。档位内每个坐标的容差为±0.01。

5. 性能曲线分析

原始规格书包含典型的特性曲线，这些曲线为了解器件在不同条件下的行为提供了宝贵的见解。这些曲线通常说明了正向电压与正向电流之间的关系（IV曲线），显示了二极管的指数特性。它们还可能描述了发光强度随正向电流的变化，以及正向电压对环境温度的依赖性。分析这些曲线有助于设计人员理解权衡取舍；例如，以更高电流驱动LED会增加光输出，但也会增加功耗和结温，这可能影响寿命和颜色漂移。

6. 机械、组装与操作指南

6.1 推荐的PCB焊盘布局

提供了PCB的建议焊盘图形（封装），以确保形成正确的焊角并保持机械稳定性。遵循此建议对于在回流焊过程中实现可靠的焊点至关重要。

6.2 清洁

如果焊接后需要清洁，应仅使用指定的化学品。规格书建议在常温下浸入乙醇或异丙醇中不超过一分钟。使用未指定的化学液体可能会损坏LED封装。

6.3 存储条件

正确的存储对于防止吸湿至关重要，吸湿可能导致回流焊接过程中发生“爆米花”现象（封装开裂）。当防潮屏障袋密封时，LED应存储在≤ 30°C且≤ 90%相对湿度（RH）的环境中，建议在一年内使用。一旦打开原始包装，存储环境不应超过30°C或60% RH。对于从原始包装中取出的元件（湿度敏感等级3，MSL 3），建议在一周内完成红外回流焊。对于在原始袋外更长时间的存储，应将其保存在带有干燥剂的密封容器中。如果存储超过一周，在焊接前需要在约60°C下烘烤至少20小时。

6.4 焊接说明

对于回流焊接，建议采用预热温度150-200°C、预热时间最长120秒、峰值温度不超过260°C、峰值时间最长10秒（最多两次回流循环）的曲线。对于使用烙铁的手工焊接，烙铁头温度不应超过300°C，接触时间应限制在最长3秒（仅限一次）。

7. 包装与订购信息

标准包装包括将LED放置在8毫米宽的凸起载带中。此载带缠绕在标准的7英寸（178毫米）直径卷盘上。每个满卷包含4000个元件。对于少于满卷的数量，剩余批次的最小包装数量为500个。包装遵循ANSI/EIA 481规范。载带使用覆盖带密封空的元件口袋，卷盘上允许连续缺失灯珠的最大数量为两个。

8. 应用建议与设计考量

8.1 典型应用电路

在典型应用中，LED由恒流源驱动或通过串联在电源上的限流电阻驱动。限流电阻（R）的值可以使用欧姆定律计算：R = (电源电压 - LED正向电压) / 正向电流，其中LED正向电压是LED在所需正向电流下的正向电压。在此计算中使用规格书中的最大正向电压，可以确保即使存在元件间的差异，电流也不会超过限制。

8.2 设计考量

电流驱动：在推荐值10mA直流正向电流或低于此值下工作对可靠性至关重要。超过绝对最大额定值，即使是短暂的，也可能使半导体材料退化并缩短寿命。热管理：虽然功耗较低，但确保焊盘周围有足够的PCB铜面积有助于散热，尤其是在高环境温度下或多个LED紧密放置时。ESD防护：尽管器件具有2000V HBM ESD等级，但在组装和操作过程中应始终遵循标准的ESD操作预防措施（防静电腕带、接地工作站），以防止潜在损坏。光学设计：50度的视角定义了光束模式。对于需要不同辐射模式的应用，可能需要二次光学元件（透镜、导光板）。

9. 技术对比与差异化

LTW-C19DZDS5-NB通过使用氮化铟镓技术产生白光而与众不同，与旧技术（如带黄色荧光粉的蓝光芯片，尽管仍是荧光粉转换白光）相比，通常提供更高的效率和更好的显色性。其超薄封装外形是超薄设备的关键优势。针对电压、强度和色度的全面分档系统使设计人员能够严格控制其最终产品电气和光学性能的一致性，这在背光阵列等均匀性至关重要的应用中非常关键。

10. 基于技术参数的常见问题解答

问：我可以用20mA驱动这款LED以获得更高亮度吗？

答：不可以。绝对最大连续直流正向电流为10 mA。超过此额定值有永久损坏的风险，并使任何可靠性规格失效。如需更高的光输出，请选择发光强度更高的LED档位或额定电流更高的产品。

问：我电路中的正向电压测量值为2.5V，但规格书说典型值是2.7V。这正常吗？

答：是的，这在预期变化范围内。正向电压有指定的范围（2.4V至3.2V）并且也进行了分档。您的测量值落在A10或A11电压档位内。始终为最坏情况下的最大正向电压设计您的限流电路，以确保电流限制永远不会被超过。

问：我需要担心这个元件的湿度敏感性吗？

答：是的。该元件等级为MSL 3。一旦打开原始密封袋，您有一周时间在标准工厂车间条件（≤ 30°C/60% RH）下完成回流焊接过程。如果超过此时间线，焊接前需要进行烘烤。

问：我可以将此LED用于户外标牌吗？

答：规格书指定的应用包括“室内标牌应用”。工作温度范围为-20°C至+80°C。对于户外使用，您必须确保环境条件（温度、湿度、紫外线照射）不超过这些限制，并且组装件已适当密封以防止湿气侵入，这不在本元件规格书的涵盖范围内。

11. 实际用例示例

场景：为便携式医疗设备设计状态指示灯。该设备具有3.3V电源轨，需要一个清晰、明亮的白色指示灯。设计要求以大约5mA驱动单个LED，以平衡可见度和功耗。设计步骤：1. 选择LTW-C19DZDS5-NB，因其亮度高、尺寸小且可靠性好。 2. 计算限流电阻：使用最大正向电压3.2V，R = (3.3V - 3.2V) / 0.005A = 20欧姆。将使用标准的20欧姆电阻。 3. 在PCB布局中，使用规格书中推荐的焊盘图形。 4. 指定来自N发光强度档位和特定色调档位（例如C1）的元件，以确保所有生产单元的颜色和亮度一致。 5. 在组装说明中，强调MSL 3操作要求以及开袋后一周的车间寿命。

12. 工作原理简介

发光二极管（LED）是通过电致发光发光的半导体器件。当正向电压施加在p-n结上时，电子和空穴在有源区（对于蓝光/白光LED通常由氮化铟镓制成）复合。这种复合以光子（光）的形式释放能量。发射光的波长（颜色）由半导体材料的带隙能量决定。像LTW-C19DZDS5-NB这样的白光LED，通常使用涂有黄色荧光粉的蓝色氮化铟镓芯片。部分蓝光被荧光粉转换为黄光，蓝光和黄光的混合被人眼感知为白光。

13. 技术趋势

SMD LED领域持续朝着更高效率（每瓦更多流明）、改进显色指数（CRI）以获得更好的光质量，以及在更小封装中提高功率密度的方向发展。另一个趋势是颜色和光通量的分档公差更严格，以满足高端显示背光和建筑照明等对均匀性要求苛刻的应用需求。此外，封装材料和设计的进步旨在改善热性能，允许更高的驱动电流和更长的运行寿命。将控制电子器件（例如恒流驱动器、可寻址性）直接集成到LED封装中是另一个重要趋势，简化了智能照明应用的系统设计。