LTST-C191KFKT 橙色SMD LED规格书 - 尺寸1.6x0.8x0.55mm - 电压2.4V - 功率75mW - 中文技术文档

1. 产品概述

LTST-C191KFKT是一款专为现代空间受限的电子应用而设计的表面贴装器件（SMD）发光二极管（LED）。它属于超薄芯片LED类别，其显著特点是外形高度极低，仅为0.55毫米。这使其成为纤薄消费电子产品、汽车内饰和便携式设备中背光指示灯、状态灯和装饰照明的理想选择，在这些应用中垂直空间极为宝贵。

该LED采用AlInGaP（铝铟镓磷）半导体材料作为其发光区域。这项技术以在琥珀色至红橙色光谱范围内产生高效率光而闻名，具有出色的亮度和颜色稳定性。器件封装在透明透镜内，可实现高光输出和宽视角。它完全符合RoHS（有害物质限制）指令，属于适用于具有严格环保法规的全球市场的绿色产品。

1.1 核心优势与目标市场

该LED的主要优势在于其小型化与高性能的结合。超薄0.55毫米外形是其最显著的特点，使其能够集成到传统LED无法安装的产品设计中。尽管尺寸小巧，它仍能提供高发光强度，典型值可达90毫坎德拉（mcd）。封装符合EIA（电子工业联盟）标准尺寸，确保与大批量制造中使用的各种自动化贴片设备兼容。此外，它设计用于承受红外（IR）回流焊接工艺，这是将表面贴装元件组装到印刷电路板（PCB）上的标准方法。这种组合使其目标市场包括消费电子产品（智能手机、平板电脑、可穿戴设备）、汽车仪表板和控制面板照明、工业控制面板以及需要可靠、明亮且紧凑光源的通用指示灯应用。

2. 技术参数：深入客观解读

本节详细分析定义LED工作边界和性能的电学、光学及热学参数。

2.1 绝对最大额定值

这些额定值规定了可能对器件造成永久性损坏的极限值，不适用于正常工作条件。

• 功耗（Pd）：75 mW。这是LED封装在不降低其性能或寿命的情况下能够耗散为热量的最大功率。超过此限制有过热损坏半导体结的风险。
• 直流正向电流（IF）：30 mA。在直流条件下可施加到LED的最大连续正向电流。
• 峰值正向电流：80 mA。此较高电流仅在脉冲条件下允许，具体为占空比1/10、脉冲宽度0.1ms。此额定值与多路复用或PWM（脉宽调制）调光应用相关。
• 工作温度范围：-30°C 至 +85°C。保证LED能按其规格正常工作的环境温度范围。
• 储存温度范围：-40°C 至 +85°C。器件未通电时的储存温度范围。
• 红外焊接条件：260°C，持续10秒。这定义了LED在无铅回流焊接过程中可承受而不损坏的峰值温度和时间曲线。

2.2 电气与光学特性

这些参数在标准环境温度25°C下测量，定义了器件的典型性能。

• 发光强度（Iv）：在IF=20mA时，45.0（最小值），90.0（典型值）mcd。这测量了人眼感知的LED亮度。宽范围表明使用了分档系统（见第3节）。
• 视角（2θ1/2）：130度（典型值）。这是发光强度降至中心轴（0度）值一半时的全角。130度的角度表示非常宽、漫射的光发射模式，适用于区域照明或宽视角指示灯。
• 峰值发射波长（λP）：611 nm（典型值）。LED光功率输出达到最大值时的特定波长。对于这款橙色LED，它落在可见光谱的橙红色部分。
• 主波长（λd）：605 nm（典型值）。这是根据CIE色度图得出的，代表最能描述光感知颜色的单一波长。它是颜色规格的关键参数。
• 光谱线半宽（Δλ）：17 nm（典型值）。这表示发射光的光谱纯度或带宽。17nm是AlInGaP LED的典型值，能产生饱和的橙色光。
• 正向电压（VF）：在IF=20mA时，2.0（最小值），2.4（典型值）V。LED导通指定电流时两端的电压降。这对于设计限流电路至关重要。
• 反向电流（IR）：在VR=5V时，10 µA（最大值）。施加反向电压时流过的微小漏电流。超过最大反向电压（未指定，但通常在5V左右）可能导致立即损坏。

3. 分档系统说明

为确保批量生产的一致性，LED会根据性能进行分档。规格书提供了专门针对发光强度的分档代码列表。

3.1 发光强度分档

强度在20mA正向电流的标准测试条件下测量。分档定义如下：

• 分档代码 P：45.0 mcd（最小值）至 71.0 mcd（最大值）
• 分档代码 Q：71.0 mcd（最小值）至 112.0 mcd（最大值）
• 分档代码 R：112.0 mcd（最小值）至 180.0 mcd（最大值）
• 分档代码 S：180.0 mcd（最小值）至 280.0 mcd（最大值）

每个强度分档应用了+/-15%的容差。这意味着标记为Bin Q的LED的实际强度可能在约60.4 mcd至128.8 mcd之间。设计人员在其应用中指定亮度水平时必须考虑这种变化，通常按所选分档的最小值进行设计以保证性能。

4. 性能曲线分析

虽然规格书中引用了具体的图形曲线（例如图1、图6），但可以根据技术描述其典型行为。

4.1 电流与电压（I-V）特性

与所有二极管一样，LED具有非线性I-V曲线。在正向电压阈值以下（AlInGaP约为1.8-2.0V），几乎没有电流流过。当电压接近并超过VF（典型值2.4V）时，电流呈指数增长。这就是为什么LED必须由电流源驱动或通过带有串联限流电阻的电压源驱动；电压的微小变化可能导致电流发生巨大且可能具有破坏性的变化。

4.2 发光强度与正向电流的关系

在相当大的范围内，光输出（发光强度）大致与正向电流成正比。然而，在非常高的电流下，由于芯片内热量产生增加，效率可能会下降。额定20mA测试条件是平衡亮度、效率和可靠性的标准点。

4.3 温度依赖性

LED的性能对温度敏感。随着结温升高：

• 正向电压（VF）：略微下降。
• 发光强度（Iv）：下降。AlInGaP LED的热猝灭效应比其他某些类型要小，但输出仍会随温度升高而下降。
• 主波长（λd）：可能会轻微偏移，通常向更长波长偏移（红移）。

5. 机械与封装信息

LTST-C191KFKT采用标准芯片LED封装形式。

5.1 封装尺寸

关键尺寸为：长度：1.6mm，宽度：0.8mm，高度：0.55mm。除非另有说明，所有公差通常为±0.10mm。封装底部有两个金属化端子（阳极和阴极）用于焊接。极性通常通过封装顶部的标记或切角来指示。

5.2 建议焊盘布局

规格书包含推荐的PCB焊盘设计。遵循此指南对于实现可靠的焊点、防止立碑现象（一端翘起）以及确保自动组装过程中的正确对位至关重要。焊盘设计考虑了必要的焊料圆角，并防止两个紧密排列的端子之间发生焊料桥连。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊接曲线

该LED兼容红外（IR）回流焊接工艺，这是SMD组装的标准方法。提供了符合JEDEC无铅焊料（SnAgCu）标准的建议曲线。关键参数包括：

• 预热：150-200°C，用于逐渐加热电路板和元件，激活助焊剂并最大限度地减少热冲击。
• 预热时间：最长120秒。
• 峰值温度：最高260°C。
• 液相线以上时间：焊料处于熔融状态的时间，通常为60-90秒，在260°C下的峰值时间最长为10秒。

6.2 手工焊接

如果必须进行手工焊接，必须极其小心：

• 烙铁温度：最高300°C。
• 焊接时间：每个焊点最长3秒。
• 限制：建议仅进行一次焊接循环，以防止对塑料封装和内部键合线造成热损伤。

6.3 清洗

应仅使用指定的清洗剂。未指定的化学品可能会损坏塑料透镜或环氧树脂封装材料。如果焊接后需要清洗，建议在常温下浸入乙醇或异丙醇中不超过一分钟。

6.4 储存与处理

LED是对湿度敏感的器件（MSD）。包装袋内装有干燥剂密封。一旦打开，元件应在受控湿度（<60% RH）下在672小时（28天）内使用，或在使用前进行烘烤以去除吸收的湿气，否则在回流过程中可能导致\"爆米花\"现象（封装开裂）。必须采取适当的ESD（静电放电）防护措施，例如使用接地腕带和工作站，以防止静电损坏。

7. 包装与订购信息

7.1 编带与卷盘规格

LED以行业标准的压纹载带形式提供，卷绕在7英寸（178mm）直径的卷盘上，便于自动组装。

• 料袋间距：标准8mm编带。
• 每卷数量：5000片。
• 最小起订量（MOQ）：剩余数量500片起订。
• 盖带：空料袋用顶盖带密封。
• 缺灯：根据规范（ANSI/EIA 481），最多允许连续缺失两个LED。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

• 状态指示灯：超薄笔记本电脑、平板电脑和智能手机中的电源、连接、电池充电和模式指示灯。
• 背光照明：汽车仪表板、工业控制面板和医疗设备上薄膜开关、键盘和图标的照明。
• 装饰照明：在纤薄外形至关重要的消费电子产品中用作重点照明。

8.2 设计注意事项

• 电流驱动：LED是电流驱动器件。当使用电压源驱动时，务必使用串联限流电阻。电阻值可使用欧姆定律计算：R = (Vcc - VF) / IF，其中Vcc是电源电压，VF是LED正向电压，IF是所需正向电流（例如20mA）。
• 并联连接：避免将多个LED直接从单个电流源并联连接。单个LED之间VF的微小差异可能导致严重的电流不平衡，其中一个LED会消耗大部分电流并可能失效。为每个LED使用单独的限流电阻或使用具有多通道的专用LED驱动IC。
• 热管理：确保PCB布局提供足够的热释放。尽管功率较低（最大75mW），但在高环境温度下连续工作会降低光输出和寿命。避免将LED放置在靠近其他发热元件的位置。

9. 技术对比与差异化

LTST-C191KFKT的主要差异化在于其超薄0.55毫米外形。与通常高度为0.6-0.8mm的标准0603或0402封装LED相比，该器件高度降低了约30%。这在电子产品日益纤薄化的趋势中是一个关键优势。与GaAsP等旧技术相比，其使用的AlInGaP技术在橙/琥珀色范围内提供了更高的效率和更好的颜色稳定性。此外，与标准IR回流和贴片工艺的兼容性意味着它可以集成到现有的大批量生产线中，无需特殊设备或程序，这与某些小众超薄组件不同。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

10.1 我可以连续以30mA驱动此LED吗？

虽然直流正向电流的绝对最大额定值为30mA，但标准测试条件和典型工作点是20mA。连续以30mA工作会产生更多热量，可能降低发光效率和长期可靠性。通常建议设计为20mA或更低，以获得最佳性能和寿命。

10.2 为什么发光强度规格范围如此之宽（45-280 mcd）？

此范围代表了所有分档代码（P到S）的总跨度。具体订单将针对单个分档（例如Bin Q：71-112 mcd）。分档系统允许制造商按性能对部件进行分类，使客户能够选择适合其应用和成本要求的亮度等级。订购时务必指定所需的分档代码。

10.3 峰值波长（611nm）和主波长（605nm）有什么区别？

峰值波长（λP）是光功率输出最高的物理波长。主波长（λd）是基于人眼颜色感知（CIE图）计算出的值，最能匹配感知到的颜色。对于像LED这样的单色光源，它们通常很接近，但λd是用于设计目的指定LED颜色的标准参数。

11. 实际设计与使用案例

场景：为纤薄蓝牙音箱设计状态指示灯。设计需要一个低功耗橙色LED来指示配对模式。前面板格栅后的可用空间仅为0.6mm。标准LED无法安装。因此选择了高度为0.55mm的LTST-C191KFKT。电路使用3.3V微控制器GPIO引脚。计算串联电阻：R = (3.3V - 2.4V) / 0.020A = 45欧姆。选择标准47欧姆电阻，电流约为19mA。PCB焊盘根据规格书建议设计。LED放置在远离音频放大器IC热源的位置。选择的分档代码为\"Q\"，以确保即使在分档范围的下限也能达到足够的亮度。组装使用峰值温度为250°C的标准无铅回流曲线。

12. 工作原理简介

LED是一种半导体p-n结二极管。当施加正向电压时，来自n型区域的电子和来自p型区域的空穴被注入到结区（由AlInGaP制成的有源层）。当这些电子和空穴复合时，它们以光子（光）的形式释放能量。发射光的特定波长（颜色）由有源层中使用的半导体材料的能带隙决定。AlInGaP的能带隙对应于光谱中红色、橙色、琥珀色和黄色部分的光。透明环氧树脂透镜封装芯片，提供机械保护，并塑造光输出光束。

13. 技术趋势

指示灯和背光LED的趋势继续朝着进一步小型化、更高效率（每瓦电功率产生更多光输出）以及改进显色性和一致性的方向发展。同时也有向集成化发展的趋势，例如内置限流电阻或驱动IC的LED。对于超薄应用，芯片级封装（CSP）LED（本质上是带有保护涂层的裸半导体芯片）代表了减小封装尺寸和高度的下一个前沿领域。然而，像LTST-C191KFKT这样的器件在当前广泛的应用中，在极致小型化、可制造性、可靠性和成本之间提供了极佳的平衡。