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LTST-C198KGKT SMD LED规格书 - 0.2毫米超薄 - 2.6V正向电压 - AlInGaP绿光 - 78mW功率 - 简体中文技术文档

LTST-C198KGKT超薄(0.2mm)AlInGaP绿光SMD LED的完整技术规格书,包含参数、额定值、分档、焊接指南和应用说明。
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PDF文档封面 - LTST-C198KGKT SMD LED规格书 - 0.2毫米超薄 - 2.6V正向电压 - AlInGaP绿光 - 78mW功率 - 简体中文技术文档

1. 产品概述

LTST-C198KGKT是一款专为现代紧凑型电子应用设计的超薄表面贴装芯片LED。其主要特点是仅0.2毫米的超薄厚度,使其非常适合空间和元件高度受限的设备。该器件采用AlInGaP(铝铟镓磷)半导体材料,可产生高亮度绿光输出。它采用行业标准的8毫米载带、7英寸卷盘包装,确保与高速自动贴片组装设备和红外回流焊接工艺兼容。此LED被归类为绿色产品,并符合RoHS(有害物质限制)指令。

1.1 核心优势

该元件的关键优势在于其小型化与高性能的结合。0.2毫米的厚度使其能够集成到极其纤薄的产品中。与传统的材料相比,AlInGaP芯片技术提供了卓越的发光效率,从而在小尺寸下实现高亮度。与自动化SMT(表面贴装技术)组装线的完全兼容性简化了制造流程并降低了生产成本。其设计也与I.C.(集成电路)兼容,允许由标准逻辑电平输出直接驱动。

2. 技术参数深度解析

本节对规格书中规定的电气、光学和热特性进行详细、客观的分析。

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,不适用于正常工作。最大连续正向电流(DC)为30 mA。允许更高的80 mA峰值正向电流,但仅限于占空比为1/10、脉冲宽度为0.1ms的脉冲条件下,以防止过热。可施加的最大反向电压为5V。超过此值可能导致结击穿。器件最大功耗为78 mW。工作温度范围为-30°C至+85°C,储存温度范围为-40°C至+85°C。对于焊接,它能承受最高260°C的红外回流峰值温度,最长10秒。

2.2 电气与光学特性

除非另有说明,这些参数均在25°C环境温度和20 mA正向电流(IF)的标准测试条件下测量。发光强度(Iv)的典型值为60.0毫坎德拉(mcd),最小规定值为36.0 mcd。此强度是使用模拟人眼明视觉响应的传感器和滤光片测量的。视角(2θ1/2)定义为强度降至轴向值一半时的全角,为130度,表明其具有宽广的视角模式。决定感知颜色的主波长(λd)为570 nm(绿色)。峰值发射波长(λp)为574 nm。谱线半宽(Δλ)为15 nm,描述了光谱纯度。在20mA电流下,正向电压(VF)的典型范围为2.1V至2.6V。当施加5V反向偏压时,反向电流(IR)最大为10.0 μA。

3. 分档系统说明

为确保生产一致性,LED会根据性能进行分档。LTST-C198KGKT采用基于发光强度和主波长的二维分档系统。

3.1 发光强度分档

发光强度分为三个档位:N2(36.0 - 45.0 mcd)、P(45.0 - 71.0 mcd)和Q(71.0 - 112.0 mcd)。每个档位内部允许±15%的容差。这使得设计人员可以根据应用所需的亮度水平选择LED,确保使用多个LED的产品在视觉上保持一致。

3.2 主波长分档

决定绿色具体色调的主波长分为三个档位:C(567.5 - 570.5 nm)、D(570.5 - 573.5 nm)和E(573.5 - 576.5 nm)。每个档位的容差为±1 nm。这种严格控制对于颜色一致性要求高的应用(如状态指示灯或全彩显示屏)至关重要。

4. 性能曲线分析

虽然规格书中引用了具体图表(图1、图5),但可以讨论其含义。正向电流(IF)与正向电压(VF)的关系通常是指数关系,遵循二极管方程。设计人员在设计限流电路时必须考虑VF的范围。发光强度与正向电流的关系曲线在工作范围内通常是线性的,但在较高电流下会因热效应而饱和。正向电压的温度依赖性为负(VF随温度升高而降低),这是半导体二极管的典型特性。光谱分布曲线将在574 nm处显示一个峰值,半高宽为15 nm。

5. 机械与包装信息

5.1 封装尺寸与极性

该LED采用EIA标准封装外形。阴极在载带和卷盘包装图中清晰标识。规格书中提供了精确的尺寸图,所有尺寸均以毫米为单位,一般公差为±0.10 mm。0.2毫米的超薄厚度是关键机械规格。

5.2 推荐焊盘设计

提供了建议的焊盘布局,以确保在回流焊过程中形成可靠的焊点并正确对齐。建议包括最大钢网厚度为0.08mm,以控制锡膏量并防止微小元件发生桥连或立碑。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊接温度曲线

提供了符合JEDEC标准的无铅焊接工艺建议红外回流温度曲线。关键参数包括:预热区150-200°C,最长预热时间120秒,峰值温度不超过260°C,液相线以上时间(峰值温度下)最长限制为10秒。该曲线旨在最大限度地减少对LED封装的热应力,同时确保锡膏正确回流。

6.2 储存与操作条件

静电放电(ESD)可能损坏LED。必须使用接地腕带并在正确接地的设备上操作。储存时,未开封的带干燥剂的防潮袋应保存在≤30°C和≤90% RH的条件下,保质期为一年。开封后,LED应储存在≤30°C和≤60% RH的条件下,并在一周内使用。如果脱离原包装储存时间更长,在焊接前应在60°C下烘烤至少20小时,以去除吸收的湿气,防止回流焊过程中发生“爆米花”效应。

6.3 清洗

如果焊接后需要清洗,应仅使用指定的溶剂。建议在室温下将LED浸入乙醇或异丙醇中不超过一分钟。未指定的化学品可能会损坏封装材料或透镜。

7. 包装与订购信息

标准包装为8毫米载带、直径7英寸(178毫米)的卷盘。每整卷包含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。载带和卷盘规格遵循ANSI/EIA 481标准。载带带有顶盖以保护元件,载带中允许的最大连续缺失元件数量为两个。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

此LED适用于普通电子设备。其超薄特性使其成为超薄消费电子产品(智能手机、平板电脑、笔记本电脑)背光、便携设备状态指示灯以及仪器仪表面板照明的理想选择。其高亮度和宽视角使其适用于需要良好可见性的应用。

8.2 设计注意事项

电路设计人员必须实施适当的限流措施(通常使用串联电阻),以确保正向电流不超过30 mA的最大直流额定值。电源设计中必须考虑正向电压变化(2.1V至2.6V)。对于多LED阵列的视觉一致性,指定来自相同发光强度和波长档位的LED至关重要。PCB布局必须遵循推荐的焊盘尺寸和钢网指南,以确保可靠的组装。

9. 技术对比与差异化

LTST-C198KGKT的主要差异化在于其极薄(0.2mm)与AlInGaP技术的结合。与较旧的GaP(磷化镓)绿光LED相比,AlInGaP提供了显著更高的发光效率和更好的温度稳定性。与其他薄型LED相比,其规定的130度视角明显更宽,提供了更好的离轴可见性。与标准红外回流和载带卷盘包装的兼容性使其成为自动化大批量生产的即插即用解决方案,这与一些较旧的通孔或手动放置的LED不同。

10. 常见问题解答(基于技术参数)

问:我可以直接用3.3V或5V微控制器引脚驱动这个LED吗?

答:不可以。必须使用限流电阻。正向电压最大约为2.6V。直接连接3.3V会导致过大电流流过,可能损坏LED。使用公式 R = (Vcc - Vf) / If 计算电阻值。

问:“峰值正向电流”额定值是什么意思?

答:这意味着您可以短暂地用高达80mA的电流脉冲驱动LED,以获得更高的瞬时亮度,但仅限于非常特定的条件下:脉冲宽度0.1ms,占空比10%或更低。这不适用于连续工作。

问:如果LED储存在防潮袋外,为什么需要烘烤?

答:塑料封装会吸收空气中的湿气。在回流焊接的快速加热过程中,这些湿气会急剧汽化,导致内部分层或开裂(“爆米花”效应)。烘烤可以驱除这些吸收的湿气。

11. 实际设计案例

考虑为可穿戴设备设计一个状态指示灯。该设备采用刚挠结合PCB,指示灯区域的高度限制在0.3毫米以下。厚度为0.2毫米的LTST-C198KGKT非常适合。需要一个绿色指示灯来显示“已充满电”。设计人员选择发光强度档位“P”和波长档位“D”的LED,以确保所有设备单元的颜色和亮度一致。LED通过一个限流电阻由设备的3.0V电池轨驱动,工作电流为15 mA(远低于30 mA的最大值),在低功耗下提供充足的亮度。PCB布局采用推荐的焊盘几何形状,组装厂使用提供的回流温度曲线,从而实现了可靠、高良率的生产。

12. 技术原理介绍

该LED基于由AlInGaP材料制成的半导体p-n结。当施加正向电压时,电子和空穴被注入到有源区,并在那里复合。这种复合过程以光子(光)的形式释放能量。AlInGaP合金的具体成分决定了半导体的带隙能量,这直接定义了发射光的波长(颜色)——在本例中,是约570 nm的绿光。超薄封装是通过使用芯片级LED晶粒和最少量的封装材料实现的,这与带有模塑塑料透镜的传统LED不同。

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、更高效率和更好颜色一致性的方向发展。封装高度正从0.2毫米向更薄的尺寸迈进。越来越多地使用先进的半导体材料,如InGaN(用于蓝/绿/白光)和AlInGaP(用于红/橙/黄/绿光),以取代效率较低的材料。集成是另一个趋势,例如多LED阵列或将LED与驱动IC集成在单个封装中。此外,对能源效率的追求推动了更高流明每瓦额定值的发展,从而降低了终端应用的功耗。自动化测试和更严格的分档规格正成为标准,以满足高分辨率显示器和需要精确色彩匹配应用的需求。

LED规格术语详解

LED技术术语完整解释

一、光电性能核心指标

术语 单位/表示 通俗解释 为什么重要
光效(Luminous Efficacy) lm/W(流明/瓦) 每瓦电能发出的光通量,越高越节能。 直接决定灯具的能效等级与电费成本。
光通量(Luminous Flux) lm(流明) 光源发出的总光量,俗称"亮度"。 决定灯具够不够亮。
发光角度(Viewing Angle) °(度),如120° 光强降至一半时的角度,决定光束宽窄。 影响光照范围与均匀度。
色温(CCT) K(开尔文),如2700K/6500K 光的颜色冷暖,低值偏黄/暖,高值偏白/冷。 决定照明氛围与适用场景。
显色指数(CRI / Ra) 无单位,0–100 光源还原物体真实颜色的能力,Ra≥80为佳。 影响色彩真实性,用于商场、美术馆等高要求场所。
色容差(SDCM) 麦克亚当椭圆步数,如"5-step" 颜色一致性的量化指标,步数越小颜色越一致。 保证同一批灯具颜色无差异。
主波长(Dominant Wavelength) nm(纳米),如620nm(红) 彩色LED颜色对应的波长值。 决定红、黄、绿等单色LED的色相。
光谱分布(Spectral Distribution) 波长 vs. 强度曲线 显示LED发出的光在各波长的强度分布。 影响显色性与颜色品质。

二、电气参数

术语 符号 通俗解释 设计注意事项
正向电压(Forward Voltage) Vf LED点亮所需的最小电压,类似"启动门槛"。 驱动电源电压需≥Vf,多个LED串联时电压累加。
正向电流(Forward Current) If 使LED正常发光的电流值。 常采用恒流驱动,电流决定亮度与寿命。
最大脉冲电流(Pulse Current) Ifp 短时间内可承受的峰值电流,用于调光或闪光。 脉冲宽度与占空比需严格控制,否则过热损坏。
反向电压(Reverse Voltage) Vr LED能承受的最大反向电压,超过则可能击穿。 电路中需防止反接或电压冲击。
热阻(Thermal Resistance) Rth(°C/W) 热量从芯片传到焊点的阻力,值越低散热越好。 高热阻需更强散热设计,否则结温升高。
静电放电耐受(ESD Immunity) V(HBM),如1000V 抗静电打击能力,值越高越不易被静电损坏。 生产中需做好防静电措施,尤其高灵敏度LED。

三、热管理与可靠性

术语 关键指标 通俗解释 影响
结温(Junction Temperature) Tj(°C) LED芯片内部的实际工作温度。 每降低10°C,寿命可能延长一倍;过高导致光衰、色漂移。
光衰(Lumen Depreciation) L70 / L80(小时) 亮度降至初始值70%或80%所需时间。 直接定义LED的"使用寿命"。
流明维持率(Lumen Maintenance) %(如70%) 使用一段时间后剩余亮度的百分比。 表征长期使用后的亮度保持能力。
色漂移(Color Shift) Δu′v′ 或 麦克亚当椭圆 使用过程中颜色的变化程度。 影响照明场景的颜色一致性。
热老化(Thermal Aging) 材料性能下降 因长期高温导致的封装材料劣化。 可能导致亮度下降、颜色变化或开路失效。

四、封装与材料

术语 常见类型 通俗解释 特点与应用
封装类型 EMC、PPA、陶瓷 保护芯片并提供光学、热学接口的外壳材料。 EMC耐热好、成本低;陶瓷散热优、寿命长。
芯片结构 正装、倒装(Flip Chip) 芯片电极布置方式。 倒装散热更好、光效更高,适用于高功率。
荧光粉涂层 YAG、硅酸盐、氮化物 覆盖在蓝光芯片上,部分转化为黄/红光,混合成白光。 不同荧光粉影响光效、色温与显色性。
透镜/光学设计 平面、微透镜、全反射 封装表面的光学结构,控制光线分布。 决定发光角度与配光曲线。

五、质量控制与分档

术语 分档内容 通俗解释 目的
光通量分档 代码如 2G、2H 按亮度高低分组,每组有最小/最大流明值。 确保同一批产品亮度一致。
电压分档 代码如 6W、6X 按正向电压范围分组。 便于驱动电源匹配,提高系统效率。
色区分档 5-step MacAdam椭圆 按颜色坐标分组,确保颜色落在极小范围内。 保证颜色一致性,避免同一灯具内颜色不均。
色温分档 2700K、3000K等 按色温分组,每组有对应的坐标范围。 满足不同场景的色温需求。

六、测试与认证

术语 标准/测试 通俗解释 意义
LM-80 流明维持测试 在恒温条件下长期点亮,记录亮度衰减数据。 用于推算LED寿命(结合TM-21)。
TM-21 寿命推演标准 基于LM-80数据推算实际使用条件下的寿命。 提供科学的寿命预测。
IESNA标准 照明工程学会标准 涵盖光学、电气、热学测试方法。 行业公认的测试依据。
RoHS / REACH 环保认证 确保产品不含有害物质(如铅、汞)。 进入国际市场的准入条件。
ENERGY STAR / DLC 能效认证 针对照明产品的能效与性能认证。 常用于政府采购、补贴项目,提升市场竞争力。