LTST-C295TGKSKT 双色贴片LED规格书 - 0.55mm超薄高度 - 绿/黄 - 20mA/30mA - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档提供了LTST-C295TGKSKT的完整技术规格，这是一款双色表面贴装器件（SMD）发光二极管（LED）。该元件专为需要在一个封装内提供两种不同颜色、紧凑且高亮度指示的应用而设计。其主要区别性特征在于其极低的剖面高度，使其适用于空间受限的现代电子设计。

该LED在一个标准的EIA兼容封装内集成了两个独立的半导体芯片：一个用于发射绿光的氮化铟镓（InGaN）芯片和一个用于发射黄光的磷化铝铟镓（AlInGaP）芯片。这种双芯片架构允许独立控制每种颜色，根据驱动电路配置，可实现状态指示、双色信号或简单的颜色混合。该器件以行业标准的8mm编带形式提供，卷绕在7英寸卷盘上，便于大批量电子制造中常见的高速自动化贴片组装工艺。

2. 技术参数深度客观解读

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。不保证在或接近这些极限下工作，电路设计中应避免。

• 功耗（Pd）：绿光芯片为76 mW，黄光芯片为75 mW。此参数结合封装和PCB的热阻，决定了为避免超过结温极限所允许的最大连续正向电流。
• 峰值正向电流（I_FP）：绿光为100 mA，黄光为80 mA。此值在1/10占空比、0.1ms脉冲宽度下规定。它表明LED可以承受短暂的高电流脉冲，适用于多路复用驱动或脉冲亮度应用，但不适用于直流工作。
• 直流正向电流（I_F）：绿光为20 mA，黄光为30 mA。这是在正常条件下可靠长期工作的推荐最大连续电流。
• 温度范围：工作温度：-20°C 至 +80°C；存储温度：-30°C 至 +100°C。工作范围是商用级LED的典型范围。设计人员必须确保环境温度和自发热不会导致LED结温超过其最大额定温度。
• 红外回流焊条件：可承受260°C持续10秒。这对于无铅（Pb-free）回流焊接工艺至关重要，必须在PCB组装过程中严格遵守。

2.2 电气与光学特性

这些是在Ta=25°C、规定测试条件下测得的典型性能参数。它们对于电路设计和光学系统集成至关重要。

• 发光强度（I_V）：在I_F=20mA时以毫坎德拉（mcd）为单位测量。绿光芯片的范围从45.0 mcd（最小值）到280.0 mcd（最大值）。黄光芯片的范围从28.0 mcd（最小值）到450.0 mcd（最大值）。此宽范围通过分档系统进行管理（详见第3节）。测试使用近似CIE明视觉响应曲线的滤光片。
• 视角（2θ_1/2）：两种颜色通常均为130度。这是发光强度降至轴向值一半时的全角。130度角表示非常宽的视角模式，适用于需要从广泛角度可见LED的应用。
• 峰值发射波长（λ_P）：绿光通常为525 nm，黄光通常为588 nm。这是发射光谱中最高点对应的波长。
• 主波长（λ_d）：绿光通常为525.0 nm，黄光通常为587.0 nm。此值源自CIE色度图，是人眼感知到的定义颜色的单一波长。它是比峰值波长更具感知相关性的度量。
• 光谱线半宽（Δλ）：绿光通常为35 nm，黄光通常为20 nm。这表示发射光的光谱纯度或带宽。黄光AlInGaP LED的光谱通常比绿光InGaN LED更窄。
• 正向电压（V_F）：在I_F=20mA时，绿光最大为3.50V，黄光最大为2.40V。这对于设计限流电路至关重要。绿光芯片较高的V_F是InGaN技术的特征。
• 反向电流（I_R）：在V_R=5V时，两者最大均为10 μA。关键注意事项：该器件并非为反向工作而设计。施加超过5V的反向偏压可能导致立即损坏。强烈建议在电路中采取防止反向电压或极性错误连接的保护措施。

3. 分档系统说明

为确保生产中的颜色和亮度一致性，LED被分类到不同的性能档位中。LTST-C295TGKSKT对每种颜色使用发光强度分档系统。

3.1 绿光光强分档

档位由字母代码（P, Q, R, S）定义，并给出在20mA下的最小和最大发光强度值（单位mcd）。每个档位的容差为+/-15%。例如，档位‘P’覆盖45.0至71.0 mcd。设计人员在订购时应指定所需档位代码，以保证组装中多个器件之间的亮度一致性。

3.2 黄光光强分档

黄光芯片使用更广泛的分档范围，代码为N, P, Q, R, S, T，覆盖强度从28.0 mcd（档位N最小值）到450.0 mcd（档位T最大值），每个档位同样具有+/-15%的容差。更宽的范围适应了AlInGaP材料更高的潜在亮度。

4. 性能曲线分析

虽然规格书中引用了具体的图形数据（例如，图1，图6），但提供的数值数据允许分析关键关系。

• IV关系：正向电压（V_F）是在单一测试电流（20mA）下规定的。实际上，V_F与I_F呈对数关系，并且也依赖于温度。使用恒流源而非恒压源驱动LED对于稳定的光输出至关重要。
• 温度特性：LED的发光强度通常随着结温升高而降低。规定的参数是在25°C环境温度下测得的。在高温环境或高驱动电流下，应预期输出会降额。80°C的最高工作温度提供了可靠工作的上限。
• 光谱分布：典型的峰值波长和主波长，以及光谱半宽，共同定义了色点。绿光发射（525nm，35nm半高宽）将呈现为纯绿色，而黄光发射（587nm，20nm半高宽）将是饱和的黄色，区别于琥珀色（约590nm）或纯绿色。

5. 机械与包装信息

5.1 封装尺寸与极性

该器件符合标准EIA SMD封装外形。关键的机械特征是其高度仅为0.55 mm，被描述为“超薄”。引脚分配定义明确：引脚1和3用于绿光阳极/阴极，引脚2和4用于黄光阳极/阴极。确切的内部连接（共阳极或共阴极）在提供的文本中没有明确说明，必须从详细的封装图纸中核实。正确的极性识别对于防止安装过程中损坏至关重要。

5.2 推荐焊盘布局

规格书包含了PCB上焊盘尺寸的建议。遵循这些建议可确保可靠的焊点、适当的热释放，并防止回流焊过程中出现如立碑等问题。焊盘设计也会影响最终安装元件的视角和机械稳定性。

5.3 编带与卷盘包装

LED以8mm宽压纹载带形式提供，卷绕在7英寸（178mm）直径的卷盘上。每卷包含4000片。此包装符合ANSI/EIA 481规范，确保与自动化表面贴装技术（SMT）设备兼容。载带带有用顶盖带密封的口袋。规格说明连续缺失元件最多两个，剩余订单的最小包装数量为500片。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊温度曲线

为无铅组装工艺提供了一个建议的红外（IR）回流焊温度曲线。关键参数包括预热区（150-200°C）、液相线以上的特定时间，以及峰值温度不超过260°C且最长持续10秒。此曲线基于JEDEC标准，旨在作为通用目标。实际曲线必须根据生产中使用的具体PCB设计、焊膏和炉子进行特性化。

6.2 手工焊接注意事项

如果必须进行手工焊接，应使用烙铁头温度不超过300°C，且单次焊接时间应限制在最多3秒。过热或接触时间过长可能损坏LED封装或内部键合线。

6.3 清洗

如果焊接后需要清洗，只能使用指定的溶剂。规格书建议将LED在常温下浸入乙醇或异丙醇中不超过一分钟。使用未指定或强腐蚀性的化学清洁剂可能损坏塑料透镜或封装材料，导致光输出降低或过早失效。

6.4 存储条件

正确的存储对于保持可焊性至关重要。未开封的带干燥剂的防潮袋应存储在≤30°C和≤90%相对湿度下，保质期为一年。一旦原始包装打开，元件应存储在≤30°C和≤60%相对湿度下。建议在开封后一周内完成红外回流焊。对于在原始袋外更长时间的存储，元件应保存在带干燥剂的密封容器或氮气干燥器中。在非理想条件下存储超过一周的元件，在组装前应在约60°C下烘烤至少20小时，以去除吸收的湿气并防止回流焊过程中的“爆米花”现象。

7. 应用建议

7.1 典型应用场景

这款双色LED非常适合空间紧张且需要传达多种状态的状态和指示应用。例如：

• 便携式消费电子产品：电源/充电状态（绿色=已充满，黄色=充电中）、连接指示灯（蓝牙/Wi-Fi），或智能手机、平板电脑、可穿戴设备和无线耳塞上的模式指示灯，受益于其超薄外形。
• 工业控制面板：机器状态指示灯（绿色=运行，黄色=待机/故障）、电平指示灯或人机界面（HMI）上的确认灯。
• 汽车内饰照明：按钮或开关的仪表盘背光、氛围灯，或非关键状态指示灯（需要特定的汽车级认证）。
• 物联网设备和智能家居小工具：网络状态、传感器活动指示或电池电量警告。

7.2 设计考量

• 电流驱动：始终使用串联限流电阻或专用的恒流LED驱动IC。使用公式 R = (V_电源- V_F) / I_F 计算电阻值，使用规格书中的最大V_F以确保I_F不超过极限。请记住每种颜色的V_F不同。
• 热管理：尽管功耗较低，但应确保足够的PCB铜面积或散热过孔，特别是在接近最大电流驱动或高环境温度下，以将结温保持在极限范围内。
• ESD保护：规格书包含关于静电放电（ESD）的警告。这些器件是敏感的。在组装过程中实施ESD安全处理程序（腕带、接地工作站），并在最终应用中，如果可能暴露于潜在的ESD事件，考虑在敏感线路上添加瞬态电压抑制（TVS）二极管或电阻。
• 光学设计：130度的视角提供了宽广的可见性。对于需要更聚焦光束的应用，可能需要外部透镜或导光件。“水清”透镜确保最小的颜色失真。

8. 技术对比与差异化

LTST-C295TGKSKT的主要差异化在于其功能组合：

• 超薄外形（0.55mm）：与许多标准SMD LED（通常为0.6mm、0.8mm或更高）相比，这是一个显著优势，使其能够用于最薄的现代电子设备。
• 单封装双色：与使用两个独立的单色LED实现类似功能相比，这节省了PCB空间并简化了组装。
• 芯片技术：使用InGaN制造绿光、AlInGaP制造黄光，代表了高效率的现代半导体材料，提供了良好的亮度和色彩饱和度。
• 合规性：符合ROHS标准且为绿色产品，确保符合全球环保法规。

9. 常见问题解答（基于技术参数）

问：我可以同时以全直流电流驱动绿色和黄色LED吗？

答：不一定。绝对最大额定值规定了每个芯片的功耗（绿光76mW，黄光75mW）。同时以20mA（绿光）和30mA（黄光）工作将分别导致约70mW（3.5V*20mA）和约72mW（2.4V*30mA）的功耗，这接近各自的极限。必须管理产生的总热量。建议在进行同时全亮度操作时参考热计算或略微降低电流。

问：峰值波长和主波长有什么区别？

答：峰值波长（λ_P）是光谱输出中强度最高点的物理波长。主波长（λ_d）是根据比色法计算出的值，代表对于标准人眼观察者来说，与LED颜色相同的纯单色光的单一波长。λ_d在设计中进行颜色匹配时通常更有用。

问：订购时如何解读分档代码？

答：分档代码（例如，绿光‘S’，黄光‘T’）保证发光强度将落在该代码指定的最小/最大范围内，具有+/-15%的容差。为了产品外观的一致性，为生产批次中的所有器件指定单一分档代码至关重要。如果未指定，您可能会收到产品整体范围内任何档位的LED。

10. 实际设计案例分析

场景：为手持设备设计一个低电量指示灯，该设备由3.3V稳压器供电。当电池电压高于3.6V时指示灯应为绿色，当电压降至3.5V以下时应为黄色。

实施方案：一个带有模数转换器（ADC）的微控制器监控电池电压。使用两个GPIO引脚控制LED。电路将根据内部引脚排列进行配置（例如，如果是共阴极，则阴极引脚接地，微控制器通过限流电阻灌电流来点亮每个阳极）。电阻值将分别计算：R_绿光= (3.3V - 3.5V) / 0.020A = ~ -10Ω（无效）。这表明了一个问题：绿光的V_F（最大3.5V）太接近或超过了电源电压（3.3V）。

解决方案：1) 为绿光LED使用较低的电流（例如10mA），这会降低其V_F。2) 使用电荷泵或升压转换器产生略高的电压（例如4.0V）来驱动LED。3) 使用具有较低V_F的不同绿光LED。此案例突显了在设计过程中尽早根据可用电源电压检查V_F的重要性。

11. 工作原理简介

发光二极管（LED）是一种半导体p-n结器件，通过电致发光发射光线。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结区。当这些载流子复合时，能量被释放。在硅等传统半导体中，这种能量主要是热能。在InGaN和AlInGaP等直接带隙半导体中，这种能量的很大一部分以光子（光）的形式释放。发射光的波长（颜色）由半导体材料的带隙能量（E_g）决定，根据公式 λ = hc/E_g。InGaN材料用于较短波长（蓝光、绿光），而AlInGaP材料用于较长波长（黄光、橙光、红光）。双色LED封装只是容纳了两个具有不同带隙的此类独立半导体芯片。

12. 技术趋势

像LTST-C295TGKSKT这样的LED的发展遵循了几个关键的行业趋势：

• 小型化：封装尺寸和高度的持续减小，以实现更薄、更紧凑的终端产品，如0.55mm的剖面高度所示。
• 集成度提高：将多种功能（如两种颜色）组合到单个封装中，以节省电路板空间并简化组装。
• 材料效率：InGaN和AlInGaP材料外延生长的持续改进带来了更高的内量子效率，允许在较低电流下实现更大亮度，或在相同光输出下降低功耗。
• 先进封装：封装材料和工艺的改进增强了热性能，允许在更小的封装中使用更高的驱动电流，并提高了在恶劣环境条件下的可靠性。
• 自动化兼容性：面向制造的设计（DFM）原则确保组件完全适合高速、精密的自动化组装线，具有标准化编带卷盘包装等特性。