双色贴片LED LTST-C295KGKSKT规格书 - 封装尺寸 - 绿/黄 - 20mA - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档详述了一款双色表面贴装LED的规格。该器件将两个独立的AlInGaP半导体芯片集成在一个超薄封装内，能够发出绿色和黄色光。其设计兼容自动化组装工艺和现代无铅焊接技术，适用于大批量生产。

该元件的核心优势包括紧凑的外形尺寸、基于先进AlInGaP技术的高发光强度输出以及符合环保法规。主要面向消费电子、工业指示灯、汽车内饰照明以及需要在小尺寸内实现可靠双色指示的通用信号应用。

2. 技术规格详解

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。不保证在此条件下工作。对于绿色和黄色芯片均适用：

• 功耗 (Pd)：75 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_FP)：80 mA。仅在脉冲条件下（1/10占空比，0.1ms脉冲宽度）允许，以防止过热。
• 连续正向电流 (I_F)：30 mA DC。这是连续工作的推荐最大电流。
• 反向电压 (V_R)：5 V。在反向偏置下超过此电压可能击穿半导体结。
• 工作温度 (T_opr)：-30°C 至 +85°C。保证可靠工作的环境温度范围。
• 存储温度 (T_stg)：-40°C 至 +85°C。

2.2 光电特性

在Ta=25°C和I_F=20mA条件下测量，这些参数定义了器件在正常工作条件下的性能。

• 发光强度 (I_V)：绿色芯片最小值为18.0 mcd，最大值为112.0 mcd。黄色芯片最小值为28.0 mcd，最大值为180.0 mcd。未指定典型值，表明性能由分档系统定义。
• 视角 (2θ_1/2)：130度（典型值）。这种宽视角使得LED适用于需要从广泛视角可见的应用。
• 峰值波长 (λ_P)：574 nm（绿色，典型值）和591 nm（黄色，典型值）。这是发射光功率最大的波长。
• 主波长 (λ_d)：571 nm（绿色，典型值）和589 nm（黄色，典型值）。这是人眼感知的单色波长，定义了CIE色度图上的色点。
• 光谱带宽 (Δλ)：两种颜色均为15 nm（典型值），表明颜色发射相对纯净。
• 正向电压 (V_F)：2.0 V（典型值），20mA时最大2.4 V。这种低电压兼容常见的逻辑电平电源。
• 反向电流 (I_R)：在V_R=5V时，最大10 μA。

3. 分档系统说明

为确保生产中颜色和亮度的一致性，LED被分选到不同的档位。本器件采用发光强度分档系统。

3.1 绿色芯片分档

档位：M (18.0-28.0 mcd)、N (28.0-45.0 mcd)、P (45.0-71.0 mcd)、Q (71.0-112.0 mcd)。每个档位的容差为 +/-15%。

3.2 黄色芯片分档

档位：N (28.0-45.0 mcd)、P (45.0-71.0 mcd)、Q (71.0-112.0 mcd)、R (112.0-180.0 mcd)。每个档位的容差为 +/-15%。

设计人员在订购时必须指定所需的分档代码，以确保其应用达到期望的亮度水平。未标明单独波长/颜色分档，表明在生产过程中对主波长有严格控制。

4. 性能曲线分析

虽然引用了具体的图形数据但未在提供的文本中完全详述，此类器件的典型曲线包括：

• I-V（电流-电压）曲线：显示正向电压与电流之间的指数关系。曲线在约2.0V处有一个特征性的"拐点"电压。
• 发光强度 vs. 正向电流：在达到最大额定电流之前呈相对线性关系，之后由于发热效率可能下降。
• 发光强度 vs. 环境温度：显示随着结温升高，光输出会下降，这是设计中热管理的关键因素。
• 光谱分布：显示相对光功率与波长的关系图，在指定的λ_P处达到峰值，宽度由Δλ定义。

5. 机械与封装信息

该器件采用行业标准SMD封装。关键的机械说明包括：

• 封装为超薄型，高度为0.55毫米。
• 所有尺寸均以毫米为主要单位，除非另有说明，一般公差为±0.10毫米。
• 引脚分配为：绿色LED在引脚1和3，黄色LED在引脚2和4。这种共阴极或共阳极配置（未明确说明，但双色LED典型如此）允许独立控制每种颜色。
• 透镜为水白色，可以看到芯片的真实颜色。
• 提供了详细的封装尺寸图、载带尺寸和卷盘规格（7英寸直径，每盘4000颗），用于PCB焊盘图案设计和自动化处理。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊曲线

提供了针对无铅工艺的建议红外回流焊曲线。关键参数包括：

• 预热：150-200°C。
• 预热时间：最长120秒。
• 峰值温度：最高260°C。
• 液相线以上时间：最长10秒（建议最多进行两次回流焊循环）。
• 该曲线基于JEDEC标准，确保可靠安装而不损坏LED封装或内部引线键合。

6.2 手工焊接

如有必要，允许使用烙铁进行手工焊接，但有限制：

• 烙铁温度：最高300°C。
• 焊接时间：每个焊点最长3秒，仅限一次。

6.3 存储与操作

• ESD预防措施：该器件对静电放电敏感。请使用腕带、接地设备和防静电包装。
• 湿度敏感性：当与干燥剂一起密封在原装防潮袋中时，在≤30°C/90%RH条件下的保质期为一年。一旦开封，LED应在一周内使用，如果存放时间更长，则在回流焊前应进行烘烤（60°C，20小时以上）。
• 清洁：仅使用指定溶剂，如室温下的乙醇或异丙醇，时间少于一分钟。未指定的化学品可能会损坏环氧树脂透镜。

7. 包装与订购

该器件以8毫米载带形式供应在7英寸直径的卷盘上，兼容自动贴片机。剩余物料的最小订购量为500颗。载带和卷盘规格遵循ANSI/EIA 481标准。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

• 状态指示灯：双色功能允许在单个元件占位内显示多种状态（例如，绿色=正常，黄色=警告）。
• 背光：适用于需要可定制颜色反馈的小型LCD显示屏或键盘。
• 消费电子产品：紧凑型设备中的电源按钮、充电状态灯、装饰性照明。
• 汽车内饰：空间有限的仪表盘和控制面板照明。

8.2 设计注意事项

• 限流：始终使用串联电阻或恒流驱动器将每个芯片的正向电流限制在30mA DC或更低。
• 热管理：确保足够的PCB铜面积或散热过孔以散发热量，特别是在接近最大电流或高环境温度下工作时，以维持光输出和寿命。
• PCB焊盘图案：遵循推荐的焊盘尺寸，以确保正确的焊接和机械稳定性。
• 光学设计：130度的宽视角可能需要导光板或扩散片，如果需要更聚焦的光束。

9. 技术对比与差异化

与老式单色LED或使用不同半导体材料（如传统GaP）的LED相比，这款基于AlInGaP的双色LED提供：

• 更高效率：与旧技术相比，AlInGaP技术为琥珀色/黄色/绿色提供了更高的单位电流发光强度（mcd/mA）。
• 节省空间：将两种颜色集成到一个0.55毫米薄的封装中，相比使用两个分立LED，减少了PCB面积和元件数量。
• 工艺兼容性：完全兼容红外回流焊和自动贴装，简化了现代SMT组装线。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

问：我可以同时以30mA驱动绿色和黄色LED吗？

答：每个芯片的绝对最大功耗为75mW。在典型Vf为2.0V和30mA时，每个芯片耗散60mW（P=I*V）。同时驱动两者将总共耗散120mW，这超过了每个芯片的额定值，需要进行仔细的热分析。更安全的做法是在绝对最大值以下工作，例如测试条件中使用的20mA。

问：峰值波长和主波长有什么区别？

答：峰值波长（λ_P）是对LED发射光谱中最高点的物理测量。主波长（λ_d）是基于人眼色觉（CIE图）的计算值，代表我们看到的"颜色"。对于像本LED这样的单色光源，两者非常接近。

问：在设计时如何解读分档代码？

答：选择能保证您所需最低亮度的档位。例如，如果您的设计需要黄色LED至少50 mcd，则必须指定Q档（71.0-112.0 mcd）或更高，因为P档仅保证最高71.0 mcd。

11. 实际设计与使用案例

案例：双状态系统状态指示灯

在一款便携式医疗设备中，使用单个LED来指示电池和系统状态。微控制器独立驱动引脚。

- 电路：两个GPIO引脚，每个通过一个100Ω限流电阻（针对3.3V电源计算约20mA：R = (3.3V - 2.0V) / 0.02A ≈ 65Ω；100Ω提供安全裕量）连接到相应LED颜色的阳极。阴极连接到地。

- 逻辑：绿色 = 系统开启/正常。黄色 = 电池充电/低电量警告。两者均熄灭 = 系统关闭。这种实现方式节省空间，简化用户界面，并遵循提供的曲线使用标准SMT回流工艺组装。

12. 工作原理简介

这款LED基于AlInGaP（铝铟镓磷）半导体材料。当在p-n结上施加正向电压时，电子和空穴被注入到有源区，在那里它们复合。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带隙能量，这直接决定了发射光的波长（颜色）——在本器件中，绿色约为571nm，黄色约为589nm。两个芯片封装在单个环氧树脂封装内，带有透明透镜，可最大限度地减少光吸收并提供环境保护。

13. 技术趋势

LED的发展持续聚焦于与本元件相关的几个关键领域：提高发光效率（每瓦电产生更多光输出）、改善颜色一致性和饱和度、进一步小型化封装、以及在更高温度和湿度条件下增强可靠性。在琥珀-绿色光谱中使用AlInGaP等先进半导体材料代表了一项成熟但优化的技术，为指示灯应用提供了性能、成本和可靠性的良好平衡。未来趋势可能涉及将驱动电子器件集成到封装内，甚至实现更宽光谱的可调性。