LTW-C195DSKF-5A 双色贴片LED规格书 - 白光与橙光 - 20-30mA - 72-75mW - 中文技术文档

1. 产品概述

LTW-C195DSKF-5A是一款双色表面贴装器件（SMD）LED，专为需要紧凑、可靠且高亮度指示灯或背光解决方案的现代电子应用而设计。它在一个标准的EIA封装内集成了两种不同的半导体芯片：一个用于发白光的InGaN（氮化铟镓）芯片和一个用于发橙光的AlInGaP（铝铟镓磷）芯片。这种配置允许在单个元件占位面积内实现双色操作，从而节省宝贵的PCB空间。该器件采用8mm编带包装，卷绕在7英寸直径的卷盘上，完全兼容高速自动化贴片组装设备。它被归类为绿色产品，并符合RoHS（有害物质限制）指令。

2. 技术参数详解

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。不保证在或接近这些极限下工作，为确保长期可靠性能，应避免此类操作。

• 功耗：白光芯片：72 mW，橙光芯片：75 mW。这是允许的最大热损耗功率。超过此值可能导致结温过高并加速性能衰减。
• 峰值正向电流_FP：白光：100 mA，橙光：80 mA。这是最大瞬时电流，通常在脉冲条件下（1/10占空比，0.1ms脉冲宽度）规定，以防止短暂瞬态期间的热过载。
• 直流正向电流_F：白光：20 mA，橙光：30 mA。这是正常工作时推荐的最大连续正向电流。橙光芯片可以承受更高的连续电流。
• 反向电压_R：两种芯片均为5 V。施加高于此值的反向电压可能导致击穿和损坏。规格书明确指出反向电压操作不能是连续的。
• 温度范围：工作温度：-20°C 至 +80°C；存储温度：-30°C 至 +100°C。这些定义了功能使用和非工作存储的环境极限。
• 红外回流焊：可承受260°C峰值温度10秒，这与常见的无铅焊料回流曲线相符。

2.2 电气与光学特性

这些是在标准测试条件Ta=25°C和I_F=5mA下测量（除非另有说明）的典型和保证性能参数。

• 发光强度_V：衡量亮度的关键指标。
  • 白光：最小值45.0 mcd，典型值未说明，最大值180.0 mcd。
  • 橙光：最小值11.2 mcd，典型值未说明，最大值71.0 mcd。
  • 测量遵循CIE人眼响应曲线，使用指定的测试设备（如CAS140B）。
• 视角_1/2：两种颜色均为130度（典型值）。这种宽视角是封装透镜设计的特征，提供了适用于指示灯应用的宽广发射模式。
• 波长参数（橙光芯片）：
  • 峰值发射波长_P：611 nm（典型值）。光谱功率输出最高的波长。
  • 主波长_d：605 nm（典型值）。人眼感知到的与LED颜色匹配的单一波长。
  • 光谱线半宽：20 nm（典型值）。峰值强度一半处的发射光谱带宽，表示颜色纯度。
• 色度坐标（橙光芯片）：x=0.3，y=0.3（典型值）。这些CIE 1931坐标定义了色度图上精确的橙色点。这些坐标的容差为±0.01。
• 正向电压_F：
  • 白光：典型值2.75V，最大值3.15V（在I_F=5mA时）。
  • 橙光：典型值2.00V，最大值2.40V（在I_F=5mA时）。
  • 橙光芯片较低的V_F与AlInGaP材料体系一致。
• 反向电流_R：最大值10 µA（白光）和100 µA（橙光）（在V_R=5V时）。这是器件反向偏置时的小漏电流。

静电放电注意事项：LED对静电敏感。操作程序必须包括使用腕带、防静电手套以及正确接地的设备和工作站，以防止ESD或浪涌事件造成的损坏。

3. 分档系统说明

为管理半导体制造中的自然差异，LED会根据性能进行分档。LTW-C195DSKF-5A对发光强度和正向电压采用独立分档。

3.1 发光强度分档_V白光芯片：

• 档位P（45.0-71.0 mcd）、Q（71.0-112.0 mcd）、R（112.0-180.0 mcd）。每个档位内公差为±15%。橙光芯片：
• 档位L（11.2-18.0 mcd）、M（18.0-28.0 mcd）、N（28.0-45.0 mcd）、P（45.0-71.0 mcd）。每个档位内公差为±15%。具体档位代码标记在包装上，允许设计人员为其应用选择亮度一致的LED。
• 3.2 正向电压分档（仅白光芯片）

档位A（2.55-2.75V）、B（2.75-2.95V）、C（2.95-3.15V）。每个档位内公差为±0.1V。_F对V

• 进行分档有助于设计更一致的电流驱动电路，特别是在多个LED串联连接时。
• 3.3 色度分档（橙光芯片颜色）_F橙色通过CIE 1931色度图上定义的六个色度档位（S1至S6）进行精确控制。每个档位有特定的(x, y)坐标边界（例如，S1：x 0.274-0.294，y 0.226-0.286）。每个色度档位内色度坐标(x, y)的容差为±0.01。这确保了在需要精确橙色调的应用中具有非常严格的颜色一致性。

4. 性能曲线分析

规格书引用了典型的特性曲线，这对于理解器件在非标准条件下的行为至关重要。虽然提供的文本未完全详述具体图表，但标准的LED曲线通常包括：

正向电流 vs. 正向电压曲线：

显示指数关系。由于InGaN（白光）和AlInGaP（橙光）芯片的半导体带隙不同，曲线会有所不同，这解释了不同的典型V

• 发光强度 vs. 正向电流曲线：展示光输出如何随电流增加，通常在较高电流下由于热效应和效率下降而呈亚线性增长。_F values.
• 发光强度 vs. 环境温度曲线：显示随着结温升高，光输出下降。这对于热管理设计至关重要。
• 光谱功率分布：对于橙光芯片，此图将显示在约611 nm处的发射峰，并具有指定的20 nm半宽，从而确认颜色特性。
• 5. 机械与封装信息5.1 封装尺寸与引脚定义

该器件采用标准的EIA封装外形。除非另有说明，关键尺寸公差为±0.10 mm。双色功能的引脚定义明确：

引脚1和3：InGaN白光芯片的阳极/阴极。

引脚2和4：AlInGaP橙光芯片的阳极/阴极。

• 这种4引脚配置允许独立控制两种颜色。透镜材料指定为黄色，这可能作为白光芯片的扩散器或波长转换器，并可能轻微影响橙光输出的色调。
• 5.2 推荐焊盘布局

规格书包含一个推荐的焊盘布局（焊盘尺寸）供PCB设计使用。遵循此指南可确保回流焊期间形成良好的焊点、良好的机械稳定性以及从LED封装到PCB的最佳散热。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊工艺

该LED兼容红外回流焊工艺。其可承受的最大条件是260°C持续10秒，这是无铅组装的标准。规格书隐含了建议的回流曲线，通常包括预热区、快速升温至峰值温度、高于液相线的短暂时间以及受控的冷却阶段。遵循此曲线可防止热冲击和焊接缺陷。

6.2 存储与操作

密封包装：

存储在≤30°C和≤90%相对湿度下。当带有干燥剂的防潮袋完好时，应在一年内使用。

• 已开封包装：对于从密封袋中取出的元件，存储环境不应超过30°C / 60%相对湿度。强烈建议在开封后一周内完成红外回流焊工艺。
• 长期存储（已开封）：如果存储超过一周，LED应保存在带有干燥剂的密封容器或氮气干燥器中。在袋外存储超过一周的元件在焊接前需要进行烘烤预处理（约60°C至少20小时），以去除吸收的水分并防止回流焊期间的“爆米花”效应。
• 6.3 清洗如果需要进行组装后清洗，仅使用指定的溶剂。将LED在常温下浸入乙醇或异丙醇中不超过一分钟是可以接受的。禁止使用未指定的化学清洁剂，因为它们可能损坏LED的环氧树脂透镜或封装。

7. 包装与订购信息

7.1 编带与卷盘规格

产品采用行业标准的压纹载带和保护盖带包装，卷绕在7英寸（178 mm）直径的卷盘上。

每卷数量：

3000片。

• 最小起订量：剩余数量为500片。
• 编带宽度：8 mm。
• 包装标准：符合ANSI/EIA-481-1-A-1994元件包装规范。
• 质量：编带中连续缺失元件（空穴）的最大数量为两个。
• 提供了载带（穴距、深度）和卷盘（轴心直径、法兰直径）的详细尺寸图，以确保与自动化设备送料器的兼容性。8. 应用建议

8.1 典型应用场景

双色状态指示灯：

适用于设备面板，单个LED可显示多种状态（例如，白色表示“开启/激活”，橙色表示“待机/警告”）。

• 消费电子产品背光：可用于需要双色效果的设备中的按钮或装饰照明。
• 汽车内饰照明：用于可在白色和橙色色调之间切换的氛围照明。
• 工业控制面板：在各种操作模式下提供清晰、明亮的状态指示。
• 8.2 设计注意事项限流：

始终为每个芯片使用串联限流电阻或恒流驱动器。根据电源电压和所需工作电流（不超过I

• DC）下的最大正向电压进行计算。热管理：_{尽管功耗较低，但确保焊盘周围有足够的PCB铜面积有助于散热，维持光输出和寿命，尤其是在较高的环境温度或驱动电流下。}ESD保护：_F在易发生静电放电的环境中，在驱动LED的信号线上加入ESD保护二极管。
• 光学设计：130度的视角提供了宽广的覆盖范围。对于更定向的光线，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-C195DSKF-5A在其类别中具有特定优势：
• 双芯片集成：在一个封装内结合了两种不同的半导体技术（白光用InGaN，橙光用AlInGaP），与试图通过荧光粉覆盖实现双色的单芯片LED相比，为每种颜色提供了更优异的色彩性能和亮度。

独立控制：

独立的阳极/阴极允许完全独立地驱动和调光每种颜色，实现了共阴/共阳极双色LED无法实现的动态混色或序列控制。

• 高亮度橙光：橙光芯片采用AlInGaP技术，与旧技术相比，通常在特定波长下具有更高的效率和更亮的输出。
• 坚固的封装：兼容红外回流焊和编带卷盘包装，使其适用于全自动化、大批量的表面贴装生产线。
• 10. 常见问题解答（基于技术参数）Q1：我可以同时以最大直流电流驱动白光和橙光芯片吗？
• A：不一定。您必须考虑总功耗。同时以20mA（约2.75V）驱动白光和30mA（约2.00V）驱动橙光，总功率约为112.5 mW，如果散热不足，可能会超过小型封装的热设计极限。更安全的做法是在绝对最大值以下工作或实施热降额。Q2：峰值波长和主波长有什么区别？

A：峰值波长（λ

=611 nm）是LED发射光谱的物理峰值。主波长（λ

=605 nm）是感知峰值——人眼感知到的与LED颜色匹配的纯光谱光的单一波长。它们通常不同，尤其是对于较宽的光谱。

Q3：为什么已开封包装的存储湿度要求更严格？

A：SMD LED中使用的环氧树脂模塑料会从空气中吸收水分。在高温回流焊过程中，这些被困住的水分会迅速汽化，产生内部压力，可能导致封装开裂（“爆米花”效应）。焊接前的烘烤过程可以驱除这些吸收的水分。_PQ4：如何解读色度档位坐标（例如S1）？_dA：像S1这样的档位的四个(x,y)坐标对定义了CIE色度图上一个四边形的角点。任何测量色度坐标落在此四边形内的LED都被归入S1档位。这是一种比简单的波长分档更精确的定义色彩空间的方法。

11. 实际设计案例

场景：

为消费类音频放大器设计一个多状态电源按钮。按钮需要指示：关闭（熄灭）、待机（橙色脉冲）、开启（白色常亮）。

使用LTW-C195DSKF-5A实现：

1. 将LED放置在半透明按钮帽后面。

2. 微控制器通过两个独立的GPIO引脚驱动两种颜色，每个引脚都有自己的串联限流电阻，按5mA驱动电流计算（以实现长寿命和适中亮度）。关闭状态：

两个MCU引脚均设置为高阻输入或输出低电平。

待机状态：

连接到橙光LED（引脚2/4）的MCU引脚使用PWM信号驱动以产生脉冲效果。白光LED引脚保持关闭。

3. 开启状态：用于白光LED（引脚1/3）的MCU引脚持续输出高电平。橙光LED引脚关闭。

4. 此设计仅占用一个元件占位面积，简化了组装，并利用两个芯片提供的高质量、一致的光线，提供了清晰、独特的视觉反馈。12. 技术原理简介

5. LTW-C195DSKF-5A采用了两种不同的固态照明技术：InGaN（白光芯片）：



通常，一个发蓝光的InGaN LED芯片与黄色荧光粉涂层（YAG:Ce）结合。部分蓝光逸出，其余部分被荧光粉下转换为黄光。蓝光和黄光的混合被人眼感知为白光。黄色的封装透镜也可能有助于混色或扩散。

AlInGaP（橙光芯片）：

这种材料体系生长在衬底（通常是GaAs）上，经过设计使其直接带隙对应于光谱中红、橙、黄区域（大约590-650 nm）的光发射。它在此范围内产生饱和颜色的效率很高。橙光输出是由半导体材料本身内部的电子-空穴复合直接产生的，无需荧光粉。

• 电致发光是核心原理：当在半导体p-n结上施加正向电压时，电子和空穴复合，以光子（光）的形式释放能量。光的波长（颜色）由半导体材料的带隙能量决定。13. 发展趋势
• SMD LED领域持续发展，以下趋势为LTW-C195DSKF-5A等器件提供了背景：效率与光通量提升：

外延生长、芯片设计和封装提取效率的持续改进，使得每mA输入电流能产生更高的mcd输出，从而实现更低的功耗或更亮的显示。

小型化：

虽然这是一个标准的EIA封装，但行业正在推动更小的占位面积（例如0402、0201）以适应超紧凑设备，尽管这通常以牺牲总光输出或热性能为代价。

• 颜色一致性与分档改进：制造过程控制的进步使得V
• 、I和色度的分布更集中，减少了所需的分档数量，并确保批量生产中性能更均匀。
• 集成化解决方案：趋势是LED内置电流调节器、ESD保护，甚至简单的控制逻辑（“智能LED”），以简化最终用户的电路设计。_F关注可靠性与寿命：_V增强的透镜和封装材料，提供更好的耐热、耐湿和耐短波光性能，从而延长工作寿命，这对于工业和汽车应用尤为重要。
• Integrated Solutions:A trend towards LEDs with built-in current regulators, ESD protection, or even simple control logic ("smart LEDs") to simplify circuit design for the end user.
• Focus on Reliability and Lifetime:Enhanced materials for lenses and encapsulants that offer better resistance to heat, humidity, and short-wavelength light, leading to longer operational lifespans, especially important for industrial and automotive applications.