LTST-C235TBKFWT 双色贴片LED规格书 - 封装尺寸 - 蓝/橙色 - 3.3V/2.0V - 76mW/75mW - 中文技术文档

1. 产品概述

LTST-C235TBKFWT是一款双色表面贴装器件（SMD）LED，专为需要紧凑、可靠且高亮度指示解决方案的现代电子应用而设计。它在单个符合EIA标准的封装内集成了两种不同的半导体芯片：用于发射蓝光的InGaN（氮化铟镓）芯片和用于发射橙光的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灵活的信号指示和状态显示。

该产品被归类为绿色产品，符合ROHS（有害物质限制）标准，适用于有严格环保法规要求的市场。它采用8mm载带包装，卷盘直径为7英寸，便于大批量电子制造中常见的高速自动化贴片组装工艺。

1.1 核心特性与优势

• 双色光源：结合了来自独立芯片的蓝光（InGaN）和橙光（AlInGaP）发射。
• 高亮度：采用超高亮度芯片技术，实现强大的发光强度。
• 制造兼容性：完全兼容自动贴装设备和标准的红外（IR）回流焊接工艺。
• IC兼容性：可由大多数逻辑电平输出直接驱动。
• 标准化封装：EIA标准封装确保了与行业设计和组装线的广泛兼容性。

2. 技术参数分析

本节对LTST-C235TBKFWT LED的关键电气和光学参数进行详细、客观的解读。所有数值均在环境温度（Ta）为25°C时指定。

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性损坏的极限。不保证在此条件下运行。

• 功耗（Pd）：蓝光：76 mW，橙光：75 mW。这是LED在直流工作下能够耗散的最大热量功率。
• 峰值正向电流（I_FP）：蓝光：100 mA，橙光：80 mA。这是在脉冲条件下（1/10占空比，0.1ms脉冲宽度）允许的最大瞬时电流。超过此值可能导致灾难性故障。
• 直流正向电流（I_F）：蓝光：20 mA，橙光：30 mA。这是为确保长期可靠运行而推荐的最大连续正向电流。
• 温度范围：工作温度：-20°C 至 +80°C；存储温度：-30°C 至 +100°C。
• 焊接条件：可承受峰值温度为260°C、持续10秒的红外回流焊接。

2.2 电气与光学特性

这些是在指定测试条件下的典型性能参数。

• 发光强度（I_V）：在I_F= 20 mA时以毫坎德拉（mcd）为单位测量。蓝光：最小值 18.0，典型值 45.0，最大值 280.0。橙光：最小值 28.0，典型值未说明，最大值根据表格不适用。这表示LED对人眼的感知亮度。
• 视角（2θ_1/2）：两种颜色通常均为130度。这是发光强度降至其轴向值一半时的全角，定义了光束的扩散范围。
• 峰值波长（λ_P）：蓝光：468 nm（典型值），橙光：611 nm（典型值）。这是光谱输出最强的波长。
• 主波长（λ_d）：蓝光：470 nm（典型值），橙光：605 nm（典型值）。这是最能代表LED感知颜色的单一波长，源自CIE色度图。
• 光谱线半宽（Δλ）：蓝光：25 nm（典型值），橙光：17 nm（典型值）。这衡量了发射光的光谱纯度或带宽。
• 正向电压（V_F）：在I_F= 20 mA时。蓝光：典型值 3.30V，最大值 3.80V。橙光：典型值 2.00V，最大值 2.40V。这是LED工作时两端的电压降。
• 反向电流（I_R）：在V_R= 5V时，两者最大均为10 μA。该器件并非为反向偏压操作而设计；此参数仅用于泄漏特性表征。

3. 分档系统说明

LED的发光强度可能因批次而异。分档系统用于根据测量性能将LED分类到不同的组（档位），以确保最终用户的一致性。

3.1 发光强度分档

LTST-C235TBKFWT使用字母代码表示强度范围。每个档位内的容差为 +/-15%。

蓝光芯片档位：

- M：18.0 - 28.0 mcd

- N：28.0 - 45.0 mcd

- P：45.0 - 71.0 mcd

- Q：71.0 - 112.0 mcd

- R：112.0 - 180.0 mcd

橙光芯片档位：

- N：28.0 - 45.0 mcd

- P：45.0 - 71.0 mcd

- Q：71.0 - 112.0 mcd

- R：112.0 - 180.0 mcd

- S：180.0 - 280.0 mcd

该系统允许设计人员根据应用需求（无论是高环境光下的可见性还是低功耗指示）选择合适的亮度等级。

4. 性能曲线分析

虽然规格书中引用了特定图表（例如图1、图5），但此类LED的典型性能曲线提供了关键的设计见解。

4.1 正向电流与正向电压关系（I-V曲线）

I-V关系呈指数特性。对于蓝光芯片（InGaN，V_F约3.3V），其曲线的拐点比橙光芯片（AlInGaP，V_F约2.0V）更陡峭。这意味着当使用同一电压源驱动以达到相同目标电流（例如20mA）时，需要不同的限流电阻值。

4.2 发光强度与正向电流关系

在推荐的工作范围内，发光强度大致与正向电流成正比。然而，在极高电流下，由于发热增加，效率（单位电输入的光输出）通常会降低。在推荐直流正向电流或低于该电流下工作可确保最佳效率和寿命。

4.3 温度依赖性

LED性能对温度敏感。随着结温升高：

- 发光强度通常会降低。

- 对于给定电流，正向电压通常会略微下降。

- 主波长可能发生偏移（通常向更长波长偏移）。

在PCB设计中，适当的热管理对于在整个工作温度范围内保持稳定的光学性能至关重要。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸与引脚分配

该器件符合EIA标准SMD LED封装尺寸。具体尺寸在规格书图纸中提供。引脚分配对于正确操作至关重要：

- 引脚1和2：蓝光InGaN芯片的阳极和阴极。

- 引脚3和4：橙光AlInGaP芯片的阳极和阴极。

必须查阅封装图纸以识别每种颜色的阳极/阴极极性，避免在PCB布局时连接错误。

5.2 推荐焊盘设计

规格书包含了建议的焊盘尺寸。遵循这些建议可确保可靠的焊点、回流焊过程中的正确对准，并有助于LED封装散热。显著偏离这些焊盘布局可能导致立碑（元件竖立）、焊点不良或热性能下降。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊接温度曲线

规格书提供了针对无铅焊接工艺的建议红外回流温度曲线。关键参数包括：

- 预热：150-200°C，用于逐步加热电路板并激活助焊剂。

- 预热时间：最长120秒，以防止热冲击。

- 峰值温度：最高260°C。

- 液相线以上时间：第3页的曲线图显示了关键的回流区；元件应在足以使焊料熔化（对于SnAgCu焊料通常为217°C以上）的温度下暴露适当的时间（例如60-90秒）。

- 冷却速率：建议进行受控冷却，以最大限度地减少焊点应力。

6.2 手工焊接

如果必须进行手工焊接：

- 使用温度可控的烙铁，最高温度设置为300°C。

- 每个焊点的焊接时间限制在最长3秒。

- 将热量施加到PCB焊盘上，而不是直接施加到LED本体，以防止塑料透镜和半导体芯片受到热损伤。

6.3 清洗

如果需要焊后清洗：

- 仅使用指定的清洗剂。未指定的化学品可能会损坏LED的环氧树脂透镜，导致雾化或开裂。

- 推荐的溶剂是常温下的乙醇或异丙醇。

- 浸泡时间应少于一分钟，以防止溶剂渗入。

6.4 存储与操作

• ESD预防措施：LED对静电放电（ESD）敏感。操作时请使用腕带、防静电垫和正确接地的设备。
• 湿度敏感性：作为表面贴装塑料封装，它具有湿度敏感性。如果打开了原装的密封防潮袋，应在打开后一周内使用元件，或在回流焊前进行烘烤（例如在60°C下烘烤20小时），以去除吸收的水分，防止焊接过程中发生\"爆米花\"损坏。
• 长期存储：对于已开封的包装，请在≤30°C和≤60%相对湿度下存储。对于长期存储，请使用带干燥剂的密封容器。

7. 包装与订购

7.1 载带与卷盘规格

标准包装为8mm压纹载带，卷盘直径为7英寸（178mm）。

- 每卷数量：3000片。

- 最小起订量（MOQ）：剩余数量500片起订。

- 盖带：空位用顶盖带密封。

- 缺件：根据包装标准（ANSI/EIA 481-1-A-1994），最多允许连续缺失两个LED。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

• 状态指示器：双色功能允许多种状态指示（例如，蓝色表示\"开机/待机\"，橙色表示\"故障/充电\"，两者同时亮表示第三种状态）。
• 消费电子产品：笔记本电脑、路由器及外设上的电源按钮、连接状态（Wi-Fi/蓝牙）、电池电量指示器。
• 工业控制面板：机器状态、操作模式指示。
• 汽车内饰照明：低功耗氛围灯或指示灯，但需要特定的汽车级认证。

8.2 设计注意事项

• 限流：始终为每个LED芯片使用串联电阻来设定正向电流。计算公式为 R = (V_电源- V_F) / I_F。为进行保守设计，确保即使存在元件差异也不会超过I_F，应使用规格书中的最大V_F值进行计算。
• 驱动电路：该LED兼容微控制器GPIO引脚。确保GPIO能够吸收/提供所需电流（20-30mA）。对于更高电流或需要多路复用多个LED的情况，请使用晶体管驱动器或专用LED驱动IC。
• 热管理：虽然功耗较低，但应确保PCB布局在焊盘周围提供足够的铜面积以充当散热器，尤其是在高环境温度或最大电流下工作时。
• 光学设计：130度的视角提供了适合直视的宽泛、漫射光型。对于导光管应用，宽视角有助于有效地将光耦合到导光管中。

9. 技术对比与差异化

LTST-C235TBKFWT在其类别中具有特定优势：

• 双芯片 vs. 单芯片：与使用两个独立的单色LED相比，该器件节省了PCB空间，减少了元件数量，并简化了组装。
• 芯片技术：使用InGaN制造蓝光和AlInGaP制造橙光，代表了各自颜色领域成熟、高效的半导体技术，提供了良好的亮度和可靠性。
• 封装标准化：EIA标准封装确保了与大量现有PCB封装和设计库的直接兼容性，降低了设计风险。
• 工艺兼容性：完全兼容红外回流焊和自动贴装，使其成为大批量、成本敏感型制造的理想选择。

10. 常见问题解答（FAQ）

Q1：我可以同时以最大直流电流驱动蓝色和橙色LED吗？

A1：可以，但必须考虑总功耗。同时以20mA（蓝光）和30mA（橙光）工作，功耗约为（3.3V*0.02A）+（2.0V*0.03A）= 0.126W。这低于各自的最大值，但需要检查在您的具体布局中，组合热负载是否超过封装的散热能力。

Q2：峰值波长和主波长有什么区别？

A2：峰值波长（λ_P）是发射光谱中强度最高点的物理波长。主波长（λ_d）是基于人眼颜色感知（CIE图表）计算出的值，定义了我们所看到的\"颜色\"。对于单色LED，两者通常很接近。对于光谱较宽的LED，两者可能不同。

Q3：订购时如何解读分档代码？

A3：分档代码（例如，蓝光\"P\"档，橙光\"Q\"档）规定了该批次保证的最小和最大发光强度范围。订购时必须指定所需的分档，以确保生产运行中亮度的一致性。如果未指定，您可能会收到产品整体范围内任何可用分档的元件。

Q4：这款LED适合户外使用吗？

A4：其工作温度范围（-20°C 至 +80°C）涵盖了许多户外条件。然而，长期户外暴露需要考虑本规格书未涵盖的其他因素：透镜的抗紫外线能力（防止变黄）、抗热循环能力以及防潮气侵入。对于关键的户外应用，请咨询制造商获取扩展的可靠性数据，或考虑专门为户外使用认证的产品。

11. 设计与使用案例研究

场景：为网络交换机设计双状态电源按钮

设计师需要一个LED在单个按钮上同时指示电源状态（开/关）和网络活动（活动/空闲）。

实施方案：

1. 将LTST-C235TBKFWT放置在透明按钮帽后面。

2. 微控制器驱动LED：

- 常亮橙色：电源开启，设备正在启动/空闲。

- 常亮蓝色：电源开启，设备完全运行且空闲。

- 闪烁蓝色：电源开启，检测到网络活动。

- 熄灭：电源关闭。

3. 为每种颜色分别计算限流电阻。对于3.3V MCU电源轨：R_蓝光= (3.3V - 3.3V) / 0.02A = 0Ω（理论值）。实际上，会使用一个小电阻（例如10Ω）来限制浪涌电流并考虑MCU引脚压降。R_橙光= (3.3V - 2.0V) / 0.02A = 65Ω（使用68Ω标准值）。

4. 130度的宽视角确保了按钮从不同视角都能均匀照亮。

成果：仅使用一个元件占位面积，就实现了清晰、紧凑的用户界面和明确的多状态反馈，简化了PCB布局和组装。

12. 技术原理介绍

发光原理：LED是半导体二极管。当施加正向电压时，电子穿过p-n结并在有源区与空穴复合。这种复合以光子（光）的形式释放能量。光的特定波长（颜色）由所用半导体材料的带隙能量决定。

材料科学：

- InGaN（氮化铟镓）：这种材料体系允许调节带隙，以产生从紫外到绿光和蓝光的光。本LED中的蓝光芯片采用此技术。

- AlInGaP（铝铟镓磷）：这种材料体系用于黄、橙、红光谱的高亮度LED。本LED中的橙光芯片采用此技术。

将这两种成熟的材料技术结合在一个封装中，为双色应用提供了可靠的解决方案。

13. 行业趋势与发展

SMD LED领域持续发展。与LTST-C235TBKFWT等元件相关的一般趋势包括：

• 效率提升（lm/W）：外延生长和芯片设计的持续改进带来了更高的发光效率，意味着相同的电输入功率下能获得更多的光输出。
• 小型化：虽然本产品使用标准封装，但行业正朝着更小的封装尺寸（例如0402、0201）发展，以满足移动设备等空间受限应用的需求。
• 颜色一致性改善：更严格的分档公差和制造控制的进步使得LED的色度和亮度在批次间更加一致。
• 更高的可靠性与寿命：封装材料（环氧树脂、引线框架）和芯片结构的改进旨在延长工作寿命，并提高在高温高湿条件下的性能。
• 集成化：除了双色之外，还有集成更多功能的趋势，例如将RGB（红、绿、蓝）LED集成到单个封装中，甚至将LED与控制IC（如驱动器或序列器芯片）结合成更复杂的模块。

LTST-C235TBKFWT代表了在这个不断发展的领域中一个成熟、可靠的解决方案，为主流双色指示应用提供了性能、成本和可制造性之间的平衡。