LTST-C195TGKRKT 双色贴片LED规格书 - 尺寸 2.0x1.25x0.55mm - 绿色 3.5V / 红色 2.4V - 76mW - 中文技术文档

1. 产品概述

LTST-C195TGKRKT是一款专为现代电子应用设计的双色表面贴装器件（SMD）LED，适用于对紧凑尺寸和可靠性能有高要求的场景。该器件在单一封装内集成了两种不同的半导体芯片：用于发射绿光的InGaN（氮化铟镓）芯片和用于发射红光的AlInGaP（铝铟镓磷）芯片。其主要设计目标是在超薄外形尺寸下提供高亮度、颜色指示的解决方案，使其非常适合空间受限的设计，例如超薄消费电子产品、可穿戴设备和高级面板指示灯。

该LED的核心优势在于其单一EIA标准封装内实现双色功能，无需使用两个独立元件。它是一款符合RoHS标准的环保产品。器件以8mm载带形式提供，卷绕在7英寸直径的卷盘上，完全兼容大批量制造中使用的高速自动贴片设备。此外，其设计可承受标准的红外（IR）回流焊接工艺，便于轻松集成到自动化PCB组装生产线中。

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。为确保可靠运行，工作条件不应超过这些值。额定值在环境温度（Ta）为25°C时指定。

• 功耗（Pd）：绿色芯片为76 mW，红色芯片为75 mW。此参数表示LED在不发生性能退化的情况下，能够以热量形式耗散的最大功率。
• 峰值正向电流（I_FP）：绿色为100 mA，红色为80 mA。这是最大允许的脉冲电流，通常在1/10占空比和0.1ms脉冲宽度下指定，用于短暂的高强度闪光。
• 直流正向电流（I_F）：绿色为20 mA，红色为30 mA。这是标准亮度运行时的推荐连续工作电流。
• 温度范围：工作温度：-20°C 至 +80°C；存储温度：-30°C 至 +100°C。
• IR回流条件：可承受峰值温度260°C持续10秒，这是无铅（Pb-free）焊接工艺的标准条件。

2.2 电气与光学特性

这些是典型性能参数，测量条件为Ta=25°C且I_F=20mA，除非另有说明。

• 发光强度（I_V）：绿色芯片最小值为112 mcd，最大值为450 mcd。红色芯片最小值为112 mcd，最大值为280 mcd。未指定典型值，表明性能通过分档系统进行管理。
• 视角（2θ_1/2）：两种颜色的典型宽视角均为130度，定义为光强降至轴向值一半时的离轴角度。
• 峰值波长（λ_P）：典型值为525 nm（绿色）和639 nm（红色）。这是发射光谱中最高点对应的波长。
• 主波长（λ_d）：典型值为525 nm（绿色）和631 nm（红色）。这是人眼感知到的单一波长，源自CIE色度图，对于颜色定义至关重要。
• 光谱线半宽（Δλ）：典型值为35 nm（绿色）和20 nm（红色）。这表示光谱纯度；半宽越窄，颜色越饱和、越纯净。
• 正向电压（V_F）：在20mA下，绿色典型值为3.30V（最大3.50V），红色典型值为2.00V（最大2.40V）。这是驱动电路设计和电源选择的关键参数。
• 反向电流（I_R）：在反向电压（V_R）为5V时，两者最大均为10 µA。规格书明确指出该器件并非为反向工作而设计；此测试仅用于表征漏电流特性。

3. 分档系统说明

该产品采用分档系统，根据关键光学参数对LED进行分类，确保批次内的一致性。每个光强档的容差为±15%，主波长档的容差为±1 nm。

3.1 发光强度分档

绿色（@20mA）：

档位代码 R：112.0 – 180.0 mcd

档位代码 S：180.0 – 280.0 mcd

档位代码 T：280.0 – 450.0 mcd

红色（@20mA）：

档位代码 R：112.0 – 180.0 mcd

档位代码 S：180.0 – 280.0 mcd

3.2 主波长分档（仅绿色）

档位代码 AP：520.0 – 525.0 nm

档位代码 AQ：525.0 – 530.0 nm

档位代码 AR：530.0 – 535.0 nm

4. 性能曲线分析

虽然规格书中引用了具体的图形曲线（例如，图1为光谱分布，图6为视角），但其典型解读对于设计至关重要。

• IV曲线：正向电压（V_F）与正向电流（I_F）的关系是非线性的。对于两种芯片，V_F将随I_F的增加而增加，并随结温的升高而降低。强烈建议使用恒流驱动器而非恒压源，以确保稳定的光输出。
• 温度特性：发光强度通常随结温升高而降低。-20°C至+80°C的工作温度范围定义了保证指定性能的环境条件。设计人员必须考虑PCB上的热管理，以防止在高电流或密闭空间中温升过高。
• 光谱分布：与红色（AlInGaP）芯片（20nm）相比，绿色（InGaN）芯片具有更宽的光谱半宽（35nm）。如果与其他LED一起使用，这会影响混色效果，并影响感知的颜色饱和度。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

该器件符合EIA标准封装外形。关键尺寸包括主体尺寸约为2.0mm x 1.25mm，以及至关重要的低剖面高度0.55mm（典型值）。除非另有规定，所有尺寸公差均为±0.10mm。封装采用水清透镜，这对于实现指定的宽视角和保持发光颜色纯净是最佳的。

5.2 引脚分配与极性

该LED有四个端子。绿色芯片连接在引脚1和3之间。红色芯片连接在引脚2和4之间。这种配置允许独立控制每种颜色。每个芯片的阴极/阳极指定必须根据推荐的焊盘布局图进行验证，以确保在PCB设计和组装过程中方向正确。

5.3 建议焊盘尺寸

规格书提供了PCB设计的推荐焊盘图形（封装）。遵循这些尺寸对于实现可靠的焊点、正确的对位以及回流过程中的有效散热至关重要。焊盘设计还有助于防止焊接过程中的“立碑”现象（元件一端翘起）。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊接温度曲线

提供了针对无铅工艺的建议IR回流温度曲线。关键参数包括：

- 预热：150°C 至 200°C。

- 预热时间：最长120秒，以逐渐加热电路板和元件，激活助焊剂并最大限度地减少热冲击。

- 峰值温度：最高260°C。

- 液相线以上时间：元件暴露在峰值温度下的时间不应超过10秒，且此回流循环不应执行超过两次。

该曲线基于JEDEC标准以确保可靠性。然而，规格书正确地指出，最佳曲线取决于具体的电路板设计、元件、焊膏和炉子，因此建议进行特性分析。

6.2 手工焊接

如果必须进行手工焊接，请使用温度不超过300°C的电烙铁，并将每个焊点的接触时间限制在最长3秒。此操作应仅进行一次，以避免对LED芯片和塑料封装造成热损伤。

6.3 存储条件

LED是对湿度敏感的器件（MSD）。

- 密封包装：在≤ 30°C和≤ 90% RH条件下存储。从防潮袋开封之日起一年内使用。

- 已开封包装：在≤ 30°C和≤ 60% RH条件下存储。建议在开封后一周内完成IR回流焊接。对于脱离原包装的长期存储，请使用带干燥剂的密封容器或氮气干燥柜。存储超过一周的元件在焊接前应在约60°C下烘烤至少20小时，以去除吸收的水分并防止“爆米花”现象（回流过程中因蒸汽压力导致封装开裂）。

6.4 清洗

仅使用指定的清洗剂。未指定的化学品可能会损坏塑料封装。如果焊接后需要清洗，请将LED在室温下浸入乙醇或异丙醇中不超过一分钟。除非已验证其兼容性，否则请勿使用超声波清洗，因为它可能引起机械应力。

7. 包装与订购信息

7.1 载带与卷盘规格

该器件以带保护性顶盖带的凸起载带形式提供，卷绕在7英寸（178mm）直径的卷盘上。标准卷盘数量为4000片。对于剩余数量，最小包装数量为500片。包装符合ANSI/EIA 481-1-A-1994规范。每卷最多允许有两个连续的缺失元件（空穴）。

7.2 料号解读

料号LTST-C195TGKRKT遵循制造商的内部编码系统，该系统通常编码有关系列、尺寸、颜色、档位代码和包装的信息。在本例中，“TG”和“KR”可能分别表示绿色和红色的颜色/分档组合。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

• 状态指示灯：双色功能允许从单一元件点发出多种状态信号（例如，绿色=正常/开启，红色=故障/警报，双色=待机/警告）。
• 键盘与图标背光：其超薄外形非常适合为消费电子产品、家电和汽车内饰中的薄型按钮或符号提供背光。
• 面板安装指示灯：适用于空间有限且需要清晰颜色区分的工业控制面板、网络设备和仪器仪表。
• 便携与可穿戴设备：智能手表、健身追踪器和医疗监护仪得益于其低高度和双功能指示灯。

8.2 设计注意事项

• 限流：始终为每个颜色通道使用串联限流电阻或恒流驱动器。根据电源电压（V_CC）、LED在所需电流下的典型V_F以及所需的I_F（例如20mA）计算电阻值。绿色示例：R = (V_CC- 3.3V) / 0.020A。
• ESD防护：LED对静电放电（ESD）敏感。如果走线长度较长或环境易产生ESD，请在LED连接点附近的PCB上实施ESD保护措施（例如TVS二极管）。始终在适当的ESD预防措施（腕带、接地工作站）下处理元件。
• 热管理：尽管功耗较低，但应确保散热焊盘（如有）或引脚周围有足够的铜面积以传导热量，尤其是在高环境温度或接近最大电流下工作时。
• 光学设计：水清透镜和130度视角提供了宽广的漫射光。对于定向光，可能需要外部透镜或导光件。

9. 技术对比与差异化

LTST-C195TGKRKT的主要差异化在于其功能组合：

1. 超薄外形（0.55mm）：比许多标准双色LED更薄，适用于日益纤薄的产品设计。

2. 芯片技术：使用高效的InGaN用于绿色，AlInGaP用于红色，提供良好的亮度和色彩性能。

3. 双芯片集成：在一个行业标准封装尺寸内结合两种颜色，与使用两个独立LED相比，节省了PCB空间和组装成本。

4. 制造兼容性：完全兼容载带卷盘、自动贴装和无铅IR回流工艺，使其非常适合大批量自动化生产。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

Q1：我能否同时以最大直流电流驱动绿色和红色LED？

A：绝对最大额定值规定了每个芯片的功耗（绿色76mW，红色75mW）。同时以20mA（绿色）和30mA（红色）工作，分别产生约66mW（3.3V*0.02A）和60mW（2.0V*0.03A）的功耗，均在限值内。然而，必须考虑微小封装内产生的总热量，在高环境温度下可能需要降额使用。

Q2：峰值波长和主波长有什么区别？

A：峰值波长（λ_P）是发射光谱最高强度点对应的物理波长。主波长（λ_d）是基于人眼色觉（CIE图）计算出的值，代表我们看到的“颜色”。对于单色LED，它们通常很接近，但对于较宽的光谱（如此处的绿色芯片），它们可能略有不同。λ_d对于颜色规格更为相关。

Q3：如果器件不用于反向工作，为什么要在5V下进行反向电流测试？

A：在V_R=5V下进行的I_R测试是对半导体结的质量和漏电流测试。它验证了芯片的完整性。在实际电路中不建议施加反向电压，因为它并非设计用于阻挡显著的反向电压，这样做可能迅速损坏LED。

Q4：如何为我的应用选择合适的档位代码？

A：对于需要在多个单元间保持亮度一致的应用（例如面板上的状态指示灯），指定更严格的光强档位（例如档位S或T）。对于颜色要求严格的应用（例如混色），指定主波长档位（绿色为AP、AQ、AR）。在采购时与供应商协商，确保交付的批次符合您的分档要求。

11. 实际用例

场景：为物联网传感器模块设计双状态指示灯

一个紧凑型物联网传感器模块由于空间限制，需要使用单个LED来指示电源（绿色）和数据传输活动（红色）。选择了LTST-C195TGKRKT。

1. PCB布局：使用推荐的焊盘图形。引脚1和3（绿色）通过一个100Ω电阻连接到一个GPIO引脚，该引脚设置为高电平输出以表示“开启”（对于3.3V电源：(3.3V-3.3V)/0.02A ≈ 0Ω，因此一个小电阻用于限制浪涌电流）。引脚2和4（红色）通过一个68Ω电阻连接到另一个GPIO引脚（对于3.3V电源：(3.3V-2.0V)/0.02A = 65Ω）。

2. 固件：当电源正常时，绿色LED持续点亮。红色LED在数据传输包期间短暂闪烁。

3. 结果：该模块从一个2.0x1.25mm的点提供清晰的双状态指示，占用极小的电路板空间和高度，并使用标准SMT工艺组装。

12. 原理介绍

LED中的发光基于半导体p-n结的电致发光。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到有源区。当这些载流子复合时，它们以光子（光）的形式释放能量。发射光的特定波长（颜色）由有源区所用半导体材料的带隙能量决定。

-绿色LED使用InGaN（氮化铟镓）化合物半导体。调整铟与镓的比例可以调节带隙以产生绿光（约525 nm）。

-红色LED使用AlInGaP（铝铟镓磷）化合物半导体。这种材料体系能高效产生红光、橙光和琥珀光。在此，它被调谐用于发射红光（约631-639 nm）。

两个芯片都封装在一个带有水清环氧树脂透镜的单一塑料封装内，该透镜保护芯片，提供机械稳定性，并塑造光输出模式。

13. 发展趋势

像LTST-C195TGKRKT这样的SMD LED市场在几个关键趋势的推动下持续发展：

1. 小型化：对更薄更小组件的需求持续存在，推动封装高度低于0.5mm，封装尺寸更小。

2. 集成度提高：除了双色，趋势还包括将RGB（三芯片）或RGBW（三芯片+白色）集成到单一封装中，甚至在LED封装内集成驱动IC（“智能LED”）。

3. 更高效率与亮度：外延生长和芯片设计的持续改进带来了更高的发光效率（每电瓦产生更多光输出），允许在相同电流下实现更低的功耗或更高的亮度。

4. 可靠性及热性能改进：封装材料（模塑料、引线框架）的进步增强了对湿度、高温和热循环的抵抗力，延长了工作寿命，特别是在汽车和工业应用中。

5. 颜色一致性及高级分档：对于光通量、色度坐标（CIE图上的x，y）和正向电压的更严格分档容差，正成为显示背光和建筑照明等应用的标准要求，推动了更复杂的生产测试和分选。