LTST-B32JEGBK-AT 超薄全彩贴片LED规格书 - RGB三色 - 0.65mm超薄高度 - 25mA/20mA正向电流 - 中文技术文档

1. 产品概述

LTST-B32JEGBK-AT是一款紧凑型全彩贴片LED，专为需要在小尺寸空间内实现鲜艳色彩指示或背光的现代电子应用而设计。该器件在单个封装内集成了三个不同的半导体芯片：一个用于发红光的AlInGaP芯片和两个用于发绿光及蓝光的InGaN芯片。这种组合使得通过对三原色光源的独立或组合控制，能够产生宽广的色域。其显著特点是极低的0.65mm剖面高度，适用于垂直空间严重受限的应用，例如超薄消费电子产品、可穿戴设备或精密控制面板。

该LED采用8mm载带包装，卷绕在7英寸直径的卷盘上，符合EIA标准，确保了与大批量制造中常用的高速自动化贴片设备的兼容性。此外，它符合无铅红外（IR）回流焊接工艺要求，符合当代环保法规和制造规范。

1.1 产品特性

• 符合RoHS（有害物质限制）指令。
• 超薄封装，高度仅为0.65mm。
• 采用高效的AlInGaP技术实现红光，InGaN技术实现绿光和蓝光，从而获得高发光强度。
• 采用8mm载带包装于7英寸卷盘，便于自动化操作。
• 符合标准的EIA封装外形。
• 设计兼容集成电路（IC）驱动电平。
• 适用于自动贴装设备。
• 可承受标准的红外回流焊接温度曲线。

1.2 应用领域

• 电信设备、办公自动化设备、家用电器和工业控制系统中的状态与电源指示灯。
• 键盘、按键和控制按钮的背光。
• 微型显示器和符号指示器的照明。
• 需要多色功能的通用信号灯。

2. 技术参数：深入客观解读

LTST-B32JEGBK-AT的性能由一套全面的电气、光学和热学参数定义。理解这些规格对于可靠的电路设计和实现预期的视觉效果至关重要。

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。不保证在或超过这些极限的条件下工作。

• 功耗（Pd）：红光：62.5 mW，绿/蓝光：76 mW。此参数与热阻相结合，决定了防止过热的最大允许功率。
• 峰值正向电流（I_F(PEAK)）：红光：60 mA，绿/蓝光：100 mA。这是最大允许的脉冲电流，通常在低占空比（1/10）和短脉冲宽度（0.1ms）下指定，适用于多路复用或短暂的高亮度脉冲。
• 直流正向电流（I_F）：红光：25 mA，绿/蓝光：20 mA。这是建议用于可靠长期运行的最大连续电流。
• 静电放电（ESD）耐受：红光：2000V（人体模型），绿/蓝光：1000V（人体模型）。绿光和蓝光的InGaN芯片通常比AlInGaP红光芯片对ESD更敏感，因此需要更严格的操作预防措施。
• 工作与存储温度：-40°C 至 +85°C（工作），-40°C 至 +90°C（存储）。这定义了器件可以承受的环境条件。
• 红外焊接条件：可承受260°C峰值温度10秒，这是无铅回流工艺的标准条件。

2.2 电气与光学特性

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

• 发光强度（I_V）：以毫坎德拉（mcd）为单位测量。最小值分别为：红光：26.0 mcd，绿光：122.0 mcd，蓝光：22.0 mcd。由于InGaN材料在该波长下的高效率以及人眼对绿色区域的峰值灵敏度，绿光芯片的输出显著更高。
• 视角（2θ_1/2）：典型值为120度。这个宽视角表明其具有朗伯或近朗伯发射模式，可在广阔区域内提供均匀亮度。
• 峰值发射波长（λ_P）：典型值：红光：632 nm，绿光：518 nm，蓝光：468 nm。这是光谱功率分布达到最大值时的波长。
• 主波长（λ_d）：人眼感知到的、定义颜色的单一波长。指定范围分别为：红光：616-628 nm，绿光：519-537 nm，蓝光：464-479 nm。
• 光谱线半宽（Δλ）：典型值：红光：12 nm，绿光：27 nm，蓝光：20 nm。这表示光谱纯度；值越小意味着光越单色。来自AlInGaP的红光光谱通常比来自InGaN的绿/蓝光更窄。
• 正向电压（V_F）：在5mA时：红光：1.50-2.15V，绿光：2.00-3.20V，蓝光：2.00-3.20V。红光芯片较低的V_F是AlInGaP技术相较于InGaN的特点。
• 反向电流（I_R）：在V_R=5V时最大为10 μA。LED并非设计用于反向偏压工作；此参数仅用于质量测试目的。

3. 分档系统说明

为确保生产中的颜色一致性和亮度匹配，LED根据关键光学参数被分类到不同的档位中。

3.1 发光强度（亮度）分档

每种颜色被分为若干等级（例如，A、B、C...）。发光强度在5mA的标准驱动电流下测量。例如，红光'A'档覆盖26.0-31.0 mcd，而'E'档覆盖54.0-65.0 mcd。绿光和蓝光有各自独立的分档表。每个档位内应用+/-10%的容差。设计者必须指定所需的分档代码，以保证组件中多个单元之间的亮度均匀性。

3.2 色调（主波长）分档

此分档确保颜色一致性。LED根据其主波长进行分类。例如，红光按1 nm步长从616-628 nm分档（档位1-4）。绿光从519-537 nm分档（档位1-6），蓝光从464-479 nm分档（档位1-5）。每个档位有+/-1 nm的容差。在需要精确颜色匹配的应用中，例如多LED显示器或所有红光LED必须看起来相同的状态指示灯，指定色调档位至关重要。

4. 性能曲线分析

虽然规格书中引用了具体图表（图1，图5），但其含义是标准的。

• I-V曲线：正向电压（V_F）随电流（I_F）以典型的二极管非线性、指数方式增加。由于半导体材料和带隙不同，每种芯片颜色的曲线会有所不同。
• 发光强度 vs. 电流：在正常工作范围内，光输出通常与正向电流成正比，但在极高电流下，由于热效应和效率下降，效率可能会降低。
• 光谱分布：保证红光芯片的输出光谱为单峰。图表将显示相对辐射功率与波长的关系，说明峰值波长（λ_P）和光谱半宽（Δλ）。
• 视角分布图：极坐标图（图5）说明了光强度的角度分布，确认了强度降至轴向值一半时的120度视角。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸与引脚定义

该器件遵循标准的SMD封装尺寸。引脚定义明确：引脚2是红光芯片的阴极，引脚3是绿光芯片的阴极，引脚4是蓝光芯片的阴极。共阳极很可能是引脚1（由标准RGB LED配置推断）。所有尺寸均以毫米为单位提供，标准公差为±0.1mm。超薄的0.65mm高度是关键机械特性。

5.2 推荐PCB焊盘布局

提供了焊盘图案设计，以确保正确的焊接和机械稳定性。遵循此推荐的封装尺寸对于实现可靠的焊点、防止立碑现象以及在回流过程中确保正确对位至关重要。

6. 焊接与组装指南

6.1 红外回流焊条件（无铅工艺）

推荐详细回流温度曲线。关键参数包括预热阶段、高于液相线以上的规定时间以及峰值温度不超过260°C，最长10秒。该器件额定最多可承受此温度曲线两次。对于使用烙铁的手动返修，烙铁头温度不应超过300°C，每个焊点的接触时间应限制在3秒以内，且仅限一次。

6.2 存储与操作

• ESD预防措施：必须使用腕带、防静电垫和正确接地的设备，特别是对于ESD敏感的绿光和蓝光芯片。
• 湿度敏感等级（MSL）：该器件等级为MSL 3。当打开原装防潮袋后，若存储在≤30°C/60% RH的条件下，必须在1周内进行回流焊接。若在原装袋外存储更长时间，焊接前需要在约60°C下烘烤至少20小时，以防止回流过程中发生"爆米花"效应。
• 清洁：如果需要进行焊后清洁，只能使用异丙醇或乙醇等醇基溶剂。应在常温下浸泡少于一分钟。未指定的化学品可能会损坏LED封装或透镜。

7. 包装与订购信息

LED以8mm宽度的凸纹载带形式提供，卷绕在标准的7英寸（178mm）直径卷盘上。每卷包含4,000片。载带配有覆盖带以保护元件。卷盘通常每内盒包装三卷。包装符合ANSI/EIA-481规范。部件号LTST-B32JEGBK-AT唯一标识了这款特定的全彩、水清透镜型号。

8. 应用建议与设计考量

8.1 典型应用电路

每个颜色通道（红、绿、蓝）必须独立驱动。每个阳极引脚必须串联一个限流电阻，以设定所需的正向电流并保护LED。电阻值使用欧姆定律计算：R = (V_电源- V_F) / I_F。由于每种颜色的V_F不同，即使使用相同的电源电压和相同的电流驱动，通常也需要三个不同的电阻值。对于精确的电流控制或多路复用多个LED，建议使用专用的LED驱动IC或恒流源。

8.2 热管理

尽管功耗较低，但PCB上良好的热设计对于延长寿命和保持稳定的光输出非常重要。确保连接到散热焊盘（如果有）或LED焊盘的铜箔面积足够，以充当散热器，尤其是在接近最大额定值或高环境温度下工作时。

8.3 光学设计

水清透镜提供宽广、漫射的光型。对于需要聚焦光或特定光束模式的应用，必须考虑LED的120度视角以及封装内三个颜色芯片的空间分离（这会影响近距离的混色效果）来设计二次光学元件（如导光管、透镜或扩散片）。

9. 技术对比与差异化

LTST-B32JEGBK-AT的主要差异化因素在于其在超薄0.65mm封装高度内实现了完整的RGB色域。与使用分立单色LED或更大RGB封装的老技术相比，该器件实现了更纤薄的产品设计。使用AlInGaP实现红光，相较于其他一些红光LED技术，提供了更高的效率和更好的温度稳定性。其与自动化组装和标准回流工艺的兼容性，相较于需要手动焊接或特殊处理的器件，降低了制造复杂性和成本。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

10.1 为何红光（25mA）与绿/蓝光（20mA）的最大直流电流不同？

这种差异源于固有的材料特性和芯片设计。在相同的封装热约束条件下，AlInGaP红光芯片通常可以承受比InGaN绿光和蓝光芯片略高的电流密度，从而具有更高的额定连续电流。

10.2 我可以在共阳极上使用单个电阻驱动所有三种颜色吗？

不可以。由于红、绿、蓝芯片的正向电压（V_F）存在显著差异，将它们并联并连接单个限流电阻将导致电流严重不平衡。具有最低V_F的颜色（红光）将吸收大部分电流，可能超过其额定值，而其他颜色可能很暗或根本不亮。每个颜色通道必须有其独立的限流机制。

10.3 "分档代码"是什么意思？为何指定它很重要？

由于制造差异，LED并非完全相同。它们在生产后根据测量的发光强度和主波长进行分类（分档）。订购时指定分档代码可确保您收到亮度和颜色几乎相同的LED。这对于使用多个LED且需要视觉均匀性的应用（例如背光面板或多段显示器）至关重要。使用不同档位的LED可能导致明显的亮度或颜色差异。

11. 实际设计与使用案例

案例：为网络路由器设计多色状态指示灯

设计者需要三个状态LED（电源、互联网、Wi-Fi），但PCB上只有一个LED的安装空间。因此选择了LTST-B32JEGBK-AT。微控制器独立驱动每种颜色：红色表示"电源关闭/错误"，绿色表示"正常运行"，蓝色表示"Wi-Fi活动"，以及像青色（绿+蓝）这样的组合表示其他状态。0.65mm的高度适合纤薄的路由器外壳。设计者指定了严格的色调档位（例如，绿光档位2：522-525nm）和中档亮度档位，以确保所有制造单元的颜色和亮度一致。组装时使用了推荐的回流温度曲线，并且器件通过了所有可靠性测试。

12. 原理简介

LED中的发光基于半导体材料中的电致发光现象。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，并在那里复合。这种复合以光子（光）的形式释放能量。发射光的颜色（波长）由半导体材料的带隙能量决定。AlInGaP（铝铟镓磷）的带隙对应于红色和琥珀橙色光。InGaN（铟镓氮）具有更宽、可调的带隙，能够发射从紫外到蓝光和绿光光谱的光。通过将这些不同材料的芯片集成到一个封装中，实现了全彩功能。

13. 发展趋势

用于指示灯和背光的贴片LED发展趋势继续朝着更高效率（每瓦更多光输出）、更小封装尺寸和更低剖面高度发展，以实现更薄的终端产品。同时也在推动改善显色性和一致性。此外，将控制电子器件（如驱动器或脉宽调制电路）集成到LED封装本身是一个持续的发展方向，以简化系统设计。先进材料和芯片级封装（CSP）技术的使用可能会进一步推动小型化和性能的极限。