LTST-C28NBEGK-2A 全彩贴片LED规格书 - 2.8x3.5x0.25mm - 红/蓝/绿 - 10-20mA - 中文技术文档

1. 产品概述

LTST-C28NBEGK-2A是一款专为现代空间受限的电子应用设计的全彩超薄表面贴装器件（SMD）LED。该元件将三个独立的LED芯片集成在一个紧凑的封装内，可在同一封装位置发出红、蓝、绿三色光。其主要设计目标是便于自动化组装工艺，同时提供适用于各种指示灯和背光功能的高亮度输出。

1.1 核心优势

该器件为设计者和制造商提供了多项关键优势。其0.25毫米的超薄外形使其非常适合垂直空间受限的应用，例如超薄移动设备或显示器。该封装符合EIA标准，确保与广泛的自动化贴片和红外回流焊接设备兼容，从而简化大批量生产。此外，采用先进的InGaN（用于蓝/绿光）和AlInGaP（用于红光）半导体材料，提供了高发光效率和出色的色纯度。

1.2 目标市场与应用

这款LED主要面向消费电子、电信和工业设备市场。其典型应用包括但不限于：智能手机、平板电脑和笔记本电脑中键盘和按键的状态指示灯与背光；网络设备和家用电器中的信号与符号照明；以及需要单点光源发出多种颜色的微型显示器或装饰照明。其可靠性和兼容性使其成为便携式和固定式电子产品的通用选择。

2. 深入技术参数分析

透彻理解电气和光学参数对于成功的电路设计和性能预测至关重要。

2.1 绝对最大额定值

超出这些限制操作器件可能导致永久性损坏。在环境温度（T_F）为25°C时，蓝光和绿光芯片的最大直流正向电流（I_a）规定为10 mA，红光芯片为20 mA。蓝/绿光芯片的最大功耗为38 mW，红光芯片为50 mW。在脉冲条件下（1/10占空比，0.1ms脉冲宽度），器件可承受40 mA的峰值正向电流。工作温度范围为-20°C至+80°C，存储条件为-30°C至+85°C。该元件额定可在峰值温度260°C下进行红外回流焊接，最长不超过10秒。

2.2 电气与光学特性

这些参数在标准测试条件下测量（T_a=25°C，I_F=2mA）。发光强度（I_V）因颜色而异：蓝光范围为18.0-45.0 mcd，红光为28.0-71.0 mcd，绿光为112.0-280.0 mcd。典型视角（2θ_1/2）为120度，提供宽广的漫射光模式。正向电压（V_F）是电源设计的另一个关键参数：蓝光和绿光LED的V_F范围为2.2V至3.0V，而红光LED在2mA电流下工作电压在1.2V至2.2V之间。在5V反向电压（V_R）下，所有颜色的反向漏电流（I_R）保证小于10 μA。

2.3 光谱特性

发射光的颜色由其波长定义。典型的峰值发射波长（λ_P）蓝光为465 nm，红光为632 nm，绿光为518 nm。与感知颜色更密切相关的主波长（λ_d）有指定的分档：蓝光范围为465-475 nm，绿光范围为525-535 nm。光谱线半宽（Δλ）是色纯度的指标，蓝光典型值为25 nm，红光为20 nm，绿光为35 nm。这些值源自1931 CIE色度图。

3. 分档系统说明

为确保生产中的颜色和亮度一致性，LED根据关键性能指标被分类到不同的分档中。

3.1 发光强度分档

LED根据其在标准测试电流2mA下的光输出进行分类。每种颜色都有特定的分档代码及对应的最小和最大发光强度值。例如，蓝光LED分为M档（18.0-28.0 mcd）和N档（28.0-45.0 mcd）。红光LED使用N档（28.0-45.0 mcd）和P档（45.0-71.0 mcd）。通常更亮的绿光LED则分为R档（112.0-180.0 mcd）和S档（180.0-280.0 mcd）。每个强度分档内允许±15%的容差。

3.2 色调（主波长）分档

对于需要精确颜色匹配的应用，例如全彩显示器，LED也会根据其主波长进行分档。蓝光LED提供B档（465.0-470.0 nm）和C档（470.0-475.0 nm）。绿光LED提供C档（525.0-530.0 nm）和D档（530.0-535.0 nm）。每个主波长分档的容差为严格的±1 nm。强度和波长的具体分档代码均标注在产品包装上，使设计者能够选择满足其精确颜色和亮度要求的元件。

4. 性能曲线分析

图形数据提供了器件在不同条件下行为的更深入见解，这对于稳健设计至关重要。

4.1 电流-电压（I-V）特性与发光强度

LED的正向电压（V_F）不是恒定的；它会随着正向电流（I_F）的增加而增加。典型曲线显示了每种颜色芯片的这种关系。在给定电流下，红光LED的正向电压通常低于蓝光和绿光LED，这与其不同的半导体材料（AlInGaP vs. InGaN）一致。同样，发光强度随电流呈超线性增加，在更高电流下可能达到饱和。设计者必须利用这些曲线来选择合适的限流电阻或恒流驱动器，以实现所需的亮度，同时保持在器件的热和电气限制范围内。

4.2 温度依赖性

LED性能受结温影响显著。随着温度升高，在给定电流下，正向电压通常会略微下降，而光输出则会减少。规格书提供了典型的降额曲线，显示了相对发光强度与环境温度的函数关系。理解这种关系对于在宽温度范围运行或热管理较差环境中的应用至关重要，因为它影响长期亮度稳定性和色点。

4.3 光谱分布

光谱功率分布曲线说明了每种颜色在不同波长下发射光的相对强度。蓝光和绿光InGaN芯片通常显示出围绕其峰值波长、更窄、更接近高斯分布的形状。红光AlInGaP芯片的光谱形状可能略有不同。这些曲线对于涉及颜色传感器、滤光片或需要特定光谱内容的应用非常重要，因为它们不仅显示了主色，还显示了邻近波长处的光量。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸与引脚分配

LTST-C28NBEGK-2A符合标准SMD封装尺寸。封装尺寸在详细图纸中提供，所有关键尺寸均以毫米为单位。大多数尺寸的公差为±0.1 mm。该器件有四个引脚。引脚1是所有三个LED芯片的公共阳极。引脚2是红光芯片的阴极，引脚3是蓝光芯片的阴极，引脚4是绿光芯片的阴极。透镜为水白色，使芯片的本色可见。

5.2 推荐PCB焊盘设计

为确保可靠的焊接和最佳的热性能，PCB上推荐使用特定的焊盘图形。该图形包括焊盘尺寸和间距，旨在促进回流焊接过程中形成良好的焊角，同时避免桥连或立碑现象。遵循此推荐布局有助于确保牢固的机械连接和从LED结处高效散热。

6. 焊接与组装指南

6.1 红外回流焊接温度曲线

该器件兼容无铅（Pb-free）红外回流焊接工艺。提供了一个建议的温度曲线，通常包括预热阶段（例如150-200°C）、受控升温、液相线以上时间（TAL）、峰值温度不超过260°C以及受控冷却阶段。关键参数是元件本体暴露在260°C以上的温度不应超过10秒。需要强调的是，最佳曲线可能因具体的PCB组装、焊膏和使用的炉子而异，建议进行板级特性分析。

6.2 存储与操作注意事项

正确的操作对于防止静电放电（ESD）损坏至关重要。建议使用腕带或防静电手套，并确保所有设备接地。对于存储，未开封的湿敏器件（MSL 3）应保存在≤30°C和≤90%相对湿度（RH）的环境中，并在一年内使用。一旦打开原始密封包装，LED应存储在≤30°C和≤60% RH的环境中。从干燥包装中取出超过一周的元件，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，防止回流焊接过程中发生“爆米花”效应。

6.3 清洗

如果焊接后需要清洗，应仅使用指定的溶剂。在室温下将LED浸入乙醇或异丙醇中不超过一分钟是可以接受的。使用未指定或强腐蚀性的化学清洁剂可能会损坏塑料封装或透镜，导致光输出降低或可靠性问题。

7. 包装与订购信息

7.1 编带与卷盘规格

LED按照ANSI/EIA-481规格，包装在8毫米宽的压纹载带上，卷绕在7英寸（178毫米）直径的卷盘上供应。每卷包含3000片。载带的凹槽间距和尺寸设计用于兼容标准自动送料器。顶部覆盖带密封元件凹槽。包装规格还注明，最多允许连续两个缺失元件（空凹槽），剩余批次的最小订购量为500片。

8. 应用说明与设计考量

8.1 电路设计

每个颜色通道（红、绿、蓝）必须通过其自身的限流电路独立驱动，该电路连接到公共阳极（引脚1）和相应的阴极引脚。由于正向电压特性不同，需要对每种颜色进行独立的电流设定计算，以实现均匀的感知亮度或特定的颜色混合。与简单的串联电阻相比，通常更推荐使用恒流驱动器，以获得更好的温度和电源电压变化稳定性，尤其是在电池供电设备中。

8.2 热管理

尽管功耗相对较低（每芯片38-50 mW），但有效的热管理对于维持性能和寿命仍然很重要，尤其是在以或接近其最大额定电流驱动LED时。PCB是主要的散热器。通过推荐的焊盘设计确保良好的热连接，并在必要时在封装下方使用散热过孔或铜箔，有助于将热量从LED结传导出去。

8.3 光学集成

120度的宽视角使这款LED适用于需要宽广、均匀照明而非聚焦光束的应用。对于背光面板或导光板，必须选择能与LED的发射模式和色点有效配合的光学耦合和扩散材料。设计者还应考虑当多个LED紧密放置在一起时可能产生的颜色混合效果，这可用于产生青色、品红色、黄色或白色等二次色。

9. 技术对比与差异化

LTST-C28NBEGK-2A通过其功能组合在市场上脱颖而出。其主要优势是将三个高亮度、不同颜色的芯片集成到一个行业标准的超薄（0.25毫米）封装中。这与使用三个独立的单色LED（占用更多电路板空间）或使用带滤色片的单颗白光LED（效率较低且颜色饱和度较低）等替代方案形成对比。使用AlInGaP制造红光，与GaAsP等旧技术相比，提供了更高的效率和更好的热稳定性，从而产生更亮、更一致的红光输出。其符合自动化组装和回流焊接标准，与需要手动焊接的LED相比，使其成为大规模生产的成本效益选择。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

10.1 我能否同时以最大电流驱动所有三种颜色？

不能，否则会超出封装的总功耗限制。如果所有三个芯片都以最大直流电流（红：20mA，蓝：10mA，绿：10mA）和典型正向电压驱动，总功率可能接近或超过小型封装的综合热容量，导致过热并缩短寿命。设计必须考虑占空比和热环境。对于全白光（三色全亮）应用，通常以较低的电流驱动每个通道以管理总热量。

10.2 为什么每种颜色的正向电压不同？

正向电压是半导体材料带隙能量的基本属性。蓝光和绿光LED使用氮化铟镓（InGaN），其带隙较大，需要更高的电压（通常约2.8V）来“推动”电子穿过带隙并产生光发射。红光LED使用磷化铝铟镓（AlInGaP），其带隙较小，导致正向电压较低（通常约1.8V）。

10.3 订购时如何解读分档代码？

下订单时，您可以指定每种颜色所需的发光强度和主波长分档代码。例如，订购“蓝光：N档，B档”即要求蓝光LED的发光强度在28.0-45.0 mcd之间，主波长在465.0-470.0 nm之间。指定分档可以更严格地控制产品中多个单元之间的颜色一致性和亮度匹配，这对于显示器和指示灯应用至关重要。

11. 实际设计与使用案例研究

考虑一款便携式游戏设备，它使用LTST-C28NBEGK-2A在其控制按钮周围进行多色状态指示。设计挑战在于提供鲜艳、用户可选的颜色（红、绿、蓝、青、品红、黄、白），同时最小化设备电池的功耗。工程师选择了一款低静态电流、三路输出的恒流LED驱动IC。利用规格书中的V_F和I_V曲线，他们将驱动器编程为向红色通道提供5mA电流，向蓝色和绿色通道提供3mA电流，以在最低总电流下产生平衡的白光。他们选择红光P档和绿光S档的LED以确保高亮度，并指定严格的主波长分档（蓝光B档，绿光C档）以保证所有单元颜色一致。PCB布局遵循推荐的焊盘设计，并包含一个连接到地平面的小型散热连接以利于散热。最终组装使用指定的IR回流温度曲线，从而得到可靠、明亮且一致的指示灯，提升了用户体验。

12. 工作原理简介

发光二极管（LED）是一种通过称为电致发光的过程发光的半导体器件。当在半导体材料的p-n结上施加正向电压时，来自n型区域的电子获得足够的能量穿过结，并与p型区域的空穴复合。这种复合事件会释放能量。在LED中，所选的半导体材料使得这种能量主要以光子（光粒子）的形式释放。发射光的特定波长（颜色）由半导体材料的带隙能量决定：较大的带隙产生较短波长（更蓝）的光，较小的带隙产生较长波长（更红）的光。InGaN材料体系用于蓝光和绿光LED，而AlInGaP用于高效红光和琥珀光LED。SMD封装包裹着微小的半导体芯片，通过金属引线提供电气连接，并包含一个模塑塑料透镜来塑造光输出。

13. 技术趋势与发展

受更高效率、更小尺寸、更好显色性和更低成本需求的推动，SMD LED领域持续发展。在LTST-C28NBEGK-2A等元件中可观察到的趋势包括：在保持或增加光输出（更高的流明每瓦效能）的同时，封装尺寸不断缩小；InGaN和AlInGaP芯片背后的材料科学持续改进，导致在高电流下效率下降减少，在高温下性能更好；另一个重要趋势是集成更多功能，例如将RGB LED与专用驱动IC或控制逻辑结合到单个封装中（“智能LED”）。此外，用于白光LED的荧光粉技术的进步，以及为下一代显示器开发微LED，代表了影响多色SMD LED所运行的更广泛光电子生态系统的并行发展路径。