LTST-C230KSKT 反向贴装芯片LED规格书 - 黄色 - 20mA - 2.4V - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档详细阐述了一款采用AlInGaP（铝铟镓磷）技术的高亮度反向贴装芯片LED的规格。该器件专为表面贴装应用设计，采用水清透镜，发出黄色光。产品以8mm编带形式包装，卷绕在7英寸直径的卷盘上，完全兼容自动化贴片组装系统和标准红外（IR）回流焊工艺。本产品符合RoHS（有害物质限制）指令，属于环保产品。

1.1 核心特性与目标市场

该LED的主要特性包括其反向贴装设计（适用于特定的光学或机械布局）以及采用超高亮度的AlInGaP芯片（以其高效率和稳定性著称）。封装符合EIA（电子工业联盟）标准，确保广泛的兼容性。其与集成电路（IC）兼容的驱动特性使其适合直接与微控制器输出或驱动电路接口。该LED主要面向消费电子、工业指示灯、汽车内饰照明以及需要可靠自动化组装的一般背光应用。

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。所有参数均在环境温度（Ta）为25°C下指定。

• 功耗（Pd）：75 mW。这是LED封装能够以热量形式耗散的最大功率。
• 峰值正向电流（I_F(PEAK)）：80 mA。此电流仅在脉冲条件下允许（占空比1/10，脉冲宽度0.1ms），以防止过热。
• 直流正向电流（I_F）：30 mA。这是为保证长期可靠运行而推荐的最大连续电流。
• 反向电压（V_R）：5 V。在反向偏压下超过此电压可能导致结击穿。
• 工作与存储温度范围：-55°C 至 +85°C。该器件额定可在此宽工业温度范围内工作和存储。
• 红外焊接条件：可承受260°C峰值温度10秒，符合无铅（Pb-free）回流焊温度曲线要求。

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）：18.0 - 60.0 mcd（毫坎德拉）。实际强度已分档（见第3节）。测量遵循CIE人眼响应曲线。
• 视角（2θ_1/2）：130度。此宽视角表明其为漫射、非聚焦的光发射模式，适用于区域照明。
• 峰值发射波长（λ_P）：588 nm。这是光谱功率输出达到最大值时的波长。
• 主波长（λ_d）：587 nm。根据CIE色度图计算得出，该单一波长最能代表LED的感知颜色（黄色）。
• 光谱线半宽（Δλ）：15 nm。此窄带宽是AlInGaP LED的特征，提供了饱和的色纯度。
• 正向电压（V_F）：在20mA下为2.0V（最小值），2.4V（典型值）。此参数对于设计限流电路至关重要。
• 反向电流（I_R）：在V_R=5V下最大为10 μA。
• 电容（C）：在V_F=0V，f=1MHz下典型值为40 pF。与高速开关应用相关。

3. 分档系统说明

LED的发光强度被分类为不同档位以确保一致性。档位代码定义了在20mA下测量的最小和最大强度范围。每个档位内的容差为±15%。

• M档：18.0 - 28.0 mcd
• N档：28.0 - 45.0 mcd
• P档：45.0 - 71.0 mcd
• Q档：71.0 - 112.0 mcd
• R档：112.0 - 180.0 mcd

此系统允许设计人员根据应用需求选择具有所需亮度级别的LED，确保多LED阵列的视觉均匀性。

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的典型曲线包括：

• I-V（电流-电压）曲线：显示正向电压与电流之间的指数关系。拐点电压约为2.0-2.4V。
• 发光强度 vs. 正向电流：强度随电流增加近似线性增加，直至达到最大额定电流。
• 发光强度 vs. 环境温度：由于量子效率降低和非辐射复合增加，强度通常随环境温度升高而降低。
• 光谱分布：显示光输出与波长关系的曲线图，峰值在588nm，半宽为15nm。
• 视角分布图：极坐标图，说明了130度的全视角，在此角度下强度降至轴向值的一半。

5. 机械与封装信息

LED采用标准SMD封装。规格书包含器件本身的详细尺寸图（单位：mm）。关键机械说明包括：

• 大多数尺寸的公差为±0.10mm。
• 封装设计用于反向贴装。
• 提供了建议的焊盘尺寸，以确保回流焊过程中可靠的焊点和正确的对位。
• 器件上标有极性，这对于正确安装至关重要。

5.1 编带与卷盘包装

LED以8mm载带形式提供，用顶盖带密封，卷绕在7英寸（178mm）直径的卷盘上。

• 每卷数量：3000片。
• 最小起订量（MOQ）：剩余数量为500片起订。
• 包装标准：符合ANSI/EIA-481规范。
• 缺件：根据卷盘标准，每卷最多允许连续两个空位。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊温度曲线

提供了针对无铅工艺的建议红外回流焊温度曲线。关键参数包括：

• 预热：150-200°C。
• 预热时间：最长120秒。
• 峰值温度：最高260°C。
• 液相线以上时间（峰值处）：最长10秒。LED不应经受超过两次的回流焊。

该曲线基于JEDEC标准。设计人员必须根据其特定的PCB组装工艺（考虑电路板设计、焊膏和炉子特性）进行工艺验证。

6.2 手工焊接

如需手工焊接：

• 烙铁温度：最高300°C。
• 焊接时间：每个引脚最长3秒。
• 仅限一次焊接循环。

6.3 清洗

如需在焊接后进行清洗：

• 仅使用指定溶剂：常温下的乙醇或异丙醇。
• 浸泡时间应少于一分钟。
• 未指定的化学品可能会损坏LED封装。

6.4 存储条件

• 密封包装（带干燥剂）：在≤30°C和≤90%相对湿度下存储。一年内使用。
• 已开封包装：在≤30°C和≤60%相对湿度下存储。对于从防潮包装中取出的元件，建议在672小时（28天，MSL 2a）内完成红外回流焊。
• 长期存储（袋外）：存放在带干燥剂的密封容器或氮气干燥器中。如果存储超过672小时，在焊接前应在60°C下烘烤至少20小时，以去除吸收的水分并防止回流焊过程中的“爆米花”现象。

7. 应用建议与设计考量

7.1 典型应用场景

• 状态指示灯：用于消费电子产品、家电和网络设备。
• 背光：用于键盘按键、薄膜开关或小型LCD面板。
• 汽车内饰照明：用于仪表盘图标、开关照明或氛围灯。
• 工业面板指示灯：在控制面板中提供清晰的视觉状态指示。

7.2 驱动方法与电路设计

LED是电流驱动器件。为确保稳定的光输出和长寿命：

• 务必使用限流电阻或恒流驱动器。不要直接连接到电压源。
• 使用以下公式计算串联电阻：R = (V_电源- V_F) / I_F。为保守设计，请使用规格书中的最大V_F值。
• 例如，使用5V电源，目标I_F=20mA：R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ω。标准的130Ω或150Ω电阻均适用。
• 对于PWM（脉宽调制）调光，确保频率足够高（>100Hz）以避免可见闪烁。

7.3 静电放电（ESD）防护

LED对ESD敏感。在操作和组装过程中务必遵循以下预防措施：

• 使用接地腕带或防静电手套。
• 确保所有工作站、工具和机器正确接地。
• 在ESD安全包装中存储和运输LED。

8. 技术对比与差异化

与传统的直插式LED或其他SMD类型相比，本器件具有以下优势：

• 反向贴装设计：为光学设计提供了灵活性，适用于需要发光面更靠近PCB或特定光提取角度的场合。
• AlInGaP技术：与GaAsP等旧技术相比，提供更高的效率和更好的温度稳定性，从而实现更亮、更一致的黄光输出。
• 全SMD兼容性：编带卷盘包装以及与红外回流焊的兼容性，支持高速、低成本的自动化组装，减少制造时间和人为错误的可能性。
• 宽视角：130度的视角提供了宽广、均匀的照明，而非狭窄光束，非常适合指示灯应用。

9. 常见问题解答（FAQ）

Q1：峰值波长（588nm）和主波长（587nm）有什么区别？

A1：峰值波长是光谱输出最大值的物理点。主波长是根据色度学计算出的值，最接近人眼感知的颜色。对于像这样的单色LED，两者通常非常接近。

Q2：我可以连续以30mA驱动这个LED吗？

A2：可以，30mA是最大额定直流正向电流。然而，为了获得最佳寿命并考虑到升高的环境温度，建议在典型值20mA或以下驱动。始终要考虑PCB上的热管理。

Q3：“反向贴装”是什么意思？

A3：在标准SMD LED中，透镜背向PCB。在反向贴装设计中，LED的安装方式是让透镜面朝向PCB。这通常需要在LED位置下方的PCB上设计一个孔或开口，以便光线射出，从而实现独特的光学集成。

Q4：如何解读型号中的分档代码？

A4：分档代码（例如KSKT）在节选中未完全详述，但通常对应于特定的发光强度范围，有时还包括色度。提供的单独分档列表（M, N, P, Q, R）用于指定订购的强度等级。有关型号后缀的精确映射，请查阅制造商完整的分档文件。

10. 实际设计案例分析

场景：为使用3.3V微控制器电源轨供电的便携设备设计一个低功耗黄色状态指示灯。

设计步骤：

1. 电流选择：选择10mA的驱动电流以实现低功耗，同时保持良好的可见性。根据典型曲线，10mA下的发光强度大致与电流成正比（约为20mA值的一半）。
2. 电阻计算：使用典型V_F= 2.4V，电源=3.3V。R = (3.3V - 2.4V) / 0.01A = 90 Ω。最接近的标准值为91 Ω。
3. 功耗检查：LED功耗：P_LED= V_F* I_F= 2.4V * 0.01A = 24 mW，远低于75 mW的最大值。电阻功耗：P_R= (0.01A)^2 * 91Ω = 9.1 mW。
4. PCB布局：遵循规格书中建议的焊盘尺寸。确保封装上的极性标记与LED的阴极标记匹配。如果使用反向贴装功能，请在LED位置下方的PCB上设计合适的开口。
5. ESD与组装：在组装指南中明确ESD预防措施。使用推荐的回流焊温度曲线参数作为工艺验证的起点。

11. 技术原理简介

该LED基于在衬底上生长的AlInGaP半导体材料。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。在AlInGaP这样的直接带隙材料中，这种复合以光子（光）的形式释放能量。黄光（约587-588 nm）的特定波长由AlInGaP合金成分的带隙能量决定。水清环氧树脂透镜封装芯片，提供机械保护，塑造光输出（130度视角），并提高光提取效率。

12. 行业趋势

SMD LED市场持续向以下方向发展：

• 更高效率：更高的每瓦流明数（lm/W），在相同光输出下降低能耗。
• 小型化：更小的封装尺寸（例如0402、0201），实现PCB上更高的密度。
• 改善颜色一致性：更严格的发光强度和色度坐标分档容差，对于要求外观均匀的应用至关重要。
• 增强可靠性：在高温高湿环境下更好的性能，延长在汽车等严苛环境中的工作寿命。
• 集成化解决方案：内置限流电阻、用于ESD保护的齐纳二极管甚至驱动IC的LED，简化电路设计。

这款反向贴装AlInGaP LED代表了这一大趋势中一个成熟可靠的解决方案，为广泛的指示灯应用提供了性能、成本和可制造性的平衡。