LTST-C230TBKT-5A SMD LED 数据手册 - 反向安装 - 蓝色 (InGaN) - 2.65-3.15V - 76mW - 英文技术文档

产品概述

LTST-C230TBKT-5A是一款专为现代电子组装工艺设计的表面贴装器件（SMD）发光二极管（LED）。其核心部件是一个超亮氮化铟镓（InGaN）半导体芯片，可发出蓝光。该元件的一个关键区别特征是其反向安装设计，这意味着主要光发射是通过封装的基板侧进行的。这由“Water Clear”透镜描述所表明，与漫射透镜相比，这种透镜通常允许更宽或更特定的视角。该器件以8毫米载带包装，卷绕在7英寸卷盘上，使其完全兼容大批量制造中使用的高速自动化贴片设备。

该产品被归类为绿色产品，这意味着它符合《有害物质限制（RoHS）》指令。它还被设计为与集成电路（IC）兼容，并能承受标准的红外（IR）回流焊接工艺，这对于无铅（Pb-free）印刷电路板（PCB）组装至关重要。

技术参数：深入客观解读

2.1 绝对最大额定值

这些额定值定义了超出后可能对器件造成永久性损坏的极限。它们是在环境温度（Ta）为25°C时规定的。

• 功耗（Pd）： 76 mW。这是LED在不降低其性能或寿命的情况下，能够以热量形式耗散的最大功率。超过此限值，尤其是在较高的环境温度下，可能导致光通量加速衰减和潜在的故障。
• 峰值正向电流 (I_F(PEAK)): 100 mA。这是最大允许瞬时正向电流，但仅在严格的1/10占空比、0.1ms脉宽的脉冲条件下适用。不适用于连续工作。
• 直流正向电流 (I_F): 20 mA。这是为确保长期可靠运行而推荐的最大连续正向电流。大多数电气和光学特性是在5 mA的标准测试电流下测量的。
• Operating & Storage Temperature: 该器件可在-20°C至+80°C的环境下工作，并可在-30°C至+85°C的温度下存储。
• 红外焊接条件： 该封装在回流焊接过程中可承受高达260°C的峰值温度长达10秒，这符合常见的无铅工艺要求。

2.2 光电特性

这些参数是在 Ta=25°C 和 I_F=5 mA 的条件下测得的（除非另有说明），用于定义 LED 的性能。

• 发光强度 (I_V): 范围从最小值 11.2 毫坎德拉 (mcd) 到最大值 45.0 mcd。未指定典型值，表明其性能通过分档进行管理（参见第 3 节）。强度测量使用经过滤光匹配人眼明视觉响应（CIE 曲线）的传感器进行。
• 视角 (2θ_1/2): 130度。这是光强降至轴向（0度）测量值一半时的全角。如此宽的视角是反贴装或侧发光LED的特性，适用于需要宽范围照明的背光和指示灯应用。
• Peak Wavelength (λ_P): 468纳米（nm）。这是光谱功率输出最高的波长。
• 主波长 (λ_d): 范围从465.0 nm到476.5 nm。这是人眼感知到的、定义光色的单一波长，源自CIE色度图。对于颜色规格而言，它是比峰值波长更相关的参数。
• 谱线半宽 (Δλ): 25 nm。这表示发射光的光谱纯度或带宽，以最大强度一半处的宽度来度量。
• 正向电压 (V_F): 在5 mA电流下，范围从2.65V到3.15V。这是LED导通电流时两端的电压降。它是驱动电路设计的一个关键参数。
• 反向电流 (I_R): 在反向电压 (V_R) 为5V时，最大10 μA。此LED并非为反向偏置操作而设计；此参数仅用于漏电流测试。在电路中施加反向电压可能会损坏器件。

3. Binning System 说明

为确保量产一致性，LED会按性能进行分档。LTST-C230TBKT-5A采用三维分档系统。

3.1 正向电压分档

分档编号为1至5，每档覆盖5 mA电流下2.65V至3.15V范围内的0.1V区间。每档容差为±0.1V。这使得设计者能够选择具有相似V_F 的LED，以便在并联阵列中实现均流。

3.2 发光强度分档

亮度分级标记为L1、L2、M1、M2、N1、N2，最小光强范围从11.2 mcd到35.5 mcd。每个分级的容差为±15%。这便于根据应用对亮度的要求进行选择。

3.3 主波长分档

定义了两个分级：AC（465.0-470.0 nm）和AD（470.0-476.5 nm）。容差为±1 nm。这确保了同一批次LED的颜色一致性，对于多段式显示器或混色背光等应用至关重要。

4. 性能曲线分析

虽然文中提及但未提供具体的图形数据，但此类LED的典型曲线通常包括：

• 相对发光强度与正向电流关系图 (I_V 与 I_F): 展示了光输出如何随电流增加而增加，通常在较高电流下，由于发热和效率下降，呈现亚线性增长。
• 正向电压与正向电流关系图 (V_F 与 I_F): 展示了二极管的指数型 I-V 特性。电压随电流增加而上升，并随结温升高而下降。
• 相对发光强度与环境温度关系： 展示了热猝灭效应，即环境温度（进而结温）升高会导致光输出下降。适当的热管理是维持亮度稳定的关键。
• 光谱功率分布： 一幅显示整个波长光谱范围内发射光强度的曲线图，以468纳米的峰值波长为中心，具有特征半高宽。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

该LED符合EIA标准封装外形。除非另有说明，关键尺寸公差为±0.10毫米。确切的焊盘布局和元件高度在数据手册引用的尺寸图中定义。

5.2 极性标识与焊盘设计

对于反向贴装LED，极性标识（阴极/阳极）通常标记在封装顶部，或在焊盘布局图中通过特定的焊盘形状或尺寸差异来指示。数据手册包含建议的焊接焊盘尺寸，以确保可靠的焊点及在回流焊过程中的正确对位。遵循这些建议对于机械稳定性和热性能至关重要。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊温度曲线

本文提供了一种适用于无铅工艺的推荐红外回流焊温度曲线。关键参数包括预热区（150-200°C）、受控升温至峰值温度不超过260°C，以及确保焊点正确形成同时不使LED承受过度热应力的液相线以上时间。该元件可承受此峰值温度最长10秒。此温度曲线基于JEDEC标准，以确保可靠性。

6.2 手工焊接

如果必须使用烙铁进行手工焊接，烙铁头温度不应超过300°C，且单次操作的接触时间应限制在最长3秒。

6.3 清洁

若需在焊接后进行清洁，应仅使用指定溶剂。建议将LED在常温下浸入乙醇或异丙醇中不超过一分钟。未指定的化学品可能损坏塑料封装或透镜。

6.4 储存与处理

• 静电防护注意事项： LED对静电放电（ESD）敏感。操作时应使用腕带、防静电手套及正确接地的设备。
• 湿度敏感性： 本封装对湿度敏感。当与干燥剂一同密封时，应储存在温度≤30°C、相对湿度≤90%的环境中，并在一年内使用。一旦开封，储存环境不应超过30°C和60%相对湿度。暴露时间超过672小时（MSL 2a等级）的元件，在焊接前应在约60°C下烘烤至少20小时，以防止回流焊过程中发生“爆米花”现象。

7. 包装与订购信息

标准包装为采用7英寸（178毫米）直径卷盘的8毫米压纹载带。每卷包含3000件。载带上的空穴由顶部盖带密封。包装符合ANSI/EIA-481规范。对于不足整卷的数量，剩余部分的最小包装数量为500件。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

反向安装设计和宽广视角使得此LED适用于：

• Edge-lit Backlighting: 对于消费电子产品、家用电器和汽车内饰中的LCD显示屏，其光线是从侧面注入导光板的。
• 状态指示灯： 适用于设备前面板，其中宽视角是有益的。
• 装饰照明： 适用于需要侧面发光的标识或重点照明场景。

8.2 设计考量

• Current Driving: 使用恒流驱动器或串联限流电阻以维持LED亮度稳定并防止热失控。标准工作点为5-20 mA直流。
• 热管理： 尽管功耗较低，但确保从LED焊盘到PCB铜层的良好热通路有助于维持性能和寿命，尤其是在较高环境温度或驱动电流下。
• 光学设计： 与漫射透镜相比，清水透镜能产生更聚焦的光束图案。在背光应用的光导或扩散板设计中应考虑这一点。

9. 技术对比与差异化

这款LED的主要区别在于其 反向安装 结构。与顶部发光LED不同，光线通过基板发出，这通常允许更薄的安装高度，以及非常宽的视角，非常适合侧向射入导光板。其使用了 InGaN芯片 在蓝色光谱范围内提供高效率和亮度。符合 自动贴装 和 红外回流焊 其符合标准，使其能作为即插即用组件用于现代大批量SMT组装线，从而有别于老式的通孔或手工组装LED。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

问：我可以让这个LED持续工作在20毫安吗？
答：可以，20毫安是推荐的最大直流正向电流。为了获得最佳寿命并考虑热效应，通常在此值或低于此值下工作，例如标准的5毫安测试电流。

问：部件号中的分档代码（例如-5A）代表什么含义？
A: 虽然摘要中未明确说明，但诸如“-5A”的后缀通常根据提供的分档代码列表，表示正向电压、光强和/或波长的特定分档组合。这便于根据应用需求进行精确选择。

Q: 这款LED需要散热器吗？
A: 在典型环境条件下，工作电流等于或低于20 mA时，PCB本身的铜层通常足以提供散热。若环境温度较高或需在绝对最大额定值下驱动，则建议增强PCB焊盘的热设计。

Q: 我可以将其用于汽车外部照明吗？
答：数据手册指出该LED适用于普通电子设备。对于汽车外部照明等有特殊可靠性要求的应用，必须咨询制造商以验证适用性并获取特定的汽车级资质。

11. 实际应用案例示例

设计案例：小型仪表盘显示屏背光
设计师需要为一块2英寸单色液晶屏提供均匀背光。他们选择了LTST-C230TBKT-5A侧发光LED。四颗LED沿亚克力导光板一侧边缘排列。LED采用串联方式，由恒流驱动器驱动，每颗LED电流设定为15mA，以确保电流和亮度均匀。其130度的宽视角能有效地将光耦合进导光板。设计师选用同一光强档（如M1）和同一波长档（如AC）的LED，以保证整个显示屏的亮度和颜色一致。PCB布局遵循建议的焊盘尺寸，并包含连接到地平面的散热焊盘，以利于散热。

12. 原理介绍

该LED的发光基于InGaN材料制成的半导体p-n结的电致发光原理。当施加正向电压时，电子和空穴被注入有源区并在此复合。在InGaN半导体中，此复合过程释放的能量主要以蓝色光子的形式存在。具体的波长（蓝色）由InGaN合金的带隙能量决定。“反向安装”设计意味着芯片的安装方式使其发光的有源层向下发射光线，穿过芯片的透明衬底，然后由封装的水晶透明环氧树脂透镜进行整形和导向。

13. 发展趋势

此类SMD LED的发展趋势持续朝向更高的发光效率（每瓦电输入产生更多的光输出）、通过更严格的分档提高颜色一致性，以及在更高温度和湿度条件下增强可靠性。封装技术正在不断发展，以实现更小的封装尺寸，同时维持或增加光输出。此外，为了满足全球不断发展的环保法规，更广泛地采用无铅和无卤素材料也是一个强劲的驱动力。将LED集成到自动化组装和检测流程中仍然是一个关键焦点，以确保与工业4.0智能生产线的兼容性。