SMD LED LTST-T180UBKT 数据手册 - 蓝色 468nm - 120° 视角 - 30mA - 108mW

1. 产品概述

本文件提供了一款表面贴装器件（SMD）发光二极管（LED）的完整技术规格。该元件专为自动化印刷电路板（PCB）组装工艺设计，具有微型化外形，非常适合空间受限的应用。该LED采用InGaN（氮化铟镓）半导体材料产生蓝光，并封装于水清透镜内。

1.1 特性与核心优势

该LED符合《有害物质限制》（RoHS）指令。它以行业标准的8毫米载带、7英寸直径卷盘形式供货，便于与自动化贴片设备兼容。该器件设计为集成电路（IC）兼容，并能承受标准的红外（IR）回流焊接工艺。它已进行预处理，加速至JEDEC（联合电子设备工程委员会）湿度敏感等级3。

1.2 目标市场与应用

该LED适用于广泛的电子设备。主要应用领域包括通信设备、办公自动化设备、家用电器和工业控制系统。其典型用途是作为状态指示灯、信号或符号光源，以及用于前面板背光。

2. 技术参数深度客观解读

2.1 绝对最大额定值

所有额定值均在环境温度 (Ta) 为 25°C 时指定。超出这些限制可能导致永久性损坏。

功耗(Pd): 108 mW。这是器件能够以热量形式耗散的最大功率。
峰值正向电流(I_F(PEAK)): 100 mA。这是最大允许瞬时正向电流，通常在脉冲条件下（1/10占空比，0.1ms脉冲宽度）给出。
DC Forward Current (I_F): 30 mA。这是为确保可靠运行而推荐的最大连续正向电流。
工作温度范围： -40°C 至 +100°C。保证器件在此环境温度范围内正常工作。
储存温度范围： -40°C 至 +100°C。设备在此温度范围内存储不会发生性能退化。

2.2 电气与光学特性

这些参数定义了在Ta=25°C的正常工作条件下LED的典型性能。

发光强度 (I_V): 在正向电流 (I_F) 为20mA时，发光强度为280至560毫坎德拉 (mcd)。强度测量使用近似于CIE明视觉响应曲线的传感器和滤光片进行。
视角 (2θ_1/2): 120度（典型值）。这是光强降至其轴向（轴上）值一半时的全角。
Peak Emission Wavelength (λ_P): 468纳米（nm）典型值。这是光谱功率分布达到最大值时的波长。
主波长 (λ_d): 在 I_F=20mA 时为 465 至 475 nm。这是人眼感知的单色光波长，源自 CIE 色度图。
谱线半宽 (Δλ): 典型值20 nm。这表示出射光的光谱纯度或带宽。
正向电压 (V_F): 在 I =20mA 时为 2.6 至 3.6 伏特。_F这是LED导通电流时两端的电压降。
反向电流 (I_R): 在反向电压(V)为5V时，最大值为10 μA。_R该器件并非为反向工作而设计；此参数仅用于测试目的。

3. Bin分级系统说明

LED根据关键性能参数被分入不同的Bin，以确保同一生产批次内的一致性。

3.1 正向电压 (V_F) 分档

在20mA电流下测量。每个档位的容差为±0.1伏特。

D6: 2.6V (最小值) - 2.8V (最大值)
D7: 2.8V - 3.0V
D8: 3.0V - 3.2V
D9: 3.2V - 3.4V
D10: 3.4V - 3.6V

3.2 发光强度 (I_V) 分档

在20mA电流下以毫坎德拉 (mcd) 为单位测量。每个分档的容差为 ±11%。

T1: 280 mcd (最小值) - 355 mcd (最大值)
T2: 355 mcd - 450 mcd
U1: 450 毫坎德拉 - 560 毫坎德拉

3.3 主波长 (λ_d) 分档

在20mA电流下以纳米(nm)为单位测量。每个分档的容差为±1 nm。

AC: 465.0 nm (最小值) - 470.0 nm (最大值)
AD: 470.0 nm - 475.0 nm

4. 性能曲线分析

提供典型特性曲线以说明关键参数之间的关系。这些曲线对于电路设计和性能预测至关重要。

4.1 正向电流与正向电压关系（I-V特性曲线）

该曲线显示了流经LED的电流与其两端电压之间的指数关系。这对于在驱动电路中选取合适的限流电阻至关重要。

4.2 发光强度与正向电流关系

该图表展示了光输出（单位：mcd）如何随正向电流增加而增加。在推荐工作范围内，通常呈现近似线性的关系，有助于设计人员达到所需的亮度水平。

4.3 光谱功率分布

该曲线绘制了相对光强度与波长的关系，显示峰值位于约468纳米处，光谱半高宽约为20纳米，定义了蓝色光的颜色特性。

5. Mechanical and Package Information

5.1 Package Dimensions

该LED符合EIA（电子工业联盟）标准的SMD封装外形。除非另有说明，所有尺寸均以毫米为单位，通用公差为±0.2mm。图纸包含关键尺寸，如本体长度、宽度、高度和引脚间距。

5.2 推荐的PCB焊接盘布局

提供适用于红外或气相回流焊接的焊盘布局图。该图显示了PCB上推荐的铜焊盘尺寸和间距，以确保形成良好的焊点、机械稳定性和热管理。

5.3 极性识别

阴极（负极端子）通常通过封装上的标记来指示，例如凹口、圆点或切角。在组装过程中，正确的极性方向至关重要。

6. 焊接与组装指南

6.1 IR回流焊接温度曲线

提供了一份符合J-STD-020B标准的无铅焊接工艺建议温度曲线。关键参数包括：

预热温度： 150°C to 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： 最长10秒（最多允许两次回流循环）。

应根据具体的PCB设计、元器件和所用焊膏对温度曲线进行特性分析。

6.2 储存条件

密封包装： 储存于≤30°C且相对湿度≤70%的环境中。若储存于原装内置干燥剂的防潮袋中，保质期为一年。
已开封包装： 对于已从原包装中取出的元器件，储存环境不应超过30°C和60%相对湿度。建议在168小时（7天）内完成红外回流焊。若储存时间超过此期限，请在焊接前以约60°C烘烤至少48小时。

6.3 清洁

若焊接后需进行清洁，请在常温下使用乙醇或异丙醇等醇基溶剂，时间不超过一分钟。避免使用未指定的化学液体。

6.4 手工焊接（电烙铁）

如需手工焊接，请将烙铁头温度限制在最高300°C，且每个引脚焊接时间不超过3秒。此操作仅应执行一次。

7. 封装与订购信息

7.1 卷带包装规格

LED采用8毫米宽压纹载带包装，卷绕在直径为7英寸（178毫米）的卷盘上。每盘包含5000颗。载带凹槽尺寸及卷盘轴心/凸缘尺寸详见图纸，符合ANSI/EIA-481规范。

7.2 包装说明

空置的元件袋需用顶部盖带密封。
剩余批次的最小包装数量为500件。
每卷料带上最多允许连续缺失两个元件（灯）。

8. 应用建议

8.1 典型应用电路

LED是电流驱动器件。为确保并联驱动多个LED时亮度均匀，应为每个LED串联一个限流电阻。一个简单的驱动电路由电压源(V_CC)、串联电阻(R_S)和LED组成。电阻值可根据欧姆定律计算：R_S = (V_CC - V_F) / I_F，其中 V_F 是 LED 在所需电流 I 下的正向电压_F.

8.2 设计考量

热管理： 确保PCB设计允许充分散热，尤其是在接近最大额定电流或功率运行时。
光学设计： 120°的宽广视角使这款LED适用于需要大面积照明或多角度可见的应用。如需更聚焦的光束，请考虑使用透镜或导光件。
ESD Protection： 虽未明确说明，但在操作和组装过程中应遵守标准的静电放电（ESD）预防措施。

9. 技术对比与差异化

这款LED的关键差异化特点在于其结合了相对较高的发光强度（高达560 mcd）与极宽的120度视角。InGaN技术提供了高效的蓝光发射。其与自动化组装和标准红外回流工艺的兼容性，使其成为大批量生产中具有成本效益的选择。详细的分档结构允许设计师为需要颜色或亮度一致性的应用选择参数容差严格的器件。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

10.1 峰值波长与主波长有何区别？

峰值波长 (λ_P峰值波长（λ）是指LED发出最大光功率的物理波长。主波长（λ_d是一个基于人眼颜色感知（CIE色度图）计算得出的值，它代表了与LED感知颜色相匹配的纯光谱色的单一波长。对于像这款蓝色LED这样的单色LED，两者通常接近但并不完全相同。

10.2 我能否使用3.3V电源不串联电阻来驱动这款LED？

不建议这样做。LED的正向电压（V_F工作电压范围为2.6V至3.6V。如果LED的Vf低于3.3V，直接连接3.3V电源可能导致电流过大，从而可能损坏器件。_F 务必使用串联限流电阻或恒流驱动器。

10.3 为什么已开封包装的储存条件比未开封的更为严格？

密封包装内含有干燥剂，以维持极低的湿度水平，从而保护对湿气敏感的器件。一旦开封，LED便会暴露在环境湿度中，湿气可能被塑料封装吸收。在回流焊接过程中，这些被吸收的湿气会迅速膨胀，导致内部分层或“爆米花”现象，从而使封装开裂。168小时的车间寿命和烘烤要求正是为了防止这种失效模式而采取的预防措施。

11. 实际设计与使用案例

场景：为网络路由器设计一个多LED状态指示灯面板。
面板需要10个蓝色状态指示灯。出于美观和功能考虑，亮度均匀性至关重要。
设计步骤：
1. Circuit Design: 使用5V电源轨。假设D8档位的典型V_F 为3.2V，目标I_F 为20mA，计算串联电阻：R = (5V - 3.2V) / 0.02A = 90欧姆。可使用标准的91欧姆电阻。将每个LED串联一个电阻，然后将这10组LED-电阻对并联连接到5V电源上。
2. 元器件选型： 订购时请指定所需分档：例如，V_F 分档 D8，I_V 分档 U1（适用于高亮度），λ_d 使用Bin AC以获得一致的蓝色色调。
3. PCB布局： 按照数据手册推荐的焊盘布局进行设计。确保LED之间有足够的间距以利于散热。
4. 组装： 遵循IR回流焊温度曲线指南。如果电路板组装时，已开封元件的车间寿命超过168小时，请在焊接前执行60°C/48小时的烘烤工艺。

12. 原理介绍

发光二极管（LED）是一种当电流通过时会发光的半导体器件。这种现象称为电致发光。在InGaN LED中，电能促使电子和空穴在半导体有源区内复合，以光子（光）的形式释放能量。光的特定波长（颜色），在本例中为蓝色（约468纳米），由InGaN材料的带隙能量决定。其水晶环氧树脂透镜用于保护半导体芯片、塑造光输出光束（从而形成120°视角）并提高光提取效率。

13. 发展趋势

SMD LED技术的总体趋势持续朝着更高光效（每瓦电能产生更多光输出）、更优颜色一致性与饱和度以及进一步微型化的方向发展。同时，行业也注重提升在更高温度和电流密度工作条件下的可靠性。制造工艺经过优化，以实现更严格的分档公差和更高良率。对能源效率的追求以及物联网和便携式设备的普及，确保了对此类可靠、紧凑、高性能指示LED的持续需求。

LED规格术语

LED技术术语完整解释

光电性能

术语	单位/表示法	简要说明	重要性
发光效能	lm/W (流明每瓦)	每瓦电力的光输出，数值越高表示能效越高。	直接决定能效等级和电费成本。
Luminous Flux	lm (流明)	光源发出的总光量，通常称为“亮度”。	判断光线是否足够明亮。
视角	°（度），例如：120°	光强降至一半时的角度，决定光束宽度。	影响照明范围与均匀性。
CCT (色温)	K (开尔文)，例如 2700K/6500K	光线的暖/冷色调，数值越低越偏黄/暖，数值越高越偏白/冷。	决定照明氛围与适用场景。
CRI / Ra	无量纲，0–100	准确还原物体颜色的能力，Ra≥80为佳。	影响色彩真实性，用于商场、博物馆等高要求场所。
SDCM	MacAdam椭圆步数，例如“5步”	颜色一致性指标，步长值越小表示颜色一致性越高。	确保同一批次LED的颜色均匀一致。
Dominant Wavelength	纳米，例如：620纳米（红色）	对应彩色LED颜色的波长。	决定红色、黄色、绿色单色LED的色调。
Spectral Distribution	波长-强度曲线	显示各波长上的强度分布。	影响显色性和质量。

电气参数

术语	符号	简要说明	设计考量
正向电压	Vf	点亮LED所需的最低电压，类似“启动阈值”。	驱动器电压必须≥Vf，串联LED的电压会累加。
Forward Current	If	常规LED工作电流值。	Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan.
最大脉冲电流	Ifp	短时可耐受的峰值电流，用于调光或闪烁。	Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage.
反向电压	Vr	LED可承受的最大反向电压，超过此值可能导致击穿。	电路必须防止反接或电压尖峰。
Thermal Resistance	Rth (°C/W)	芯片到焊料的热阻，数值越低越好。	高热阻需要更强的散热能力。
ESD Immunity	V (HBM), e.g., 1000V	抗静电放电能力，数值越高表示越不易受损。	生产中需采取防静电措施，特别是对于敏感的LED。

Thermal Management & Reliability

术语	关键指标	简要说明	影响
结温	Tj (°C)	LED芯片内部的实际工作温度。	每降低10°C，寿命可能延长一倍；温度过高会导致光衰和色偏。
Lumen Depreciation	L70 / L80（小时）	亮度降至初始值70%或80%所需的时间。	直接定义了LED的“使用寿命”。
光通维持率	%（例如，70%）	随时间推移保留的亮度百分比。	表示长期使用下的亮度保持率。
Color Shift	Δu′v′ 或麦克亚当椭圆	使用过程中的颜色变化程度。	影响照明场景中的色彩一致性。
Thermal Aging	Material degradation	长期高温导致的性能劣化。	可能导致亮度下降、颜色变化或开路故障。

Packaging & Materials

术语	常见类型	简要说明	Features & Applications
封装类型	EMC, PPA, Ceramic	壳体材料保护芯片，提供光学/热学界面。	EMC：耐热性好，成本低；陶瓷：散热更佳，寿命更长。
Chip Structure	正面，倒装芯片	芯片电极排布。	倒装芯片：散热更佳，效能更高，适用于大功率场景。
荧光粉涂层	YAG, Silicate, Nitride	覆盖蓝光芯片，将部分蓝光转换为黄/红光，混合形成白光。	不同的荧光粉会影响光效、色温（CCT）和显色指数（CRI）。
透镜/光学元件	平面、微透镜、全内反射	控制光分布的表面光学结构。	决定视角与光分布曲线。

Quality Control & Binning

术语	分档内容	简要说明	用途
Luminous Flux Bin	代码，例如：2G、2H	按亮度分组，每组有最小/最大流明值。	确保同批次产品亮度均匀一致。
Voltage Bin	Code e.g., 6W, 6X	按正向电压范围分组。	便于驱动器匹配，提升系统效率。
色容差箱	5阶麦克亚当椭圆	按色坐标分组，确保范围紧凑。	保证颜色一致性，避免灯具内部颜色不均。
CCT Bin	2700K、3000K等。	按相关色温分组，每组有对应的坐标范围。	满足不同场景的相关色温要求。

Testing & Certification

术语	Standard/Test	简要说明	意义
LM-80	光通维持率测试	恒温长期点亮，记录亮度衰减。	用于估算LED寿命（结合TM-21）。
TM-21	寿命估算标准	基于LM-80数据估算实际工况下的寿命。	提供科学的寿命预测。
IESNA	照明工程学会	涵盖光学、电学、热学测试方法。	行业公认的测试基准。
RoHS / REACH	环境认证	确保不含有害物质（铅、汞）。	国际市场的准入要求。
ENERGY STAR / DLC	能效认证	照明产品的能效与性能认证。	用于政府采购、补贴计划，提升竞争力。