SMD LED LTST-T680TBWT 规格书 - 蓝色散射光 - 20mA - 80mW - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档详细说明了一款表面贴装器件（SMD）LED的规格。该元件专为自动化印刷电路板（PCB）组装工艺设计，适用于空间受限的关键应用。该LED采用散射透镜，与透明或水清透镜相比，能提供更宽、更均匀的光分布，非常适合需要减少眩光的指示灯和背光用途。

1.1 核心优势与目标市场

该LED的主要优势包括符合RoHS（有害物质限制）指令，使其适用于具有严格环保法规的全球市场。它采用8mm载带包装，卷绕在7英寸直径的卷盘上，与大批量电子制造中使用的标准自动化贴片设备兼容。该器件还设计为兼容红外（IR）回流焊接工艺，这是SMD组装的行业标准。其集成电路（I.C.）兼容的驱动特性简化了电路设计。该元件的主要目标市场是电信设备、办公自动化设备、家用电器和工业设备，通常用于状态指示、信号和符号照明以及前面板背光。

2. 深入技术参数分析

本节详细分析了LED在标准测试条件（Ta=25°C）下的工作极限和性能特征。理解这些参数对于可靠的电路设计和确保元件寿命至关重要。

2.1 绝对最大额定值

绝对最大额定值定义了可能导致器件永久损坏的应力极限。这些不是连续工作的条件。

• 功耗（Pd）：80 mW。这是LED封装可以耗散为热量的最大功率。超过此限制可能导致过热并加速半导体材料的退化。
• 峰值正向电流（I_FP）：100 mA。这是最大允许的瞬时正向电流，通常在脉冲条件下指定（1/10占空比，0.1ms脉冲宽度）。它显著高于连续电流额定值，与短暂的高强度闪光相关。
• 直流正向电流（I_F）：20 mA。这是正常操作时推荐的最大连续正向电流。在此电流或以下驱动LED可确保最佳性能和寿命。
• 工作温度范围（T_opr）：-40°C 至 +85°C。保证器件在此环境温度范围内按规格工作。
• 存储温度范围（T_stg）：-40°C 至 +100°C。器件在不通电的情况下，可在此温度范围内存储而不会退化。

2.2 电气与光学特性

这些参数描述了LED在其推荐条件（I_F= 20mA，Ta=25°C）下工作时的典型性能。

• 发光强度（I_V）：140.0 - 450.0 mcd（毫坎德拉）。这是对发射光感知功率的度量。宽范围表明该器件有不同的亮度分档（见第3节）。强度使用经过滤以匹配人眼明视觉响应（CIE曲线）的传感器测量。
• 视角（2θ_1/2）：120度（典型值）。视角定义为发光强度为轴向（0度）测量强度一半时的全角。120度的角度表示光束非常宽，这是散射透镜的特征。
• 峰值发射波长（λ_P）：468 nm（典型值）。这是发射光的光谱功率分布达到最大值时的波长。它是所用InGaN（氮化铟镓）半导体材料的物理特性。
• 主波长（λ_d）：465 - 475 nm。这是最能代表光感知颜色的单一波长，源自CIE色度图。它是用于颜色分档的参数。
• 光谱线半宽（Δλ）：20 nm（典型值）。这是在最大强度一半处测量的光谱带宽（半高全宽 - FWHM）。20nm的值对于蓝色InGaN LED是典型的。
• 正向电压（V_F）：3.3 V（典型值），3.8 V（最大值）。这是在20mA驱动下LED两端的电压降。它是设计限流电路（例如，选择串联电阻或恒流驱动器）的关键参数。
• 反向电流（I_R）：在 V_R= 5V 时，最大 10 μA。LED并非设计用于反向偏压操作。此参数表示如果意外施加反向电压时的极小漏电流。施加超过最大额定值的反向电压可能导致立即失效。

3. 分档系统说明

为确保批量生产的一致性，LED在制造后按性能分档。这使得设计人员可以为他们的应用选择满足特定亮度、颜色和电压要求的元件。

3.1 正向电压（V_f）分档

LED根据其在20mA时的正向压降进行分档。各分档（D7至D11）的容差为±0.1V。例如，D9档包括V_f在3.2V至3.4V之间的LED。从相同的V_f档中选择LED有助于确保当多个LED通过一个公共限流电阻并联连接时亮度均匀。

3.2 发光强度（I_V）分档

这是亮度分档。分档范围从R2（140.0-180.0 mcd）到T2（355.0-450.0 mcd），每个分档的容差为11%。需要特定亮度水平的应用可以指定所需的强度分档代码。

3.3 主波长（W_d）分档

这是颜色分档。对于这款蓝色LED，分档为AC（465.0-470.0 nm）和AD（470.0-475.0 nm），容差严格为±1nm。这确保了组装中所有LED的蓝色色调一致，这对于美学和信号应用至关重要。

4. 性能曲线分析

虽然规格书中引用了具体图表（例如，图1，图5），但此处分析了它们的典型含义。这些曲线对于理解非标准条件下的性能至关重要。

4.1 正向电流与正向电压（I-V曲线）

LED的I-V特性是指数型的。正向电压超过拐点电压的微小增加会导致电流的大幅增加。这种非线性关系就是为什么LED必须由电流源或限流电阻驱动；恒压源会导致热失控和损坏。在20mA时典型的V_F为3.3V，代表了这条曲线上的一个点。

4.2 发光强度与正向电流

在工作范围内，发光强度大致与正向电流成正比。然而，效率（每瓦流明）可能在低于最大额定值的电流处达到峰值。以最大连续电流（20mA）驱动LED可提供最高输出，但与较低的驱动电流相比，可能会略微降低光效。

4.3 温度依赖性

LED性能对温度敏感。随着结温升高：

- 正向电压（V_F）降低。如果由恒压电源通过简单电阻驱动，这可能导致电流增加。

- 发光强度（I_V）降低。随着温度升高，光输出下降，这种现象称为热衰减。

- 主波长可能轻微偏移，导致细微的颜色变化。

因此，适当的热管理（例如，足够的PCB铜面积用于散热）对于保持一致的性能至关重要。

4.4 光谱分布

光谱输出曲线显示一个以约468 nm为中心的单峰，典型半宽为20 nm。这是蓝色InGaN LED的特征。在可见光谱的其他部分发射极少，从而产生饱和的蓝色。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸与极性

LED封装在标准的行业SMD封装中。阴极通常由元件顶部的绿点或封装体一侧的凹口/倒角标记。贴装时必须注意正确的极性。该封装设计为兼容红外回流和气相焊接工艺。

5.2 推荐的PCB焊盘

规格书包含推荐的PCB焊盘图案（封装尺寸）。遵循此图案对于实现可靠的焊点、回流期间正确的自对准以及从LED到PCB的有效热传递至关重要。焊盘设计通常包括散热连接，以平衡可焊性和散热。

6. 焊接与组装指南

6.1 红外回流焊接曲线

该元件额定用于无铅焊接工艺。提供了符合J-STD-020B的建议回流曲线。关键参数包括：

- 预热/保温：从150°C升温至200°C，保持最多120秒，以激活助焊剂并最小化热冲击。

- 回流（液相线）：峰值温度不应超过260°C，且高于217°C（SAC焊料的典型液相线温度）的时间应限制在推荐值内（例如，30-60秒）。

- 冷却：控制冷却速率以最小化焊点和元件上的应力。

针对特定的PCB组装件表征曲线至关重要，因为板厚、元件密度和炉型会影响LED所经历的热曲线。

6.2 手工焊接

如果必须进行手工焊接，应极其小心。建议使用最高温度为300°C的电烙铁，每个焊盘的焊接时间限制在3秒以内。此操作应仅进行一次，以避免对塑料封装和内部键合线造成热损伤。

6.3 清洗

焊后清洗应仅使用指定的溶剂进行。推荐使用异丙醇（IPA）或乙醇。LED应在常温下浸泡少于一分钟。刺激性或未指定的化学品可能损坏塑料透镜和封装材料。

6.4 存储与湿度敏感性

LED包装在带有干燥剂的防潮袋中。一旦打开原始密封袋，元件就会暴露在环境湿度中。强烈建议在打开袋子后的168小时（7天）内完成红外回流焊接过程。对于打开后需要更长时间存储的情况，应将LED存储在带有干燥剂的密封容器中或氮气环境中。如果元件暴露时间超过168小时，需要在焊接前在大约60°C下烘烤至少48小时，以去除吸收的水分并防止回流过程中出现“爆米花”现象（封装开裂）。

7. 应用说明与设计考虑

7.1 驱动方法

LED是电流驱动器件。最常见且最简单的驱动方法是连接到电压源的串联限流电阻。电阻值使用欧姆定律计算：R = (V_电源- V_F) / I_F。例如，使用5V电源，V_F为3.3V，期望的I_F为20mA：R = (5V - 3.3V) / 0.02A = 85欧姆。标准的82或100欧姆电阻将是合适的。对于需要多个LED的应用，将它们串联连接可确保通过每个LED的电流相同，从而促进亮度均匀。并联连接是可能的，但需要仔细匹配V_F或为每个LED使用单独的电阻，以防止电流不均。

7.2 热管理

尽管功耗相对较低（最大80mW），但有效的散热对于寿命和颜色稳定性仍然很重要。使用推荐的PCB焊盘并与铜层有足够的热连接有助于散热。避免将LED放置在无通风的封闭空间中。

7.3 应用限制

该元件设计用于通用电子设备。它没有专门针对高可靠性至关重要且故障可能危及安全的应用（例如，航空、医疗生命支持、交通控制）进行认证。对于此类应用，应采购具有适当认证的元件。

8. 包装与订购信息

8.1 载带与卷盘规格

LED以带有保护盖带的凸起载带形式提供。载带宽度为8mm。卷盘直径为7英寸（178mm）。每卷包含2000片。包装符合ANSI/EIA-481标准，以确保与自动化组装设备的兼容性。载带具有定位孔，以确保在贴片过程中极性正确。

9. 常见问题解答（FAQ）

问：我可以用3.3V电源不加电阻驱动这个LED吗？

答：不行。典型的V_F是3.3V，但根据分档，它可能在2.8V到3.8V之间变化。将其直接连接到3.3V电源可能导致低V_F单元电流过大，或高V_F单元不发光。始终需要串联电阻或恒流驱动器。

问：峰值波长和主波长有什么区别？

答：峰值波长（λ_P）是光谱的物理峰值。主波长（λ_d）是人眼感知的单一波长，由色坐标计算得出。λ_d用于颜色规格和分档。

问：为什么打开袋子后有168小时的车间寿命限制？

答：SMD塑料封装会从空气中吸收水分。在高温回流焊接过程中，这些水分会迅速变成蒸汽，导致内部压力，可能使封装开裂（“爆米花”现象）。168小时的限制是基于元件的湿度敏感等级（MSL）。

问：如何在多LED阵列中实现均匀亮度？

答：最佳方法是将LED串联连接，确保相同的电流流过每个LED。如果必须采用并联配置，请使用来自相同V_F和I_V分档的LED，并考虑为每个LED使用单独的限流电阻以补偿V_F variations.