SMD LED LTST-M670KRKT 规格书 - AlInGaP 红光 - 水清透镜 - 120° 视角 - 30mA 最大电流 - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档提供了一款专为现代电子应用设计的高亮度表面贴装 LED 的完整技术规格。该器件采用铝铟镓磷（AlInGaP）半导体材料，可产生鲜艳的红光输出。封装于水清透镜内，此 LED 专为兼容自动化组装工艺和标准红外回流焊接技术而设计，适用于大批量生产。

该元件的核心优势包括符合环保法规（RoHS）、在宽工作温度范围内性能稳定，以及便于高效处理和贴装的封装形式。其主要目标市场包括消费电子、工业控制面板、汽车内饰照明以及需要可靠、明亮红光指示的通用指示灯应用。

2. 深入技术参数分析

2.1 绝对最大额定值

该器件在以下绝对最大条件下工作，超出这些条件可能导致永久性损坏。所有值均在环境温度（Ta）为 25°C 时指定。

• 功耗：72 mW。这是 LED 在不超出其热限值的情况下，能够以热量形式耗散的最大功率。
• 峰值正向电流：80 mA。此值仅在占空比为 1/10、脉冲宽度为 0.1ms 的脉冲条件下允许。在直流操作中超过此值将损坏器件。
• 直流正向电流（连续）：30 mA。这是为确保长期可靠性并维持指定光学性能，在连续稳态操作中推荐的最大电流。
• 反向电压：5 V。施加超过此值的反向偏压可能导致结击穿。
• 工作温度范围：-40°C 至 +85°C。保证器件在此完整的工业温度范围内，在其指定参数内正常工作。
• 存储温度范围：-40°C 至 +100°C。

2.2 电气与光学特性

下表详细列出了标准测试条件（除非另有说明，Ta=25°C）下的关键性能参数。这些是设计人员应用于电路计算和性能预期的值。

• 发光强度（I_V）：在正向电流（I_F）为 20mA 时，范围从最小值 90 mcd 到典型值 280 mcd。强度测量使用经过滤光片匹配人眼明视觉响应（CIE 曲线）的传感器。
• 视角（2θ_1/2）：120 度。这个宽视角定义为强度降至轴向值一半时的角度，使得该 LED 适用于需要宽范围可见性的应用。
• 峰值发射波长（λ_P）：639 nm（典型值）。这是光谱输出最强的波长。
• 主波长（λ_d）：631 nm（典型值）。此值源自 CIE 色度图，是代表人眼感知 LED 颜色的最佳单一波长。
• 光谱线半宽（Δλ）：20 nm（典型值）。这表示光谱纯度；值越小意味着光源的单色性越好。
• 正向电压（V_F）：典型值 2.4V，在 I_F=20mA 时范围为 2.0V 至 2.4V。此值的容差为 +/- 0.1V。该参数对于计算串联限流电阻值至关重要。
• 反向电流（I_R）：当施加反向电压（V_R）为 5V 时，最大为 10 µA。

3. 分档系统说明

为确保不同生产批次间亮度的一致性，这些 LED 的发光强度被分选到特定的“档位”中。每个档位定义了在标准 20mA 测试电流下测量时，保证的最小和最大强度范围。

该产品的档位代码为：Q2（90.0-112.0 mcd）、R1（112.0-140.0 mcd）、R2（140.0-180.0 mcd）、S1（180.0-224.0 mcd）和 S2（224.0-280.0 mcd）。每个强度档位应用 +/-11% 的容差。指定此 LED 的设计人员应了解他们使用的是哪个档位，因为它直接影响最终应用中实现的亮度。对于要求外观均匀的关键应用，应使用相同档位代码的 LED。

4. 性能曲线分析

虽然源文档中引用了具体的图形曲线，但其含义对设计至关重要。此类曲线将显示的关键关系包括：

• I-V（电流-电压）曲线：显示正向电压与电流之间的指数关系。曲线将有一个明显的“拐点”电压（约 2.0-2.4V），超过此电压，电流会随着电压的微小增加而迅速增加。这突显了为什么 LED 必须用恒流源或带串联电阻的电压源驱动。
• 发光强度 vs. 正向电流：通常在推荐工作范围内，驱动电流与光输出之间呈近线性关系。以超过其最大直流电流驱动 LED 可能导致热量超线性增加和效率下降。
• 发光强度 vs. 环境温度：对于 AlInGaP LED，光输出通常随着环境温度的升高而降低。理解这种降额对于在高温下运行的应用至关重要，以确保维持足够的亮度。
• 光谱分布：相对强度与波长的关系图，显示峰值约在 639 nm，特征宽度（半宽）约为 20 nm。

5. 机械与封装信息

5.1 器件尺寸

该 LED 符合标准 EIA 表面贴装封装外形。PCB 焊盘设计所需的所有关键尺寸——包括本体长度、宽度、高度和引脚间距——均在源文档中提供，标准公差为 ±0.2 mm。封装采用水清透镜材料。

5.2 PCB 焊盘图案设计

提供了推荐的印刷电路板（PCB）焊接焊盘布局，以确保可靠的焊接和正确的机械对准。此焊盘图案针对红外和气相回流焊接工艺进行了优化。遵循此推荐的焊盘图案对于形成良好的焊点、实现热管理以及防止回流焊接期间的立碑现象至关重要。

5.3 极性识别

阴极（负极）通常通过 LED 封装上的视觉标记来识别，例如凹口、绿点或透镜/本体的切角。阳极（正极）是另一个引脚。组装时必须注意正确的极性，因为施加反向偏压会损坏器件。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊接参数

该元件兼容无铅（Pb-free）红外回流焊接工艺。提供了符合 JEDEC 标准 J-STD-020B 的建议温度曲线。关键参数包括：

• 预热温度：150-200°C
• 预热时间：最长 120 秒。
• 本体峰值温度：最高 260°C。
• 液相线以上时间：建议遵循焊膏制造商规格，通常为 60-90 秒。

需要强调的是，最佳温度曲线取决于具体的 PCB 设计、焊膏和使用的回流炉。建议针对具体应用进行特性分析。

6.2 手工焊接注意事项

如果必须进行手工焊接，必须格外小心：

• 电烙铁温度：最高 300°C。
• 每个引脚焊接时间：最长 3 秒。
• 焊接次数：每个焊点应仅尝试焊接一次，以避免对塑料封装造成热应力。

6.3 存储与处理条件

湿度敏感性是表面贴装器件的一个关键因素。此 LED 封装在带有干燥剂的防潮袋中。

• 密封包装存储：≤ 30°C 且 ≤ 70% 相对湿度（RH）。从日期代码起，保质期为一年。
• 开封后：当存储在 ≤ 30°C 且 ≤ 60% RH 条件下时，“车间寿命”为 168 小时（7 天）。如果暴露时间更长，则必须在焊接前将 LED 在约 60°C 下烘烤至少 48 小时，以去除吸收的水分并防止回流焊接期间的“爆米花”现象。
• 长期开封存储：应存放在带有干燥剂的密封容器中或氮气吹扫的干燥器中。

6.4 清洗

如果需要进行焊后清洗，只能使用指定的溶剂。在室温下将 LED 浸入乙醇或异丙醇中少于一分钟是可以接受的。未指定的化学清洁剂可能会损坏塑料封装或透镜。

7. 包装与订购信息

7.1 载带和卷盘规格

LED 以凸纹载带形式提供，适用于自动贴片机。

• 载带宽度：8 mm。
• 卷盘直径：7 英寸（178 mm）。
• 每卷数量：2000 片。
• 最小起订量（MOQ）：剩余数量为 500 片。
• 包装标准：符合 EIA-481-1-B 规范。载带带有封盖，最多允许连续两个空元件袋。

8. 应用设计建议

8.1 典型应用电路

LED 是电流驱动器件。最可靠且推荐的驱动方法是为每个 LED 使用一个串联限流电阻，即使多个 LED 并联连接到电压源时也是如此（电路模型 A）。这可以补偿不同 LED 之间正向电压（V_F）的自然差异，确保电流均匀，从而使所有器件的亮度一致。不鼓励在没有单独电阻的情况下并联驱动多个 LED（电路模型 B），因为具有最低 V_F的 LED 将不成比例地吸收更多电流，导致亮度不均和潜在的过应力。

串联电阻值（R_s）使用欧姆定律计算：R_s= (V_电源- V_F) / I_F。使用规格书中的最大 V_F进行保守设计，以确保电流不超过所需的 I_F.

。

• 8.2 设计考虑因素热管理：
• 虽然功耗较低，但将结温保持在限值内是延长寿命的关键。确保 PCB 焊盘上有足够的铜面积作为散热器，尤其是在高环境温度或接近最大电流下运行时。ESD 防护：
• 尽管未明确说明为高度敏感，但在组装过程中应遵守标准的 ESD 处理预防措施。应用范围：

该元件适用于标准电子设备。对于要求极高可靠性或故障可能危及安全的应用（例如，航空、医疗生命支持），需要进行额外的资格认证并与制造商协商。

9. 技术对比与差异化

与 GaAsP（砷化镓磷）红光 LED 等旧技术相比，这款基于 AlInGaP 的器件提供了显著更高的发光效率，从而在相同驱动电流下实现更高的亮度。与漫射或有色透镜不同，水清透镜提供了尽可能高的光提取效率和更聚焦、强烈的光束图案，适用于需要清晰、明亮光点的应用。120 度视角在轴向强度和离轴可见性之间提供了良好的平衡。其与标准红外回流工艺的兼容性，使其有别于可能需要手工焊接或波峰焊接的 LED。

10. 常见问题解答（FAQ）

问：我可以连续以 30mA 驱动此 LED 吗？

答：可以，30mA 是推荐的最大直流正向电流。为了获得最佳寿命并考虑温度影响，通常建议设计为较低的电流（例如 20mA）。

问：峰值波长和主波长有什么区别？

答：峰值波长（639 nm）是发射光谱的物理峰值。主波长（631 nm）是一个计算值，代表人眼看来具有相同颜色的纯单色光的单一波长。主波长对于颜色规格更为相关。

问：为什么即使使用恒压电源也需要串联电阻？_F答：LED 的正向电压有容差，并且随着温度升高而降低。串联电阻提供负反馈：如果电流试图增加（例如，由于低 V

器件或温度升高），电阻两端的压降会增加，从而限制电流上升并稳定 LED 的工作。

问：如何解读我订单上的分档代码？

答：分档代码（例如 S1）指定了该批次 LED 的保证发光强度范围。请始终对照第 3 节中的表格检查分档代码，以了解您设计中可预期的最低亮度。

11. 实际应用示例示例 1：状态指示面板：

一个工业控制单元使用一系列此类 LED 作为前面板上的故障和状态指示灯。120° 的宽视角确保操作员从不同位置都能看到指示灯。设计人员使用 S2 档位以获得高亮度，并为来自 5V 电源轨的 20mA 驱动电流计算串联电阻：R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 欧姆（选择标准的 130 或 150 欧姆电阻）。PCB 布局遵循推荐的焊盘图案，以确保自动贴装和良好的焊点。示例 2：薄膜开关背光：

LED 放置在薄膜键盘的半透明图形后面。水清透镜和高强度提供了清晰、均匀照明的符号。在这种情况下，LED 可能以较低的电流（例如 10mA）驱动，以达到所需的背光水平，同时最大限度地降低功耗和密封开关组件内的热量。

12. 技术原理介绍

此 LED 基于铝铟镓磷（AlInGaP）半导体技术。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，在那里它们复合。复合过程中释放的能量以光子（光）的形式发射出来。AlInGaP 合金的具体成分决定了半导体的带隙能量，这直接决定了发射光的波长（颜色）——在本例中为红色。水清环氧树脂透镜用于保护半导体芯片、塑造光输出光束并增强芯片的光提取效率。

13. 行业趋势与发展