LTST-T680VEWT 贴片LED规格书 - AlInGaP红光 - 120°视角 - 典型2.1V - 50mA - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档详述了一款专为自动化印刷电路板（PCB）组装而设计的表面贴装器件（SMD）LED的规格。该元件专为各类电子设备中空间受限的应用而设计。其微型封装外形以及与标准组装工艺的兼容性，使其非常适合集成到需要可靠状态指示或背光的现代消费及工业电子产品中。

1.1 特性

• 符合RoHS（有害物质限制）指令。
• 采用8mm载带包装，卷绕在7英寸直径的卷盘上，适用于自动化贴片机。
• 标准EIA（电子工业联盟）封装外形。
• 输入/输出与集成电路（IC）逻辑电平兼容。
• 专为兼容自动贴装设备而设计。
• 适用于红外（IR）回流焊工艺。
• 已进行预处理，加速达到JEDEC（联合电子设备工程委员会）湿度敏感等级3级。

1.2 应用领域

• 通信设备（例如，无绳电话、手机）。
• 办公自动化设备（例如，笔记本电脑、网络系统）。
• 家用电器和消费电子产品。
• 工业控制和仪器仪表面板。
• 通用状态和电源指示灯。
• 信号和符号照明。
• 前面板和显示屏背光。

2. 封装与尺寸

该LED采用散射透镜材料，并以AlInGaP（磷化铝铟镓）半导体材料作为光源，发出红光。详细的机械尺寸图提供了封装尺寸（请参阅原始规格书中的图示）。所有主要尺寸均以毫米（mm）为单位，标准公差为±0.2 mm，除非另有说明。该元件具有极性，贴装时正确的方向对于其正常工作至关重要。

3. 额定值与特性

3.1 绝对最大额定值

超出这些限制的应力可能导致器件永久性损坏。所有额定值均在环境温度（Ta）为25°C时指定。

• 功耗（Pd）：130 mW
• 峰值正向电流（IFP）：100 mA（占空比1/10，脉冲宽度0.1ms条件下）
• 直流正向电流（IF）：50 mA
• 反向电压（VR）：5 V
• 工作温度范围（Topr）：-40°C 至 +85°C
• 储存温度范围（Tstg）：-40°C 至 +100°C

3.2 建议的红外回流焊温度曲线

对于无铅（Pb-free）焊接工艺，建议采用符合J-STD-020B标准的回流焊温度曲线。该曲线通常包括预热阶段、保温阶段、达到峰值温度的回流区以及冷却阶段。严格遵守规定的时间和温度限制，特别是最高峰值温度260°C，对于防止LED封装热损伤并确保焊点可靠性至关重要。

3.3 电气与光学特性

典型性能参数在Ta=25°C、正向电流（IF）=20mA条件下测量，除非另有说明。

• 发光强度（Iv）：710.0 - 1400.0 mcd（毫坎德拉）。使用近似CIE明视觉响应曲线的滤光片测量。
• 视角（2θ1/2）：120度（典型值）。定义为发光强度降至轴向（中心轴）强度一半时的全角。
• 峰值发射波长（λP）：633 nm（纳米，典型值）。光谱功率分布达到最大值时的波长。
• 主波长（λd）：624 nm（典型值）。人眼感知到的单一波长，根据CIE色度图计算得出。公差为±1 nm。
• 光谱线半宽（Δλ）：15 nm（典型值）。最大强度一半处的光谱宽度。
• 正向电压（VF）：2.1 V（典型值），2.6 V（最大值）。在IF=20mA时，公差为±0.1 V。
• 反向电流（IR）：10 μA（微安，最大值），在VR=5V条件下。

4. 分档系统

为确保生产应用中亮度的一致性，LED根据在20mA下测量的发光强度进行分档。

• 分档代码 V1：710.0 mcd（最小值）至 900.0 mcd（最大值）
• 分档代码 V2：900.0 mcd（最小值）至 1120.0 mcd（最大值）
• 分档代码 W1：1120.0 mcd（最小值）至 1400.0 mcd（最大值）

每个亮度档内的公差约为±11%。当使用多个LED组成阵列以实现外观均匀时，设计者应考虑此差异。

5. 典型性能曲线

规格书包含关键关系的图形表示（请参阅原始图示）。这些曲线通常说明：

• 相对发光强度 vs. 正向电流：显示光输出如何随电流增加（通常是非线性关系），强调了电流调节的重要性。
• 相对发光强度 vs. 环境温度：展示结温升高时光输出的下降，这是热管理的关键因素。
• 正向电压 vs. 正向电流：描绘二极管的I-V特性曲线。
• 光谱分布：相对强度与波长的关系图，显示了AlInGaP LED以633 nm为中心的窄发射带特性。

6. 用户指南与操作

6.1 清洁

如果焊接后或因污染需要清洁，请仅使用指定溶剂。将LED在室温下浸入乙醇或异丙醇中不超过一分钟。请勿使用超声波清洗或未指定的化学液体，因为它们可能损坏环氧树脂透镜或封装。

6.2 推荐的PCB焊盘布局

提供了建议的PCB焊盘图形（封装），以确保在红外或气相回流焊过程中形成正确的焊角并保持机械稳定性。遵循此建议有助于防止立碑现象（元件一端翘起）并确保可靠的电气连接。

6.3 包装：载带与卷盘

LED以带保护盖带的凸起式载带包装，卷绕在7英寸（178 mm）直径的卷盘上。关键规格包括：

• 料袋间距：8 mm。
• 每卷数量：2000 颗。
• 最大连续缺失元件：两个料袋。
• 包装符合ANSI/EIA-481规范。

这种包装格式是高速自动化组装线的标准配置。

7. 重要注意事项与应用说明

7.1 预期应用

此LED设计用于标准商业和工业电子设备。不适用于故障可能直接危及生命或健康的安全关键应用（例如，航空、医疗生命支持、交通控制）。对于此类应用，必须咨询制造商以获取具有特殊可靠性认证的元件。

7.2 储存条件

正确的储存对于防止吸湿至关重要，吸湿可能导致在回流焊过程中发生“爆米花”现象（封装开裂）。

• 密封包装：储存于≤30°C且相对湿度（RH）≤70%的环境。一年内使用。
• 已开封包装：如果防潮袋已打开，元件应储存在≤30°C且相对湿度≤60%的环境中。强烈建议在开封后168小时（7天）内完成红外回流焊工艺。
• 延长储存（已开封）：若储存超过168小时，请将元件置于带干燥剂的密封容器或氮气干燥器中。对于开封超过168小时的元件，在焊接前需要进行至少48小时、约60°C的烘烤预处理，以驱除吸收的湿气。

7.3 焊接建议

遵循以下焊接条件以防止热损伤：

• 回流焊：
  • 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：最长10秒（最多允许两次回流焊循环）
• 手工焊接（电烙铁）：
  • 烙铁头温度：最高300°C
  • 接触时间：最长3秒（每引脚仅限一次）

请注意，最佳回流焊温度曲线取决于具体的PCB设计、焊膏和炉子。基于JEDEC标准提供的曲线可作为通用目标。

7.4 驱动电路设计

LED是电流驱动器件。其正向电压（VF）存在公差且具有负温度系数。为确保驱动多个LED（尤其是并联时）的亮度均匀，必须为每个LED串联一个限流电阻。不建议在没有独立电阻的情况下并联驱动LED（如电路模型B所示），因为VF的微小差异将导致电流分配显著不同，进而影响发光强度。

7.5 静电放电（ESD）敏感性

与大多数半导体器件一样，LED易受静电放电损坏。在组装和操作过程中应遵守标准的ESD防护措施。这包括使用接地工作站、腕带和导电容器。

8. 技术深入探讨与设计考量

8.1 材料技术：AlInGaP

采用磷化铝铟镓（AlInGaP）作为有源半导体材料是此LED性能的关键。AlInGaP技术能够在可见光谱的红光至琥珀橙光区域实现高效率发光。与GaAsP等旧技术相比，AlInGaP LED具有更高的发光效率、更好的温度稳定性和更长的使用寿命。散射透镜进一步将视角拓宽至120度，使其非常适合需要宽视角可见性的应用。

8.2 热管理

最大功耗为130 mW。虽然这看起来很低，但通过PCB进行有效的散热仍然很重要。如性能曲线所示，LED的发光强度随其结温升高而降低。对于在高环境温度或接近最大正向电流下工作的设计，确保PCB焊盘设计中有足够的热释放（例如，连接到内部接地层的散热过孔）有助于保持亮度一致性和延长寿命。

8.3 光学设计集成

配备散射透镜的120度视角提供了柔和、宽广的光束，适用于可能从不同角度观察LED的指示灯应用。设计者在设计导光板、透镜或边框时应考虑此光束模式，以避免产生不必要的光斑或阴影。624 nm的主波长位于红橙色区域，对人眼高度可见，是“电源开启”或“活动”状态指示灯的标准颜色。

8.4 可靠性与寿命

规定的工作温度范围-40°C至+85°C以及最高100°C的储存范围表明了其坚固的结构。预处理至JEDEC 3级表明该封装可在有限时间内承受典型的工厂车间条件。长期可靠性受工作电流和结温影响；将工作电流从绝对最大值50mA降额使用将显著延长器件的工作寿命。

9. 对比与选型指导

为红色指示灯应用选择贴片LED时，关键的区分点包括：

• 视角：此元件的120°视角比许多标准LED（通常为60-90°）更宽，提供了更好的离轴可见性。
• 亮度分档：提供多个亮度档（V1, V2, W1）允许设计者根据其应用选择合适的亮度级别，可能优化成本。
• 正向电压：典型VF为2.1V，相对较低，与某些其他LED技术相比，降低了功耗并简化了低压系统的设计。
• 封装兼容性：EIA标准封装确保了与大量现有PCB封装库和贴片机吸嘴库的兼容性。

10. 常见问题解答（FAQ）

问：我可以直接从3.3V或5V逻辑输出驱动此LED吗？

答：不可以。必须使用串联限流电阻。例如，使用5V电源，目标电流20mA，典型VF为2.1V，电阻值应为 R = (5V - 2.1V) / 0.02A = 145 欧姆。标准的150欧姆电阻是合适的。

问：峰值波长和主波长有什么区别？

答：峰值波长（λP）是LED发射最大光功率的物理波长。主波长（λd）是与人眼所见颜色匹配的感知单一波长，根据CIE色度坐标计算得出。λd通常与颜色规格更相关。

问：为什么储存湿度如此关键？

答：塑料LED封装会吸收湿气。在高温回流焊过程中，这些被截留的湿气会迅速汽化，产生内部压力，可能导致封装分层或环氧树脂透镜开裂，从而引发立即或潜在的故障。

问：如何解读发光强度值（例如，900 mcd）？

答：发光强度测量点光源在特定方向上的感知亮度（坎德拉）。对于标准指示灯LED而言，900 mcd（0.9 cd）相当明亮。该值是在轴向测量的。由于120°的视角，在更宽的角度下强度会显著下降。