SMD LED LTST-E143EGSW 规格书 - 贴片封装 - 红/绿/黄 - 20mA - 中文技术文档

1. 产品概述

LTST-E143EGSW 是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。其微型尺寸使其适用于各类电子设备中空间受限的应用场景。

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，适用于自动化贴片工艺。
• 标准的 EIA（电子工业联盟）封装焊盘布局。
• 兼容集成电路（IC）驱动电平。
• 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

该 LED 旨在用作状态指示灯、信号灯、符号照明和前面板背光，适用于以下多个领域：

• 通信设备
• 办公自动化设备
• 家用电器
• 工业设备

2. 封装尺寸与引脚配置

该器件采用标准 SMD 封装。所有尺寸均以毫米为单位提供，除非另有说明，一般公差为 ±0.2 mm。LED 采用漫射透镜。

引脚分配及对应的光源颜色如下：

• 红色（AlInGaP）：引脚 2（阳极）和引脚 1（阴极）
• 绿色（InGaN）：引脚 2（阳极）和引脚 4（阴极）
• 黄色（AlInGaP）：引脚 2（阳极）和引脚 3（阴极）

引脚 2 是所有颜色型号的公共阳极。

3. 额定值与特性

所有规格均在环境温度（Ta）为 25°C 时定义。

3.1 绝对最大额定值

超出这些极限的应力可能导致永久性损坏。

• 功耗（Pd）：红色：75 mW，绿色：76 mW，黄色：72 mW
• 峰值正向电流（I_F(峰值)）：80 mA（所有颜色，占空比 1/10，脉冲宽度 0.1ms）
• 直流正向电流（I_F）：红色：30 mA，绿色：20 mA，黄色：30 mA
• 工作温度范围：-40°C 至 +100°C
• 储存温度范围：-40°C 至 +100°C

3.2 热特性

• 最高结温（T_j）：125°C
• 典型热阻，结到环境（R_θJA）：100 °C/W（注：在 FR4 基板、厚度 1.6mm、铜焊盘面积 16mm² 的条件下测量）。
• 典型热阻，结到焊盘（R_θJT）：60 °C/W

3.3 建议的红外回流焊温度曲线

建议采用符合 J-STD-020B 标准的无铅焊接温度曲线。该曲线通常包括预热、保温、回流（达到峰值温度）和冷却阶段，以确保可靠的焊点，同时不损坏 LED 封装。

3.4 电气与光学特性

测量条件：I_F= 20mA，Ta=25°C。

• 发光强度（I_v）：
  • 红色：140-350 mcd（最小值-最大值）
  • 绿色：710-1540 mcd（最小值-最大值）
  • 黄色：140-390 mcd（最小值-最大值）
• 视角（2θ_1/2）：120 度（典型值）。这是发光强度降至轴向值一半时的全角。
• 主波长（λ_d）：
  • 红色：615-630 nm
  • 绿色：518-528 nm
  • 黄色：586-596 nm
• 正向电压（V_F）：
  • 红色：1.7-2.5 V
  • 绿色：2.8-3.8 V
  • 黄色：1.7-2.5 V
• 光谱线半宽（Δλ）：红色/黄色：15 nm（典型值），绿色：25 nm（典型值）。
• 反向电流（I_R）：10 μA（最大值），条件为 V_R= 5V。注意：该器件并非设计用于反向偏压工作；此参数仅用于测试目的。

4. 分档系统

LED 根据关键光学参数进行分选（分档），以确保同一生产批次内的一致性。

4.1 发光强度（I_v）分档

强度在 20mA 条件下以毫坎德拉（mcd）为单位测量。每个档位内的容差为 ±11%。

• 红色：R1（140-190 mcd），R2（190-260 mcd），R3（260-350 mcd）
• 绿色：G1（710-910 mcd），G2（910-1185 mcd），G3（1185-1540 mcd）
• 黄色：Y1（140-180 mcd），Y2（180-230 mcd），Y3（230-300 mcd），Y4（300-390 mcd）

4.2 主波长（λ_d）分档

波长在 20mA 条件下以纳米（nm）为单位测量。每个档位内的容差为 ±1 nm。

• 红色：RA（615-630 nm）
• 绿色：GA（518-523 nm），GB（523-528 nm）
• 黄色：YA（586-591 nm），YB（591-596 nm）

4.3 产品标签上的组合分档代码

产品标签上的单个字母数字代码结合了强度分档和波长分档。例如，代码 "A1" 对应：红色=R1，绿色=G1，黄色=Y1。代码 D1-D4 则独立表示波长分档（Wd 等级）。此系统允许精确识别 LED 的光学性能。

5. 典型性能曲线

本规格书包含关键关系的图形表示（除非注明，均在 25°C 下）：

• 相对发光强度 vs. 正向电流：显示光输出如何随电流增加（通常是非线性方式），突显恒流驱动的重要性。
• 正向电压 vs. 正向电流：图示二极管的 I-V 特性，对于设计限流电路至关重要。
• 相对发光强度 vs. 环境温度：展示热淬灭效应，即结温升高时光输出会降低。这对于高功率或高环境温度应用中的热管理至关重要。
• 光谱分布：显示不同波长下的相对辐射功率，定义了色纯度，有助于需要特定光谱特性的应用。

6. 用户指南与组装信息

6.1 清洁

如果焊接后或返修时需要清洁，请将 LED 在室温下浸入乙醇或异丙醇中，时间不超过一分钟。避免使用未指定的化学清洁剂，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

提供了推荐的焊盘图形（封装焊盘），以确保正确的焊接、机械稳定性和最佳的热性能。遵循此布局有助于防止立碑现象并确保良好的焊点圆角。

6.3 载带与卷盘包装

LED 以压纹载带（宽度 8mm）形式提供，卷绕在 7 英寸（178mm）直径的卷盘上。载带凹槽尺寸和卷盘规格（轴心直径、凸缘直径等）均有详细说明，符合 ANSI/EIA-481 标准。这种包装对于自动化组装线至关重要。

• 标准卷盘包含 4000 颗。
• 尾数最小订购量为 500 颗。
• 每个卷盘最多允许连续缺失两个元件（空凹槽）。

7. 应用注意事项与设计考量

7.1 预期用途与可靠性

这些 LED 设计用于通用电子设备。对于可靠性要求极高或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），强烈建议在设计采用前进行专门的可靠性评估并与制造商协商。

7.2 电气设计考量

• 限流：务必使用串联电阻或恒流驱动器将正向电流限制在规定的最大直流值（绿色为 20mA，红/黄色为 30mA）。超出此值将缩短寿命并可能导致灾难性故障。
• 反向电压保护：LED 的反向击穿电压非常低（5V 测试条件）。电路设计应防止施加任何反向偏压，如果 LED 连接到双极性信号，可考虑并联一个保护二极管。
• 热管理：虽然功耗较低，但结温必须保持在 125°C 以下。确保 PCB 上有足够的铜面积（根据推荐的焊盘）作为散热片，尤其是在高环境温度下或以较高电流驱动时。

7.3 光学设计考量

• 视角：120 度视角提供了宽广的漫射照明模式，适合用作状态指示灯。如需更聚焦的光线，则需要次级光学元件（透镜）。
• 颜色一致性的分档：对于要求多个 LED 颜色外观一致的应用（例如，阵列背光），必须指定严格的波长分档（例如，绿色选用 GA 或 GB）。
• 强度匹配：同样，指定窄范围的强度分档可确保产品中所有指示灯的亮度一致。

8. 技术对比与选型指导

LTST-E143EGSW 结合了现代 SMD LED 的常见特性：RoHS 合规、IR 回流焊兼容以及载带卷盘包装。其关键差异化在于其针对绿色和黄色的特定分档结构，与一些通用型号相比，在波长和强度选择上提供了更精细的粒度。四引脚封装中每种颜色独立的阴极引脚，使得在多色模块中可以独立控制，这与一些共阳极 RGB 封装不同。工程师在选择 LED 时，必须将正向电压（尤其是绿色 InGaN 芯片较高的 V_F）、视角和发光强度与应用的电功率预算、光学布局和所需亮度进行交叉比对。

9. 常见问题解答（FAQ）

问：我可以像驱动红色和黄色 LED 那样，以 30mA 驱动绿色 LED 吗？

答：不可以。绿色型号的直流正向电流绝对最大额定值为 20mA。超过此额定值可能导致永久性损坏并使保修失效。

问："JEDEC Level 3" 预处理是什么意思？

答：这意味着元件已在受控条件下进行烘烤和/或存储，以减少封装内的吸湿，使其在工厂条件（<30°C/60%RH）下具有 168 小时（7 天）的车间寿命，之后才需要重新烘烤以进行回流焊接。

问：为什么绿色 LED 的正向电压范围（2.8-3.8V）高于红/黄色（1.7-2.5V）？

答：这是由于基础半导体材料决定的。绿色 LED 通常使用氮化铟镓（InGaN），其带隙比用于红/黄色 LED 的磷化铝铟镓（AlInGaP）更宽。更宽的带隙需要更高的电压来激发电子跨越它。

问：如何解读标签上的分档代码 "B5"？

答：根据对照表，"B5" 表示：红色强度分档 = R2（190-260 mcd），绿色强度分档 = G2（910-1185 mcd），黄色强度分档 = Y1（140-180 mcd）。波长分档将由单独的 "D" 代码（例如 D1、D2 等）表示。

10. 设计实例：状态指示面板

场景：设计一个带有三个状态 LED 的控制面板：红色（故障）、绿色（就绪）、黄色（待机）。要求亮度高且均匀。

设计步骤：

1. 选型：选择 LTST-E143EGSW，因其采用通用封装且三种颜色均有供应。
2. 分档：指定红色强度分档 R3、绿色 G3、黄色 Y4，以获得每种颜色的最高亮度。指定红色波长分档 RA、绿色 GB、黄色 YB，以获得一致且饱和的颜色。
3. 电路设计：
   • 电源电压（V_cc）：5V。
   • 计算串联电阻，设定 I_F= 20mA（绿色使用 20mA，红/黄色可根据所需亮度使用 20-30mA）。
     • 红色电阻（使用典型 V_F=2.1V）：R = (5V - 2.1V) / 0.020A = 145 Ω。选用 150 Ω 标准值。
     • 绿色电阻（使用典型 V_F=3.3V）：R = (5V - 3.3V) / 0.020A = 85 Ω。选用 82 Ω 或 91 Ω 标准值。
     • 黄色电阻（使用典型 V_F=2.1V）：与红色相同，150 Ω。
   • 每颗 LED 功耗：P = V_F* I_F。对于绿色：约 66mW，在 76mW 最大值范围内。
4. PCB 布局：使用推荐的焊盘布局。将引脚 2（公共阳极）通过电阻连接到 V_cc。将引脚 1、4 和 3（分别为红、绿、黄的阴极）通过微控制器引脚或开关连接到地，以实现独立控制。
5. 热检查：在每颗 LED 功耗低于 75mW 且焊盘面积为 16mm² 的情况下，在典型的室内环境中结温上升将非常小，从而确保长期可靠性。