SMD LED LTST-M140TGKT 规格书 - 3.2x1.6x1.2mm - 3.8V 最大 - 80mW - 绿色透明透镜 - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档提供了LTST-M140TGKT的完整技术规格，这是一款表面贴装器件（SMD）发光二极管（LED）。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采用透明透镜封装，内部为发射绿光的InGaN（氮化铟镓）半导体芯片。

该系列LED的主要设计目标包括：兼容大批量制造、在标准工作条件下的可靠性以及一致的光学性能。这些LED旨在满足现代电子设备的要求，为指示灯和照明功能提供尺寸、性能和成本效益的平衡。

1.1 特性

• 符合RoHS（有害物质限制）指令。
• 采用行业标准的12mm载带包装，卷绕在7英寸直径的卷盘上，适用于自动化贴片设备。
• 符合EIA（电子工业联盟）标准封装外形。
• 输入/输出特性兼容标准集成电路（IC）逻辑电平。
• 设计用于兼容自动贴装和组装系统。
• 可承受表面贴装技术（SMT）中常用的红外（IR）回流焊接工艺。
• 已按JEDEC（联合电子设备工程委员会）湿度敏感等级3进行预处理，表明在包装袋开封后，在<30°C/60% RH条件下，车间寿命为168小时。

1.2 应用

该LED旨在用作各种电子产品中的状态指示灯、背光源或信号源。典型应用领域包括：

• 电信设备（例如，路由器、交换机、电话）。
• 办公自动化设备（例如，打印机、扫描仪、多功能设备）。
• 家用电器和消费电子产品。
• 工业控制面板和设备。
• 显示器和按钮的前面板背光。
• 室内环境中的符号或信息照明灯具。

2. 封装尺寸与机械信息

LTST-M140TGKT采用标准SMD LED封装。透镜颜色指定为“透明”，光源颜色为由InGaN芯片产生的绿色。

关键机械说明：

• 封装图纸中提供的所有线性尺寸单位均为毫米（mm）。
• 除非图纸上有特殊标注，否则默认尺寸公差为±0.2 mm（±0.008英寸）。
• 该封装设计旨在确保回流焊接过程中的稳定性，并在产品生命周期内提供可靠的光学性能。

3. 额定值与特性

除非另有说明，所有规格均在环境温度（Ta）为25°C下定义。超过绝对最大额定值可能会对器件造成永久性损坏。

3.1 绝对最大额定值

• 功耗（Pd）：80 mW
• 峰值正向电流（I_F(PEAK)）：100 mA（在占空比1/10、脉冲宽度0.1ms的脉冲条件下允许的最大值）。
• 连续正向电流（I_F）：20 mA（直流）。
• 工作温度范围（T_opr）：-40°C 至 +85°C。
• 储存温度范围（T_stg）：-40°C 至 +100°C。

3.2 无铅工艺建议红外回流曲线

该元件适用于无铅焊接工艺。建议的回流曲线符合J-STD-020B标准。该曲线的关键参数包括受控的预热、规定的液相线以上时间以及峰值温度不超过260°C。具体的升温速率、浸润时间和冷却速率必须针对特定的PCB组装进行优化，但该曲线确保在焊接过程中LED封装的完整性得以保持。

3.3 电气与光学特性

典型性能在I_F= 20 mA，Ta = 25°C下测量。

• 光通量（Φ_v）：0.84 lm（最小值），2.70 lm（最大值）。使用近似于CIE明视觉响应曲线的传感器/滤光片测量。
• 发光强度（I_v）：280 mcd（最小值），900 mcd（最大值）。这是根据光通量推导出的参考值；主要光学规格是光通量。
• 视角（2θ_1/2）：120度（典型值）。定义为发光强度降至轴向峰值强度一半时的全角。
• 峰值发射波长（λ_P）：518 nm（典型值）。光谱功率分布达到最大值时的波长。
• 主波长（λ_d）：520 nm 至 535 nm。人眼感知到的定义颜色的单一波长。在其分档内公差为±1 nm。
• 光谱线半宽（Δλ）：35 nm（典型值）。峰值强度50%处的光谱宽度。
• 正向电压（V_F）：2.8 V（最小值），3.8 V（最大值）@ 20mA。特定分档的公差为±0.1V。
• 反向电流（I_R）：10 μA（最大值）@ V_R= 5V。该器件并非设计用于反向偏置工作；此测试仅用于质量验证。

重要测量说明：

1. 光通量是主要的光度学量。发光强度（mcd）是基于标准测量条件提供的参考值。
2. 视角由半强度点定义。
3. 主波长由CIE色度坐标推导得出。
4. 反向电压测试用于内部质量保证；在应用电路中，LED不应承受反向偏置。

4. 分档系统

为确保生产中的颜色和亮度一致性，LED根据关键参数被分选到不同的档位。这使得设计人员可以根据其应用需求选择合适的档位。

4.1 正向电压（V_F）分档

绿色LED在I_F= 20 mA下的分档。

档位代码 D7：2.8V - 3.0V

档位代码 D8：3.0V - 3.2V

档位代码 D9：3.2V - 3.4V

档位代码 D10：3.4V - 3.6V

档位代码 D11：3.6V - 3.8V

每个档位内的公差：±0.1V。

4.2 光通量 / 发光强度分档

绿色LED在I_F= 20 mA下的分档。发光强度为参考值。

档位代码 E1：0.84 lm - 1.07 lm（280 mcd - 355 mcd）

档位代码 E2：1.07 lm - 1.35 lm（355 mcd - 450 mcd）

档位代码 F1：1.35 lm - 1.68 lm（450 mcd - 560 mcd）

档位代码 F2：1.68 lm - 2.13 lm（560 mcd - 710 mcd）

档位代码 G1：2.13 lm - 2.70 lm（710 mcd - 900 mcd）

每个发光强度档位的公差：±11%。

4.3 色调（主波长）分档

绿色LED在I_F= 20 mA下的分档。

档位代码 AP：520.0 nm - 525.0 nm

档位代码 AQ：525.0 nm - 530.0 nm

档位代码 AR：530.0 nm - 535.0 nm

每个档位内的公差：±1 nm。

5. 典型性能曲线

提供了关键特性的图形表示，以辅助设计。这些曲线是典型值，基于25°C环境温度下的测试。

• 相对发光强度 vs. 正向电流：显示驱动电流与光输出之间的非线性关系。
• 正向电压 vs. 正向电流：说明二极管的I-V特性。
• 相对发光强度 vs. 环境温度：展示随着结温升高，光输出下降的情况。
• 光谱功率分布：描绘以518 nm为中心的相对辐射功率随波长的变化。
• 视角分布图：显示发光强度角度分布的极坐标图。

这些曲线对于设计合适的驱动电路、管理热效应以及理解光学系统设计中的空间光分布至关重要。

6. 用户指南与操作说明

6.1 清洁

不应使用未指定的化学清洁剂，因为它们可能会损坏LED封装材料（环氧树脂透镜）。如果焊接后必须清洁，推荐方法是将LED在室温下浸入乙醇或异丙醇中，持续时间不超过一分钟。应轻柔搅动以避免机械应力。

6.2 推荐PCB焊盘图形

提供了用于红外或气相回流焊接的建议焊盘布局。该图形设计旨在确保形成可靠的焊点、回流过程中由于表面张力实现适当的自对准以及足够的散热。其尺寸平衡了焊料量、焊点强度和防止焊料桥接。

6.3 载带与卷盘包装规格

LED以带有保护盖带的压花载带形式提供，卷绕在7英寸（178 mm）直径的卷盘上。详细规定了凹槽尺寸、载带宽度、间距和卷盘轴心尺寸，以确保与自动化SMT设备供料器的兼容性。标准卷盘数量为3000片。

6.4 卷盘与包装说明

• 载带中的空位用盖带密封。
• 标准包装：每7英寸卷盘3000片。
• 对于剩余数量，最小起订量（MOQ）为500片。
• 包装符合ANSI/EIA-481规范。
• 根据载带规格，最多允许连续两个缺失元件（空位）。

7. 注意事项与应用说明

7.1 预期应用

该LED设计用于标准商业和工业电子设备，包括办公自动化、电信、家用电器和通用指示灯应用。它并非专门设计或测试用于故障可能导致生命、健康或安全直接风险的场合（例如，航空控制、医疗生命支持、交通安全系统）。对于此类高可靠性应用，必须咨询元件制造商进行适用性评估。

7.2 储存条件

密封防潮袋（MBB）：在≤30°C和≤70%相对湿度（RH）下储存。当与干燥剂一起储存在原始包装袋中时，元件自日期代码起有一年的保质期。

包装袋开封后：在≤30°C / ≤60% RH条件下的“车间寿命”为168小时（JEDEC MSL 3）。超过此时间暴露的元件可能会吸收湿气，导致在回流焊接过程中潜在的“爆米花”效应或分层。

长期储存（袋外）：对于超过168小时的储存，请将元件放入装有新鲜干燥剂的密封容器或氮气吹扫的干燥器中。

烘烤：超过168小时车间寿命的元件在焊接前必须在约60°C下烘烤至少48小时，以去除吸收的湿气。

7.3 焊接建议

回流焊接（主要方法）：

- 预热温度：150-200°C。

- 液相线以上时间（预热时间）：最长120秒。

- 本体峰值温度：最高260°C。

- 峰值温度时间：最长10秒。

- 最大回流循环次数：两次。

手工焊接（烙铁）：仅用于维修或返工。

- 烙铁头温度：最高300°C。

- 每个引脚焊接时间：最长3秒。

- 最大手工焊接循环次数：一次。

重要说明：最佳回流曲线取决于具体的PCB设计、元件数量、焊膏和炉子特性。提供的指南和基于JEDEC的曲线是起点，必须针对实际生产装配线进行验证。

8. 设计考虑与技术分析

8.1 驱动电路设计

在20mA下2.8V至3.8V的正向电压（V_F）范围，需要恒流驱动电路以获得稳定的光输出，特别是当多个LED串联使用或亮度一致性至关重要时。对于单LED、低成本应用，可以使用简单的串联电阻，但电流会随LED的具体V_F和电源电压而变化。例如，使用5V电源，目标电流20mA，串联电阻（R_S）的计算公式为R_S= (V_电源- V_F) / I_F。使用最大V_F3.8V，得出R_S= (5 - 3.8) / 0.02 = 60Ω。使用最小V_F2.8V和相同的电阻，则I_F= (5 - 2.8) / 60 ≈ 36.7mA，这超过了绝对最大连续电流。因此，建议使用稳压电流源或基于最坏情况V_F分档仔细选择电阻。

8.2 热管理

最大功耗为80mW（在20mA和最高3.8V下），热管理对于保持长寿命和稳定的光输出非常重要。如特性曲线所示，发光强度随着结温升高而降低。为最小化温升：

1. 使用推荐的PCB焊盘图形，以提供从LED封装到电路板的充分热传导。

2. 考虑在LED散热焊盘（如适用）下方的PCB中使用散热过孔，将热量传导到内层或电路板背面。

3. 避免长时间在绝对最大电流下工作。

4. 如果高密度布局中功耗是问题，请确保最终产品外壳内有足够的气流。

8.3 光学设计考虑

120度视角和透明透镜产生宽泛、漫射的发射模式，适用于需要从广泛角度可见的状态指示灯。对于需要更聚焦光束的应用，则需要二次光学元件（例如，透镜、导光管）。主波长分档（AP, AQ, AR）允许根据所需的绿色色调进行选择，这对于颜色编码指示灯或背光阵列中的美学匹配可能很重要。

8.4 与替代技术的比较

与磷化镓（GaP）等旧技术相比，使用InGaN技术制造绿色LED在效率和亮度方面具有优势。InGaN LED通常具有更窄的光谱带宽，从而产生更饱和的绿色。120度视角是常见标准，在宽视角和正向强度之间提供了良好的平衡。对于需要更宽视野的应用，可以考虑使用漫射透镜类型或侧视封装。

8.5 可靠性与寿命因素

LED寿命主要受工作结温和驱动电流影响。在规定的限制范围内工作——例如，在15-18mA而不是20mA下——可以显著延长工作寿命。严格遵守焊接曲线可防止热冲击和封装应力。遵循湿度敏感处理程序（MSL 3）对于防止回流过程中湿气引起的封装开裂导致的潜在故障至关重要。