SMD LED LTST-010KGKT 规格书 - 3.0x1.5x1.1mm - 2.4V 最大 - 72mW - 水清 AlInGaP 绿色 - 简体中文技术文档

1. 产品概述

LTST-010KGKT 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）发光二极管（LED）。其微型封装尺寸使其适用于各类消费电子和工业电子中空间受限的应用场景。

1.1 核心优势

• 微型尺寸：紧凑的封装允许高密度的 PCB 布局。
• 自动化兼容性：采用 12mm 载带包装于 7 英寸卷盘，完全兼容标准的贴片机和自动化组装设备。
• 工艺兼容性：设计可承受红外（IR）回流焊接工艺，符合现代无铅（Pb-free）制造标准。
• 材料合规性：产品符合 RoHS（有害物质限制）指令。
• 宽视角：具有典型的 110 度视角（2θ1/2），提供宽广的光线分布。

1.2 目标市场与应用

此 LED 旨在用作各种电子设备中的状态指示灯、背光元件或信号光源。主要应用领域包括：

• 通信设备（例如，无绳/蜂窝电话）
• 便携式计算设备（例如，笔记本电脑）
• 网络系统与家用电器
• 工业控制面板与室内标识
• 办公自动化设备

2. 深入技术参数分析

除非另有说明，所有规格均在环境温度（Ta）为 25°C 的条件下定义。

2.1 绝对最大额定值

这些额定值定义了超出此范围可能导致器件永久损坏的极限。不保证在此条件下运行。

• 功耗（Pd）：72 mW
• 峰值正向电流（IFP）：80 mA（在脉冲条件下：1/10 占空比，0.1ms 脉冲宽度）
• 连续正向电流（IF）：30 mA DC
• 工作温度范围：-40°C 至 +85°C
• 存储温度范围：-40°C 至 +100°C

2.2 光电特性

这些是标准测试条件（IF = 20mA）下的典型性能参数。

• 发光强度（Iv）：最小 56 mcd，典型值因分档而异，最大 180 mcd。使用经过 CIE 明视觉响应曲线滤波的传感器测量。
• 正向电压（VF）：范围从 1.8V（最小）到 2.4V（最大）。典型值取决于正向电压分档（D2、D3、D4）。
• 峰值波长（λP）：约 570 nm。
• 主波长（λd）：典型值为 571 nm，具体分档定义为 564.5 nm 至 576.5 nm。
• 光谱带宽（Δλ）：约 15 nm（半高宽）。
• 反向电流（IR）：在反向电压（VR）为 5V 时，最大 10 μA。注意：此 LED 并非为反向偏压操作而设计；此参数仅用于测试目的。

3. 分档系统说明

产品按性能分档，以确保应用中的一致性。设计人员可以指定分档以满足其对亮度、颜色和压降的要求。

3.1 发光强度（Iv）分档

分档确保可预测的最小亮度。单位为 20mA 下的毫坎德拉（mcd）。

• P2：56 – 71 mcd
• Q1：71 – 90 mcd
• Q2：90 – 112 mcd
• R1：112 – 140 mcd
• R2：140 – 180 mcd

每个分档内的容差为 ±11%。

3.2 正向电压（VF）分档

电压分档有助于设计限流电路和预测功耗。单位为 20mA 下的伏特（V）。

• D2：1.8 – 2.0 V
• D3：2.0 – 2.2 V
• D4：2.2 – 2.4 V

每个分档内的容差为 ±0.1V。

3.3 色调 / 主波长（λd）分档

此分档控制绿光的感知颜色。单位为 20mA 下的纳米（nm）。

• B：564.5 – 567.5 nm
• C：567.5 – 570.5 nm
• D：570.5 – 573.5 nm
• E：573.5 – 576.5 nm

每个分档内的容差为 ±1 nm。

4. 性能曲线分析

典型特性曲线提供了器件在不同条件下的行为洞察。这对于稳健的电路设计至关重要。

4.1 正向电流 vs. 正向电压（I-V 曲线）

I-V 曲线呈现了二极管的典型指数关系。正向电压（VF）随电流（IF）增加而增加，并且也依赖于温度。设计人员必须使用此曲线选择合适的限流电阻，以确保 LED 在其指定的电流范围内工作，特别是考虑到电压分档（D2-D4）之间的差异。

4.2 发光强度 vs. 正向电流

此曲线显示，在典型工作范围（最高至 30mA DC）内，发光强度大致与正向电流成正比。然而，在极高电流下，由于热效应增加，效率可能会降低。在或低于推荐的 20mA 测试条件下工作可确保稳定的性能和长久的使用寿命。

4.3 光谱分布

光谱输出曲线以 570 nm 的峰值波长为中心，典型半高宽为 15 nm。这种相对较窄的带宽是 AlInGaP（铝铟镓磷）技术的特征，与荧光粉转换 LED 等旧技术相比，它能产生更饱和的绿色。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

LTST-010KGKT 符合行业标准的 SMD 封装外形。关键尺寸（以毫米为单位）包括典型的本体尺寸：长度约 3.0mm，宽度约 1.5mm，高度约 1.1mm。除非另有说明，容差通常为 ±0.1mm。封装在 AlInGaP 绿色光源上覆盖有水清透镜。

5.2 推荐的 PCB 焊盘图形

提供了建议的焊盘布局，以确保在回流焊接过程中形成可靠的焊点。此图形设计旨在促进适当的焊料润湿和机械稳定性，同时最大限度地减少立碑（元件一端翘起）的风险。焊盘设计针对红外和汽相回流工艺进行了优化。

5.3 极性识别

阴极通常由 LED 封装上的视觉标记指示，例如凹口、绿点或透镜切角。必须查阅规格书图表以确认此特定部件的确切极性标记。组装过程中正确的极性对于确保器件正常工作至关重要。

6. 焊接与组装指南

6.1 红外回流焊接曲线

对于无铅（Pb-free）焊接工艺，建议采用符合 J-STD-020B 标准的曲线。关键参数包括：

• 预热：150-200°C，最长 120 秒，以逐渐加热电路板和元件。
• 峰值温度：不应超过 260°C。
• 液相线以上时间（TAL）：焊料处于熔融状态的持续时间应根据焊膏制造商的规格进行控制，通常控制在所提供的曲线图所示的限制范围内。

该曲线对于防止热冲击至关重要，热冲击可能损坏 LED 的内部结构或环氧树脂透镜。

6.2 手工焊接（如必要）

如果需要手动焊接，需要格外小心：

• 烙铁温度：最高 300°C。
• 焊接时间：每个焊点最长 3 秒。
• 限制：焊接应仅进行一次。避免重新加热现有焊点。

6.3 清洗

如果需要进行焊后清洗，应仅使用指定的溶剂。推荐的清洗剂包括乙醇或异丙醇。LED 应在常温下浸泡少于一分钟。未指定的化学清洗剂可能会损坏环氧树脂透镜或封装标记。

6.4 存储与湿度敏感性

LED 对湿度敏感。当密封的防潮袋（内含干燥剂）未开封时，应存储在 ≤30°C 和 ≤70% RH 的条件下，并在一年内使用。一旦原包装袋打开：

• 存储条件不应超过 30°C 和 60% RH。
• 建议在暴露后的 168 小时（7 天）内完成红外回流焊接过程。
• 对于超过 168 小时的存储，在焊接前应将 LED 重新烘烤约 60°C 至少 48 小时，以去除吸收的水分并防止“爆米花”现象（回流过程中封装开裂）。

7. 包装与订购信息

7.1 载带与卷盘规格

产品以压纹载带形式提供，便于自动化处理。

• 载带宽度：12 mm。
• 卷盘直径：7 英寸（178 mm）。
• 每卷数量：4000 片（满卷）。
• 最小订购量（MOQ）：500 片（部分/剩余卷盘）。
• 包装符合 ANSI/EIA-481 规范。载带用盖带密封以保护元件。

8. 应用设计注意事项

8.1 驱动电路设计

LED 是电流驱动器件。为确保一致的亮度和使用寿命，必须使用恒流源或限流电阻。电阻值（R）可使用欧姆定律计算：R = (Vcc - VF) / IF，其中 Vcc 是电源电压，VF 是所选分档的正向电压（用于最坏情况电流计算时使用最大值），IF 是所需的正向电流（例如，20mA）。由于 VF 存在差异，不建议在没有单独限流的情况下并联驱动多个 LED，这可能导致显著的亮度不匹配。

8.2 热管理

虽然功耗较低（最大 72mW），但 PCB 上的有效热管理仍然很重要，尤其是在高环境温度下或接近最大额定值运行时。过高的结温会降低光输出并加速性能衰减。确保焊盘周围有足够的铜面积有助于散热。

8.3 光学设计

110 度的视角使此 LED 适用于广域照明。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、导光板）。水清透镜呈现了 AlInGaP 芯片的真实颜色，即饱和的绿色。

9. 技术介绍与比较

9.1 AlInGaP 技术

LTST-010KGKT 采用铝铟镓磷（AlInGaP）半导体材料作为其发光区域。该技术以在琥珀色、橙色、红色和黄绿色光谱部分产生高效率光而闻名。与磷化镓（GaP）等旧技术相比，AlInGaP LED 提供显著更高的发光效率和更饱和的色纯度。此处实现的绿色发光位于 570nm 区域，对人眼具有很高的可见度。

9.2 与其他绿色 LED 的区别

绿色 LED 也可以使用氮化铟镓（InGaN）技术制造，该技术通常在较短波长（约 520-530nm）处产生蓝绿色或纯绿色。基于 AlInGaP 的绿色（约 570nm）通常显得更偏黄绿色或“柠檬”绿。选择取决于应用所需的特定色坐标。与某些 InGaN 绿色 LED 相比，此波长范围内的 AlInGaP 绿色 LED 在驱动电流和温度变化下通常具有非常稳定的颜色。

10. 常见问题解答（FAQ）

10.1 峰值波长和主波长有什么区别？

峰值波长（λP）是光谱功率分布达到最大值时的波长。主波长（λd）是与参考白光相比，与 LED 感知颜色相匹配的单色光波长。对于光谱相对对称的 LED，两者通常很接近。主波长更直接地关系到人眼对颜色的感知。

10.2 我可以用 3.3V 电源不加电阻驱动此 LED 吗？

不，不建议这样做，这很可能会损坏 LED。其典型 VF 为 2.0-2.4V，直接连接到 3.3V 会导致过大电流流过，远远超过 30mA DC 的绝对最大额定值。使用电压源时，始终需要一个串联限流电阻。

10.3 订购时如何解读分档代码？

您可以指定分档组合以获得特性紧密分组的 LED。例如，要求“Iv=R1, VF=D3, λd=C”将为您提供发光强度在 112-140 mcd 之间、正向电压在 2.0-2.2V 之间、主波长在 567.5-570.5 nm 之间的 LED。如果未指定分档，您将收到标准生产混合的产品。

10.4 此 LED 适合户外使用吗？

规格书规定的工作温度范围为 -40°C 至 +85°C，涵盖了许多户外条件。然而，长时间暴露在直射阳光、紫外辐射和湿气下可能会随时间推移使环氧树脂透镜老化。对于恶劣的户外环境，应考虑专门为此类条件（例如，采用硅胶封装）额定和封装的 LED。

11. 设计案例研究示例

11.1 网络交换机前面板状态指示灯

需求：在机架安装设备上提供清晰、绿色的链路/活动状态指示灯，可从各个角度看到。

设计选择：选择 LTST-010KGKT 是因为其 110° 视角，即使在离轴观看时也能确保可见性。AlInGaP 绿色提供了鲜明、引人注目的颜色。

实施方案：使用一组 8 个 LED，每个端口一个。为确保亮度均匀，所有 LED 均指定为相同的发光强度分档（例如，R1）。它们通过单独的 150Ω 限流电阻从 5V 电源轨驱动（按典型 VF 2.2V 和 IF=20mA 计算：R = (5V - 2.2V) / 0.02A = 140Ω；150Ω 是最接近的标准值）。PCB 布局采用推荐的焊盘图形，并通过小的散热连接连接到地平面以利于散热。

12. 技术趋势

12.1 效率与小型化

SMD LED 的总体趋势继续朝着更高的发光效率（每瓦电能产生更多光输出）和进一步小型化发展。虽然此部件代表了一种成熟的封装尺寸，但像芯片级 LED（CSLED）这样的新型封装正在出现，提供更小的占位面积。所有电子产品对能源效率的推动促使 LED 在更低电流下提供所需的亮度。

12.2 颜色稳定性与一致性

外延生长和封装材料的进步旨在提高颜色一致性（减少分档内的差异）以及在器件寿命期内和温度变化下的稳定性。这对于多个 LED 彼此相邻使用的应用尤其重要，例如全彩显示器或背光阵列。

12.3 集成化

将 LED 驱动电路（恒流源、PWM 调光控制）直接集成到模块中，甚至集成到 LED 封装本身的趋势日益增长，这简化了最终用户的设计并提高了整体系统可靠性。