SMD贴片LED绿色GaP规格书 - 3.2x2.8x1.9mm - 2.6V - 72mW - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档提供了一款高亮度、表面贴装绿色LED的完整技术规格。该器件专为消费电子、办公设备和通信设备中的通用指示灯及背光应用而设计。其主要优势包括：兼容自动化贴装设备、适用于红外和回流焊接工艺、符合无铅（RoHS）要求。标准的EIA封装确保了在行业内的广泛兼容性。

2. 深度技术参数分析

2.1 绝对最大额定值

器件的操作极限定义在环境温度（Ta）为25°C的条件下。超出这些额定值可能导致永久性损坏。

• 功耗（Pd）：72 mW。这是LED在连续工作下能够安全耗散为热量的最大功率。
• 峰值正向电流（IFP）：80 mA。这是在脉冲条件下允许的最大电流，规定占空比为1/10，脉冲宽度为0.1ms。该值远高于直流额定值，以适应短暂的高强度闪光。
• 直流正向电流（IF）：30 mA。这是为确保长期可靠运行而推荐的最大连续正向电流。
• 反向电压（VR）：5 V。施加超过此限制的反向电压可能损坏LED的半导体结。
• 工作温度范围：-40°C 至 +85°C。该器件额定在此宽广的工业温度范围内可靠运行。
• 存储温度范围：-40°C 至 +100°C。

2.2 电气与光学特性

关键性能参数在Ta=25°C、标准测试电流IF=20mA下测量。

• 发光强度（Iv）：范围从最小值7.1 mcd到典型值45.0 mcd。实际强度已分档，详见第3节。
• 视角（2θ1/2）：120度。此宽视角表明其为漫射型透镜，适用于需要宽范围可见性的应用。
• 峰值发射波长（λP）：565 nm。这是光谱输出最强的波长。
• 主波长（λd）：569 nm。这个从CIE色度图导出的单一波长定义了LED的感知颜色（绿色）。
• 光谱线半宽（Δλ）：30 nm。此参数描述了光谱纯度；宽度越窄，表示光源的单色性越好。
• 正向电压（VF）：典型值为2.6V，在20mA下范围为2.0V至2.6V。典型值有+/- 0.1V的容差。
• 反向电流（IR）：当施加5V反向电压时，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，发光强度被分类为不同的档位。档位代码是料号选择的一部分。

• 档位代码 K：7.1 mcd（最小）至 11.2 mcd（最大）
• 档位代码 L：11.2 mcd 至 18.0 mcd
• 档位代码 M：18.0 mcd 至 28.0 mcd
• 档位代码 N：28.0 mcd 至 45.0 mcd

每个强度档位适用+/-15%的容差。设计人员应根据其应用所需的亮度水平选择合适的档位。

4. 性能曲线分析

规格书引用了典型的性能曲线，用以说明关键参数之间的关系。虽然具体的图表未在文本中重现，但其含义对设计至关重要。

• I-V曲线：显示正向电流（IF）与正向电压（VF）之间的关系。它是非线性的，这是二极管的典型特性。该曲线有助于选择合适的限流电阻。
• 发光强度 vs. 正向电流：展示了光输出如何随电流增加，通常在工作范围内呈近似线性关系。超过最大电流工作会导致收益递减并产生更多热量。
• 发光强度 vs. 环境温度：显示了随着结温升高，光输出的降额情况。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：相对强度与波长的关系图，以565nm为中心，半宽为30nm，证实了绿色光输出。

5. 机械与封装信息

5.1 器件尺寸

该LED符合标准EIA SMD封装。关键尺寸（单位：毫米）包括主体尺寸约为3.2mm（长）x 2.8mm（宽）x 1.9mm（高）。除非另有说明，公差通常为±0.2mm。精确的PCB焊盘设计应参考详细的尺寸图纸。

5.2 推荐PCB焊盘设计

提供了适用于红外或气相回流焊的焊盘图形推荐。遵循此推荐的焊盘图形对于实现可靠的焊点、回流过程中的正确自对准以及有效的散热至关重要。该设计通常包含散热焊盘图案以管理焊接温度。

5.3 极性识别

阴极通常在器件上有标记，例如在透镜或封装上有一个缺口、一个绿点或一个切角。必须查阅规格书中的图表以确认确切的标记方案，确保组装时方向正确。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊温度曲线

该器件兼容无铅（Pb-free）回流焊接工艺。参考了符合J-STD-020B标准的建议温度曲线。关键参数包括：

• 预热温度：150°C 至 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：根据焊膏规格推荐时长。
• 升温/降温速率：需加以控制以防止热冲击。

关键注意事项：最佳温度曲线取决于具体的PCB设计、焊膏和回流炉。建议进行元件级和板级验证。

6.2 手工焊接

如需手工焊接，请使用温度不超过300°C的电烙铁。每个焊点的接触时间应限制在最多3秒，且应仅进行一次，以避免损坏塑料封装或内部键合线。

6.3 清洗

如果焊接后需要清洗，只能使用指定的溶剂。在室温下将LED浸入乙醇或异丙醇中不超过一分钟是可以接受的。未指定的化学品可能会损坏环氧树脂透镜或封装。

6.4 存储与潮湿敏感度

LED对潮湿敏感。当存储在原装密封防潮袋（内含干燥剂）中时，应保持在≤30°C和≤70%相对湿度的环境下，并在一年内使用。一旦打开袋子，存储环境不应超过30°C和60%相对湿度。暴露在环境空气中超过168小时的元件，在回流焊接前应在约60°C下烘烤至少48小时，以防止“爆米花”现象（因蒸汽压力导致封装开裂）。

7. 包装与订购信息

7.1 编带与卷盘规格

该器件以8mm载带形式供应，卷绕在7英寸（178mm）直径的卷盘上，兼容标准自动化贴片设备。

• 每卷数量： 2000.
• 最小订购量（MOQ）：剩余数量500片起订。
• 盖带：空位用顶部盖带密封。
• 缺件：根据规范（EIA-481-1-B），最多允许连续缺失两个灯。

7.2 料号结构

料号 LTST-M670GKT 编码了关键属性：

• LTST：可能表示产品系列或家族。
• M670：可能指特定的芯片/晶粒类型或光学设计。
• G：表示透镜颜色（无色透明）。
• K：代表发光强度档位代码（例如，K档：7.1-11.2 mcd）。
• T：可能表示编带卷盘包装。

选择正确的后缀（档位代码）对于获得所需的亮度水平至关重要。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

此LED适用于需要明亮、可靠的绿色指示灯的广泛应用，包括：

• 消费电子产品上的状态指示灯（路由器、调制解调器、音频设备）。
• 薄膜开关和面板的背光。
• 仪器仪表和控制面板的照明。
• 通用标识和装饰性照明，其中宽视角有益。

8.2 驱动电路设计

LED是电流驱动器件。为了保持亮度一致，尤其是在并联驱动多个LED时，强烈建议为每个LED使用一个串联的限流电阻（电路模型A）。不建议直接从电压源并联驱动LED（电路模型B），因为各个LED之间正向电压（VF）特性的微小差异将导致电流分配严重不平衡，从而造成亮度不均。串联电阻值可使用欧姆定律计算：R = (Vcc - VF) / IF，其中Vcc是电源电压，VF是LED正向电压（为可靠性起见使用最大值），IF是所需的正向电流。

8.3 热管理

虽然功耗相对较低（最大72mW），但正确的热设计可以延长寿命并保持稳定的光输出。确保PCB焊盘设计提供足够的散热。避免长时间在或接近其绝对最大电流和温度额定值下运行LED。

8.4 ESD（静电放电）防护

与大多数半导体器件一样，LED对静电放电敏感。在组装和操作过程中应遵循标准的ESD处理程序，包括使用接地工作台、腕带和导电容器。

9. 技术对比与差异化

与旧式的直插式LED技术相比，此SMD器件具有显著优势：

• 尺寸与外形：紧凑的3.2x2.8mm占位面积和低高度（1.9mm）有助于终端产品的小型化。
• 可制造性：完全兼容高速、自动化的SMT组装线，相比手工插件降低了生产成本并提高了可靠性。
• 光学性能：高亮度（高达45 mcd）与120度宽视角的结合提供了出色的可见性。
• 可靠性：封装设计适用于稳健的红外/回流焊接工艺，并提供宽广的工作温度范围（-40°C至+85°C）。

采用GaP（磷化镓）衬底技术是生产颜色和性能稳定的绿色LED的成熟可靠工艺。

10. 常见问题解答（FAQ）

Q1: 峰值波长（λP）和主波长（λd）有什么区别？

A1: 峰值波长（565 nm）是LED发射光功率最强的物理波长。主波长（569 nm）是根据色度学计算出的值，代表感知颜色的单一波长。对于像这种绿色LED这样的单色光源，两者通常很接近。

Q2: 我可以让这个LED在30mA下连续工作吗？

A2: 可以，30mA是最大额定直流正向电流。为了获得最高的可靠性和寿命，通常建议在略低于此最大值的条件下工作，例如在20mA（标准测试条件）下，这对于大多数指示灯应用也提供了充足的亮度。

Q3: 即使我的电源是限流的，为什么还需要串联电阻？

A3: 专用的串联电阻提供了一种简单、经济且稳健的设置电流的方法。它还有助于吸收电源电压和LED正向电压的微小变化，确保稳定运行。对于大多数通用LED电路来说，这被认为是最佳实践。

Q4: 打开防潮袋后的168小时车间寿命有多关键？

A4: 这对于工艺可靠性非常重要。超过此时间而未进行烘烤，会增加在高温回流焊接过程中因湿气导致封装损坏的风险，可能导致立即失效或降低长期可靠性。

11. 设计案例研究

场景：为一个具有24个相同绿色端口活动指示灯的网络交换机设计状态指示面板。

设计步骤：

1. 亮度选择：对于室内设备1-2米的观看距离，中等亮度已足够。从订购信息中选择档位代码 L（11.2-18.0 mcd）。
2. 驱动电路：系统使用3.3V电源轨。使用最大VF 2.6V和目标IF 20mA，计算串联电阻：R = (3.3V - 2.6V) / 0.020A = 35 欧姆。选择最接近的标准值33欧姆或39欧姆，电流会略有调整。
3. PCB布局：使用规格书中推荐的焊盘布局。将3.3V和GND走线布到所有24个LED。将限流电阻靠近每个LED的阳极放置。
4. 热考虑：24个LED每个约20mA，总功率较低（约1.5W）。无需特殊散热，但要确保机箱内的一般气流。
5. 组装：遵循推荐的回流焊温度曲线。打开卷盘后，计划在168小时窗口内完成所有电路板的SMT组装，或实施烘烤计划。

这种方法确保了亮度均匀、焊接可靠和长期性能。

12. 技术原理简介

此LED基于磷化镓（GaP）半导体材料。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，并在那里复合。在GaP中，这种复合过程以光子（光）的形式释放能量，其波长对应于材料的带隙能量，对于这种特定成分，产生绿光（约565-569 nm）。"无色透明"透镜由环氧树脂制成，旨在漫射光线，形成120度的宽视角。SMD封装将半导体芯片、键合线和引线框架封装在内，提供机械保护以及热/电连接。

13. 行业趋势与发展

光电子行业持续发展。虽然这款基于GaP的绿色LED代表了成熟且高度可靠的技术，但趋势包括：

• 效率提升：持续开发新材料（如用于更广色域的InGaN）和芯片设计，以实现更高的流明每瓦（lm/W），从而在给定光输出下降低功耗。
• 小型化：开发更小的封装尺寸（例如0201、01005），用于空间受限的应用，如可穿戴设备和超紧凑消费电子产品。
• 集成解决方案：内置驱动器（恒流IC）、保护二极管（用于ESD/反向电压）或多色（RGB）于一体的LED日益增多，简化了电路设计。
• 高可靠性需求：在汽车、工业和医疗领域应用的扩展，推动了对更宽温度范围、更高抗振性和更长工作寿命（通常以L70或L90评级，即光衰至初始亮度70%或90%的时间）的要求。

本规格书描述的器件稳固地位于市场中成熟、大批量的细分领域，因其经过验证的性能、成本效益和易于集成而备受青睐。