SMD LED LTST-C283KRKT-5A 数据手册 - 2.0x1.25x0.2mm - 红光 631nm - 30mA - 英文技术文档

1. 产品概述

本文件提供了一款表面贴装器件（SMD）LED灯的完整技术规格。该元件专为自动化印刷电路板（PCB）组装而设计，具有微型外形，非常适合空间受限的应用。其主要功能是作为指示灯、背光和信号用途的高效光源。

1.1 核心优势与目标市场

该器件具备多项关键优势，使其适用于现代电子制造。它符合RoHS（有害物质限制）指令。封装超薄，高度仅为0.2毫米，可用于超薄型产品。它采用AlInGaP（铝铟镓磷）半导体材料，该材料以在红色光谱范围内产生高发光效率而闻名。元件采用行业标准的8毫米载带和7英寸卷盘包装，完全兼容高速自动化贴片设备。其设计还能承受表面贴装技术（SMT）组装线中使用的标准红外（IR）回流焊接工艺。

目标应用广泛，涵盖通信设备（如无绳电话和蜂窝电话）、办公自动化设备（如笔记本电脑、网络系统）、家用电器以及工业设备。具体用途包括键盘背光、状态指示灯、微型显示器以及各种信号或符号照明应用。

2. 技术参数：深入客观解读

本节详述了器件的绝对极限和标准工作特性。除非另有说明，所有参数均在环境温度 (Ta) 为 25°C 的条件下规定。

2.1 绝对最大额定值

这些额定值定义了器件的应力极限，超出此极限可能导致永久性损坏。不建议在这些条件下连续运行。

• 功耗 (Pd): 75 mW。这是器件能够以热量形式耗散的最大功率。
• 峰值正向电流 (I_F(PEAK)): 80 mA。这是最大允许瞬时正向电流，通常在脉冲条件下（1/10占空比，0.1ms脉冲宽度）规定，以管理热负载。
• DC Forward Current (I_F): 30 mA。这是为确保长期可靠运行而建议的最大连续正向电流。
• 工作温度范围： -30°C 至 +85°C。这是器件设计可正常工作的环境温度范围。
• 储存温度范围： -40°C 至 +85°C。设备在非工作状态下的存储温度范围。
• 红外焊接条件： 260°C 持续 10 秒。该封装在无铅工艺回流焊接过程中可承受的最高热分布曲线。

2.2 电气与光学特性

这些是在标准测试条件下测得的典型性能参数。

• Luminous Intensity (I_V): 4.5 - 45.0 mcd (millicandela) at I_F = 5mA。这一宽范围通过分档系统进行管理（参见第3节）。光强测量使用经过滤光片匹配CIE标准人眼明视觉响应曲线的传感器进行。
• 视角 (2θ_1/2): 130度。这是发光强度为中心轴（0°）测量值一半时的全角。较宽的视角表示光发射模式更为漫射。
• Peak Emission Wavelength (λ_P): 639 nm（典型值）。这是所发射光的光谱功率分布达到最大值时的波长。
• Dominant Wavelength (λ_d): 631 nm（典型值）在 I_F = 5mA。这是人眼感知的定义光色的单一波长，由CIE色度坐标推导得出。
• 谱线半宽 (Δλ): 20 nm (典型值)。这是在最大强度一半处测得的光谱带宽（半高全宽 - FWHM）。
• 正向电压 (V_F): 1.70 - 2.3 V @ I_F = 5mA。LED工作时的正向压降。此范围也通过分档进行管理。
• 反向电流 (I_R): 10 μA (最大值) @ V_R = 5V。施加反向电压时流过的微小漏电流。

3. 分档系统说明

为确保大规模生产的一致性，LED会根据关键参数被分入不同的性能档位。这使得设计人员能够选择符合特定应用在亮度和电压方面要求的元器件。

3.1 正向电压 (V_F分档

对于红色光型号，在5mA测试电流下，正向电压被分为三个档位。每个档位内的容差为±0.1V。

• 分档代码 E2: V_F 范围从1.70V到1.90V。
• Bin Code E3： V_F 范围从1.90V到2.10V。
• Bin Code E4： V_F 范围从2.10V到2.30V。

3.2 发光强度 (I_V分档

发光强度分为五个Bin，同样在 I_F = 5mA 条件下测量。每个Bin的公差为±15%。

• Bin Code J: 4.50 - 7.10 mcd
• Bin Code K: 7.10 - 11.20 mcd
• Bin Code L: 11.20 - 18.00 mcd
• Bin Code M: 18.00 - 28.00 毫坎德拉
• Bin Code N: 28.00 - 45.00 毫坎德拉

这种分档方式允许根据所需的亮度水平进行精确选择，这对于背光等均匀性至关重要的应用尤为关键。

4. 性能曲线分析

典型的性能曲线直观地展示了器件在不同条件下的行为特征，这些曲线对于电路设计和热管理至关重要。

4.1 正向电流与正向电压关系（I-V曲线）

I-V特性呈非线性，这是二极管的典型特征。该曲线展示了正向电压 (V_F) 与正向电流 (I_F设计人员利用此曲线来确定实现期望工作电流所需的驱动电压，该电流与光输出直接相关。曲线会随温度变化而发生偏移。

4.2 光强与正向电流关系

该曲线表明，在相当大的范围内，光强近似与正向电流成正比。然而，在极高电流下，由于结温升高及其他效应，效率可能会下降。在推荐的直流电流范围内工作可确保最佳性能和长久寿命。

4.3 光谱分布

光谱分布曲线描绘了相对强度与波长的关系。它确认了峰值发射波长（约639 nm）和光谱半宽（约20 nm），从而定义了该AlInGaP芯片的纯红色光输出。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

该器件符合行业标准的SMD封装外形。关键尺寸包括长度为2.0毫米，宽度为1.25毫米，高度为0.2毫米（超薄外形）。详细的机械图纸规定了所有关键尺寸，包括焊盘位置和公差，公差通常为±0.1毫米。透镜为无色透明。

5.2 推荐的PCB焊盘布局

为PCB布局提供了焊盘设计。该设计确保回流焊期间形成良好的焊点，提供充分的热释放，并保持机械稳定性。遵循此推荐的封装尺寸对于成功组装和可靠性至关重要。

5.3 极性标识

该元件具有标记的阴极（负极端子）。数据手册说明了该标记在器件本体上的呈现方式（通常是阴极侧的一个凹口、绿点或其他指示符）。安装时正确的极性方向对于电路正常工作至关重要。

6. 焊接与组装指南

6.1 IR回流焊接条件

对于无铅焊接工艺，推荐采用特定的回流温度曲线。关键参数包括：预热温度在150-200°C之间，预热时间最长不超过120秒，器件本体峰值温度不得超过260°C，且温度高于260°C的时间应限制在最长10秒以内。器件不应经历超过两次回流焊接循环。这些限制基于JEDEC标准，旨在防止封装开裂或内部材料性能下降。

6.2 手工焊接

若必须进行手工焊接，应极其谨慎地操作。建议烙铁头最高温度为300°C，每个焊点的焊接时间限制在3秒以内。手工焊接应仅进行一次。

6.3 清洗

若需进行焊后清洗，仅应使用指定溶剂。在常温下将LED浸入乙醇或异丙醇中不超过一分钟是可接受的。使用未指定的化学清洁剂可能会损坏塑料封装或透镜。

6.4 储存条件

LED对湿气敏感。当储存在原装密封防潮袋（内含干燥剂）中时，应保持在30°C以下且相对湿度（RH）90%以下的环境，建议在一年内使用。一旦原包装被打开，储存环境不应超过30°C或60% RH。从原包装中取出的元件，理想情况下应在一周内进行回流焊接（湿度敏感等级3，MSL 3）。若需在原包装袋外更长时间储存，应将其置于带有干燥剂的密封容器中。如果储存时间超过一周，建议在组装前进行约60°C、至少20小时的烘烤，以去除吸收的湿气，防止回流焊过程中出现“爆米花”现象。

7. 包装与订购信息

7.1 卷带规格

元件采用带保护盖带的压纹载带包装。载带宽度为8毫米。卷盘标准直径为7英寸（178毫米）。每卷盘包含5000件。对于不足整卷的数量，剩余批次的最小包装数量为500件。包装符合ANSI/EIA-481规范。

8. 应用建议

8.1 典型应用电路

LED是一种电流驱动器件。为确保亮度一致，尤其是在多个LED并联使用时，限流机制至关重要。最简单的方法是串联一个电阻。电阻值（R_series）可根据欧姆定律计算：R_series = (V_电源 - V_F) / I_F为实现更精确高效的控制，推荐使用恒流驱动器或集成LED驱动IC。这可以防止并联灯串中的电流不均，确保所有器件的光输出一致，从而补偿Vf的自然差异。_F.

8.2 设计考量

• 热管理： 尽管功耗较低，但将结温保持在限定范围内是确保长期可靠性和稳定光输出的关键。确保LED焊盘下方有足够的PCB铜箔面积或散热过孔以传导热量，尤其是在接近最大电流工作时。
• ESD保护： LED易受静电放电（ESD）损坏。在组装过程中必须遵循正确的ESD处理程序，包括使用接地工作站、腕带和导电容器。
• 光学设计： 130度宽视角提供漫射光型。对于需要更聚焦光束的应用，可能需要辅助光学元件（透镜或导光件）。

9. 技术对比与差异化

与GaAsP（磷化砷化镓）等旧技术相比，这款基于AlInGaP的红光LED具有显著优势。主要区别在于其发光效率显著更高，这意味着在相同输入电流（mA）下能产生更多光输出（毫坎德拉）。从而在给定亮度水平下实现更低的功耗，或在相同功率预算内获得更高的亮度。其0.2毫米超薄厚度是相较于许多标准SMD LED的关键机械优势，使其能够应用于日益纤薄的消费电子产品设计中。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

10.1 峰值波长与主波长有何区别？

峰值波长 (λ_P) 是LED发出最大光功率的物理波长。主波长 (λ_d) 是基于人眼色觉（CIE色度图）计算出的、最能代表感知颜色的数值。对于像这款红色LED这样的单色LED，两者通常接近但并不完全相同。关注色点（例如在显示器中）的设计师应参考主波长。

10.2 为什么需要限流电阻？

LED的正向电压具有负温度系数，且不同器件间存在差异（如分档所示）。若直接连接至电压源，V_F 可能导致电流发生巨大且具有潜在破坏性的变化。串联电阻（或恒流源）提供负反馈，稳定工作电流以应对这些变化。

10.3 我可以用高于其V的电压驱动这个LED吗？_F?

是的，但您必须始终串联一个限流元件（电阻或主动电路）。驱动电压必须高于LED的V_F 允许电流通过，但多余电压降落在限流元件上以设定正确的电流值。_F.

11. 实际应用案例示例

场景：为网络路由器设计一个状态指示灯面板。 该面板需要五个红色状态LED。亮度均匀对用户体验至关重要。 设计步骤： 1) 确定所需亮度：选择Bin L (11.2-18.0 mcd)以确保清晰可见。2) 确定驱动电流：选择I_F = 5mA（标准测试条件）以实现长寿命和低发热。3) 计算串联电阻：假设电源电压为3.3V，典型V_F 为2.0V（来自Bin E3），R = (3.3V - 2.0V) / 0.005A = 260Ω。选用最接近的标准值（270Ω）。4) 布局：使用推荐的PCB焊盘布局。将所有五个LED并联，每个LED通过独立的270Ω电阻连接到3.3V电源轨。这确保了独立的电流控制以实现均匀性。5) 组装：遵循MSL-3指南和指定的回流焊温度曲线。

12. 工作原理介绍

发光二极管（LED）是一种通过电致发光来发光的半导体器件。当在p-n结上施加正向电压时，来自n型区域的电子和来自p型区域的空穴被注入到结区。当这些载流子复合时，会释放能量。在此特定器件中，半导体材料为AlInGaP，其经过设计使得释放的能量以可见光谱红色部分（约631-639纳米）的光子（光）形式存在。铝、铟、镓和磷原子的具体组成决定了带隙能量，从而决定了发射光的颜色。

13. 技术趋势

SMD LED技术的总体趋势持续朝着更高效率（每瓦更多流明）、更小封装尺寸和更高可靠性发展。对于指示型LED，重点在于实现更低电流下的更亮输出，并开发更薄的轮廓以满足微型化便携式电子产品的需求。材料科学的进步，例如改进的AlInGaP及其他化合物半导体外延生长技术，直接促进了这些性能提升。此外，封装和组装工艺的标准化确保了与不断演进的大批量自动化生产线的兼容性。