SMD LED LTST-S270KDKT 规格书 - 红色 AllnGaP 芯片 - 20mA - 50mW

1. 产品概述

LTST-S270KDKT 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灯。其微型外形非常适合空间受限的应用。该器件采用超亮铝铟镓磷（AllnGaP）半导体芯片来产生红光，并封装在水色透明的透镜内。这种组合专为需要高可靠性且与现代制造工艺兼容的应用而设计。

1.1 产品特性

符合RoHS（有害物质限制）指令。
侧视芯片配置，采用镀锡引脚以提高可焊性。
采用超亮AllnGaP芯片技术，实现高发光强度。
采用8mm载带包装，卷绕在7英寸直径的卷盘上，适用于自动化贴片组装。
符合EIA（电子工业联盟）标准封装外形。
兼容集成电路的驱动特性。
设计用于兼容自动贴装设备。
适用于红外（IR）回流焊接工艺。

1.2 应用领域

这款LED适用于对紧凑尺寸、可靠性和高效组装有严格要求的各类电子设备。典型应用领域包括：

电信设备：无绳电话、手机和网络设备中的状态指示灯。
办公自动化与消费电子：笔记本电脑和其他便携设备中键盘和按键的背光。
家用电器与工业设备：电源、模式或状态指示灯。
显示与标牌：室内应用中的微型显示屏和符号照明。

2. 封装尺寸与机械信息

该LED采用标准SMD封装。透镜颜色为水色透明，光源颜色为来自AllnGaP芯片的红色。除非另有说明，所有尺寸公差为±0.1毫米。源文档中提供了元件的详细机械图纸、推荐的PCB焊盘尺寸以及载带卷盘包装信息，这些对于PCB布局设计和组装工艺规划至关重要。

3. 额定值与特性

3.1 绝对最大额定值

这些额定值定义了可能导致器件永久损坏的极限条件。所有值均在环境温度（Ta）为25°C时指定。

功耗（Pd）：50 mW
峰值正向电流（I_F(PEAK)）：40 mA（在1/10占空比，0.1ms脉冲宽度下）
直流正向电流（I_F）：20 mA
反向电压（V_R）：5 V
工作温度范围（T_opr）：-30°C 至 +85°C
储存温度范围（T_stg）：-40°C 至 +85°C
红外焊接条件：峰值温度260°C，最长10秒。

3.2 电气与光学特性

这些是在Ta=25°C和I_F=20 mA条件下测量的典型工作参数，除非另有说明。

发光强度（I_V）：4.5 - 45.0 mcd（毫坎德拉）。使用近似CIE明视觉响应曲线的滤光片测量。
视角（2θ_1/2）：130度。定义为发光强度降至轴向（中心）值一半时的全角。
峰值发射波长（λ_P）：650.0 nm（典型值）。
主波长（λ_d）：630.0 - 645.0 nm。这个单一波长在CIE色度图上定义了LED的感知颜色。
光谱线半宽（Δλ）：20 nm（典型值）。发射光谱在其最大强度一半处的宽度。
正向电压（V_F）：1.6 - 2.4 V。
反向电流（I_R）：10 μA（最大值），在V_R=5V条件下。

3.3 静电放电（ESD）注意事项

LED对静电放电和电压浪涌敏感。在操作和组装过程中必须采取适当的ESD控制措施。这包括使用接地腕带、防静电手套，并确保所有设备和工作台正确接地，以防止潜在的或灾难性的器件故障。

4. 分档系统

为确保生产中的颜色和亮度一致性，LED根据发光强度进行分档。LTST-S270KDKT在20 mA条件下测量其红光输出，使用以下分档代码。

J档：4.5 - 7.1 mcd
K档：7.1 - 11.2 mcd
L档：11.2 - 18.0 mcd
M档：18.0 - 28.0 mcd
N档：28.0 - 45.0 mcd

每个发光强度档位的限值应用±15%的容差。设计人员应指定所需的分档代码，以确保最终应用达到预期的亮度水平。

5. 性能曲线分析

源文档包含典型的性能曲线，这对于理解器件在各种条件下的行为至关重要。这些曲线通常说明了正向电流与发光强度（I_F vs. I_V）、正向电流与正向电压（I_F vs. V_F）之间的关系，以及环境温度对发光强度的影响。分析这些曲线有助于设计人员优化驱动电流以提高效率和亮度，了解电源设计的电压要求，并考虑高温环境下的热降额。

6. 组装与操作指南

6.1 清洁

未指定的化学清洁剂可能会损坏LED封装。如果焊接后或因污染需要清洁，请使用室温下的乙醇或异丙醇。浸泡时间应少于一分钟，以防止对环氧树脂透镜或内部结构造成潜在损害。

6.2 焊接工艺

该器件兼容红外（IR）回流焊接工艺，这是SMD组装的标准工艺。建议使用无铅（Pb-free）工艺曲线。

预热：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：在峰值温度下最长10秒。回流次数不应超过两次。

对于使用烙铁进行的手动返修，烙铁头温度不应超过300°C，每个焊点的接触时间应限制在最长3秒。遵循JEDEC标准的回流曲线和焊膏制造商的建议至关重要，以确保可靠的焊点并防止LED受到热损伤。

6.3 储存条件

正确的储存对于保持可焊性和器件可靠性至关重要。

密封包装：储存在≤30°C和≤90%相对湿度（RH）的环境中。当储存在带有干燥剂的原始防潮袋中时，保质期为一年。
已开封包装：对于从原始包装中取出的元件，储存环境不得超过30°C或60% RH。建议在一周内完成红外回流焊接（湿度敏感等级3，MSL 3）。对于在原始包装袋外更长时间的储存，请使用带有干燥剂的密封容器或氮气干燥器。储存超过一周的元件在焊接前应在约60°C下烘烤至少20小时，以去除吸收的水分。

7. 包装与订购信息

用于大批量组装的标准包装是8毫米宽的压纹载带，卷绕在7英寸（178毫米）直径的卷盘上。每卷包含4000片。载带用顶盖带密封。包装遵循ANSI/EIA-481规范。对于小批量需求，最小包装为500片。载带设计允许最多连续两个缺失元件（空穴）。

8. 应用设计考量

8.1 驱动电路设计

LED是电流驱动器件。为确保驱动多个LED（尤其是在并联配置中）时亮度均匀，必须在每个LED上串联一个限流电阻。这可以补偿不同器件之间正向电压（V_F）的自然差异。直接从电压源驱动LED而不进行电流调节可能导致电流过大、热失控并缩短使用寿命。简单的串联电阻法（源文档中的电路A）是一种可靠且常用的方法。

8.2 热管理

尽管封装很小，但必须遵守最大功耗（50 mW）和工作温度范围（-30°C至+85°C）。发光输出通常会随着结温的升高而降低。在LED以其最大电流或接近最大电流驱动，或处于高环境温度的应用中，应考虑PCB布局，通过铜焊盘和走线提供足够的热缓解。

8.3 应用范围与可靠性

本产品适用于标准的商业和消费电子设备。对于需要极高可靠性、且故障可能危及安全或健康的应用（例如航空、医疗生命支持、交通控制），需要进行额外的资格认证和咨询。除非得到适当保护，否则该器件不设计用于持续的户外暴露或恶劣环境。

9. 技术对比与趋势

使用AllnGaP技术制造红色LED，相较于砷化镓磷（GaAsP）等旧技术，是一项重大进步。AllnGaP提供了卓越的发光效率，从而在相同驱动电流下实现更高的亮度，并具有更好的温度稳定性。侧视封装（相对于顶发光）特别适用于需要光线平行于PCB表面方向的应用，例如侧光式面板或键盘背光的光导应用。SMD LED的发展趋势继续朝着更高效率、更小封装以及与无铅回流焊接等自动化高温组装工艺更广泛兼容的方向发展。

10. 常见问题解答（FAQ）

问：峰值波长和主波长有什么区别？

答：峰值波长（λ_P）是光输出功率达到最大值时的波长。主波长（λ_d）是人眼感知到的单一波长，根据CIE色坐标计算得出。λ_d对于颜色规格更为相关。

问：我可以不用串联电阻驱动这个LED吗？

答：强烈不建议这样做。正向电压有一个范围（1.6V至2.4V）。将其直接连接到即使略高于其V_F的电压源，也可能导致不受控制的大电流流过，可能立即或随时间推移损坏LED。

问：为什么视角这么宽（130°）？

答：宽视角是侧视封装和透镜设计的特点。这对于需要在一个区域内提供宽广、均匀照明，而非聚焦光斑的应用非常有益。

问：如何选择正确的分档代码？

答：分档代码的选择取决于您的应用所需的最低亮度。如果您的设计需要至少15 mcd，您应指定L档或更高档位（L、M、N）。使用更高的档位可以确保即使存在-15%的容差，您的亮度要求也能得到满足。

11. 设计与使用案例研究

场景：薄膜键盘背光。

一位设计师正在设计一款带有硅橡胶键盘的医疗设备，该键盘需要在弱光环境下使用红色背光。键盘背后的空间极其有限。

设计选择：

1. 选择LTST-S270KDKT是因为其侧发光特性，非常适合将光耦合到光导边缘或直接从PCB层面照亮半透明键盘字符的侧面。

2. 超亮AllnGaP芯片确保即使光线通过橡胶键盘材料扩散后仍有足够的输出。

3. 选择15 mA的驱动电流（低于20 mA的最大值），以确保长期可靠性并最大限度地减少密封设备外壳内的热量产生。

4. 指定M档（18.0-28.0 mcd）以保证所有按键都具有明亮、一致的外观。

5. PCB布局包含推荐的焊盘尺寸，并为每个LED串联一个0805尺寸的限流电阻，该电阻值根据电源电压和LED的典型V_F计算得出。

6. 组装厂遵循提供的红外回流曲线，并且器件在使用前储存在受控环境中以符合MSL3要求。

这种方法最终实现了一个可靠、照明均匀的键盘，满足了最终产品的外观和功能要求。

LED规格术语详解

LED技术术语完整解释

一、光电性能核心指标

术语	单位/表示	通俗解释	为什么重要
光效（Luminous Efficacy）	lm/W（流明/瓦）	每瓦电能发出的光通量，越高越节能。	直接决定灯具的能效等级与电费成本。
光通量（Luminous Flux）	lm（流明）	光源发出的总光量，俗称"亮度"。	决定灯具够不够亮。
发光角度（Viewing Angle）	°（度），如120°	光强降至一半时的角度，决定光束宽窄。	影响光照范围与均匀度。
色温（CCT）	K（开尔文），如2700K/6500K	光的颜色冷暖，低值偏黄/暖，高值偏白/冷。	决定照明氛围与适用场景。
显色指数（CRI / Ra）	无单位，0–100	光源还原物体真实颜色的能力，Ra≥80为佳。	影响色彩真实性，用于商场、美术馆等高要求场所。
色容差（SDCM）	麦克亚当椭圆步数，如"5-step"	颜色一致性的量化指标，步数越小颜色越一致。	保证同一批灯具颜色无差异。
主波长（Dominant Wavelength）	nm（纳米），如620nm（红）	彩色LED颜色对应的波长值。	决定红、黄、绿等单色LED的色相。
光谱分布（Spectral Distribution）	波长 vs. 强度曲线	显示LED发出的光在各波长的强度分布。	影响显色性与颜色品质。

二、电气参数

术语	符号	通俗解释	设计注意事项
正向电压（Forward Voltage）	Vf	LED点亮所需的最小电压，类似"启动门槛"。	驱动电源电压需≥Vf，多个LED串联时电压累加。
正向电流（Forward Current）	If	使LED正常发光的电流值。	常采用恒流驱动，电流决定亮度与寿命。
最大脉冲电流（Pulse Current）	Ifp	短时间内可承受的峰值电流，用于调光或闪光。	脉冲宽度与占空比需严格控制，否则过热损坏。
反向电压（Reverse Voltage）	Vr	LED能承受的最大反向电压，超过则可能击穿。	电路中需防止反接或电压冲击。
热阻（Thermal Resistance）	Rth（°C/W）	热量从芯片传到焊点的阻力，值越低散热越好。	高热阻需更强散热设计，否则结温升高。
静电放电耐受（ESD Immunity）	V（HBM），如1000V	抗静电打击能力，值越高越不易被静电损坏。	生产中需做好防静电措施，尤其高灵敏度LED。

三、热管理与可靠性

术语	关键指标	通俗解释	影响
结温（Junction Temperature）	Tj（°C）	LED芯片内部的实际工作温度。	每降低10°C，寿命可能延长一倍；过高导致光衰、色漂移。
光衰（Lumen Depreciation）	L70 / L80（小时）	亮度降至初始值70%或80%所需时间。	直接定义LED的"使用寿命"。
流明维持率（Lumen Maintenance）	%（如70%）	使用一段时间后剩余亮度的百分比。	表征长期使用后的亮度保持能力。
色漂移（Color Shift）	Δu′v′ 或麦克亚当椭圆	使用过程中颜色的变化程度。	影响照明场景的颜色一致性。
热老化（Thermal Aging）	材料性能下降	因长期高温导致的封装材料劣化。	可能导致亮度下降、颜色变化或开路失效。

四、封装与材料

术语	常见类型	通俗解释	特点与应用
封装类型	EMC、PPA、陶瓷	保护芯片并提供光学、热学接口的外壳材料。	EMC耐热好、成本低；陶瓷散热优、寿命长。
芯片结构	正装、倒装（Flip Chip）	芯片电极布置方式。	倒装散热更好、光效更高，适用于高功率。
荧光粉涂层	YAG、硅酸盐、氮化物	覆盖在蓝光芯片上，部分转化为黄/红光，混合成白光。	不同荧光粉影响光效、色温与显色性。
透镜/光学设计	平面、微透镜、全反射	封装表面的光学结构，控制光线分布。	决定发光角度与配光曲线。

五、质量控制与分档

术语	分档内容	通俗解释	目的
光通量分档	代码如 2G、2H	按亮度高低分组，每组有最小/最大流明值。	确保同一批产品亮度一致。
电压分档	代码如 6W、6X	按正向电压范围分组。	便于驱动电源匹配，提高系统效率。
色区分档	5-step MacAdam椭圆	按颜色坐标分组，确保颜色落在极小范围内。	保证颜色一致性，避免同一灯具内颜色不均。
色温分档	2700K、3000K等	按色温分组，每组有对应的坐标范围。	满足不同场景的色温需求。

六、测试与认证

术语	标准/测试	通俗解释	意义
LM-80	流明维持测试	在恒温条件下长期点亮，记录亮度衰减数据。	用于推算LED寿命（结合TM-21）。
TM-21	寿命推演标准	基于LM-80数据推算实际使用条件下的寿命。	提供科学的寿命预测。
IESNA标准	照明工程学会标准	涵盖光学、电气、热学测试方法。	行业公认的测试依据。
RoHS / REACH	环保认证	确保产品不含有害物质（如铅、汞）。	进入国际市场的准入条件。
ENERGY STAR / DLC	能效认证	针对照明产品的能效与性能认证。	常用于政府采购、补贴项目，提升市场竞争力。

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