LTW-C181DS5-GE2 SMD LED 规格书 - 超薄0.55mm高度 - 白光InGaN - 20mA - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档提供了一款表面贴装器件（SMD）发光二极管（LED）的完整技术规格。该元件属于微型LED系列，专为自动化印刷电路板（PCB）组装工艺以及空间受限的关键应用而设计。该LED采用InGaN（氮化铟镓）半导体材料产生白光，在紧凑的外形尺寸下提供高亮度。

本产品背后的核心设计理念是提供一种可靠、高性能的照明解决方案，能够无缝集成到现代电子制造流程中。其与红外（IR）回流焊接工艺和自动贴片设备的兼容性，使其适用于大批量生产环境。超薄的封装高度是其关键特性，使其能够用于日益纤薄的消费电子和工业电子产品中。

1.1 特性

• 符合《有害物质限制》（RoHS）指令。
• 极低剖面，封装高度仅为0.55毫米。
• 采用超高亮度InGaN白光芯片。
• 采用行业标准包装：7英寸直径卷盘上的8毫米载带。
• 符合电子工业联盟（EIA）标准封装外形。
• 电气兼容集成电路（IC）逻辑电平。
• 设计用于兼容自动化元件贴装系统。
• 可承受标准红外回流焊接温度曲线。

1.2 应用领域

该LED专为广泛的电子设备而设计。其主要应用领域包括：

• 电信设备：路由器、调制解调器和手持设备上的状态指示灯。
• 办公自动化：打印机、扫描仪和复印机中键盘、控制面板的背光。
• 消费电子与家用电器：智能音箱、电视、厨房电器等设备中的电源、模式或功能指示灯。
• 工业设备：控制系统中机器状态、故障或运行模式指示灯。
• 室内标识与微型显示器：符号、图标或小型信息显示屏的照明。

2. 技术参数：深入客观解读

2.1 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应力极限。不保证在或超过这些极限下运行。所有值均在环境温度（Ta）为25°C时指定。

• 功耗（Pd）：76 mW。这是LED封装在不超出其热限值的情况下，能够以热量形式耗散的最大功率。
• 峰值正向电流（I_F(PEAK)）：100 mA。这是在脉冲条件下允许的最大电流，指定占空比为1/10，脉冲宽度为0.1ms。它显著高于连续电流额定值。
• 直流正向电流（I_F）：20 mA。这是建议的最大连续正向电流，以确保长期可靠运行。
• 工作温度范围（T_opr）：-20°C 至 +105°C。这是LED设计为正常工作的环境温度范围。
• 储存温度范围（T_stg）：-40°C 至 +105°C。这是非工作状态下的储存温度范围。
• 红外焊接条件：260°C 持续10秒。这是封装在回流焊接过程中可承受的最高温度曲线。

2.2 光电特性

这些是在标准测试条件下（Ta=25°C，I_F=5mA，除非另有说明）测得的典型性能参数。

• 发光强度（I_V）：范围从112.0 mcd（毫坎德拉）到224.0 mcd。使用经过滤光片匹配CIE明视觉人眼响应曲线的传感器测量。实际值已分级（见第3节）。
• 视角（2θ_1/2）：130度。这是发光强度降至0度（轴向）测量值一半时的全角。如此宽的视角提供了宽广、漫射的照明，适用于背光和状态指示灯。
• 色度坐标（x, y）：在CIE 1931色度图上，典型值为x=0.304，y=0.3005。这些坐标定义了白光的感知色点。存在容差和分级（见第3节）。
• 正向电压（V_F）：在5mA下，范围从2.70V到3.15V。这是LED导通电流时两端的电压降。它被分级到特定范围（见第3节）。
• 反向电流（I_R）：在反向电压（V_R）为5V时，最大为2 μA。此参数主要用于IR测试目的；该器件不适用于反向偏置工作。

3. 分级系统说明

为确保大规模生产的一致性，LED根据关键参数进行分选（分级）。这使得设计人员能够为其应用选择满足特定性能窗口的元件。

3.1 正向电压（V_F）等级

在I_F= 5mA下分级。每个等级的容差为±0.1V。

• 等级代码 A： V_F= 2.70V 至 2.85V
• 等级代码 B： V_F= 2.85V 至 3.00V
• 等级代码 C： V_F= 3.00V 至 3.15V

3.2 发光强度（I_V）等级

在I_F= 5mA下分级。每个等级的容差为±15%。

• 等级代码 R1： I_V= 112.0 mcd 至 146.0 mcd
• 等级代码 R2： I_V= 146.0 mcd 至 180.0 mcd
• 等级代码 S1： I_V= 180.0 mcd 至 224.0 mcd

3.3 色调（色度）等级

在I_F= 5mA下，由CIE 1931（x, y）色度图上的边界定义。每个等级在x和y坐标上的容差均为±0.01。规格书中列出了如S1-2、S2-2、S3-1和S4-1等等级的具体四边形边界。这种分级确保了组件中多个LED的颜色一致性。

4. 机械与封装信息

4.1 封装尺寸

该LED采用超薄封装设计。关键尺寸是高度，为0.55毫米。所有其他封装尺寸均在源文件的详细机械图纸中提供，除非另有规定，标准公差为±0.1毫米。透镜颜色为黄色，而光源本身是InGaN白光芯片。

4.2 推荐的PCB焊盘布局

提供了建议的焊盘图形（封装），以确保正确的焊接和机械稳定性。遵循此推荐布局有助于实现可靠的焊点，并防止回流焊接过程中的立碑或错位。

4.3 极性识别

正确的极性对LED工作至关重要。规格书包含识别封装上阳极和阴极端子的图示。通常，这通过元件本体上的标记或封装图形的不对称性来指示。

5. 焊接与组装指南

5.1 红外回流焊接参数

对于无铅焊接工艺，推荐使用特定的温度曲线。关键参数是峰值本体温度为260°C，持续时间不应超过10秒。该曲线包括预热阶段。需要强调的是，最佳曲线取决于具体的PCB设计、元件和使用的焊膏，应为每个应用进行特性化。

5.2 手工焊接

如果必须进行手工焊接，应极其小心。建议使用最高温度为300°C的烙铁头，每个焊盘的焊接时间限制在3秒以内。此操作应仅进行一次，以防止对LED芯片和封装造成热损伤。

5.3 清洗

如果焊接后需要清洗，只能使用指定的溶剂。可接受的方法包括将LED在常温下浸入乙醇或异丙醇中不超过一分钟。使用未指定的化学品可能会损坏LED封装材料。

6. 包装与处理

6.1 载带与卷盘规格

元件以8毫米宽压纹载带形式供应，卷绕在7英寸（178毫米）直径的卷盘上。标准卷盘数量为每盘5000片。包装符合ANSI/EIA-481规范。关键处理注意事项包括：最多允许连续缺失两个元件，剩余部分的最小可订购数量为500片。

6.2 储存条件

密封包装：LED应在其原始未开封的防潮袋（内含干燥剂）中储存，温度≤30°C，相对湿度（RH）≤90%。在此条件下的建议保质期为一年。
开封包装：一旦防潮袋被打开，元件将暴露在环境湿度中。应将其储存在温度≤30°C，相对湿度≤60%的环境中。对于符合潮湿敏感度等级（MSL）2a的元件，建议在暴露后672小时（28天）内完成IR回流焊接过程。暴露时间更长的元件应在焊接前在大约60°C下烘烤至少20小时，以去除吸收的水分，防止回流焊接过程中出现“爆米花”损伤。

6.3 静电放电（ESD）预防措施

LED对静电放电和电压浪涌敏感。在处理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面正确接地。

7. 应用说明与设计考量

7.1 限流

当使用电压源驱动LED时，必须使用外部限流电阻。电阻值（R_limit）可使用欧姆定律计算：R_limit= (V_supply- V_F) / I_F。在计算中使用规格书中的最大V_F值（例如，3.15V），可确保即使使用较高电压等级的部件，电流也不会超过限制。为确保可靠运行，除非特别需要高亮度，否则建议在典型5mA测试电流或更低电流下驱动LED。

7.2 热管理

尽管功耗较低，但良好的热设计可以延长LED寿命并维持光输出。确保PCB焊盘设计根据推荐布局提供足够的热释放。在高环境温度应用中，可能需要降低正向电流额定值，以保持在结温限值内。

7.3 光学设计

130度的视角产生了宽广的、类似朗伯体的发射模式。对于需要更聚焦光束的应用，需要次级光学元件（透镜或导光板）。黄色透镜作为InGaN蓝光芯片的荧光粉转换层以产生白光，其特性对最终色度至关重要。

8. 技术对比与差异化

该LED的主要差异化特性是其0.55毫米超薄高度。这使其成为现代超薄设备（如智能手机、平板电脑和可穿戴电子设备）中极具吸引力的选择，因为这些设备的Z轴高度受到严格限制。与可能为0.6毫米或更高的标准LED封装相比，该元件直接减少了组装厚度。此外，在如此薄的封装中实现高亮度（5mA下高达224 mcd）和宽视角的结合，是一项重大的工程成就，平衡了光学性能与机械极简主义。

9. 常见问题解答（基于技术参数）

问：我可以连续以20mA驱动此LED吗？
答：可以，20mA是最大额定直流正向电流。为了获得最长的使用寿命和稳定的性能，建议在较低的电流（如5-10mA）下工作。

问：R1、R2和S1亮度等级之间有什么区别？
答：这些等级代表不同的光输出范围。S1是最亮的等级（180-224 mcd），R2是中等范围（146-180 mcd），R1是标准等级（112-146 mcd）。选择更高的等级可确保在给定电流下获得更大的光输出。

问：打开包装后的672小时车间寿命有多关键？
答：这对可靠性非常重要。超过此暴露时间而未在回流焊接前进行烘烤，可能导致内部封装分层或开裂，这是由于焊接过程中吸收的水分快速汽化（“爆米花”效应）所致。

问：为什么反向电流额定值仅用于测试目的？
答：LED是二极管，并非设计用于在电路中反向偏置工作。5V反向电压额定值是用于验证漏电流的测试条件，而非操作指南。务必确保电路中的极性正确。

10. 工作原理

该LED基于半导体p-n结中的电致发光原理工作。有源区由InGaN构成。当施加超过二极管开启电压（V_F）的正向电压时，电子和空穴被注入有源区并在其中复合。在白光LED中，InGaN层中的这种复合通常产生蓝光。荧光粉涂层（包含在黄色透镜内）吸收部分蓝光并将其重新发射为黄光。剩余的蓝光与转换后的黄光混合，被人眼感知为白光。具体的比例和荧光粉成分决定了CIE图上的精确色度坐标（x, y）。

11. 行业趋势

该元件的开发反映了光电子领域的几个关键趋势：小型化继续成为主要驱动力，推动封装高度降至0.5毫米以下。效率提升是永恒的主题，更新的芯片设计和荧光粉可提供更高的每瓦流明数（lm/W）。颜色一致性与分级变得更加精细，更严格的分级（如定义的色调四边形）使得显示器和照明中的多LED阵列能够实现更好的颜色匹配。最后，制造兼容性仍然至关重要，元件被优化以适应全自动、高速的SMT生产线，并且足够坚固以承受无铅回流温度曲线，正如所提供的详细焊接指南所证明的那样。