SMD LED LTST-C990KSKT-BL 数据手册 - 尺寸 3.2x2.8x1.9mm - 电压 1.8-2.4V - 功率 62.5mW - 黄色 - 英文技术文档

1. 产品概述

本文档提供了LTST-C990KSKT-BL型表面贴装器件（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，适用于各种消费电子和工业电子设备中空间受限的应用场景。

1.1 核心优势与目标市场

该LED的主要优势在于其微型封装尺寸、由AlInGaP半导体芯片实现的高亮度输出，以及与自动化贴片设备和红外（IR）回流焊接工艺的完全兼容性。其设计符合RoHS标准。其目标应用领域广泛，涵盖通信设备（如无绳电话和蜂窝电话）、笔记本电脑等办公自动化设备、网络系统、家用电器以及室内标识或符号照明。具体用途包括键盘背光、状态指示灯、微型显示屏和通用信号灯。

2. 技术参数：深入客观解读

以下部分详细阐述了界定LED性能范围的关键电气、光学和热学参数。

2.1 绝对最大额定值

这些额定值规定了可能导致器件永久性损坏的极限条件，不适用于正常工作状态。在环境温度（Ta）为25°C时：最大连续直流正向电流（IF）为25 mA。器件可承受更高的60 mA峰值正向电流，但仅限于占空比为1/10、脉宽为0.1 ms的脉冲条件下。最大允许反向电压（VR）为5 V。总功耗不应超过62.5 mW。工作温度范围为-30°C至+85°C，而存储温度范围为-40°C至+85°C。该元件可承受峰值温度为260°C、持续时间为10秒的红外回流焊接。

2.2 光电特性

这些特性均在标准测试条件（Ta=25°C，IF=20 mA）下测得，代表典型性能。光强（Iv）是衡量感知亮度的指标，其范围从最小值450.0 mcd到最大值1120.0 mcd。视角定义为光强为轴向值一半时的角度（2θ1/2），为75度，表明其光束模式相对较宽。峰值发射波长（λP）典型值为591.0 nm。主波长（λd）定义了CIE色度图上的感知色点，其规格在584.5 nm至594.5 nm之间，使其明确位于光谱的黄色区域。谱线半宽（Δλ）约为15 nm。在20 mA下的正向电压（VF）范围为1.8 V至2.4 V。在5 V下的反向电流（IR）最大为10 µA。

2.3 热学考量

尽管提供的摘录中未在曲线图中明确详述，但62.5 mW的最大功耗和指定的工作温度范围是关键的热参数。设计人员必须确保PCB布局和应用环境能够提供充分的散热，以使结温保持在安全限度内，因为超过最大额定值将导致性能和寿命下降。

3. Bin Ranking System Explanation

为确保生产中的颜色和亮度一致性，LED会根据测量参数进行分类筛选。该系统使设计人员能够选择符合特定应用要求的元件。

3.1 正向电压 (VF) 分档

对于黄色型号，在20 mA测试电流下，正向电压被分为两个档位：Bin F2 (1.80 V 至 2.10 V) 和 Bin F3 (2.10 V 至 2.40 V)。每个档位的容差为 ±0.1 V。当多个器件并联时，选择同一VF档位的LED有助于保持均匀的电流分配。

3.2 光强 (Iv) 分档

光强分为两个档位：U档 (450.0 mcd 至 710.0 mcd) 和 V档 (710.0 mcd 至 1120.0 mcd)。容差为档位范围的 ±15%。这允许根据所需的亮度水平进行选择，其中V档提供更高的输出。

3.3 色调 (主波长) 分档

决定黄色精确色调的主波长被分为四个档位：H档（584.5 nm 至 587.0 nm）、J档（587.0 nm 至 589.5 nm）、K档（589.5 nm 至 592.0 nm）和L档（592.0 nm 至 594.5 nm）。每个档位的容差为±1 nm。这种精确的分档对于需要严格颜色匹配的应用至关重要，例如多LED显示屏或颜色一致性至关重要的状态指示灯。

4. 性能曲线分析

虽然文中引用了具体的图形曲线但未予展示，但此类器件的典型曲线图通常包含以下内容，以便更深入地了解其在不同条件下的性能表现。

4.1 Forward Current vs. Forward Voltage (I-V Curve)

该曲线显示了流经LED的电流与其两端压降之间的非线性关系。这对于设计限流电路（例如串联电阻或恒流驱动器）至关重要，以确保在所需亮度水平下稳定工作，且不超过最大额定电流。

4.2 光强与正向电流的关系

此图说明了光输出如何随正向电流增加。通常在一定范围内呈线性关系，但在较高电流下会趋于饱和。在接近最大直流电流下工作可获得更高亮度，但会降低效率并加速光通量随时间衰减。

4.3 光强与环境温度关系

该特性曲线展示了结温升高对光输出的负面影响。随着温度升高，光强通常会下降。理解这种降额特性对于在高温环境下运行的应用至关重要，以确保维持足够的亮度。

4.4 光谱分布

光谱图将显示作为波长函数的相对辐射功率，以591 nm峰值波长为中心，半高宽约为15 nm。这证实了AlInGaP芯片的单色黄光发射特性。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

该LED采用符合EIA标准的SMD封装。关键尺寸包括：长度3.2毫米，宽度2.8毫米，高度1.9毫米。除非另有说明，所有尺寸公差为±0.1毫米。器件采用水色透明圆顶透镜，有助于实现75度的视角。

5.2 推荐的PCB焊接盘布局

为确保可靠的焊接和正确的机械对位，本文提供了一个建议的PCB设计焊盘图案（封装）。遵循此推荐的焊盘几何形状对于形成良好的焊角以及防止回流焊过程中的立碑现象至关重要。

5.3 极性标识

阴极（负极）端子通常在器件本体上标出，常见方式包括凹槽、绿点，或透镜/封装上的切角。组装时必须注意正确的极性方向，以确保器件正常工作。

6. 焊接与组装指南

6.1 红外回流焊接参数

对于无铅焊接工艺，建议采用特定的回流温度曲线。器件本体峰值温度不应超过260°C，且高于260°C的时间应限制在最多10秒。在此条件下，器件最多只能承受两次回流焊接循环。建议在150°C至200°C之间进行最长120秒的预热阶段，以最大限度地减少热冲击。这些参数符合JEDEC标准，旨在确保焊点可靠且不损坏LED封装。

6.2 手工焊接指导

若必须进行手工焊接，烙铁头温度应保持在300°C或以下。每个焊点的接触时间应限制在最多3秒，且每个焊点仅应操作一次，以防止过多热量传递到半导体芯片。

6.3 储存条件

未开封的防潮袋（MSL 3）应在≤30°C且≤90%相对湿度（RH）的条件下储存，并在一年内使用。一旦打开原始密封包装，LED应储存在不超过30°C和60% RH的环境中。强烈建议在开封后一周内完成红外回流焊工艺。如需在原始包装袋外长期储存，元件应保存在带有干燥剂的密封容器或氮气吹扫的干燥器中。若在原始包装外储存超过一周，焊接前需在约60°C下烘烤至少20小时，以去除吸收的湿气，防止回流焊过程中出现“爆米花”现象。

6.4 清洁程序

如果需要在焊接后进行清洁，只能使用指定的醇类溶剂，如异丙醇（IPA）或乙醇。LED应在常温下浸泡不超过一分钟。未指定的化学清洁剂可能会损坏环氧树脂透镜或封装。

7. 封装与订购信息

7.1 编带与卷盘规格

LED采用压纹载带包装，卷盘直径为7英寸（178毫米），符合ANSI/EIA-481标准。每盘包含3000颗器件。载带凹槽尺寸专为稳固容纳3.2x2.8mm元件而设计，并由顶封带密封。载带中允许连续缺失元件的最大数量为两颗。对于不足整盘的订购数量，剩余订单的最小包装量为500颗。

8. 应用建议

8.1 典型应用电路

LED必须采用恒流驱动，或通过串联在电压源上的限流电阻驱动。串联电阻值（R_s）可根据欧姆定律计算：R_s = (V_supply - V_F) / I_F，其中V_F为LED在目标电流I_F（例如20 mA）下的正向电压。采用最大V_F值2.4 V可确保电阻取值保守，从而在所有分档条件下均能有效限制电流。

8.2 设计注意事项与预防措施

ESD Sensitivity: LED 对静电放电（ESD）敏感。在操作和组装过程中必须采取适当的 ESD 防护措施，包括使用接地腕带、防静电垫和 ESD 安全设备。
电流控制： 切勿在没有限流的情况下将 LED 直接连接到电压源，否则会导致电流过大、立即过热并造成灾难性故障。
热管理： 确保PCB布局提供充分的热缓解，尤其是在接近或达到最大直流电流下工作时。避免将LED放置在其它主要热源附近。
应用范围： 该组件设计用于通用电子设备。未经事先咨询和资质认证，不适用于故障可能直接危及生命或安全的场合，例如航空、医疗生命支持或关键交通控制系统。

9. 技术对比与差异化

LTST-C990KSKT-BL 的差异化在于其发光芯片采用了 AlInGaP（磷化铝铟镓）半导体材料。与传统的标准 GaP（磷化镓）等技术相比，AlInGaP 具有显著更高的发光效率，从而在给定电流下可实现更高的亮度（高达 1120 mcd）。其水清透镜（与漫射或彩色透镜不同）最大限度地提高了光提取效率，并有助于形成明确的 75 度视角。该器件完全兼容大批量、自动化的 SMT 组装工艺，包括严苛的红外回流焊曲线，这使其成为现代电子制造中经济高效且可靠的选择。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

Q: 峰值波长与主波长有何区别？
A: 峰值波长（λP）是指发射光功率达到最大值时所对应的单一波长（典型值为591 nm）。主波长（λd）源自CIE色度坐标，代表与LED感知颜色相匹配的纯单色光的单一波长（范围为584.5-594.5 nm）。λd对于颜色规格更为相关。

问：我可以用3.3V电源驱动这个LED吗？
答：可以，但必须串联一个电阻。使用最大正向电压V_F为2.4V，目标正向电流I_F为20mA，电阻值应为 R = (3.3V - 2.4V) / 0.02A = 45 欧姆。选择一个标准的47欧姆电阻是合适的，这会导致电流略低一些。

问：为什么binning很重要？
A: 分档确保生产一致性。例如，全部使用光强V档和波长K档的LED，可保证面板上所有指示灯的亮度近乎一致且黄色调完全相同，这对产品质量和美观度至关重要。

Q: “MSL 3”在存储方面意味着什么？
A: 湿度敏感等级3表示，封装器件在需要烘烤以去除可能导致高温回流焊过程中内部损伤的湿气之前，可在工厂车间环境（≤ 30°C/60% RH）下暴露最多168小时（7天）。

11. Practical Use Case Example

场景：为网络路由器设计状态指示灯面板。
该面板需要四个黄色LED来指示“电源”、“互联网”、“Wi-Fi”和“以太网”状态。为确保外观一致，设计者指定使用V档（保证高且一致的亮度）和J档（保证特定的黄色色调）的LED。电路由路由器的5V电源轨供电。为安全起见，使用最大V_F值计算串联电阻：R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 欧姆。每个LED串联一个130欧姆、1/8瓦的电阻。PCB布局采用推荐的焊盘封装，并在阴极焊盘上设计了小的散热连接线。组装工厂遵循提供的IR回流焊温度曲线。最终产品呈现出四个明亮、颜色完全匹配的黄色指示灯，从大角度观看也清晰可见。

12. 工作原理介绍

该LED的发光基于AlInGaP半导体芯片的电致发光原理。当施加超过芯片带隙电压（约2V）的正向电压时，电子和空穴分别从n型和p型半导体层注入有源区。这些载流子复合，以光子（光）的形式释放能量。AlInGaP合金的具体成分决定了带隙能量，从而直接定义了发射光的波长（颜色）——此处为黄色。水晶透明环氧树脂透镜封装芯片，提供机械保护，塑造光输出光束（75度视角），并增强从半导体材料中的光提取效率。

13. 技术趋势与背景

采用AlInGaP材料制造黄色、橙色和红色LED是一项成熟的高性能技术，与早期的GaAsP和GaP解决方案相比，具有更高的效率和亮度。当前SMD LED的发展趋势集中在提升效率（流明每瓦）、在更小的封装内实现更高的最大驱动电流和功率额定值、改善显色性与饱和度，以及增强在恶劣环境条件下的可靠性。此外，与智能驱动器的集成以及无需传统塑料封装的芯片级封装（CSP）LED的开发是持续进步的领域。此处描述的元件采用经过验证的可靠技术，并针对主流消费和工业应用中的高性价比、大批量制造进行了优化。