SMD LED LTST-B680VSKT 数据手册 - 黄色 AlInGaP - 20mA - 120mW - 英文技术文档

1. 产品概述

LTST-B680VSKT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）发光二极管（LED）。它属于一系列适用于空间受限应用的微型LED。该器件采用铝铟镓磷（AlInGaP）半导体材料来产生黄光，并封装在一个水清透镜内。其主要设计目标是兼容大批量制造工艺，并在各种电子环境中保持可靠性。

1.1 核心优势与目标市场

这款LED的关键优势包括其符合RoHS（有害物质限制）指令，使其适用于现代环保电子产品。它采用8毫米载带包装，卷绕在直径为7英寸的卷盘上，这是一种与自动化贴片设备兼容的标准（EIA）格式。这一特性显著简化了装配线。该元件还设计为兼容红外（IR）回流焊接工艺，这是贴装SMD元件的主流方法。其主要目标市场是电信设备、办公自动化设备、家用电器、工业控制系统以及需要可靠、紧凑指示灯照明的室内标牌或显示应用。

2. 技术参数：深入的客观解读

本节详细分析了LED在标准条件下的工作极限和性能特征。

2.1 绝对最大额定值

绝对最大额定值定义了器件的应力极限，超过此极限可能导致永久性损坏。这些额定值均在环境温度（Ta）为25°C时规定。最大连续直流正向电流（IF）为50 mA。对于脉冲工作，在严格的1/10占空比和0.1ms脉冲宽度条件下，允许的峰值正向电流为80 mA。可施加的最大反向电压（VR）为5V。器件的最大功耗为120 mW。其工作和存储温度范围规定为-40°C至+100°C，表明其适用于恶劣环境的鲁棒性。

2.2 电气与光学特性

这些参数是在典型工作条件（Ta=25°C， IF=20mA）下测得，代表预期性能。发光强度（Iv）的典型范围为900 mcd（毫坎德拉）至1800 mcd，表明其亮度输出适合用作指示灯。视角（2θ1/2）为120度，提供了非常宽的光束分布。峰值发射波长（λp）通常为591 nm，位于可见光谱的黄色区域。决定感知颜色的主波长（λd）规定在584.0 nm至594.0 nm之间。在20mA电流下的正向电压（VF）范围从最低1.8V到最高2.4V，典型值隐含在此范围内。反向电流（IR）非常低，在5V反向偏压下的最大值仅为10 μA。

3. Bin分级系统说明

为确保大规模生产的一致性，LED会按性能等级进行分类。这使得设计人员能够选择满足其应用特定阈值要求的元件。

3.1 正向电压 (Vf) 等级

LED根据其在20mA电流下的正向压降进行分级。等级包括：D2 (1.80V - 2.00V)、D3 (2.00V - 2.20V) 和 D4 (2.20V - 2.40V)。每个等级允许±0.1V的容差。当多个LED由同一电压源并联驱动时，选择相同Vf等级的LED有助于保持电流的一致性。

3.2 发光强度 (Iv) 等级

光输出被分为三个档位：V2 (900 - 1120 mcd)、W1 (1120 - 1400 mcd) 和 W2 (1400 - 1800 mcd)。每个强度档位适用±11%的容差。对于需要在多个指示灯间保持亮度一致的应用，此分级至关重要。

3.3 主波长 (Wd) 等级

颜色（主波长）被分为四个等级：H (584.0 - 586.5 nm)、J (586.5 - 589.0 nm)、K (589.0 - 591.5 nm) 和 L (591.5 - 594.0 nm)。每个等级的容差为 ±1 nm。这确保了颜色的一致性，对于颜色匹配至关重要的多LED显示屏或状态指示灯来说，这一点极为重要。

4. 性能曲线分析

虽然数据手册中引用了具体的图形曲线，但此处将阐述其含义。典型曲线包括正向电流 (IF) 与正向电压 (VF) 的关系曲线，展示了二极管的指数型 I-V 特性。另一条关键曲线会绘制相对发光强度与环境温度的关系，通常显示输出随温度升高而降低。光谱分布曲线则说明发光集中在 591 nm 左右的窄带宽，这是 AlInGaP 技术的特性，并产生饱和的黄色光。

5. 机械与封装信息

该LED采用标准SMD封装。透镜颜色为无色透明，光源颜色为AlInGaP芯片发出的黄色光。除非另有说明，所有封装尺寸均以毫米为单位提供，标准公差为±0.2毫米。数据手册包含LED本身的详细尺寸图、推荐用于红外或气相回流焊的PCB焊盘布局，以及包装（载带和卷盘尺寸）。

6. 焊接与组装指南

6.1 推荐的红外回流焊温度曲线

对于无铅焊接工艺，建议采用符合J-STD-020B标准的回流焊温度曲线。关键参数包括：预热温度在150°C至200°C之间，预热时间最长不超过120秒，以及封装体峰值温度不超过260°C，且持续时间不超过10秒。必须注意，最佳温度曲线取决于具体的PCB设计、焊膏和所使用的回流焊炉。

6.2 储存条件

未开封的含干燥剂防潮袋应储存在温度≤30°C、相对湿度≤70%的环境中，建议保质期为一年。原包装一旦打开，LED应储存在温度≤30°C、相对湿度≤60%的环境中。强烈建议在开封后168小时（7天）内完成红外回流焊工艺。若存储时间超过此期限，必须在焊接前进行约60°C、至少48小时的烘烤，以去除吸收的湿气，防止回流焊过程中发生“爆米花”损伤。

6.3 清洗

若焊接后需要清洗，只能使用指定的醇类溶剂，如乙醇或异丙醇。LED应在常温下浸泡少于一分钟。必须避免使用未指定的化学清洁剂，因其可能损坏封装材料。

7. 包装与订购信息

标准包装为8mm载带，卷绕于7英寸（178mm）直径的卷盘。标准13英寸卷盘包含8000件。剩余物料的最小订购量为500件。包装符合ANSI/EIA 481规范，载带上最多允许连续两个缺失元件（空穴）。

8. 应用建议

8.1 典型应用电路

LED是电流驱动器件。为了在并联驱动多个LED时确保可靠运行和亮度均匀，必须在每个LED上串联一个独立的限流电阻。这可以补偿每个器件正向电压（Vf）的微小差异，防止电流争抢现象，即某个LED因电流过大而过亮，而其他LED则变暗。简单的串联电阻电路是推荐且最可靠的驱动方法。

8.2 设计考量

设计人员必须考虑热管理。虽然该器件可在高达100°C的温度下工作，但其光输出会随结温升高而下降。对于大电流或高环境温度应用，可能需要足够的PCB铜箔面积或散热过孔。120度的宽视角使该LED适用于需要从广泛角度都能看到指示器的应用，但不适用于聚焦光束应用。

9. 技术对比与差异化

与磷化镓（GaP）等较旧的技术相比，AlInGaP LED在红色到黄色范围内的颜色上能提供更高的效率和更亮的输出。与漫射或着色透镜不同，水清透镜能从芯片提供尽可能高的光输出，从而最大化发光强度。标准EIA封装、编带包装以及红外回流兼容性的结合，使得该器件非常适合现代自动化电子制造，在成本和组装速度上相较于通孔LED具有优势。

10. 常见问题（基于技术参数）

问：我能否直接用3.3V或5V逻辑电源驱动此LED？
答：不能。您必须始终串联一个限流电阻。所需电阻值可使用欧姆定律计算：R = (V_supply - Vf_LED) / I_desired。例如，使用5V电源、Vf为2.2V、期望电流为20mA时，R = (5 - 2.2) / 0.02 = 140欧姆。

问：为什么Vf、Iv和Wd需要分档系统？
答：半导体制造存在天然差异。分档将器件按性能分组，使设计者能根据应用需求选择一致性等级，确保最终产品性能可预测。

问：如果超过绝对最大额定值会怎样？
答：超过这些极限，即使是瞬间超出，也可能导致立即或潜在的损坏，缩短使用寿命或引发灾难性故障。设计时务必保留安全裕量。

11. 实际应用案例示例

考虑为一个带有多个黄色状态指示灯的工业设备设计控制面板。设计师选择了W1光强档（1120-1400 mcd）和K波长档（589.0-591.5 nm）的LED，以确保亮度和颜色均匀。LED按照推荐的焊盘布局放置在PCB上。一个配置为开漏输出的微控制器GPIO引脚，通过连接到3.3V电源轨的150欧姆串联电阻来驱动每个LED。此设置可提供约18mA的电流（(3.3V - 2.2V)/150Ω ≈ 7.3mA，实际Vf需重新计算），确保在规格范围内可靠运行。面板采用红外回流焊工艺组装，其温度曲线遵循数据手册指南。

12. 工作原理介绍

LED是一种半导体p-n结二极管。当施加超过二极管阈值电压的正向偏压时，来自n型区的电子与来自p型区的空穴在有源层（此处由AlInGaP材料构成）内复合。此复合过程以光子（光）的形式释放能量。发射光的特定波长（颜色）由半导体材料的带隙能量决定。AlInGaP的带隙对应红光、橙光、琥珀光和黄光光谱区域。

13. 技术趋势

SMD LED技术的总体趋势是追求更高的发光效率（每瓦电输入产生更多的光输出）、改善的显色性与饱和度，以及在更小封装内实现更高的功率密度。同时，行业持续推动更高可靠性和更长工作寿命的发展。此外，在先进的LED封装中，与控制电子器件（如内置电流调节器或脉宽调制（PWM）驱动器）的集成正变得越来越普遍，尽管本文描述的器件是一个基础的分立元件。