LTL-M11KS1H310Q SMT CBI LED指示灯规格书 - 黄光LED配白色扩散透镜 - 10mA正向电流 - 2.5V典型正向电压 - 中文技术文档

1. 产品概述

LTL-M11KS1H310Q是一款采用表面贴装技术（SMT）的电路板指示灯（CBI）。它由一个黑色塑料直角支架（外壳）构成，设计用于与特定的LED灯珠配合。该元件的主要功能是作为印刷电路板（PCB）上高可见度的状态或指示灯。其核心优势包括：SMT兼容性带来的易于组装性以及可堆叠设计便于创建阵列；黑色外壳提供增强的视觉对比度；以及作为无铅且符合RoHS标准的产品，满足环保要求。集成的LED采用黄色AlInGaP半导体芯片，封装于白色扩散透镜内，这拓宽了视角并柔化了光输出。该产品主要面向计算机、通信、消费电子和工业设备领域，这些领域需要可靠、低功耗的指示灯解决方案。

2. 技术参数分析

2.1 绝对最大额定值

器件在环境温度（TA）为25°C时测量，规定在以下绝对最大条件下工作。超出这些限制可能导致永久性损坏。

• 功耗（Pd）：72 mW。这是器件能够安全耗散为热量的最大功率。
• 峰值正向电流（IFP）：80 mA。此电流仅在脉冲条件下允许（占空比 ≤ 1/10，脉冲宽度 ≤ 0.1ms），不得用于连续直流操作。
• 直流正向电流（IF）：30 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（Topr）：-40°C 至 +85°C。器件设计在此宽温度范围内工作。
• 存储温度范围（Tstg）：-40°C 至 +100°C。
• 引脚焊接温度：260°C，最长5秒，测量点距器件本体2.0mm（0.079英寸）。此额定值对于波峰焊或手工焊接工艺至关重要。

2.2 电气与光学特性

关键性能参数在TA=25°C和标准测试电流（IF）10mA下定义。

• 发光强度（Iv）：范围从最小值8.7 mcd到典型值25 mcd，最大值50 mcd。具体单元的Iv值已分类并标记在其包装上。
• 视角（2θ1/2）：40度。这是发光强度降至其峰值（轴向）值一半时的全角。白色扩散透镜负责实现此视角。
• 峰值发射波长（λP）：592 nm。这是光谱功率分布达到最大值时的波长。
• 主波长（λd）：在IF=10mA时，范围从582 nm（最小值）到589 nm（典型值）到595 nm（最大值）。此参数源自CIE色度图，定义了光的感知颜色（黄色）。
• 光谱线半宽（Δλ）：15 nm。这表示发射光的光谱纯度或带宽。
• 正向电压（VF）：典型值为2.5V，在IF=10mA时最大值为2.5V。最小值为2.0V。
• 反向电流（IR）：当施加5V反向电压（VR）时，最大为10 μA。明确指出，该器件并非设计用于反向偏压工作；此测试条件仅用于表征。

3. 分档系统说明

规格书表明对关键光学参数使用了分档系统，以确保应用设计的一致性。发光强度（Iv）有一个分类代码，标记在每个单独的包装袋上。这使得设计者可以从特定的强度档位中选择元件，以实现系统中多个指示灯亮度均匀。类似地，主波长（λd）规定了最小/典型/最大值（582/589/595 nm），意味着生产差异可能被分档。设计者应查阅具体的包装或订单信息，以获取所需档位的元件，用于颜色或强度匹配。

4. 性能曲线分析

规格书引用了典型的特性曲线，这对于理解器件在非标准条件下的行为至关重要。虽然提供的文本中未详述具体图表，但此类器件的标准曲线通常包括：

• 相对发光强度 vs. 正向电流（I-V曲线）：显示光输出如何随电流增加，通常在较高电流下由于热效应呈亚线性增长。
• 正向电压 vs. 正向电流：说明二极管的V-I特性，对于设计限流电路至关重要。
• 相对发光强度 vs. 环境温度：展示随着结温升高，光输出的降额情况，这对于高温环境应用至关重要。
• 光谱分布：相对强度与波长的关系图，显示在592 nm处的峰值和15 nm的半宽。

这些曲线使工程师能够预测其特定工作条件下的性能，例如以非10mA的电流驱动LED或在非25°C的环境温度下工作。

5. 机械与封装信息

该元件为直角SMT封装。支架（外壳）由黑色塑料制成。关键的机械说明如下：

• 所有尺寸均以毫米为单位提供，括号内为英寸。
• 除非尺寸图上另有规定，否则适用±0.25mm（±0.010英寸）的一般公差。
• LED本身为黄色，封装在白色扩散透镜内。
• 物理外形和焊盘尺寸对于PCB布局至关重要，以确保正确安装和焊接。直角设计允许光平行于PCB表面发射，这非常适合侧发光面板或可从组件侧面查看的状态指示灯。

6. 焊接与组装指南

6.1 存储与处理

该器件对湿气敏感。在其原始的带干燥剂的防潮袋（MBB）中，应存储在≤30°C和≤70% RH的条件下，并在一年内使用。一旦打开袋子，存储环境不得超过30°C和60% RH。暴露超过168小时的元件需要在焊接前在大约60°C下烘烤至少48小时，以防止在回流焊过程中发生“爆米花”损坏。

6.2 焊接工艺

提供了详细的焊接说明以防止热或机械损坏：

• 回流焊接：最多允许两次回流循环。参考了符合JEDEC标准的典型温度曲线，通常包括预热阶段（150-200°C，最长120秒）和峰值焊波温度不超过260°C，最长5秒。
• 手工/波峰焊接：使用烙铁时，烙铁头温度不应超过350°C，接触时间应限制在最多3秒，且仅限一次。焊点与透镜/支架基座之间必须保持至少2mm的间隙。
• 清洁：如果需要清洁，建议使用异丙醇或类似的醇基溶剂。
• 机械应力：在组装过程中，应使用最小的压接力，以避免对引脚或外壳产生应力。

7. 包装与订购信息

详细说明了用于自动组装的包装规格：

• 载带：元件以13英寸卷盘形式提供。载带由黑色导电聚苯乙烯合金制成，厚度为0.40mm ±0.06mm，10个链轮孔间距的累积公差为±0.20。
• 卷盘容量：每个13英寸卷盘包含1,400个元件。
• 纸箱包装：一个卷盘与一张湿度指示卡和干燥剂一起包装在一个防潮袋（MBB）中。三个MBB包装在一个内箱中（总计4,200个）。十个内箱包装在一个外箱中（总计42,000个）。
• 部件号：基本订购代码为LTL-M11KS1H310Q。

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时确保亮度均匀，强烈建议为每个LED串联一个独立的限流电阻。规格书引用了“电路模型（A）”，该模型描述了此配置：电源（+） -> 电阻 -> LED阳极 -> LED阴极 -> 电源（-）。此方法补偿了单个LED正向电压（VF）的微小变化，防止电流不均和照明不均匀。电阻值可以使用欧姆定律计算：R = (电源电压 - LED正向电压) / 期望电流，其中期望电流不应超过最大直流正向电流30mA。

8.2 设计考虑因素

• 热管理：虽然功耗较低（最大72mW），但确保焊盘周围有足够的PCB铜面积或散热设计有助于维持较低的结温，从而保持发光强度和使用寿命。
• 光学设计：40度视角和白色扩散透镜提供了宽广、柔和的光发射。对于需要更聚焦光束的应用，可能需要外部透镜或导光件。
• 极性：作为二极管，正确的阳极/阴极方向至关重要。PCB焊盘设计必须明确指示极性，以防止组装错误。

9. 技术对比与差异化

LTL-M11KS1H310Q通过其集成的直角SMT支架设计实现差异化。与直接焊接到板上的标准芯片LED相比，这种CBI封装为LED提供了机械保护，便于组装处理，并具有明确的光学方向。黑色外壳显著提高了对比度，使指示灯在熄灭时显得更亮、更清晰，这是相对于透明或白色外壳的关键优势。与旧技术相比，使用AlInGaP技术制造黄色芯片提供了高效率和稳定性。

10. 常见问题解答（FAQ）

10.1 我可以在没有限流电阻的情况下驱动这个LED吗？

答案：不可以。不建议直接从电压源驱动LED，这很可能因过流而损坏器件。LED的正向电压具有负温度系数，并且不同器件之间可能存在差异。串联电阻（或恒流驱动器）对于稳定和安全运行是必需的。

10.2 峰值波长和主波长有什么区别？

答案：峰值波长（λP）是LED发射最大光功率的单一波长。主波长（λd）是根据色度学计算得出的值，代表感知的颜色。对于像这种黄色LED这样的单色光源，它们通常很接近，但在以人为中心的应用中，λd是颜色规格更相关的参数。

10.3 为什么打开袋子后回流焊有严格的时间限制？

答案：塑料封装具有吸湿性（吸收水分）。在高温回流焊接过程中，吸收的水分会迅速变成蒸汽，导致内部分层、开裂或“爆米花”现象，从而永久损坏器件。168小时的车间寿命和烘烤程序旨在去除这些水分。

11. 实际应用案例

场景：为网络路由器设计状态指示灯面板。该面板需要多个黄色LED来显示链路活动和电源状态，从前面板可见。设计者选择LTL-M11KS1H310Q是因为其直角发光（光线向前照射）、黑色外壳（与边框形成高对比度）和SMT兼容性（支持自动组装）。在PCB上，设计者创建了与元件规格书尺寸匹配的焊盘。每个LED从5V电源轨以并联配置驱动。使用典型的VF值2.5V和目标电流10mA以获得足够亮度，计算得出串联电阻R = (5V - 2.5V) / 0.01A = 250欧姆。选择标准的240欧姆或270欧姆电阻。PCB布局保持了建议的焊盘与LED外壳之间2mm的间隙。组装后，LED提供了均匀、明亮的黄色指示灯，从预期视角易于观察。

12. 工作原理

该器件基于半导体二极管中的电致发光原理工作。LED的有源区由铝铟镓磷（AlInGaP）构成。当施加正向偏置电压（超过二极管的正向电压，约2.5V）时，来自n型半导体的电子和来自p型半导体的空穴被注入有源区。当这些载流子复合时，它们以光子（光）的形式释放能量。AlInGaP合金的具体成分决定了带隙能量，这直接对应于发射光的波长（颜色）——在本例中为黄色（约589 nm）。产生的光通过白色扩散环氧树脂透镜，该透镜散射光子以产生更宽、更均匀的视角。

13. 技术趋势

该元件反映了光电子学领域的几个持续趋势：表面贴装技术（SMT）在小型化和自动组装方面的持续主导地位；使用AlInGaP等先进半导体材料制造高效彩色LED；以及将机械和光学元件（支架和扩散透镜）集成到单一、用户友好的封装中。此类产品未来的发展可能集中在进一步小型化、提高发光效率（每瓦更多光输出）、更广泛采用芯片级封装（CSP）以及将智能功能或驱动器集成到封装中。强调符合RoHS和无铅制造现在是全球环境法规推动的标准行业要求。