LTST-C150KEKT SMD LED 数据手册 - 3.2x2.8x1.9mm - 2.4V - 75mW - 红色 - 英文技术文档

1. 产品概述

LTST-C150KEKT是一款高性能表面贴装LED，专为需要高可见度和可靠性的应用而设计。它采用AlInGaP（铝铟镓磷）芯片，该芯片以高发光效率和优异的色彩纯度著称，尤其在红色光谱范围内表现突出。此LED采用符合EIA标准的封装形式，适用于大批量电子制造中常用的自动化贴装生产线。

该元件的主要应用领域包括状态指示灯、小型显示器背光、汽车内饰照明以及各种需要明亮、稳定红色指示的消费电子产品。其设计优先考虑与现代焊接工艺的兼容性，确保其能够承受红外（IR）回流焊和气相回流焊的热曲线而性能不衰减。

2. 深入技术参数分析

2.1 绝对最大额定值

这些额定值定义了可能对器件造成永久性损坏的极限。不建议使LED持续在或接近这些极限的条件下工作。

• 功耗 (Pd): 75 mW。这是在环境温度 (Ta) 为 25°C 时，LED 封装能够以热量形式耗散的最大功率。超过此限制有过热损坏半导体结的风险。
• 连续正向电流 (IF): 30 mA。可连续施加的最大直流电流。
• 峰值正向电流： 80 mA。此电流仅在脉冲条件下允许（1/10占空比，0.1ms脉冲宽度），以短暂实现更高的光输出而不过热。
• 降额系数： 0.4 mA/°C。当环境温度超过25°C时，最大允许连续正向电流必须按此系数线性降低，以防止热失控。
• 反向电压 (VR)： 5 V。施加高于此值的反向电压可能导致LED的PN结击穿。
• Operating & Storage Temperature Range: -55°C 至 +85°C。此宽广范围表明其在恶劣环境下具备稳健的性能。
• 焊接温度耐受性： 该LED可承受260°C持续5秒（红外/波峰焊）或215°C持续3分钟（气相焊），证实其适用于无铅回流焊接工艺。

2.2 电光特性

这些参数是在Ta=25°C、正向电流(IF)为20 mA的标准测试条件下测得的。

• 发光强度 (Iv): 30.0 - 50.0 mcd (毫坎德拉)。此参数规定了人眼（使用CIE匹配滤光片）所感知的LED亮度。典型值为50 mcd，表明这是一个标准指示LED的非常明亮的输出。
• 视角 (2θ1/2): 130度。这是一个非常宽的视角，意味着LED在一个宽阔的锥形范围内发光。在半角（偏离轴线65°）处的光强是轴向（中心）光强的50%。
• 峰值发射波长 (λPeak): 632 nm（典型值）。这是光谱功率输出最高的波长。它位于可见光谱的红色区域。
• 主波长 (λd): 624 nm（典型值）。该值源自CIE色度图，代表最能描述光感知颜色的单一波长。峰值波长与主波长之间的差异是LED光谱形状的特征。
• 谱线半宽 (Δλ): 20 nm。该参数用于衡量光谱纯度，表示在峰值强度50%处所发射的波长范围。对于单色AlInGaP LED而言，20 nm是典型值。
• 正向电压 (VF): 2.0V (最小值) - 2.4V (典型值)，当 IF=20mA。这是 LED 工作时的正向压降。对于设计驱动电路中的限流电阻至关重要。
• 反向电流 (IR): 在VR=5V时，最大100 µA。这是LED在其最大额定值内反向偏置时流过的微小漏电流。
• 电容（C）： 在VF=0V、f=1MHz时，典型值40 pF。这是结电容，在高频开关应用中可能相关。

3. 性能曲线分析

虽然提供的文本中未详述具体图表，但此类LED的典型曲线通常包括：

• IV曲线（电流-电压关系曲线）： 展示了正向电压与电流之间的指数关系。拐点电压约为2.0V，此后电流随电压微小增加而迅速上升。
• 发光强度与正向电流关系图： 表明在一定范围内，光输出与正向电流大致成正比，超过该范围后，效率可能因发热而下降。
• 发光强度与环境温度关系图： 展示了光输出随环境温度升高而降低的情况。与其他技术相比，AlInGaP LED通常具有良好的高温性能。
• 光谱分布： 相对强度与波长的关系图，显示在632 nm处有一个峰值，半宽为20 nm，证实了其为单色红光输出。

4. 机械与封装信息

4.1 封装尺寸

该LED采用标准表面贴装封装。关键尺寸（单位：mm）包括与自动化组装兼容的封装体尺寸和引脚间距。透镜为透明材质，通过最小化内部吸收来最大化光输出。

4.2 极性识别与焊盘设计

阴极通常在封装上标有标记。数据手册中提供了建议的焊接焊盘尺寸，以确保可靠的焊点、正确的对位以及在回流焊过程中有充分的热释放。

4.3 编带包装

元件以8mm编带形式提供，卷绕在7英寸（178mm）直径的卷盘上。每盘包含3000件。此包装符合ANSI/EIA 481-1-A-1994标准，确保与标准自动送料器兼容。编带使用上盖密封空穴并保持元件方向。

5. 焊接与组装指南

5.1 回流焊接条件

该LED适用于无铅焊接工艺。对于红外或波峰焊接，推荐峰值温度为260°C，持续5秒；对于气相焊接，推荐峰值温度为215°C，持续3分钟。必须遵循这些热分布曲线，以避免因热应力过大而损坏环氧树脂透镜或内部引线键合。

5.2 清洁

若焊接后需进行清洁，应仅使用指定的溶剂。数据手册建议将LED在常温下浸入乙醇或异丙醇中不超过一分钟。使用未指定或腐蚀性化学品可能损坏塑料封装，导致开裂或变色。

5.3 储存条件

元件应储存在其原装的防潮袋中，温度范围在-55°C至+85°C之间，并保持低湿度，以防止吸湿，吸湿可能导致回流焊接过程中出现“爆米花”现象。

6. 应用建议与设计考量

6.1 典型应用电路

最常见的驱动方法是串联一个简单的电阻。电阻值（R）根据欧姆定律计算：R = (Vcc - VF) / IF，其中 Vcc 是电源电压，VF 是 LED 正向压降（为设计裕量取 2.4V），IF 是所需正向电流（例如 20mA）。对于 5V 电源：R = (5 - 2.4) / 0.02 = 130 欧姆。标准的 130 或 150 欧姆电阻均适用。若要在一定范围的电源电压或温度下保持亮度恒定，则推荐使用恒流驱动器。

6.2 热管理

尽管功耗较低（最大75mW），但正确的热设计对于确保长期使用寿命和稳定性能仍然至关重要，尤其是在高环境温度或接近最大电流条件下工作时。确保PCB有足够的铜箔面积连接到LED的散热焊盘（如适用）或引脚，以充当散热器。请遵循在25°C以上每摄氏度电流降额0.4 mA的指导原则。

6.3 光学考量

130度的宽广视角使得这款LED非常适合需要从多角度观察指示灯的应用。如需更集中的光线，可使用外部透镜或导光管。透明透镜能提供最高的光输出，但可能呈现为明亮的点光源；若需更均匀的外观，其他型号提供有漫射透镜。

7. 技术对比与差异化

LTST-C150KEKT的关键差异化优势在于其AlInGaP技术和高亮度。与传统的GaAsP（磷化砷化镓）红色LED相比，AlInGaP技术具有显著更高的发光效率，意味着在相同的电输入功率下能输出更多光。它还能在高温下更好地保持颜色和强度。宽广的视角以及与自动化高温焊接工艺的兼容性，使其成为大规模生产电子产品时现代且经济高效的选择。

8. 常见问题解答 (FAQ)

问：我能否直接用3.3V微控制器引脚驱动此LED？
A: 有可能，但这取决于引脚的电流输出能力。LED的正向电压约为2.4V，在3.3V供电下，限流电阻两端仅剩0.9V压差。要获得20mA电流，电阻值需为45欧姆（0.9V/0.02A）。请检查您的微控制器引脚是否能输出20mA电流。通常，使用缓冲晶体管是更安全可靠的解决方案。

Q: Peak Wavelength（峰值波长）和 Dominant Wavelength（主波长）有什么区别？
A: Peak Wavelength是发射光谱的物理峰值。Dominant Wavelength是基于人眼色觉（CIE色度图）计算出的、与感知颜色最匹配的数值。两者通常接近但并不完全相同，尤其是在光谱不完全对称的情况下。

Q: 应如何解读数据手册中的“Typical”（典型值）？
答：“典型”值代表在特定条件下最常见或预期的性能表现。这些值并非保证值。出于设计目的，应始终使用“最小”和“最大”限值，以确保您的电路在所有可能的元件参数变化下都能正常工作。

9. 实际设计与使用示例

示例1：电源状态指示灯： 将LED与一个150欧姆的电阻串联，连接到5V电源轨上。其高亮度确保了即使在光线充足的环境下也能清晰可见。宽广的视角使得在机架或工作台上从不同角度都能看到其状态。

示例2：薄膜开关面板背光： 可以将多个LED排列在半透明面板后方。一致的颜色（主波长624 nm）和亮度确保了均匀的照明。其与回流焊工艺的兼容性使得所有LED和其他SMD元件可以一次性完成焊接，从而降低了组装成本。

10. 工作原理介绍

LED是一种半导体二极管。当在其PN结上施加正向电压时，来自N型材料的电子与来自P型材料的空穴在激活区内复合。这种复合以光子（光）的形式释放能量。光的具体波长（颜色）由半导体材料的带隙能量决定。AlInGaP的带隙对应红光、橙光和黄光。其水晶透明环氧树脂封装起到透镜的作用，可塑造光输出并保护精密的半导体芯片。

11. 技术趋势

此类指示灯LED的发展趋势是追求更高的效率（每瓦流明数），从而在更低电流下实现相同亮度，这有助于节能和减少发热。同时，行业也在推动器件小型化，并保持或提升光学性能。此外，提高可靠性以及扩展对汽车和工业级温度范围的适用性也是普遍目标。采用AlInGaP等材料，体现了从老旧低效技术向标准封装内提供更优性能的持续转变。