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1. 产品概述
LTW-C193SS2是一款专为现代紧凑型电子应用设计的表面贴装器件（SMD）发光二极管（LED）。其显著特点是外形极其纤薄，高度仅为0.40毫米，非常适合空间受限的应用场景。该器件采用InGaN（氮化铟镓）半导体材料产生白光，具有高亮度水平。它采用8毫米载带包装，卷绕在7英寸直径的卷盘上，便于与电子制造中常用的高速自动化贴片设备兼容。
此LED被归类为绿色产品，符合有害物质限制（RoHS）指令。其设计兼容标准的红外（IR）回流焊接工艺，这是将表面贴装元件连接到印刷电路板（PCB）的主流方法。该封装符合电子工业联盟（EIA）标准，确保与行业标准贴装系统的机械兼容性。
2. 技术参数详解
2.1 绝对最大额定值
绝对最大额定值定义了可能导致器件永久性损坏的极限。对于LTW-C193SS2，这些值是在环境温度（Ta）为25°C时指定的。最大连续功耗为35毫瓦（mW）。在连续工作条件下，直流正向电流不应超过10 mA。对于脉冲工作，允许的峰值正向电流为50 mA，但仅限于特定条件：占空比为1/10（10%），脉冲宽度为0.1毫秒。超过这些电流限制可能导致结温过高、半导体材料加速退化以及灾难性故障。
该器件的工作温度范围为-20°C至+80°C。存储温度范围更宽，为-40°C至+85°C，表示LED在不加电的情况下可以保存的条件。一个关键注意事项指出，在应用电路中使LED在反向偏置条件下工作可能导致损坏或故障。因此，电路设计必须确保LED在正常使用期间不会承受反向电压。
2.2 电气与光学特性
电气和光学特性是在标准测试条件Ta=25°C、正向电流（IF）为2 mA下测量的，这是比较LED性能的通用参考点。
- 发光强度（Iv）：此参数衡量人眼感知的光输出亮度。LTW-C193SS2在2mA下的Iv最小值为18.0毫坎德拉（mcd），最大（典型）值为71.0 mcd。具体单元的Iv值在其包装袋上进行了分类和标记。
- 视角（2θ1/2）：定义为发光强度为0度（轴向）强度一半时的全角。此LED具有130度的宽视角，提供宽广、弥散的光型，适用于背光和指示灯应用。
- 色度坐标（x, y）：这些坐标定义了白光在CIE 1931色度图上的色点。典型值为x=0.29和y=0.31。这些坐标的容差为±0.01。颜色是使用近似CIE标准观察者眼响应曲线的光谱仪测量的。
- 正向电压（VF）：当流过指定的正向电流时，LED两端的电压降。在IF=2mA时，VF的范围从最小值2.50伏到最大值2.90伏。此参数对于设计LED的限流电路非常重要。
- 反向电流（IR）：施加反向电压时流过的微小漏电流。在反向电压（VR）为5V时，其最大值规定为10微安（μA）。规格书明确指出此测试条件仅用于表征，该器件并非为反向工作而设计。
规格书包含关于静电放电（ESD）的重要警告说明。LED对ESD敏感，处理程序应包括使用腕带、防静电手套和正确接地的设备以防止损坏。
3. 分档系统说明
为了管理半导体制造过程中的自然差异，LED被分类到性能档位中。LTW-C193SS2采用基于正向电压（VF）、发光强度（Iv）和色调（色度）的三维分档系统。
3.1 正向电压（VF）档位
LED被分为四个VF档位（Y1, Y2, Y3, Y4），每个档位代表整个2.50V至2.90V规格内的一个0.1V范围。例如，档位Y1包含在IF=2mA时VF在2.50V至2.60V之间的LED。每个档位的容差为±0.1V。批次内一致的VF有助于确保当LED由恒压源驱动或在简单的并联配置中时亮度均匀（尽管强烈建议使用恒流驱动）。
3.2 发光强度（Iv）档位
定义了三个Iv档位（M, N, P）。档位M覆盖范围18.0-28.0 mcd，档位N覆盖28.0-45.0 mcd，档位P覆盖45.0-71.0 mcd，均在IF=2mA下测量。每个档位的容差为±15%。对于需要均匀亮度的应用，例如多LED背光阵列或状态指示灯面板，选择同一Iv档位的LED至关重要。
3.3 色调（色度）档位
白色色点在CIE 1931色度图上被分为六个区域（S1至S6）。每个档位由四组（x, y）坐标指定的四边形区域定义。例如，档位S2覆盖大约在x:0.274-0.294和y:0.258-0.319之间的坐标。规格书中的图表直观地绘制了这些档位。（x, y）坐标的容差为±0.01。在多LED应用中使用同一色调档位的LED对于避免可见的颜色差异至关重要。
4. 机械与包装信息
4.1 封装尺寸
该LED采用标准的芯片LED封装形式。关键尺寸包括总高度0.40毫米。规格书提供了详细的尺寸图，包含所有关键测量值，如焊盘间距、元件宽度和透镜尺寸。所有尺寸均以毫米为单位提供，除非另有说明，一般公差为±0.10毫米。注意事项指出，阴极识别标记（白色标记）可能部分被透镜覆盖，因此在贴装时需要仔细定向。
4.2 建议焊盘布局
提供了PCB的推荐焊盘图形（封装），以确保回流焊期间形成可靠的焊点。给出了建议的焊盘尺寸和间距，以实现适当的焊角填充和机械强度。注意事项建议焊膏印刷的钢网最大厚度为0.10毫米，以防止焊膏沉积过多和潜在的桥连。
4.3 载带与卷盘包装
LED以带有保护盖带的压纹载带形式提供，卷绕在7英寸（178毫米）直径的卷盘上。载带宽度为8毫米。标准卷盘容量为5000片。包装符合ANSI/EIA 481-1规范。关键包装注意事项包括：空穴用盖带密封；剩余物料的最小订购量为500片；每卷最多允许连续两个缺失元件（空穴）。
5. 焊接与组装指南
5.1 回流焊接曲线
该LED兼容红外回流焊接。绝对最大焊接条件为峰值温度260°C，最长10秒。提供了建议的回流曲线，通常包括预热阶段、升温阶段、峰值回流区和冷却期。规格书强调，最佳曲线取决于具体的PCB设计、焊膏和使用的炉子，并建议进行板级特性分析。
5.2 手工焊接
如果必须进行手工焊接，应极其小心。建议的电烙铁头最高温度为300°C，每个焊点的最大焊接时间为3秒。手工焊接应仅进行一次，以避免对LED封装造成热应力损伤。
5.3 清洗
焊接后的清洗应小心进行。只能使用指定的清洗剂。规格书建议在室温下使用乙醇或异丙醇。LED浸入时间应少于一分钟。未指定的化学液体可能会损坏塑料封装或透镜材料。
6. 存储与处理
密封包装存储：处于原始未开封防潮包装（含干燥剂）中的LED应在30°C或以下、相对湿度（RH）90%或以下的条件下存储。在此条件下的保质期为一年。
开封包装存储：一旦防潮袋被打开，LED对环境湿气敏感。存储环境不应超过30°C和60% RH。强烈建议从原始包装中取出的LED在672小时（28天）内进行红外回流焊接。
长期存储与烘烤：对于在原包装袋外存储超过672小时的情况，LED应保存在带有干燥剂的密封容器或氮气干燥器中。如果LED暴露在环境条件下超过672小时，必须在焊接前在大约60°C下烘烤至少20小时，以去除吸收的水分，防止回流焊期间发生“爆米花”现象（封装开裂）。
7. 应用建议与设计考量
7.1 典型应用场景
超薄外形（0.4毫米）使该LED非常适合垂直空间至关重要的应用。主要应用包括：移动设备（手机、平板电脑）的超薄背光、可穿戴电子产品、紧凑型消费电子产品中的状态指示灯以及薄型工业控制界面中的面板照明。其宽视角对于需要均匀、弥散照明而非聚焦光束的应用非常有益。
7.2 电路设计考量
- 电流驱动：始终使用恒流源驱动LED，而非恒压源，以确保稳定的光输出并防止热失控。推荐的工作电流等于或低于10 mA直流最大值。
- 限流电阻：当使用简单的电压源串联电阻时，使用公式 R = (电源电压 - LED正向电压) / 期望电流 计算电阻值。为保守设计，应使用规格书中的最大VF值（2.9V），以确保电流不超过期望值。
- ESD保护：如果组装或最终产品可能在非ESD控制环境中处理，应在连接到LED阳极/阴极的PCB线路上加入ESD保护二极管。
- 热管理：尽管功耗较低，但应确保PCB焊盘有足够的热释放，特别是当多个LED紧密放置在一起或环境温度较高时。这有助于维持较低的结温，从而保持LED的寿命和颜色稳定性。
7.3 光学设计考量
对于指示灯应用，需考虑130度的宽视角。可能需要导光板或扩散器来塑形光输出或隐藏离散的LED点光源。对于背光应用，分档选择（Iv和色调）至关重要。使用来自单一、紧密档位的LED，以实现整个显示器或面板上均匀的亮度和颜色。
8. 可靠性与寿命因素
虽然规格书未提供具体的L70或L50寿命额定值（光通量维持率降至70%或50%的小时数），但LED的寿命主要受其工作结温影响。影响可靠性的关键因素包括：
- 工作电流：以等于或低于其额定电流（10mA直流）驱动LED至关重要。在此额定值以上工作会指数级增加结温，并加速光衰和色偏。
- 环境温度：在指定范围上限（+80°C）附近工作将缩短有效寿命。在较高的环境温度下降低工作电流是一种良好做法。
- 焊接工艺遵循：遵循推荐的回流曲线并避免过量的手工焊接热量，可以防止内部键合线损坏和封装分层，这些都是常见的失效模式。
- ESD与电气过应力：正确的处理和电路保护可以防止立即的灾难性故障或表现为现场早期故障的潜在损坏。
9. 技术对比与市场背景
LTW-C193SS2属于超薄芯片LED类别。其主要差异化特点是其0.40毫米的高度。与通常高度为0.6-0.8毫米的标准0603或0402封装LED相比，该器件显著降低了外形尺寸。用于白光的InGaN技术通常比旧技术（如在不同衬底上的荧光粉转换蓝光）提供更高的效率和更好的显色性选项。130度的宽视角对于没有内置透镜的芯片LED来说是标准的，适用于许多通用照明应用。与竞争产品相比的关键选择标准将是厚度、亮度（给定电流下的Iv）、正向电压及其分档系统精细度的特定组合，这使得在要求苛刻的应用中能够实现精确的颜色和亮度匹配。
LED规格术语详解
LED技术术语完整解释
一、光电性能核心指标
| 术语 | 单位/表示 | 通俗解释 | 为什么重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦电能发出的光通量，越高越节能。 | 直接决定灯具的能效等级与电费成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源发出的总光量，俗称"亮度"。 | 决定灯具够不够亮。 |
| 发光角度（Viewing Angle） | °（度），如120° | 光强降至一半时的角度，决定光束宽窄。 | 影响光照范围与均匀度。 |
| 色温（CCT） | K（开尔文），如2700K/6500K | 光的颜色冷暖，低值偏黄/暖，高值偏白/冷。 | 决定照明氛围与适用场景。 |
| 显色指数（CRI / Ra） | 无单位，0–100 | 光源还原物体真实颜色的能力，Ra≥80为佳。 | 影响色彩真实性，用于商场、美术馆等高要求场所。 |
| 色容差（SDCM） | 麦克亚当椭圆步数，如"5-step" | 颜色一致性的量化指标，步数越小颜色越一致。 | 保证同一批灯具颜色无差异。 |
| 主波长（Dominant Wavelength） | nm（纳米），如620nm（红） | 彩色LED颜色对应的波长值。 | 决定红、黄、绿等单色LED的色相。 |
| 光谱分布（Spectral Distribution） | 波长 vs. 强度曲线 | 显示LED发出的光在各波长的强度分布。 | 影响显色性与颜色品质。 |
二、电气参数
| 术语 | 符号 | 通俗解释 | 设计注意事项 |
|---|---|---|---|
| 正向电压（Forward Voltage） | Vf | LED点亮所需的最小电压，类似"启动门槛"。 | 驱动电源电压需≥Vf，多个LED串联时电压累加。 |
| 正向电流（Forward Current） | If | 使LED正常发光的电流值。 | 常采用恒流驱动，电流决定亮度与寿命。 |
| 最大脉冲电流（Pulse Current） | Ifp | 短时间内可承受的峰值电流，用于调光或闪光。 | 脉冲宽度与占空比需严格控制，否则过热损坏。 |
| 反向电压（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受的最大反向电压，超过则可能击穿。 | 电路中需防止反接或电压冲击。 |
| 热阻（Thermal Resistance） | Rth（°C/W） | 热量从芯片传到焊点的阻力，值越低散热越好。 | 高热阻需更强散热设计，否则结温升高。 |
| 静电放电耐受（ESD Immunity） | V（HBM），如1000V | 抗静电打击能力，值越高越不易被静电损坏。 | 生产中需做好防静电措施，尤其高灵敏度LED。 |
三、热管理与可靠性
| 术语 | 关键指标 | 通俗解释 | 影响 |
|---|---|---|---|
| 结温（Junction Temperature） | Tj（°C） | LED芯片内部的实际工作温度。 | 每降低10°C，寿命可能延长一倍；过高导致光衰、色漂移。 |
| 光衰（Lumen Depreciation） | L70 / L80（小时） | 亮度降至初始值70%或80%所需时间。 | 直接定义LED的"使用寿命"。 |
| 流明维持率（Lumen Maintenance） | %（如70%） | 使用一段时间后剩余亮度的百分比。 | 表征长期使用后的亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麦克亚当椭圆 | 使用过程中颜色的变化程度。 | 影响照明场景的颜色一致性。 |
| 热老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因长期高温导致的封装材料劣化。 | 可能导致亮度下降、颜色变化或开路失效。 |
四、封装与材料
| 术语 | 常见类型 | 通俗解释 | 特点与应用 |
|---|---|---|---|
| 封装类型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保护芯片并提供光学、热学接口的外壳材料。 | EMC耐热好、成本低；陶瓷散热优、寿命长。 |
| 芯片结构 | 正装、倒装（Flip Chip） | 芯片电极布置方式。 | 倒装散热更好、光效更高，适用于高功率。 |
| 荧光粉涂层 | YAG、硅酸盐、氮化物 | 覆盖在蓝光芯片上，部分转化为黄/红光，混合成白光。 | 不同荧光粉影响光效、色温与显色性。 |
| 透镜/光学设计 | 平面、微透镜、全反射 | 封装表面的光学结构，控制光线分布。 | 决定发光角度与配光曲线。 |
五、质量控制与分档
| 术语 | 分档内容 | 通俗解释 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分档 | 代码如 2G、2H | 按亮度高低分组，每组有最小/最大流明值。 | 确保同一批产品亮度一致。 |
| 电压分档 | 代码如 6W、6X | 按正向电压范围分组。 | 便于驱动电源匹配，提高系统效率。 |
| 色区分档 | 5-step MacAdam椭圆 | 按颜色坐标分组，确保颜色落在极小范围内。 | 保证颜色一致性，避免同一灯具内颜色不均。 |
| 色温分档 | 2700K、3000K等 | 按色温分组，每组有对应的坐标范围。 | 满足不同场景的色温需求。 |
六、测试与认证
| 术语 | 标准/测试 | 通俗解释 | 意义 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明维持测试 | 在恒温条件下长期点亮，记录亮度衰减数据。 | 用于推算LED寿命（结合TM-21）。 |
| TM-21 | 寿命推演标准 | 基于LM-80数据推算实际使用条件下的寿命。 | 提供科学的寿命预测。 |
| IESNA标准 | 照明工程学会标准 | 涵盖光学、电气、热学测试方法。 | 行业公认的测试依据。 |
| RoHS / REACH | 环保认证 | 确保产品不含有害物质（如铅、汞）。 | 进入国际市场的准入条件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效认证 | 针对照明产品的能效与性能认证。 | 常用于政府采购、补贴项目，提升市场竞争力。 |