LTST-C193KRKT-5A 贴片LED规格书 - 尺寸1.6x0.8x0.35mm - 正向电压1.7-2.3V - 红色 - 功率50mW - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档提供了LTST-C193KRKT-5A的完整技术规格，这是一款专为现代空间受限的电子应用而设计的超薄表面贴装芯片LED。该器件采用先进的AlInGaP（铝铟镓磷）半导体材料，可产生高亮度红光输出。其主要设计目标是小型化、兼容自动化组装工艺，以及在标准工作条件下的可靠性能。该LED以行业标准的8mm编带形式提供，卷绕在7英寸卷盘上，便于大批量贴片生产。

2. 详细技术参数分析

LTST-C193KRKT-5A的性能由一组全面的电学、光学和热学参数定义，这些参数均在环境温度（Ta）为25°C时测量。

2.1 绝对最大额定值

这些额定值定义了可能导致器件永久损坏的应力极限。不保证在或超过这些极限下工作。

• 功耗（Pd）：50 mW。这是封装作为热量耗散的最大总功率。
• 峰值正向电流（I_F(PEAK)）：40 mA。此电流仅在占空比为1/10、脉冲宽度为0.1ms的脉冲条件下允许。
• 连续正向电流（I_F）：20 mA。这是直流（DC）操作时的最大推荐电流。
• 反向电压（V_R）：5 V。在反向偏置下超过此电压可能导致结击穿。
• 工作温度范围：-30°C 至 +85°C。器件在此环境温度范围内可正常工作。
• 存储温度范围：-40°C 至 +85°C。
• 红外回流焊条件：可承受最高260°C的峰值温度，最长10秒，兼容无铅（Pb-free）组装工艺。

2.2 光电特性

这些参数定义了典型工作条件（I_F= 5mA，Ta=25°C）下的光输出和电气行为。

• 发光强度（I_V）：范围从最小值7.1 mcd到最大值45.0 mcd。实际值由分档代码决定（见第3节）。强度使用经过滤光片匹配明视觉（CIE）人眼响应曲线的传感器测量。
• 视角（2θ_1/2）：130度。此宽视角表明其具有朗伯或近朗伯发射模式，适用于需要宽泛照明而非聚焦光束的应用。
• 峰值发射波长（λ_P）：639 nm。这是光谱功率分布达到最大值时的波长。
• 主波长（λ_d）：631 nm。根据CIE色度图计算得出，此单一波长最能代表LED的感知颜色（红色）。
• 光谱线半宽（Δλ）：20 nm。这表示光谱纯度；宽度越窄表示光源的单色性越好。
• 正向电压（V_F）：在5mA时范围为1.70 V至2.30 V。具体范围由正向电压分档代码定义。
• 反向电流（I_R）：施加5V反向电压时，最大为10 μA。

3. 分档系统说明

为确保大批量生产的一致性，LED根据关键性能参数被分类到不同的档位中。LTST-C193KRKT-5A采用二维分档系统。

3.1 正向电压分档

根据在5mA测试电流下的正向压降对器件进行分类。这使得设计人员在使用恒压源驱动时可以选择具有相似电气特性的LED以实现均匀亮度，或简化限流电阻的计算。

• 分档代码 E2： V_F= 1.70V - 1.90V
• 分档代码 E3： V_F= 1.90V - 2.10V
• 分档代码 E4： V_F= 2.10V - 2.30V
• 每个档位内的容差为±0.1V。

3.2 发光强度分档

这是主要的分档参数，根据LED在5mA下的光输出进行分类。设计人员可以选择特定档位以满足亮度要求。

• 分档代码 K： I_V= 7.1 mcd - 11.2 mcd
• 分档代码 L： I_V= 11.2 mcd - 18.0 mcd
• 分档代码 M： I_V= 18.0 mcd - 28.0 mcd
• 分档代码 N： I_V= 28.0 mcd - 45.0 mcd
• 每个档位内的容差为±15%。

完整的料号通常包含这些分档代码，以指定确切的性能等级。

4. 性能曲线分析

虽然规格书中引用了具体的图形数据，但典型的关联关系可描述如下：

• 正向电流 vs. 正向电压（I-V曲线）：AlInGaP材料具有约1.7-2.3V的特征开启电压，之后电流随电压呈指数增长。恒流驱动对于稳定的光输出至关重要。
• 发光强度 vs. 正向电流：在推荐工作范围（最高20mA）内，强度通常随电流线性增加。超过最大电流会导致效率下降并加速老化。
• 发光强度 vs. 环境温度：与所有LED一样，光输出会随着结温升高而降低。PCB设计中适当的热管理对于保持一致的亮度和寿命至关重要。
• 光谱分布：发射光谱以639 nm（峰值）为中心，典型半宽为20 nm，这是AlInGaP红色LED的特征，具有高效率和良好的色彩饱和度。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

LTST-C193KRKT-5A采用超薄芯片级封装。

• 封装高度（H）：最大0.35 mm。此超薄外形对于智能手机、平板电脑和超薄显示器等纤薄设备中的应用至关重要。
• 封装尺寸：该封装符合EIA（电子工业联盟）芯片LED标准尺寸，确保与标准PCB焊盘图案和自动光学检测（AOI）系统兼容。

5.2 极性识别与焊盘设计

规格书包含详细的尺寸图。极性通常通过封装顶部的标记或非对称焊盘设计（阴极焊盘可能更大或形状独特）来指示。提供了建议的焊盘布局，以确保回流焊过程中形成可靠的焊点并正确对齐。推荐的焊膏钢网厚度最大为0.10mm。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊温度曲线

该LED兼容红外（IR）回流焊工艺，特别是为无铅（Pb-free）焊膏设计的工艺。提供了一个建议的温度曲线，通常遵循JEDEC标准：

• 预热：从环境温度升温至150-200°C。
• 保温/预热时间：最长120秒，以活化助焊剂并使电路板温度均匀。
• 回流（液相线）：峰值温度不得超过260°C。
• 液相线以上时间（TAL）：在或高于焊料熔点的时间应受控制，峰值温度下最长10秒。
• 回流次数：最多两次。

由于温度曲线取决于具体的PCB设计、焊膏和炉子，所提供的曲线应作为目标参考，建议进行板级特性分析。

6.2 手工焊接

如果必须进行手工焊接，必须格外小心：

• 烙铁温度：最高300°C。
• 焊接时间：每个焊盘最长3秒。
• 焊接次数：仅限一次。反复加热可能损坏LED或焊点。

6.3 清洗

应仅使用指定的清洗剂。未指定的化学品可能损坏塑料封装。

• 推荐清洗剂：乙醇或异丙醇。
• 步骤：如需在焊接后清洗，请在常温下将LED浸泡少于一分钟。

6.4 存储与操作

• ESD（静电放电）预防措施：LED对ESD敏感。操作时请使用防静电腕带、防静电垫和正确接地的设备。
• 湿度敏感性：该封装对湿度敏感。
  • 密封包装：在≤30°C和≤90% RH条件下存储。一年内使用。
  • 已开封包装：对于从防潮袋中取出的元件，存储环境不应超过30°C / 60% RH。建议在672小时（28天）内完成红外回流焊。
  • 延长存储/烘烤：如果暴露时间超过672小时，在焊接前需要在约60°C下烘烤至少20小时，以防止回流焊过程中发生“爆米花”现象。

7. 包装与订购信息

7.1 编带与卷盘规格

本产品以适用于自动化组装的形式提供。

• 载带宽度：8 mm。
• 卷盘直径：7英寸。
• 每卷数量：5000片。
• 最小起订量（MOQ）：剩余数量500片起订。
• 包装标准：符合ANSI/EIA-481规范。空位用盖带密封。
• 质量：编带中连续缺失元件的最大数量为两个。

8. 应用说明与设计考量

8.1 典型应用场景

超薄外形和高亮度使该LED适用于：

• 背光：手机、遥控器和便携式消费电子产品中的键盘、图标或小型显示屏背光。
• 状态指示灯：各类设备中的电源、充电、连接和运行状态指示灯。
• 面板指示灯：控制面板上按钮、开关和符号的照明。
• 消费电子产品：家电、办公设备和通信设备中的一般照明和信号指示。

重要提示：规格书规定这些LED适用于普通电子设备。对于需要极高可靠性且故障可能危及生命或健康的应用（航空、医疗、安全系统），在设计采用前需咨询制造商。

8.2 驱动方法与电路设计

LED是电流驱动器件。为确保发光强度均匀并防止损坏，必须使用受控电流驱动，而非电压。

• 恒流驱动：首选方法。使用专用的LED驱动IC或简单的限流电路。
• 限流电阻：当使用电压源（V_CC）时，必须串联一个电阻（R_S）。使用欧姆定律计算：R_S= (V_CC- V_F) / I_F。使用分档中的最大V_F值，以确保即使存在器件间差异，I_F也不会超过限制。
• PWM调光：对于亮度控制，脉宽调制（PWM）是有效的方法。确保频率足够高以避免可见闪烁（通常>100Hz）。

8.3 热管理

尽管功耗较低（最大50mW），但正确的热设计可以延长寿命并保持颜色稳定性。

• PCB布局：使用连接到铜铺地的散热焊盘以帮助散热。
• 避免过驱动：在最大直流电流（20mA）或接近该值下工作会产生更多热量。降低工作电流（例如，降至10-15mA）可显著提高寿命和可靠性。

9. 技术与材料概述

9.1 AlInGaP半导体技术

LTST-C193KRKT-5A采用AlInGaP（铝铟镓磷）芯片。这种材料体系以在琥珀色、红色和橙色波长范围内生产高效LED而闻名。与GaAsP等旧技术相比，AlInGaP提供了显著更高的发光效率（每瓦电能产生更多光输出）、更好的温度稳定性和更优越的长期可靠性。“水清”透镜材料使芯片的真实颜色得以显现，从而呈现出饱和的红色外观。

10. 常见问题解答 (FAQ)

10.1 峰值波长与主波长有何区别？

峰值波长（λ_P）：LED发射光功率最大的单一波长。这是从光谱中测量的物理量。
主波长（λ_d）：根据CIE色坐标计算得出的值，代表感知颜色。对于单色光源，两者相同。对于具有光谱宽度的LED，λ_d是人眼感知到的颜色，是用于颜色分档的标准参数。

10.2 我能否直接用3.3V电源驱动此LED？

不可以，绝对不能直接连接。在典型V_F约为2.0V的情况下，将其连接到3.3V而不使用限流电阻会导致过大电流流过，几乎立即损坏LED。务必使用串联电阻或恒流驱动器。

10.3 为什么开袋后有672小时（28天）的车间寿命限制？

LED的塑料封装会吸收空气中的水分。在高温回流焊过程中，这些被截留的水分会迅速汽化，产生内部压力，可能导致封装开裂（“爆米花”现象）。672小时的限制是元件暴露在工厂环境条件（≤30°C/60% RH）下，在此风险变得不可接受之前的时间。超过此时间，需要进行烘烤以去除水分。

10.4 如何选择正确的分档代码？

选择取决于您的应用要求：

• 对于阵列中的均匀亮度：为所有单元指定相同的发光强度分档（K、L、M、N）。如果使用简单的电阻驱动方案，您可能还需要指定相同的正向电压分档（E2、E3、E4）。
• 对于成本敏感的应用：更宽的分档（例如，K-N）可能可以接受且更便宜。
• 对于精确的颜色要求：确保主波长规格满足您的需求。规格书提供了典型值；对于关键的颜色应用，请咨询制造商获取详细的色度分档信息。