LTW-C193DS5 超薄贴片LED规格书 - 0.35毫米厚度 - 3.15V最大电压 - 70mW功耗 - 白光 - 简体中文技术文档

1. 产品概述

本文档详细阐述了一款超薄表面贴装器件 (SMD) 发光二极管 (LED) 的规格。该元件专为需要紧凑外形和高亮度白光输出的应用而设计。其核心结构采用氮化铟镓 (InGaN) 半导体技术，该技术以高效产生白光而闻名。其封装异常纤薄，非常适合现代电子产品中空间受限的设计。

此LED的核心优势包括符合环保法规、兼容自动化组装工艺，以及适用于标准的红外回流焊接技术。这使其成为大批量制造的理想选择。目标市场涵盖广泛的消费电子和工业电子领域，这些领域需要在极小空间内实现指示灯、背光或通用照明功能。

2. 深度技术参数分析

2.1 绝对最大额定值

这些额定值定义了可能导致器件永久损坏的极限。不保证在此条件下运行。

• 功耗 (Pd):70 mW。这是LED在不降低性能或导致失效的情况下，能够以热量形式耗散的最大功率。超过此限制有热失控的风险。
• 为确保大批量生产的一致性，LED会根据性能进行分档。这使得设计者可以选择特性得到严格控制的产品。_FP):100 mA。这是在脉冲条件下（1/10占空比，0.1ms脉冲宽度）允许的最大瞬时电流。它显著高于连续电流额定值。
• 直流正向电流 (I_F):20 mA。这是建议的、用于可靠长期运行的最大连续正向电流。设计者通常应在此值以下运行。
• 工作温度范围 (T_opr):-20°C 至 +80°C。保证器件在此环境温度范围内正常工作。
• 存储温度范围 (T_stg):-55°C 至 +105°C。器件可在未加电的情况下在此更宽的温度范围内存储。
• 红外焊接条件:260°C 持续 10 秒。这定义了封装在回流焊接过程中能够承受的峰值温度和时间曲线。

2.2 光电特性

这些参数在标准环境温度25°C下测量，定义了器件在正常工作条件下的性能。

• 发光强度 (I_V):在测试电流 (I_F) 为 5 mA 时，范围从 45.0 mcd (最小值) 到 180.0 mcd (典型值)。此参数使用近似CIE明视觉响应曲线的滤光片，测量人眼感知的光输出亮度。
• 视角 (2θ_1/2):130 度 (典型值)。这是发光强度降至其最大值（轴向）一半时的全角。如此宽的视角表明其具有更漫射、类似朗伯体的发射模式，适合区域照明。
• 色度坐标 (x, y):在 I_F= 5mA 时，典型值为 x=0.294, y=0.286。这些坐标将白光的颜色绘制在CIE 1931色度图上，定义了其特定的色调或“白度”。这些坐标的容差为 ±0.01。
• 正向电压 (V_F):在 I_F= 5mA 时，范围从 2.70 V (最小值) 到 3.15 V (最大值)。这是LED导通电流时两端的电压降。它是驱动电路设计（例如，限流电阻计算）的关键参数。
• 反向电流 (I_R):在反向电压 (V_R) 为 5V 时，最大为 10 μA。此参数仅用于测试目的；该器件并非设计用于反向偏置下工作。在电路中施加反向电压可能导致立即失效。

重要注意事项:规格书强调了对静电放电 (ESD) 的敏感性。必须使用防静电手环和接地设备进行规范操作。色度和发光强度的指定测试仪器为CAS140B。

3. 分档系统说明

To ensure consistency in mass production, LEDs are sorted into performance bins. This allows designers to select components with tightly controlled characteristics.

3.1 正向电压 (V_F) 分档

根据在5mA下的正向电压，LED被分为三档:

- A档:2.70V - 2.85V

- B档:2.85V - 3.00V

- C档:3.00V - 3.15V

每档的容差为 ±0.1V。选择特定档位可确保并联阵列中亮度和电流消耗的均匀性。

3.2 发光强度 (I_V) 分档

根据在5mA下的亮度，LED被分为三档:

- P档:45.0 mcd - 71.0 mcd

- Q档:71.0 mcd - 112.0 mcd

- R档:112.0 mcd - 180.0 mcd

每档的容差为 ±15%。这允许根据所需的亮度水平进行选择。

3.3 色度 (颜色) 分档

白光的色点通过CIE 1931色度图上的四边形定义的六个档位（S1至S6）进行精确控制。每个档位指定了一个允许的x和y坐标对的小区域。典型值 (x=0.294, y=0.286) 落在S1和S3区域内。坐标的容差为 ±0.01。对于需要在多个LED之间保持白色一致性的应用（如显示器背光），此分档至关重要。

4. 性能曲线分析

虽然规格书中引用了具体的图形曲线（例如，图6用于视角），但所提供的数据允许对关键关系进行概念性分析。

• 电流 vs. 发光强度 (I-I_V曲线):发光强度与正向电流成正比，通常在较低电流下呈近线性关系，在较高电流下趋于饱和。在推荐的5mA测试点工作可确保线性且可预测的亮度控制。
• 电流 vs. 正向电压 (I-V曲线):LED的I-V特性是指数型的。在5mA下指定的V_F范围至关重要。电压的微小增加可能导致电流的大幅增加，这就是为什么恒流驱动器优于恒压源的原因。
• 温度依赖性:氮化铟镓LED的发光强度通常随着结温升高而降低（热淬灭）。必须考虑-20°C至+80°C的工作温度范围，因为在极端温度下，输出和颜色可能会偏移。适当的PCB热管理对于维持性能至关重要。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

该LED采用行业标准的EIA封装外形。其关键特点是0.35毫米的超薄厚度。所有尺寸均以毫米为单位提供，标准公差为±0.10毫米，除非另有说明。规格书中包含详细的尺寸图，用于PCB焊盘设计。

5.2 焊盘布局

提供了推荐的焊盘尺寸，以确保在回流焊过程中形成可靠的焊点并正确对齐。备注建议焊膏印刷的钢网最大厚度为0.10mm，这对于控制如此小元件上的焊料量至关重要。

5.3 极性识别

规格书包含标识阳极和阴极端子的标记或图示。正确的极性对于器件工作至关重要。施加反向极性会立即损坏LED。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊参数

建议基于JEDEC标准的详细红外 (IR) 回流焊温度曲线:

- 预热:150–200°C

- 预热时间:最长120秒

- 峰值温度:最高260°C

- 液相线以上时间:最长10秒（建议最多进行两次回流焊循环）

这些参数旨在正确熔化焊膏，同时避免LED封装承受过度的热应力。

6.2 手工焊接

如果必须进行手工焊接，需要极其小心:

- 烙铁温度:最高300°C

- 接触时间:每个焊盘最长3秒

- 限制:仅进行一次焊接循环

烙铁的长时间加热很容易损坏半导体芯片或塑料封装。

6.3 存储与操作条件

• 密封包装:在≤30°C和≤90% RH条件下存储。在打开防潮袋后一年内使用。
• 已开封包装:对于从干燥包装中取出的元件，环境条件不应超过30°C / 60% RH。建议在672小时（28天）内完成红外回流焊。
• 长期存储:暴露超过672小时的元件，在焊接前应在约60°C下烘烤至少20小时，以去除吸收的湿气，防止回流焊过程中发生“爆米花”现象。

6.4 清洁

应仅使用指定的清洁剂。推荐的溶剂是室温下的乙醇或异丙醇。LED浸入时间应少于1分钟。未指定的化学品可能会损坏封装材料或光学透镜。

7. 包装与订购信息

7.1 编带与卷盘规格

LED以行业标准的8mm载带形式提供，卷绕在7英寸（178mm）直径的卷盘上。此包装与自动贴片机兼容。

• 卷盘数量:每满盘5000片。
• 最小起订量 (MOQ):剩余数量为500片。
• 质量:载带带有顶盖，根据ANSI/EIA 481-1-A-1994标准，连续缺失元件（空穴）的最大数量为两个。

7.2 料号解读

料号 LTW-C193DS5 包含编码信息:

- LTW:可能表示产品系列（Lite-On White）。

- C193:系列内的特定器件标识符。

- DS5:可能表示封装类型、分档代码或其他变体信息。确切的分解应与制造商的完整料号指南确认。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

• 状态指示灯:消费电子产品（路由器、电视、家电）中的电源、连接或活动指示灯。
• 背光:小型LCD显示屏的边缘照明，键盘照明。
• 装饰照明:超薄设备中的重点照明。
• 通用标识:空间受限的低亮度照明。

8.2 关键设计考量

• 限流:务必使用串联电阻或恒流驱动器。使用公式 R = (V_电源- V_F) / I_F 计算电阻值。使用规格书中的最大 V_F (3.15V)，以确保即使LED正向电压较低时，电流也不会超过限制。_F device.
• 热管理:尽管功耗较低（70mW），仍需确保PCB提供足够的热释放，尤其是在使用多个LED或环境温度较高时。铜焊盘和散热过孔可以提供帮助。
• ESD保护:在与LED连接的信号线上加入ESD保护二极管，或确保驱动电路具有固有的保护功能。在操作和组装过程中遵循严格的ESD规程。
• 光学设计:考虑130度的视角。对于聚焦光，可能需要二次光学元件（透镜）。封装的黄色透镜有助于漫射光线并达到指定的色度坐标。

9. 技术对比与差异化

与标准SMD LED（例如，0603、0805封装）相比，此器件的主要区别在于其0.35毫米的厚度。这比传统封装薄得多，使其能够应用于超薄产品中。使用氮化铟镓技术产生白光，在效率和颜色稳定性方面优于采用不同结构的荧光粉转换蓝光LED等旧技术。其与标准红外回流工艺以及自动化编带卷盘包装的兼容性，使其与现代大批量SMT组装线相匹配，与通孔或手动放置的元件相比，降低了制造复杂性。

10. 常见问题解答 (基于技术参数)

1. 问：我可以直接用5V电源驱动这个LED吗？
   
   答：不可以。其典型 V_F约为3V，直接连接到5V会导致电流过大并立即失效。必须使用限流电阻。例如，目标 I_F=5mA: R = (5V - 3.15V) / 0.005A = 370Ω。使用下一个标准值，例如390Ω。
2. 问：峰值正向电流和直流正向电流有什么区别？
   
   答：直流正向电流 (20mA) 用于连续工作。峰值正向电流 (100mA) 是用于多路复用或测试的短时脉冲额定值。以100mA连续工作会损坏LED。
3. 问：为什么已开封包装的存储条件如此严格（672小时）？
   
   答：SMD封装会从空气中吸收湿气。在回流焊的高温过程中，这些湿气会迅速汽化，导致内部分层或开裂（“爆米花”现象）。672小时的限制和烘烤程序可以降低此风险。
4. 问：如何解读色度分档代码（S1-S6）？
   
   答：这些代码定义了CIE色度图上的一个小区域。为了在整个面板上获得一致的颜色，应指定并使用来自同一色度分档的LED。混合不同分档可能导致肉眼可见的不同白色色调。

11. 实际设计与使用案例

场景：为可穿戴设备设计状态指示灯面板。

该设备需要四个白色LED来指示电池电量。空间极其有限，最大元件高度为0.5毫米。

解决方案:选择0.35毫米厚的LTW-C193DS5。为确保亮度均匀，所有四个LED均指定来自同一发光强度分档（例如，Q档）。为保证白色颜色一致，它们也指定来自同一色度分档（例如，S3档）。驱动电路使用微控制器GPIO引脚，每个LED串联一个390Ω电阻（针对3.3V电源计算）。PCB布局包含连接到小面积接地层的散热焊盘，以利于散热。LED在所有其他回流焊步骤之后放置，以尽量减少热暴露，并在打开防潮袋后遵守672小时规则。

12. 技术原理简介

此LED使用氮化铟镓 (InGaN) 半导体芯片产生白光。InGaN材料能够发射蓝光到紫外光谱的光。为了产生白光，主要方法是将发蓝光的InGaN芯片与黄色荧光粉涂层（掺铈钇铝石榴石，或YAG:Ce）结合。芯片发出的蓝光激发荧光粉，使其发出黄光。剩余的蓝光与产生的黄光混合，被人眼感知为白色。这被称为荧光粉转换型白光LED。荧光粉的具体配比决定了其在CIE图上的相关色温 (CCT) 和色度坐标 (x, y)。

13. 行业趋势与发展

指示灯和微型照明LED的趋势继续朝着更高的效率（每瓦更多流明）、更小的外形尺寸（减少占地面积和厚度）以及改进的显色性（更高的CRI - 显色指数，尽管此指示灯型LED未指定）发展。同时，强烈推动在各种环境条件下实现更高的可靠性和更长的寿命。制造工艺正在不断改进，以实现更严格的分档公差，为显示器背光等要求苛刻的应用提供更一致的性能。以这款0.35毫米元件为例的微型化趋势，是由消费电子行业对更薄、更紧凑设备的需求所驱动的。