目录
- 1. 产品概述
- 2. 技术参数深度客观解读
- 2.1 光度与光学特性
- 2.2 电气特性
- 2.3 绝对最大额定值与热特性
- 3. 分档系统说明
- 3.1 正向电压分档
- 3.2 发光强度分档
- 3.3 主波长分档
- 4. 性能曲线分析
- 4.1 正向电流 vs. 正向电压 (I-V 曲线)
- 4.2 发光强度 vs. 正向电流
- 4.3 温度依赖性
- 5. 机械与封装信息
- 5.1 封装尺寸
- 5.2 焊盘布局与极性识别
- 5.3 编带与卷盘包装
- 6. 焊接与组装指南
- 6.1 回流焊温度曲线
- 6.2 手工焊接
- 6.3 清洗
- 6.4 存储与操作
- 7. 应用建议
- 7.1 典型应用场景
- 7.2 设计考量
- 8. 技术对比与差异化
- 9. 常见问题解答 (基于技术参数)
- 9.1 我能否使用 3.3V 电源不加电阻驱动此 LED？
- 9.2 为何峰值电流额定值 (100mA) 高于直流电流额定值 (20mA)？
- 9.3 "水清"透镜对光输出意味着什么？
- 9.4 订购时如何解读分档代码？
- 10. 实际设计与使用案例
- 11. 原理简介
- 12. 发展趋势
1. 产品概述
LTST-C193TGKT 是一款专为现代空间受限的电子应用设计的表面贴装器件 (SMD) 芯片 LED。它属于超薄 LED 系列，具有仅 0.4mm 的极低剖面高度。这使其成为纤薄消费电子产品、汽车内饰和便携设备中背光指示灯、状态灯和装饰照明的理想选择，这些应用对垂直空间有严格限制。
该 LED 采用 InGaN (氮化铟镓) 半导体材料发出绿光，该材料以高效率和亮度著称。封装采用水清透镜，不会扩散光线，从而产生来自芯片本身更集中、更强烈的光输出。它符合 RoHS (有害物质限制) 指令，属于环保产品。
2. 技术参数深度客观解读
2.1 光度与光学特性
关键光学参数是在标准环境温度 (Ta) 25°C 和推荐连续工作电流，即正向电流 (IF) 20mA 下测量的。
- 发光强度 (Iv):范围从最小 112.0 毫坎德拉 (mcd) 到最大 450.0 mcd。典型值在此范围内。强度使用经过滤光片匹配人眼明视觉响应 (CIE 曲线) 的传感器测量。
- 视角 (2θ1/2):此 LED 具有 130 度的超宽视角。角度 θ1/2定义为发光强度降至中心轴 (0°) 测量值一半时的离轴角度。
- 峰值波长 (λP):发射光功率最大的波长，对于此器件通常为 525 nm。
- 主波长 (λd):一种与感知更相关的颜色度量，源自 CIE 色度图。它指定最能代表感知颜色的单一波长。对于 LTST-C193TGKT，其范围从 520.0 nm 到 535.0 nm。
- 光谱线半宽 (Δλ):衡量光源的光谱纯度。它是发射光谱在其最大功率一半处的宽度。对于这款绿色 InGaN LED，典型值为 35 nm。
2.2 电气特性
- 正向电压 (VF):在 20mA 驱动下，LED 阳极和阴极两端的压降范围从 2.80V (最小) 到 3.60V (最大)。此参数对于驱动电路设计和功耗计算至关重要。
- 反向电流 (IR):施加 5V 反向偏压时，漏电流最大为 10 µA。必须注意，此 LED 并非设计用于反向电压下工作；此测试条件仅用于表征。
2.3 绝对最大额定值与热特性
这些额定值定义了可能对器件造成永久性损坏的极限。它们不适用于正常工作。
- 功耗 (Pd):在 25°C 环境温度下，封装可允许的最大功耗为 76 mW。
- 正向电流:最大连续直流正向电流为 20 mA。仅在脉冲条件下 (1/10 占空比，0.1ms 脉冲宽度) 允许更高的 100 mA 峰值正向电流。
- 温度范围:器件可在 -20°C 至 +80°C 的环境温度下工作。存储温度范围更宽：-30°C 至 +100°C。
- 焊接热极限:LED 可承受峰值温度为 260°C 的红外回流焊，最长 10 秒，这与常见的无铅 (Pb-free) 组装工艺相符。
3. 分档系统说明
为确保批量生产的一致性，LED 根据关键参数被分类到不同的性能档位。LTST-C193TGKT 采用三维分档系统。
3.1 正向电压分档
器件根据其在 20mA 下的正向电压 (VF) 分为四个档位 (D7 至 D10)，每个档位范围 0.2V，容差 ±0.1V。这使得设计者可以为并联配置中需要均匀电流分配的应用选择电压匹配更紧密的 LED。
3.2 发光强度分档
LED 按亮度分为三类 (R, S, T)，每个档位范围容差为 ±15%。档位 'T' 代表最高强度组 (280-450 mcd)。对于需要多个指示灯亮度一致的应用，此分档至关重要。
3.3 主波长分档
通过将主波长分为三组 (AP, AQ, AR) 来控制颜色 (色调)，每组跨度 5 nm，容差 ±1 nm。这确保了同一生产批次中所有器件具有一致的绿色外观。
4. 性能曲线分析
虽然规格书中引用了具体的图形曲线，但其含义对于 LED 技术来说是标准的。
4.1 正向电流 vs. 正向电压 (I-V 曲线)
关系呈指数型，这是二极管的典型特征。超过开启阈值后，电压的微小增加会导致电流大幅增加。因此，必须使用限流源而非恒压源驱动 LED，以防止热失控和损坏。
4.2 发光强度 vs. 正向电流
在额定最大值以下，光输出大致与正向电流成正比。超过 20mA 工作可能会增加亮度，但由于结温升高，会降低寿命和可靠性。
4.3 温度依赖性
LED 性能对温度敏感。随着结温升高：
- 正向电压 (VF):略微下降。
- 发光强度 (Iv):下降。效率随温度升高而降低。
- 主波长 (λd):可能发生轻微偏移，可能导致细微的颜色变化。
5. 机械与封装信息
5.1 封装尺寸
该 LED 符合 EIA 标准芯片 LED 封装外形。关键尺寸包括主体尺寸约为 3.2mm x 1.6mm，其定义性特征是 0.4mm 的超低高度。提供了公差为 ±0.10mm 的详细尺寸图，用于 PCB 布局。
5.2 焊盘布局与极性识别
规格书包含建议的焊盘尺寸，以确保可靠的焊接和正确的对位。LED 具有极性。阳极 (+) 和阴极 (-) 端子通常在封装上标记或在封装外形图中指示。正确的方向对于电路工作至关重要。
5.3 编带与卷盘包装
产品以行业标准的 8mm 载带包装在 7 英寸 (178mm) 直径的卷盘上供应。每卷包含 5000 片。包装遵循 ANSI/EIA 481-1-A-1994 规范，确保与自动贴片设备的兼容性，这对于大批量制造至关重要。
6. 焊接与组装指南
6.1 回流焊温度曲线
提供了针对无铅工艺的建议红外 (IR) 回流焊温度曲线。关键参数包括：
- 预热:150°C 至 200°C，最长 120 秒，以逐渐加热电路板和元件，最大限度地减少热冲击。
- 峰值温度:最高 260°C。
- 液相线以上时间:应控制焊料处于熔融状态的时间。
- 关键极限:元件本体温度不得超过 260°C 超过 10 秒。
6.2 手工焊接
如果必须进行手工焊接，请使用温度控制烙铁，最高设置为 300°C。每个引脚的焊接时间不应超过 3 秒，并且应仅进行一次，以避免对塑料封装和半导体芯片造成热损伤。
6.3 清洗
如果需要焊后清洗，只能使用指定的醇基溶剂，如乙醇或异丙醇。LED 应在常温下浸泡少于一分钟。未指定的化学清洁剂可能会损坏封装材料。
6.4 存储与操作
- ESD (静电放电) 敏感性:LED 易受静电损坏。操作时必须采取适当的 ESD 防护措施 (防静电腕带、接地工作站、导电泡沫)。
- 湿度敏感性:作为表面贴装器件，它具有湿度敏感性等级 (隐含)。如果原装的防潮密封袋被打开，LED 应在 672 小时 (28 天) 内使用，或在回流焊前进行烘烤，以防止焊接过程中出现 "爆米花" 现象。
- 存储条件:对于开封包装的长期存储，请使用带干燥剂的密封容器或氮气环境。
7. 应用建议
7.1 典型应用场景
- 状态指示灯:智能手机、平板电脑、笔记本电脑和可穿戴设备中的电源开启、电池充电、网络活动指示灯。
- 背光照明:用于薄膜开关、小型 LCD 显示屏或纤薄消费产品中标识的照明。
- 装饰照明:汽车仪表板、内饰或家用电器中的重点照明。
- 面板指示灯:用于空间宝贵的工业控制面板、医疗设备和通信设备。
7.2 设计考量
- 电流驱动:始终使用串联限流电阻或专用的恒流 LED 驱动 IC。使用公式 R = (V电源- VF) / IF 计算电阻值，并使用规格书中的最大 VF，以确保在最坏情况下电流不超过 20mA。
- 热管理:尽管体积小，但功耗 (在 20mA，3.6V 时高达 72mW) 会产生热量。确保 PCB 布局在焊盘周围提供足够的铜面积以充当散热器，尤其是在使用多个 LED 或环境温度较高的情况下。
- 光学设计:水清透镜产生狭窄、强烈的光束。对于更宽或漫射的照明，可能需要外部透镜或导光件。
- 分档选择:对于需要颜色或亮度一致性的应用，订购时应指定所需的分档代码 (VF, Iv, λd)。
8. 技术对比与差异化
LTST-C193TGKT 的主要差异化因素是其0.4mm 超薄剖面。与通常为 0.6mm 或 0.8mm 高的标准芯片 LED 相比，这种高度减少 33-50% 对于现代超薄设备设计具有重要意义。当离轴可见性很重要时，其 130 度的宽视角也比窄视角 LED 更具优势。InGaN 技术 (用于绿光发射)、RoHS 合规性以及与标准无铅回流工艺的兼容性相结合，使其成为全球电子制造中多功能且面向未来的组件。
9. 常见问题解答 (基于技术参数)
9.1 我能否使用 3.3V 电源不加电阻驱动此 LED？
不，不建议这样做，并且很可能会损坏 LED。正向电压范围从 2.8V 到 3.6V。如果您将 3.3V 电源直接连接到 VF为 2.9V 的 LED，电压差 (0.4V) 将导致非常高的、不受控制的电流流过，远远超过 20mA 的最大值。对于简单的直流驱动，始终需要串联电阻。
9.2 为何峰值电流额定值 (100mA) 高于直流电流额定值 (20mA)？
半导体结可以承受短暂的高电流脉冲而不会过热，因为微小芯片的热时间常数非常短。在 1/10 占空比下的 100mA 额定值允许更高亮度的短暂脉冲 (例如，在多路复用显示器或信号传输中)，同时将平均功率和温度保持在安全范围内。连续工作不得超过 20mA。
9.3 "水清"透镜对光输出意味着什么？
"水清"或非漫射透镜意味着环氧树脂封装是透明的。这可以实现封装内尽可能高的光输出，因为没有光线被扩散粒子散射。光束图案将更多地由 LED 芯片的形状和反射杯定义，正面观察时通常呈现为一个明亮的小光点。
9.4 订购时如何解读分档代码？
为了在您的应用中获得一致的结果，您应指定所需的电压 (VF)、强度 (Iv) 和主波长 (λd) 分档代码。例如，请求 D8 (3.0-3.2V)、S (180-280 mcd) 和 AQ (525-530 nm) 档位，将为您提供具有中档电压、中高亮度和特定绿色色调的 LED。如果未指定，您将收到生产中的混合批次。
10. 实际设计与使用案例
案例：为纤薄蓝牙音箱设计状态指示灯
一位设计师正在设计一款仅 5mm 厚的铝制外壳紧凑型蓝牙音箱。需要一个多色状态 LED 来指示电源、配对和电池电量。前面板格栅后的空间极其有限。
解决方案:选择 LTST-C193TGKT (绿色) 以及类似的红色和蓝色超薄 LED。它们 0.4mm 的高度使其能够完美适应受限的内部空间。设计师：
- 将 LED 放置在靠近格栅的主 PCB 上。
- 为每种颜色使用一个微控制器 GPIO 引脚，并计算一个 100Ω 的串联电阻用于 3.3V 系统 (假设最大 VF为 3.6V，给出约 10mA 的安全电流)。
- 为所有三种颜色指定相同的强度档位 (例如，'S')，以确保亮度平衡。
- 在 PCB 上的 LED 焊盘下方包含一小块铜铺，用于轻微散热。
- 在组装过程中遵循建议的回流焊温度曲线，以确保可靠性。
11. 原理简介
发光二极管 (LED) 是通过电致发光发光的半导体器件。当正向电压施加在 p-n 结两端时，来自 n 型材料的电子与来自 p 型材料的空穴在有源区复合。这种复合以光子 (光) 的形式释放能量。光的特定颜色 (波长) 由所用半导体材料的能带隙决定。LTST-C193TGKT 使用氮化铟镓 (InGaN)化合物半导体，其能带隙被设计为对应于绿光 (约 520-535 nm)。水清环氧树脂封装保护半导体芯片，充当透镜，并且可能包含荧光粉 (尽管在此透明透镜情况下没有) 以改变输出。
12. 发展趋势
消费电子产品中指示灯和背光 LED 的发展趋势与此组件的特性高度一致：
- 小型化与更低剖面:对更薄设备的持续需求推动着具有更小封装尺寸和更低高度的 LED 的发展，例如这款 0.4mm 的组件。
- 更高效率:外延生长和芯片设计的改进产生了每瓦更多的流明，允许在相同电流下获得更亮的输出，或在相同亮度下实现更低的功耗和更少的热量。
- 改进的颜色一致性:先进的分档技术和更严格的工艺控制使制造商能够提供波长和强度公差非常窄的 LED，这对于全彩显示器和环境照明等应用至关重要。
- 增强恶劣环境下的可靠性:虽然此 LED 适用于标准应用，但行业也在开发具有更高温度额定值和更强健性的版本，用于汽车和工业用途。
- 集成化:趋势包括将多个 LED 芯片 (RGB) 集成到单个封装中，或将 LED 与驱动 IC 或传感器结合。
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。 |