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1. 产品概述
LTW-C191DS5是一款专为现代空间受限电子应用设计的表面贴装器件（SMD）发光二极管（LED）。其主要特点是外形极其纤薄，封装高度仅为0.55毫米。这种超薄外形使其成为集成到超薄消费电子产品、显示器背光单元以及垂直空间受限的指示灯应用的理想选择。
该LED采用InGaN（氮化铟镓）半导体材料，可发出白光。其封装符合EIA（电子工业联盟）标准外形，确保与行业标准的自动化贴片机和编带包装系统兼容。该产品被指定为绿色产品，并符合RoHS（有害物质限制）指令，这意味着其制造过程中未使用铅、汞和镉等特定有害物质。
该元件的核心优势包括其微型化尺寸、与大批量自动化组装工艺的兼容性，以及适用于红外（IR）回流焊接——这是表面贴装技术（SMT）组装线中使用的标准焊接方法。
2. 技术规格详解
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。在达到或超过这些极限的条件下工作无法保证，在可靠设计中应予以避免。
- 功耗（Pd）：72 mW。这是LED封装在不超出其最高结温的情况下能够耗散为热量的最大功率。
- 直流正向电流（IF）：20 mA。可施加的最大连续正向电流。
- 峰值正向电流：100 mA，但仅在脉冲条件下（1/10占空比，0.1ms脉冲宽度）。这允许实现短暂的高强度闪光。
- 反向电压（VR）：5 V。在反向偏置下超过此电压可能导致立即击穿。规格书明确指出，反向电压操作不能是连续的。
- 工作温度范围（Topr）：-30°C 至 +85°C。器件设计工作的环境温度范围。
- 储存温度范围（Tstg）：-55°C 至 +105°C。
- 红外焊接条件：可承受260°C峰值温度10秒，符合典型的无铅回流焊温度曲线。
2.2 电气与光学特性
这些是在环境温度（Ta）为25°C时测得的典型性能参数。设计应基于最小和最大极限值，而不仅仅是典型值。
- 发光强度（Iv）：在正向电流（IF）为5 mA时，范围从最小71.0 mcd到典型值180.0 mcd。强度测量使用经过滤光片匹配CIE明视觉响应曲线的传感器进行。
- 视角（2θ1/2）：130度。这个宽视角表明其具有朗伯或近朗伯发射模式，适用于区域照明而非聚焦光束。
- 色度坐标（x, y）：在IF=5mA时，典型值为x=0.304，y=0.301，将白点置于CIE 1931色度图的特定区域内。这些坐标的容差为±0.01。
- 正向电压（VF）：在IF=5mA时，介于2.70 V（最小）和3.15 V（最大）之间。此范围对于驱动电路设计至关重要。
- 反向电流（IR）：当施加5V反向电压（VR）时，最大为10 µA。
静电放电（ESD）注意事项：LED对静电和电压浪涌敏感。在处理过程中，必须采取适当的ESD控制措施，例如接地工作站、防静电腕带和防静电包装。
3. 分档系统说明
由于半导体制造固有的差异，LED会根据性能进行分档。LTW-C191DS5采用三维分档系统：
3.1 正向电压（VF）分档
LED根据其在5 mA下的压降进行分类。
- 档位A：2.70V - 2.85V
- 档位B：2.85V - 3.00V
- 档位C：3.00V - 3.15V
容差：每档±0.1V。
3.2 发光强度（Iv）分档
LED根据其在5 mA下的光输出进行分类。
- 档位Q：71.0 mcd - 112.0 mcd
- 档位R：112.0 mcd - 180.0 mcd
容差：每档±15%。
3.3 色调（颜色）分档
这是最复杂的分档，定义了CIE 1931图上的颜色坐标。六个档位（S1至S6）由指定（x，y）坐标边界的四边形定义。提供的图表直观地展示了这些档位。典型的色度点（x=0.304，y=0.301）落在S3/S4区域内。色调在x和y坐标上的容差均为±0.01。
这种分档允许设计人员选择电学和光学特性受严格控制的LED，以确保其应用中的性能一致性，这在颜色和亮度均匀性至关重要的多LED阵列中尤为重要。
4. 机械与包装信息
4.1 封装尺寸
规格书包含LED封装的详细尺寸图。关键特征包括0.55毫米的最大高度和符合EIA标准的自动化处理外形。除非另有说明，所有尺寸均以毫米为单位，标准公差为±0.10毫米。
4.2 建议焊盘布局
提供了推荐的PCB焊盘图案（封装外形）。遵循此设计对于实现可靠的焊点、防止立碑（一端翘起）以及在回流焊过程中确保正确对位至关重要。
4.3 编带与卷盘包装
LED以压纹载带形式提供，用盖带密封，并卷绕在7英寸（178毫米）直径的卷盘上。标准卷盘数量为5，000片。包装符合ANSI/EIA 481-1-A-1994标准。提供了用于组装机送料器设置的编带和卷盘关键尺寸。
5. 组装、操作与可靠性指南
5.1 焊接工艺
该元件完全兼容红外回流焊接工艺。提供了建议的回流焊温度曲线，关键参数如下：
- 预热：150-200°C
- 预热时间：最长120秒
- 峰值温度：最高260°C
- 高于260°C的时间：最长10秒
- 回流焊循环次数：最多两次。
规格书参考了JEDEC标准进行温度曲线开发，并强调最终的温度曲线必须针对具体的PCB设计、元件和使用的焊膏进行特性化。
对于使用烙铁进行的手动返修，烙铁头温度不得超过300°C，接触时间应限制在3秒以内，且仅限一次。
5.2 清洗
如果焊接后需要清洗，只能使用指定的溶剂。在室温下将LED浸入乙醇或异丙醇中不超过一分钟是可以接受的。使用未指定的化学品可能会损坏LED封装。
5.3 储存与湿度敏感性
LED是湿敏器件。规定了严格的储存条件：
- 密封袋内：储存在≤30°C和≤90% RH条件下。开袋后一年内使用。
- 开袋后：储存在≤30°C和≤60% RH条件下。建议在672小时（28天）内完成红外回流焊。
- 长期储存（已开封）：储存在带干燥剂的密封容器或氮气干燥器中。
- 暴露超过672小时：焊接前需要在约60°C下烘烤至少20小时，以去除吸收的水分并防止"爆米花"现象（回流焊过程中封装开裂）。
6. 应用说明与设计考量
6.1 典型应用
LTW-C191DS5适用于普通电子设备，包括：
- 消费电子产品（手机、平板电脑、路由器）上的状态指示灯。
- 超薄设备中LCD显示屏、键盘或面板的背光。
- 电器中的装饰性照明。
- 通用指示灯。
重要应用限制：规格书明确指出，此LED不适用于故障可能危及生命或健康的场合（例如，航空、医疗生命支持、交通安全系统）。对于此类高可靠性应用，需要咨询专用产品。
6.2 电路设计
1. 限流：LED是电流驱动器件。串联限流电阻或恒流驱动电路对于防止超过最大直流正向电流（20 mA）至关重要，即使电源电压波动。设计必须考虑正向电压档位（A、B或C）。
2. 反向电压保护：由于最大反向电压仅为5V，在电路设计中必须小心避免LED承受反向偏置，特别是在交流或双极性信号应用中。可能需要并联一个保护二极管（阴极对阴极）。
3. 热管理：虽然功耗较低（72mW），但确保LED散热焊盘（如适用）下方有足够的PCB铜箔面积或散热过孔，有助于维持较低的结温，这对于长期发光输出稳定性和寿命至关重要。
6.3 光学设计
130度的宽视角提供了宽广、漫射的光型。对于需要更定向光束的应用，需要设计二次光学元件（透镜、导光板）并将其放置在LED上方。超薄外形在集成到紧凑的光学组件或薄导光板（LGP）后面时具有优势。
7. 技术对比与定位
LTW-C191DS5的主要差异化特点是其0.55毫米的高度。与通常为0.8-1.0毫米高的标准0603或0402封装LED相比，这代表了Z轴高度的显著降低，从而可以实现更薄的终端产品。其InGaN技术相比旧技术提供了现代、高效的白光光源。全面的分档结构为对质量敏感的应用提供了比未分档或宽分档LED更好的一致性。其与标准SMT工艺的兼容性使其在许多设计中可以轻松替换更厚的LED，为产品微型化提供了直接的途径。
8. 常见问题解答（基于技术参数）
问：我可以连续以20mA驱动此LED吗？
答：可以，20mA是最大连续直流正向电流额定值。为了获得最佳寿命并考虑热效应，通常建议以较低电流（例如10-15 mA）驱动。
问：Iv档位Q和R之间有什么区别？
答：在相同的5mA测试电流下，R档LED具有更高的最小发光强度（112 mcd对比71 mcd）。选择R档可确保更亮的输出，但成本可能略高。
问：为什么开袋后的储存湿度如此关键？
答：LED封装会从空气中吸收水分。在高温回流焊接过程中，这些被截留的水分迅速转化为蒸汽，可能导致内部分层或塑料封装开裂（"爆米花"现象）。规定的储存条件和烘烤要求可以防止这种失效模式。
问：如何解读色调分档图？
答：CIE 1931图用于绘制颜色。六个标记的四边形（S1-S6）代表该色调档位LED可接受的颜色坐标区域。LED的测量（x，y）坐标必须落在其指定档位的多边形内。这确保了所有标有相同色调档位的LED在标准条件下人眼看起来颜色相同。
9. 设计与使用案例研究
场景：为超薄蓝牙追踪器设计状态指示灯。
产品的工业设计仅允许指示灯LED组件有0.6毫米的内部高度。标准LED无法安装。
解决方案：选择高度为0.55毫米的LTW-C191DS5。设计人员利用其封装尺寸创建PCB开槽，使LED与电路板齐平安装，节省了关键的零点几毫米。使用设置为5mA的恒流驱动IC，以确保无论电池电压如何下降，亮度都保持一致。在物料清单中指定使用R档和色调S3档的LED，以保证所有生产单元都具有明亮、均匀的白光。组装厂遵循推荐的回流焊温度曲线和672小时的车间寿命规则，从而实现了高制造良率和可靠的现场性能。
10. 技术介绍与趋势
InGaN技术：氮化铟镓是此白光LED中使用的半导体材料。通常，一个发蓝光的InGaN芯片与封装内部的黄色荧光粉涂层结合。蓝光激发荧光粉，使其重新发出黄光；蓝光和黄光的混合被人眼感知为白光。这是从固态器件产生白光的一种高效方法。
行业趋势：电子产品微型化的推动力持续不减。像LTW-C191DS5这样的元件代表了降低无源和有源元件Z轴高度（厚度）的持续趋势，以实现更薄的智能手机、平板电脑、可穿戴设备和物联网设备。此外，对精确分档的重视反映了市场对消费电子产品更高品质和视觉一致性的需求。RoHS合规性以及与无铅、高温回流焊工艺的兼容性，在全球化环保法规的推动下，现已成为基本要求。
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。 |