LTST-S115KGKFKT-5A 侧视双色（绿/橙）SMD LED 规格书 - 5mA - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档提供了LTST-S115KGKFKT-5A型号的完整技术规格，这是一款侧视、双色表面贴装器件（SMD）发光二极管（LED）。该元件在单个封装内集成了两个独立的半导体芯片：一个发射绿光，另一个发射橙光。它专为空间受限且需要从单一元件位置实现多种颜色状态的应用而设计，适用于需要紧凑、可靠且高亮度指示灯或背光的场合。

该LED的两个芯片均采用先进的铝铟镓磷（AlInGaP）半导体技术，该技术以产生高发光效率和出色色纯度而闻名。器件采用符合EIA标准的封装，使其与自动化贴片组装设备以及大规模电子制造中使用的标准红外（IR）回流焊接工艺兼容。本产品符合RoHS（有害物质限制）指令，属于环保产品。

2. 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损坏的应力极限。这些额定值在环境温度（Ta）为25°C下指定，且封装内的绿色和橙色芯片均适用相同的值。

• 功耗（Pd）：每芯片最大75 mW。超过此限制可能导致过热和灾难性故障。
• 峰值正向电流（I_FP）：最大80 mA。此额定值适用于占空比为1/10、脉冲宽度为0.1 ms的脉冲条件。不应用于连续直流操作。
• 直流正向电流（I_F）：连续操作最大30 mA。这是确保长期可靠性能的推荐最大电流。
• 工作温度范围：-30°C 至 +85°C。器件设计在此环境温度范围内工作。
• 储存温度范围：-40°C 至 +85°C。器件在此范围内储存不会发生性能退化。
• 红外焊接条件：在回流焊接过程中，封装可承受最高260°C的峰值温度，最长10秒，这符合典型的无铅（Pb-free）组装工艺要求。

3. 电气和光学特性

以下参数在Ta=25°C、正向电流（I_F）为5 mA的条件下测量（除非另有说明）。这些代表了器件的典型性能。

3.1 发光强度与视角

• 绿色芯片发光强度（I_V）：最小9.0 mcd，典型值未指定，最大22.4 mcd。
• 橙色芯片发光强度（I_V）：最小11.2 mcd，典型值未指定，最大28.0 mcd。
• 视角（2θ_1/2）：两种颜色均为120度（典型值）。视角定义为发光强度为中心轴（0°）测量值一半时的全角。这种宽视角是侧视LED封装的典型特征。

3.2 光谱特性

• 绿色芯片峰值波长（λ_P）：575 nm（典型值）。
• 橙色芯片峰值波长（λ_P）：611 nm（典型值）。
• 绿色芯片主波长（λ_d）：在I_F=5mA时，范围从567.5 nm（最小）到576.5 nm（最大）。主波长是人眼感知到的定义颜色的单一波长。
• 橙色芯片主波长（λ_d）：在I_F=5mA时，范围从600.5 nm（最小）到612.5 nm（最大）。
• 光谱线半宽（Δλ）：绿色约为20 nm（典型值），橙色约为17 nm（典型值）。此参数表示发射光的光谱纯度。

3.3 电气参数

• 正向电压（V_F）：对于绿色和橙色芯片，在I_F=5mA时，V_F范围从1.7 V（最小）到2.4 V（最大）。
• 反向电流（I_R）：当施加5V反向电压（V_R）时，两个芯片的最大反向电流均为10 μA。重要提示：此LED并非设计用于反向偏压操作。I_R测试仅用于表征；在电路中施加反向电压可能会损坏器件。

4. 分档系统说明

为确保亮度和颜色的一致性，LED根据测量的发光强度和主波长进行分类。这使得设计人员可以选择满足特定应用均匀性要求的部件。

4.1 发光强度分档

绿色芯片：在I_F=5mA下分档。

- 分档代码 KL：9.0 mcd（最小）至 14.0 mcd（最大）。

- 分档代码 LM：14.0 mcd（最小）至 22.4 mcd（最大）。

每个强度档内的公差为 +/-15%。

橙色芯片：在I_F=5mA下分档。

- 分档代码 L：11.2 mcd（最小）至 18.0 mcd（最大）。

- 分档代码 M：18.0 mcd（最小）至 28.0 mcd（最大）。

每个强度档内的公差为 +/-15%。

4.2 主波长分档

绿色芯片：在I_F=5mA下分档。

- 分档代码 C：567.5 nm 至 570.5 nm。

- 分档代码 D：570.5 nm 至 573.5 nm。

- 分档代码 E：573.5 nm 至 576.5 nm。

每个波长档的公差为 +/- 1 nm。

橙色芯片：在I_F=5mA下分档。

- 分档代码 P：600.5 nm 至 603.5 nm。

- 分档代码 Q：603.5 nm 至 606.5 nm。

- 分档代码 R：606.5 nm 至 609.5 nm。

- 分档代码 S：609.5 nm 至 612.5 nm。

每个波长档的公差为 +/- 1 nm。

5. 性能曲线分析

规格书引用了典型的性能曲线，这些曲线对于理解器件在不同条件下的行为至关重要。虽然具体的图表未在文本中重现，但其含义对设计至关重要。

• 正向电流 vs. 正向电压（I-V曲线）：此曲线显示了流过LED的电流与其两端电压降之间的关系。它是非线性的，这是二极管的典型特征。设计人员使用此曲线来确定给定电源电压下合适的限流电阻值，以达到所需的工作电流（例如，5mA或高达30mA直流）。
• 发光强度 vs. 正向电流：此图说明了光输出如何随电流增加。在推荐的工作范围内通常是线性的，但在非常高的电流下会饱和。它有助于为所需亮度选择驱动电流。
• 发光强度 vs. 环境温度：LED的光输出会随着结温升高而降低。此曲线对于在高温环境下运行的应用至关重要，以确保维持足够的亮度。
• 光谱分布：这些曲线绘制了相对辐射功率与波长的关系，显示了峰值波长和主波长以及光谱半宽，确认了色纯度。

6. 机械与封装信息

6.1 封装尺寸与引脚分配

该器件采用标准的EIA封装外形。具体的尺寸图提供了PCB（印刷电路板）焊盘设计的关键尺寸。引脚分配如下：橙色芯片的阴极连接到引脚C1，绿色芯片的阴极连接到引脚C2。公共阳极通常是图中定义的其他引脚。组装时必须注意正确的极性。

6.2 建议焊盘布局

提供了推荐的焊盘布局，以确保回流焊接过程中形成可靠的焊点。遵循这些尺寸有助于防止立碑现象（元件一端翘起），并确保适当的润湿和机械强度。

7. 焊接与组装指南

7.1 回流焊接曲线

为无铅组装工艺提供了详细的建议红外回流曲线。关键参数包括：

- 预热区：升温至150-200°C。

- 浸润/预热时间：最长120秒。

- 峰值温度：最高260°C。

- 液相线以上时间（TAL）：在峰值温度±5°C范围内的时间应受到限制，根据绝对额定值，通常最长不超过10秒。

关键提示：规格书明确指出，除非PCB有镀锡层，否则峰值温度低于245°C的焊接曲线可能不足，这突显了无铅焊接需要足够的热能以形成适当焊点。

7.2 手工焊接

如果必须进行手工焊接，应使用温控烙铁进行。

- 烙铁温度：最高300°C。

- 焊接时间：每个焊点最长3秒。

- 频率：此操作应仅进行一次，以避免对LED封装或键合线造成热应力损伤。

7.3 清洗

如果焊接后需要清洗，只能使用指定的溶剂。规格书建议将LED在常温下浸入乙醇或异丙醇中不超过一分钟。使用未指定的化学品可能会损坏塑料透镜或封装材料。

8. 包装与处理

8.1 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。这种包装与自动化SMD组装设备兼容。

- 每卷数量：3000片。

- 最小包装数量：剩余数量为500片起。

- 包装遵循ANSI/EIA-481规范。载带中的空穴用盖带密封。

8.2 储存条件

正确的储存对于保持可焊性和性能至关重要。

- 密封包装：储存在≤30°C且相对湿度（RH）≤90%的环境中。当储存在带有干燥剂的原始防潮袋中时，元件从日期代码起可使用一年。

- 已开封包装：如果防潮袋已打开，储存环境不应超过30°C / 60% RH。元件应在暴露后一周内进行红外回流焊接。对于更长时间的暴露，建议在组装前在大约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（回流过程中封装开裂）。

8.3 静电放电（ESD）预防措施

AlInGaP LED对静电放电敏感。必须采取处理预防措施：

- 使用接地腕带或防静电手套。

- 确保所有工作站、工具和设备都正确接地。

- 在ESD安全包装中运输和储存元件。

9. 应用建议与设计考量

典型应用：这款双色侧发光LED非常适合需要状态指示且空间受限的应用。例如：

- 消费电子产品、网络设备或工业控制设备上的面板安装状态指示灯。

- 前面板上符号或图标的背光，需要光线平行于PCB方向发射。

- 使用单一元件占位实现多状态指示（例如，绿色表示“开启/就绪”，橙色表示“待机/警告”）。

设计考量：

1. 限流：始终使用串联电阻将正向电流限制在所需值（例如，标准亮度为5mA，最大亮度为30mA）。使用公式 R = (V_电源- V_F) / I_F计算电阻值，为保守设计，使用规格书中的最大V_F值。

2. 热管理：虽然功耗较低，但应确保PCB布局不会在LED周围积聚热量，尤其是在接近最大直流电流驱动时。足够的铜面积有助于散热。

3. 驱动电路：两个芯片具有独立的阴极（C1，C2）和一个公共阳极。它们可以独立驱动，方法是将公共阳极连接到正电源，并通过晶体管或配置为电流吸收的微控制器GPIO引脚从相应的阴极引脚吸收电流。

4. 光学设计：120度的侧发光模式有利于广角可见性。考虑相对于导光管或扩散器的放置位置，以实现所需的视觉效果。

10. 技术对比与差异化

这款LED的关键差异化特征是其侧视封装中的双色能力以及AlInGaP技术的使用.

• 与单色侧视LED对比：该器件通过用一个元件替代两个独立的单色LED，节省了PCB空间和组装成本，简化了物料清单和布局。
• AlInGaP与其他技术对比：与传统的GaP（磷化镓）LED相比，AlInGaP提供了显著更高的发光效率，从而在相同驱动电流下产生更亮的输出。与一些较旧的技术相比，它在温度和寿命范围内还提供了更优异的色彩饱和度和稳定性。
• 封装兼容性：标准的EIA外形确保了与许多现有设计和自动化组装线的直接兼容性，减少了认证工作。

11. 常见问题解答（FAQ）

Q1：我可以同时驱动绿色和橙色芯片吗？

A1：可以，但必须确保总功耗不超过封装限制。如果以最大直流电流（各30mA）和典型V_F约2.0V同时驱动两者，功耗将约为120mW，超过了每芯片75mW的额定值。因此，不建议在全电流下同时操作。如需同时使用，应降低电流以使总功耗保持在安全范围内。

Q2：峰值波长和主波长有什么区别？

A2：峰值波长（λ_P）是发射光谱强度达到最大值时的波长。主波长（λ_d）是人眼感知到的光的颜色的单一波长，根据CIE色度坐标计算得出。λ_d在应用中的颜色规范方面通常更为相关。

Q3：既然我不应该施加反向电压，为什么反向电流额定值很重要？

A3：I_R额定值是制造商的质量和漏电流测试参数。在您的电路中，必须保护LED免受意外反向电压的影响，这可能在热插拔或某些电路配置中发生。使用串联二极管或确保正确极性至关重要。

Q4：订购时如何解读分档代码？

A4：部件号LTST-S115KGKFKT-5A包含特定的分档代码（例如，KG代表绿色强度/波长，KF代表橙色）。订购时，请查阅制造商详细的分档代码列表，或指定您所需的亮度（例如，LM档代表更亮的绿色）和颜色（例如，D档代表特定的绿色色调），以确保收到符合您均匀性要求的部件。

12. 工作原理

此LED的光发射基于AlInGaP半导体材料中的电致发光。当施加超过二极管开启电压（约1.7-2.4V）的正向电压时，电子和空穴分别从n型和p型层注入半导体芯片的有源区。这些载流子复合，以光子（光）的形式释放能量。发射光的特定波长（颜色）由AlInGaP合金成分的带隙能量决定，该成分在芯片制造过程中经过精心设计，以产生绿色（约575 nm）和橙色（约611 nm）光。侧视封装包含一个模制透镜，将发射光塑造成120度的宽视角模式，使其平行于PCB的安装平面方向发射。