LTST-S326KGJRKT 双色贴片LED规格书 - 侧发光 - AlInGaP 绿光与红光 - 30mA - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档提供了LTST-S326KGJRKT的完整技术规格，这是一款表面贴装器件（SMD）LED灯。该元件为侧发光、双色LED，在单一紧凑封装内集成了独立的AlInGaP（铝铟镓磷）芯片，分别用于发射绿光和红光。专为自动化印刷电路板（PCB）组装而设计，非常适合各种消费电子和工业电子设备中空间受限的应用场景。

1.1 核心特性与优势

LTST-S326KGJRKT为现代电子设计提供了多项关键优势：

• 双色光源：集成了独立的超高亮度AlInGaP芯片，用于发射绿光和红光，通过独立引脚控制（C1为红光，C2为绿光）。
• 侧视封装：主要光线从元件侧面发出，适用于边缘照明、狭小空间内的状态指示以及无法采用垂直安装的背光应用。
• 制造兼容性：封装符合EIA标准，并以7英寸卷盘上的8mm载带形式提供，完全兼容高速自动贴片设备。
• 坚固的组装工艺：设计可承受标准红外（IR）回流焊接工艺，便于实现可靠的表面贴装组装。
• 环保合规：器件符合RoHS（有害物质限制）指令。
• 电气兼容性：器件与集成电路兼容，在许多情况下允许直接由微控制器或逻辑输出驱动。

1.2 目标应用与市场

此LED专为需要可靠、紧凑指示器的各类电子设备而设计，具有广泛适用性。主要应用领域包括：

• 电信设备：无绳电话、移动电话及网络系统硬件中的状态指示灯。
• 计算机与办公自动化：笔记本电脑和其他便携设备中键盘和按键的背光；外设上的状态灯。
• 消费电子与家用电器：各类家用设备中的电源、模式或功能指示灯。
• 工业设备：面板指示灯、机器状态灯和控制系统反馈灯。
• 专用显示器：适用于微型显示器，以及作为小尺寸信号和符号照明的光源。

2. 深入技术参数分析

以下章节对规格书中定义的关键电气、光学及可靠性参数提供详细、客观的解读。

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。不建议在正常使用中于或接近这些极限下工作。所有额定值均在环境温度（Ta）为25°C时指定。

• 功耗（Pd）：每芯片75 mW。这是每个LED芯片能够以热量形式耗散的最大功率。超过此值可能导致结温过高，加速性能退化或失效。
• 峰值正向电流（I_FP）：80 mA，仅在脉冲条件下允许（占空比1/10，脉冲宽度0.1ms）。这允许在不导致过热的情况下进行短暂的高强度闪烁。
• 连续正向电流（I_F）：30 mA直流。这是连续工作的推荐最大电流，在亮度和长期可靠性之间取得平衡。
• 反向电压（V_R）：5 V。施加高于此值的反向偏压可能导致击穿并损坏半导体结。
• 工作与存储温度：器件可在-30°C至+85°C下工作，并可在-40°C至+85°C下存储。这些范围确保了在大多数商业和工业环境中的功能性。
• 焊接热极限：在IR回流焊期间，封装可承受最高260°C的峰值温度长达10秒，这符合无铅组装工艺的标准。

2.2 电气与光学特性

这些是在标准测试条件下（Ta=25°C，除非注明，I_F=20mA）测得的典型性能参数。它们定义了器件在电路中的预期行为。

• 发光强度（I_V）：感知亮度的关键度量。对于绿光芯片，典型值为35.0 mcd（毫坎德拉），范围从18.0 mcd（最小值）到112.0 mcd（最大值）。对于红光芯片，典型值更高，为45.0 mcd，具有相同的最小/最大范围。宽泛的范围使得后文描述的分档系统成为必要。
• 视角（2θ_1/2）：130度（典型值）。这是发光强度降至其峰值（轴向）值一半时的全角。130°的宽视角是带有漫射透镜的侧视LED的特征，提供了适合区域照明或广角可见性的宽发射模式。
• 正向电压（V_F）：在20mA下，两种颜色的典型值均为2.0 V，最大值为2.4 V。与某些蓝光或白光LED相比，此值相对较低，简化了驱动电路设计。两种颜色之间一致的V_F允许在单独驱动时使用相似的限流电阻值。
• 峰值波长（λ_P）与主波长（λ_d）：
  • 绿光：峰值在574 nm（典型值），主波长在571 nm（典型值）。这使其位于光谱的纯绿色区域。
  • 红光：峰值在639 nm（典型值），主波长在631 nm（典型值）。这是一种标准红色，区别于深红色或橙红色。
  主波长是从CIE色度图推导出的颜色的单波长感知。
• 光谱线半宽（Δλ）：绿光约为15 nm，红光约为20 nm。这表示光谱纯度；数值越小意味着输出越接近单色（颜色越纯）。
• 反向电流（I_R）：在5V反向偏压下最大为10 µA，表明结质量高，漏电流低。

3. 分档系统说明

为确保大规模生产的一致性，LED根据关键光学参数进行分类（分档）。LTST-S326KGJRKT采用二维分档系统。

3.1 发光强度（亮度）分档

绿光和红光芯片在20mA下的发光强度采用相同的分档方式。分档代码定义了最小和最大亮度范围。每个档位内的容差为+/-15%。

• 分档代码 M：18.0 – 28.0 mcd
• 分档代码 N：28.0 – 45.0 mcd（覆盖典型值）
• 分档代码 P：45.0 – 71.0 mcd
• 分档代码 Q：71.0 – 112.0 mcd

设计人员必须根据其应用所需的亮度选择合适的分档。使用更高的分档（例如P或Q）可确保最低亮度更高，但可能需要额外成本。

3.2 绿光色调（主波长）分档

仅绿光芯片有指定的色调（波长）分档，以控制颜色一致性。每个档位的容差为+/- 1 nm。

• 分档代码 C：567.5 – 570.5 nm
• 分档代码 D：570.5 – 573.5 nm（包含典型的571 nm）
• 分档代码 E：573.5 – 576.5 nm

红光芯片的主波长在本规格书中仅指定为典型值（631 nm），没有正式的分档表，这意味着工艺控制更严格，或者应用中对颜色偏移的敏感性较低。

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1、图5），但其一般含义对设计至关重要。

4.1 电流与电压（I-V）特性

正向电压（V_F）具有正温度系数，并且也随电流略微增加。在20mA下典型的V_F为2.0V，这是设计限流电路的关键参数。通常一个简单的串联电阻就足够了：R = (V_电源- V_F) / I_F。设计人员应使用最大V_F（2.4V）进行最坏情况下的电流计算，以避免过驱动LED。

4.2 发光强度与正向电流关系

在正常工作范围内，光输出（I_V）大致与正向电流（I_F）成正比。以低于20mA的电流驱动LED将按比例降低亮度。在20mA以上直至30mA最大值下工作将增加亮度，但也会增加功耗和结温，这可能影响寿命并导致波长轻微偏移。

4.3 温度依赖性

与所有LED一样，AlInGaP芯片的性能对温度敏感。随着结温升高：

• 发光强度降低：光输出下降。规格书可能显示一条降额曲线。
• 正向电压降低：由于半导体带隙的变化而略微降低。
• 波长偏移：通常，主波长随温度增加（向更长波长偏移）。这在AlInGaP LED中比在某些其他类型中更为明显。在关键应用中，PCB上良好的热管理对于颜色稳定性至关重要。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸与极性

该器件采用标准SMD封装。引脚分配定义明确：阴极1（C1）用于红光芯片，阴极2（C2）用于绿光芯片。阳极可能是共用的或根据封装图纸内部连接，必须查阅图纸以获取确切的布局。所有关键尺寸均以毫米为单位提供，标准公差为±0.1 mm，确保可靠的贴装和焊接。

5.2 推荐PCB焊盘设计

规格书包含建议的PCB焊盘布局。遵循此设计对于实现可靠的焊点、正确的对位以及管理回流焊期间的热量散发至关重要。焊盘设计考虑了焊料圆角的形成，并防止立碑现象（回流焊期间一端翘起）。

6. 焊接、组装与操作指南

6.1 IR回流焊接参数

对于无铅组装，推荐以下回流焊曲线：

• 预热：150–200°C
• 预热时间：最长120秒。
• 峰值温度：元件引脚处最高260°C。
• 液相线以上时间：元件暴露在峰值温度下的时间最长不超过10秒。回流焊最多应执行两次。

6.2 手工焊接（如需要）

如需进行手工返修，请使用温度不超过300°C的电烙铁。与焊盘的接触时间应限制在最长3秒，且仅限单次操作。过热或时间过长可能损坏塑料封装或内部键合线。

6.3 清洗

如需进行焊后清洗，仅使用指定溶剂。在室温下将LED浸入乙醇或异丙醇中不超过一分钟是可接受的。未指定或腐蚀性化学品可能损坏透镜材料或封装环氧树脂。

6.4 存储与湿度敏感性

LED包装在带有干燥剂的防潮袋中。在此密封状态下，应在≤30°C和≤90%相对湿度下存储，并在一年内使用。一旦打开原包装袋，器件的湿度敏感等级为3级（MSL3）。这意味着它们必须在暴露于工厂环境条件（≤30°C/60%相对湿度）后一周内进行IR回流焊接。对于开封后更长时间的存储，必须将其存储在带有干燥剂的密封容器中或氮气环境中。暴露超过一周的器件在焊接前需要在60°C下烘烤至少20小时，以去除吸收的湿气并防止“爆米花”现象（回流焊期间因蒸汽压力导致封装开裂）。

6.5 静电放电（ESD）预防措施

AlInGaP LED对静电放电敏感。在操作和组装过程中必须采取适当的ESD控制措施。这包括使用接地腕带、防静电垫，并确保所有设备正确接地。ESD可能导致立即失效或潜在损坏，从而缩短器件寿命。

7. 包装与订购信息

7.1 载带与卷盘规格

元件以卷绕在7英寸（178 mm）直径卷盘上的凸起载带形式提供，用于自动化组装。

• 载带宽度：8 mm。
• 每卷数量：3000片。
• 最小起订量（MOQ）：剩余数量为500片。
• 料袋覆盖：空料袋用覆盖带密封。
• 缺件：根据包装标准，最多允许连续缺失两个LED。

8. 应用设计考量

8.1 驱动电路设计

由于两种颜色具有独立的阴极，它们可以分别驱动。对于每个通道，简单的恒流源或限流电阻就足够了。鉴于相似的V_F，如果从同一电压轨驱动，通常可以为两种颜色使用相同的电阻值，但建议进行单独计算以获得精确性。对于多路复用或PWM调光，确保驱动电流和开关速度在器件的额定值范围内。

8.2 热管理

虽然功耗较低（每芯片最大75 mW），但PCB上有效的热管理对于保持稳定的光输出和长期可靠性仍然很重要，尤其是在高环境温度下或以最大连续电流驱动时。确保PCB焊盘有足够的热释放或连接到铜平面以散热。

8.3 光学集成

此LED的侧视特性需要精心的机械设计。可能需要导光板、反射器或漫射器来将光线引导到所需的观察区域或创建均匀的背光。130°的宽视角有助于照亮更大区域而不会产生热点。

9. 技术对比与差异化

LTST-S326KGJRKT通过其特定的功能组合在市场中脱颖而出：

• 与单色侧视LED对比：它在相同的封装尺寸内提供双重功能，与安装两个独立的单色LED相比，节省了PCB空间和组装时间。
• 与顶视双色LED对比：侧发光特性是其主要的差异化因素，使得在光线必须平行于PCB表面发射的独特机械设计中成为可能。
• 与其他双色技术对比：两种颜色均采用AlInGaP技术，与GaP等旧技术相比，为红色和绿色提供了高效率和良好的色彩饱和度。
• 与RGB LED对比：这是一个双基色（红/绿）器件。它不能产生蓝光或白光。它被选用于专门仅需要红色和绿色指示器的应用（例如，电源/状态、运行/警告信号）。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

Q1：我可以同时驱动红色和绿色LED来产生黄色/橙色吗？

A：可以，通过同时点亮两个芯片，组合的光输出将被感知为黄色或黄橙色，具体取决于每个芯片的相对强度。可以通过调整两个通道之间的电流比来微调确切的色调。

Q2：峰值波长和主波长有什么区别？

A：峰值波长（λ_P）是光谱功率分布最高的波长。主波长（λ_d）是从CIE颜色坐标推导出来的，代表看起来具有相同颜色的单色光的波长。λ_d在应用中的颜色规范方面更具相关性。

Q3：为什么存在分档系统，我如何指定我需要哪个分档？

A：分档系统是为了应对半导体制造中的自然差异。它允许客户选择符合其产品特定亮度和颜色一致性要求的LED。订购时，您必须指定所需的发光强度分档代码（例如“N”），对于绿光，还需指定色调分档代码（例如“D”），以确保收到的部件在这些性能窗口内。

Q4：这个LED需要散热器吗？

A：在正常工作条件下（I_F≤ 30mA，Ta ≤ 85°C），通常不需要专用的散热器。然而，建议采用良好的PCB热设计——例如使用足够的铜焊盘和走线——以尽可能降低结温，从而最大化光输出和寿命。

11. 实际应用示例

示例1：便携设备状态指示灯：在手持医疗设备中，LED可以安装在主PCB的边缘。绿色可以指示“就绪/开机”，红色可以指示“错误/低电量”，两者同时点亮可以指示“待机/充电”。侧发光使得光线可以通过设备外壳上的细缝可见。

示例2：工业控制面板背光：可以将一系列此类LED沿着半透明薄膜开关面板的侧面放置。侧光耦合到面板材料中，为标签或符号提供均匀、低眩光的背光。双色可以区分操作模式（例如，绿色表示自动，红色表示手动）。

12. 技术原理介绍

LTST-S326KGJRKT采用铝铟镓磷（AlInGaP）半导体材料作为其发光芯片。AlInGaP是一种直接带隙III-V族化合物半导体。通过精确控制铝、铟和镓的比例，可以调节材料的带隙能量。当正向偏置时，电子和空穴在芯片的有源区复合，以光子的形式释放能量。这些光子的波长（颜色）由带隙能量决定：较大的带隙产生较短的波长（绿色），稍小的带隙产生较长的波长（红色）。该器件包含两个这样的芯片，采用不同的材料成分制造，封装在一个带有漫射透镜的反射塑料封装内，该透镜将光输出塑造成宽的侧发光模式。

13. 行业趋势与背景

此类侧视SMD LED的发展受到电子设备持续小型化以及更小尺寸中对更复杂用户界面需求的推动。影响该产品领域的趋势包括：

• 集成度提高：从多个分立指示器转向多芯片、多色封装，以节省空间并简化组装。
• 效率更高：AlInGaP和InGaN（用于蓝/绿光）外延生长技术的持续改进带来了更高的发光效率（每瓦电功率产生更多光输出）。
• 颜色一致性的需求：更严格的分档规格和先进的晶圆级测试正变得越来越普遍，以满足对颜色匹配要求苛刻的应用需求，例如多LED阵列或标牌。
• 恶劣环境下的鲁棒性：封装材料和密封技术的改进提高了对湿气、热循环和化学暴露的可靠性，扩展了在汽车和户外应用中的使用。