LTW-326DSKS-5A 侧发光SMD LED规格书 - 白/黄双色 - 20mA - 中文技术文档

1. 产品概述

LTW-326DSKS-5A是一款专为LCD背光应用设计的双芯片侧发光表面贴装器件（SMD）LED。该器件在单个符合EIA标准的封装内集成了两种不同的半导体技术：一颗用于发射白光的超高亮度氮化铟镓（InGaN）芯片和一颗用于发射黄光的铝铟镓磷（AlInGaP）芯片。其主要设计目的是为液晶显示器提供高效、可靠且紧凑的侧边照明，这对于空间受限且要求光线均匀分布的应用至关重要。其侧发光透镜轮廓经过优化，可将光线横向引导至导光板边缘，这是实现均匀背光照明的根本要求。该器件以8mm载带形式提供，卷盘直径为7英寸，完全兼容现代电子制造中使用的全自动高速贴片设备。

2. 深入技术参数分析

2.1 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。对于白色InGaN芯片，最大连续直流正向电流规定为20mA，在脉冲条件下（占空比1/10，脉冲宽度0.1ms）允许的峰值正向电流为100mA。黄色AlInGaP芯片具有相同的20mA直流电流限制，但其峰值电流额定值较低，为80mA。在环境温度（Ta）为25°C时，白色芯片的最大功耗为72mW，黄色芯片为48mW。这些额定值对于最终应用中的热管理至关重要。器件的工作温度范围为-20°C至+80°C，存储温度范围为-40°C至+85°C。组装的一个关键规格是红外回流焊条件，其峰值温度额定值为260°C，持续时间为10秒，符合常见的无铅焊接工艺曲线。

2.2 电气与光学特性

电气和光学特性是在Ta=25°C、正向电流（IF）为5mA的标准测试条件下测量的。对于白色LED，发光强度（Iv）范围从最小值28.0 mcd到最大值112.0 mcd。黄色LED的Iv范围较低，从7.1 mcd到71.0 mcd。两种颜色的典型视角（2θ1/2）均为130度，提供了适合背光扩散的宽发射模式。白色LED的正向电压（VF）典型值为2.55V（最大3.15V），黄色LED为2.0V（最大2.4V）。在反向电压（VR）为5V时，反向电流（IR）限制在最大10 µA；必须注意，该器件并非设计用于反向偏压工作。黄色LED的光学特性进一步由典型峰值发射波长（λP）591 nm、主波长（λd）590 nm和光谱半宽（Δλ）15 nm定义。在指定的测试条件下，其在CIE 1931色度图上的色度坐标典型值为x=0.3，y=0.3。

3. 分档系统说明

该产品采用全面的分档系统，根据关键性能参数对LED进行分类，确保同一生产批次内的一致性。这对于要求颜色和亮度均匀的应用至关重要。

3.1 白色LED正向电压（VF）分档

白色LED根据其在IF=5mA时的正向电压分为三个VF档（A、B、C）。A档覆盖2.55V至2.75V，B档覆盖2.75V至2.95V，C档覆盖2.95V至3.15V。每个档位允许±0.1V的公差。

3.2 发光强度（Iv）分档

白色和黄色LED有各自独立的Iv分档表。白色：N档（28.0-45.0 mcd）、P档（45.0-71.0 mcd）、Q档（71.0-112.0 mcd）。黄色：K档（7.10-11.2 mcd）、L档（11.2-18.0 mcd）、M档（18.0-28.0 mcd）、N档（28.0-45.0 mcd）、P档（45.0-71.0 mcd）。每个强度档位允许±15%的公差。

3.3 色调（色度）分档

色调分档适用于相关LED颜色，使用CIE 1931色度坐标。定义了六个档位（S1至S6），每个档位在（x， y）坐标图上指定一个四边形区域。规格书中精确列出了这些四边形每个顶点的坐标。每个色调档位坐标允许±0.01的公差。

4. 性能曲线分析

规格书引用了典型的电气和光学特性曲线，这对于理解器件在非标准条件下的行为至关重要。虽然提供的文本中没有复制具体的图表，但它们通常包括正向电流（IF）与正向电压（VF）的关系曲线（非线性，对驱动电路设计至关重要）、发光强度（Iv）与正向电流（IF）的关系曲线（说明输出如何随驱动电流变化，并突出高电流下的效率下降），以及发光强度与环境温度的关系曲线（LED输出通常随结温升高而降低）。对于黄色LED，光谱分布图通常会显示以590-591 nm峰值波长为中心、半宽15 nm的相对强度与波长的关系，定义了其色纯度。

5. 机械与封装信息

5.1 器件尺寸与引脚定义

该LED符合EIA标准封装外形。侧发光透镜是其关键的机械特征。引脚定义明确：引脚C2用于绿/白色InGaN芯片，引脚C1用于黄色AlInGaP芯片。封装图中的所有尺寸均以毫米为单位，除非另有说明，标准公差为±0.10 mm。这些精确的尺寸数据对于创建准确的PCB焊盘布局和确保组装中的正确配合是必需的。

5.2 建议焊盘设计与极性

规格书提供了建议的焊盘尺寸，以确保回流焊过程中形成可靠的焊点并正确对位。它还指出了相对于载带卷盘方向的建议焊接方向，这有助于优化贴装过程。贴装时正确识别极性至关重要，因为反向安装将导致LED无法点亮。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊接工艺

该器件完全兼容红外（IR）回流焊接工艺。绝对最大条件为260°C持续10秒。规格书隐含了建议的回流焊曲线，通常包括预热区、恒温区、具有受控峰值温度和液相线以上时间（TAL）的回流区以及受控冷却区。遵守不超过260°C/10s限制的工艺曲线对于防止损坏LED的环氧树脂透镜和内部键合线至关重要。

6.2 清洁与操作

清洁时必须小心。只能使用指定的化学品。规格书建议，如需清洁，可在常温下将器件浸入乙醇或异丙醇中不超过一分钟。未指定的化学品可能会损坏封装材料。一项重要的操作注意事项强调要防止静电放电（ESD）。虽然LED不像某些IC那样通常被认为是高度ESD敏感的，但静电和浪涌仍可能对其造成损坏。建议使用防静电腕带或防静电手套，并确保所有设备正确接地。

6.3 存储条件

存储条件根据防潮包装是否密封而有所不同。当原始密封袋（内含干燥剂）完好时，LED应在≤30°C和≤90%相对湿度（RH）下存储，并在一年内使用。一旦防潮袋被打开，存储环境不得超过30°C或60% RH。强烈建议从原始包装中取出的器件在一周内进行红外回流焊。对于在原始包装袋外进行更长时间的存储，应将其保存在带有干燥剂的密封容器或氮气吹扫的干燥器中，以防止吸潮，吸潮可能导致回流焊过程中发生“爆米花”现象。

7. 包装与订购信息

该产品以适用于自动化组装的载带卷盘形式提供。载带宽度为8mm。卷盘直径为7英寸，通常每盘包含3000个器件。对于非3000整数倍的订购数量，剩余部分的最小包装数量规定为500个。包装符合ANSI/EIA 481规范。卷盘的关键质量说明包括：空元件口袋用盖带密封，卷盘上连续缺失元件（灯）的最大数量为两个。

8. 应用说明与设计考量

8.1 目标应用场景

LTW-326DSKS-5A的主要和设计应用是作为消费电子和工业电子产品中LCD背光单元（BLU）的侧边光源。这包括显示器、电视机、笔记本电脑显示屏、仪表盘和标牌。其侧发光透镜专门设计用于将光高效地耦合到导光板（LGP）的边缘，然后导光板通过微结构或扩散图案将光均匀分布到整个显示区域。

8.2 电路设计考量

设计者必须实施适当的限流机制，因为LED是电流驱动器件。对于低电流应用，简单的串联电阻很常见，但推荐使用恒流驱动器以获得更好的稳定性和寿命，尤其是在亮度均匀性至关重要时。电路必须遵守正向电流、反向电压和功耗的绝对最大额定值。热管理也很重要；虽然封装本身会散热，但确保足够的PCB铜箔面积或散热过孔有助于维持较低的结温，从而保持光输出和器件寿命。

8.3 光学设计考量

在导光和扩散系统的光学设计中，必须考虑130度的视角。LED发光面到导光板边缘的距离，以及在LED周围使用反射胶带，都会显著影响耦合效率和热点形成。在此封装中使用双色LED（白色和黄色）表明其适用于可能需要混色或特定色温调节的应用，通过独立驱动两个芯片来控制。

9. 技术对比与差异化

该器件的关键差异化特征在于其侧发光透镜几何形状与标准SMD封装内的双芯片（白/黄）配置相结合。与顶发光LED相比，侧发光器本质上更适合侧入式背光应用，因为它们将光线引导至导光板平面内而非垂直于该平面，从而减少了光学损耗。两种颜色的集成为设计提供了单色侧发光封装所不具备的灵活性。使用InGaN制造白光、AlInGaP制造黄光代表了针对各自颜色的标准、可靠的半导体技术，提供了良好的效率和稳定性。

10. 常见问题解答（FAQ）

问：我可以同时以各自最大直流电流20mA驱动白色和黄色芯片吗？

答：可以，但必须考虑总功耗。白色芯片功耗最高可达72mW，黄色芯片最高可达48mW，总计120mW。PCB的热设计必须能够处理这个组合热负载。

问：分档代码的目的是什么？

答：分档确保了电气和光学特性的一致性。为了实现均匀的背光，您通常会指定来自相同Iv档和色调档的LED，以避免显示屏上出现可见的亮度或颜色差异。

问：规格书中提到了“峰值正向电流”额定值。我可以将其用于PWM调光吗？

答：可以，峰值电流额定值（白色100mA，黄色80mA，条件为1/10占空比，0.1ms脉冲）允许短暂的过驱动，这可以在某些PWM调光方案中用于实现更宽的动态范围。但是，长时间的平均电流仍必须遵守直流正向电流额定值，并且必须精心设计驱动电路以提供干净、快速的电流脉冲。

问：打开防潮袋后1周内进行回流焊的期限有多关键？

答：这是一个强烈建议，以防止湿气引起的缺陷。如果超过期限，应在回流焊前根据适当的湿度敏感等级（MSL）曲线对LED进行烘烤，以去除吸收的湿气。

11. 实际应用示例

一个典型用例是在7英寸工业触摸屏显示器中。设计要求具有高均匀性和特定色温的侧入式背光。工程师选择了LTW-326DSKS-5A LED。他们设计了一块PCB，沿显示腔体底部边缘放置了12颗LED。焊盘布局遵循规格书的建议尺寸。选择了一个恒流驱动IC，为每个LED串提供稳定的5mA电流。为了实现所需的4500K白点，设计者决定仅驱动白色InGaN芯片。他们指定所有LED均来自色调档S3和发光强度档P，以确保颜色和亮度的一致性。在组装过程中，使用载带卷盘包装和全自动贴片机。电路板经过无铅回流焊工艺，峰值温度被严格控制低于260°C。组装完成后，在其上方组装导光板和光学膜片，最终为LCD提供明亮、均匀的背光。

12. 技术原理介绍

该器件基于半导体材料中的电致发光原理工作。当在LED芯片的p-n结上施加正向电压时，电子和空穴被注入有源区并在其中复合。这种复合以光子（光）的形式释放能量。发射光的波长（颜色）由半导体材料的带隙能量决定。InGaN芯片具有更宽的带隙，设计用于发射蓝光。这种蓝光激发封装内部的荧光粉涂层，荧光粉将部分蓝光下转换为更长波长（黄光、红光），从而产生白光感知——这种方法称为荧光粉转换白光。AlInGaP芯片具有较窄的带隙，直接发射光谱中黄/琥珀色区域的光，无需荧光粉转换。侧发光透镜由模塑环氧树脂或硅胶制成，用于塑造光输出模式。

13. 行业趋势与发展

LCD背光，特别是在消费电子产品中，一直朝着小型化和更高效率的趋势发展。这推动了具有更高发光效率（每瓦更多流明）的LED的开发，允许使用更少的LED或更低的驱动电流来实现相同的亮度，从而节省能源并减少热量。另一个趋势是追求更好的色域覆盖，通常使用发射光谱更窄的LED或组合多种原色（RGB）。虽然本特定产品使用白+黄组合，但其他解决方案可能使用蓝光LED+红色荧光粉或多个单色芯片。对于超薄显示器，侧发光LED与日益变薄的导光板之间的精确光学耦合仍然是一个关键的工程挑战。此外，直下式Mini-LED背光的兴起（在面板后面使用阵列式超小型顶发光LED）代表了高动态范围（HDR）显示器的另一条技术路径，尽管像本LED所实现的侧入式解决方案在成本敏感和空间受限的应用中仍占主导地位。