侧发光贴片式LED 绿色530nm - EIA标准封装 - 20mA - 76mW - 中文规格书

1. 产品概述

本文档详述了一款高亮度侧发光表面贴装器件（SMD）LED的规格。该元件采用InGaN（氮化铟镓）半导体芯片产生绿光。其设计适用于自动化组装工艺，并与红外回流焊接兼容，适合大批量生产。LED以8mm编带形式包装，卷绕在7英寸直径的卷盘上，符合EIA（电子工业联盟）标准包装规范，以确保一致的取放操作。

1.1 核心特性与优势

• 高亮度：采用超高亮度InGaN芯片技术。
• 侧向发光：封装设计为从侧面发光，非常适合薄型设备中的背光应用。
• 自动化友好：完全兼容自动贴片设备和标准红外回流焊温度曲线。
• 无铅且符合RoHS：该器件符合有害物质限制（RoHS）指令。
• 集成电路兼容：可由标准集成电路输出直接驱动。

1.2 目标应用

此LED适用于消费电子、办公设备、通信设备和家用电器中的通用指示灯和背光应用。其侧发光特性使其特别适用于侧光式面板、PCB上的状态指示灯以及便携设备中LCD显示器的背光。

2. 技术规格与深度分析

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极限条件。在此条件下工作不保证性能。

• 功耗（Pd）：76 mW。这是LED封装在环境温度（Ta）为25°C时能够耗散的最大热量。
• 连续正向电流（IF）：20 mA DC。推荐的稳态工作电流。
• 峰值正向电流：100 mA，仅在脉冲条件下允许（1/10占空比，0.1ms脉冲宽度）。这允许短暂的高强度闪光。
• 工作温度范围：-20°C 至 +80°C。可靠工作的环境温度范围。
• 存储温度范围：-30°C 至 +100°C。
• 焊接温度：可承受260°C持续10秒，这是无铅（Pb-free）回流工艺的典型要求。

2.2 光电特性

除非另有说明，这些参数均在Ta=25°C和IF=20mA条件下测量。它们定义了正常工作条件下的性能。

• 发光强度（Iv）：范围从最小值71.0 mcd到典型最大值450.0 mcd。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（2θ_1/2）：130度。这是光强降至其峰值（轴向）值一半时的全角，表明其具有非常宽的发射模式，适合侧面照明。
• 峰值波长（λ_P）：530 nm。光谱功率输出达到最大值时的波长。
• 主波长（λ_d）：525 nm。这是人眼感知到的、定义LED颜色的单一波长，源自CIE色度图。
• 光谱带宽（Δλ）：35 nm。发射光谱在最大强度一半处的宽度（半高全宽 - FWHM）。
• 正向电压（V_F）：典型值3.2V，在20mA时范围为2.8V至3.6V。这是LED导通电流时的压降。
• 反向电流（I_R）：在反向电压（V_R）为5V时，最大10 μA。重要提示：此器件并非设计用于反向偏置工作；此参数仅用于泄漏测试目的。

3. 分档系统说明

为确保生产一致性，LED会根据性能进行分档。这使得设计人员可以选择满足特定电压、亮度和颜色要求的部件。

3.1 正向电压分档

根据其在20mA时的正向电压（V_F）进行分档。每个档位的容差为±0.1V。

• D7：2.80V – 3.00V
• D8：3.00V – 3.20V
• D9：3.20V – 3.40V
• D10：3.40V – 3.60V

3.2 发光强度分档

根据其在20mA时的发光强度（I_v）进行分档。每个档位的容差为±15%。

• Q：71.0 mcd – 112.0 mcd
• R：112.0 mcd – 180.0 mcd
• S：180.0 mcd – 280.0 mcd
• T：280.0 mcd – 450.0 mcd

3.3 主波长分档

根据其在20mA时的主波长（λ_d）进行分档。每个档位的容差为±1nm。

• AP：520.0 nm – 525.0 nm
• AQ：525.0 nm – 530.0 nm
• AR：530.0 nm – 535.0 nm

4. 性能曲线分析

虽然规格书中引用了具体图表，但典型的性能趋势可以描述如下：

4.1 正向电流与正向电压关系（I-V曲线）

LED表现出典型的二极管非线性I-V特性。正向电压随电流呈对数增长。在远高于推荐的20mA下工作将导致V_F和功耗（热量）不成比例地增加。

4.2 发光强度与正向电流关系

在推荐的工作范围内，光输出（发光强度）大致与正向电流成正比。然而，在极高电流下，由于结温升高，效率可能会下降。

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（V_F）：略微下降。
• 发光强度（I_v）：下降。此下降速率是热管理设计的关键因素。
• 波长（λ_d）：可能会轻微偏移，通常向更长波长方向偏移（红移）。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸与极性

LED采用符合EIA标准的SMD封装。规格书包含详细的尺寸图。阴极通常有标记，例如通过凹口、绿点或不同的引脚长度/形状来标识。正确的极性对于工作至关重要。

5.2 推荐PCB焊盘图形

提供了建议的焊盘布局，以确保回流焊过程中可靠的焊点和正确的对齐。遵循此图形有助于防止立碑现象（元件一端翘起），并确保良好的热连接和电连接。

6. 组装、焊接与操作指南

6.1 回流焊温度曲线

提供了适用于无铅工艺的建议红外回流焊温度曲线，符合JEDEC标准。关键参数包括：

• 预热：150–200°C，最长120秒，以逐渐加热电路板并激活助焊剂。
• 峰值温度：最高260°C。
• 液相线以上时间：温度曲线应限制LED引脚处于焊料熔点以上的时间，最长不超过10秒，且回流焊次数不应超过两次。

注意：最佳温度曲线取决于具体的PCB设计、焊膏和炉子。提供的曲线仅作为起点参考。

6.2 手工焊接

如果必须进行手工焊接，请使用温度可控的电烙铁，最高温度设置为300°C。每个引脚的焊接时间限制在3秒以内，且仅焊接一次。

6.3 清洗

如果焊接后需要清洗，请仅使用指定的溶剂。将LED在室温下浸入乙醇或异丙醇中不超过一分钟。请勿使用超声波清洗或未指定的化学品，因为它们可能会损坏塑料透镜或封装。

6.4 存储与湿度敏感性

LED具有湿度敏感性。如果原始的密封防潮袋（内含干燥剂）未开封，应在≤30°C和≤90%相对湿度的条件下存储，并在一年内使用。一旦袋子打开，存储环境不得超过30°C和60%相对湿度。从原始包装中取出的元件应在一周内进行回流焊接。对于在原始袋外更长时间的存储，应将其存放在带有干燥剂的密封容器或氮气干燥器中。如果在开放环境中存储超过一周，建议在组装前进行烘烤，在约60°C下烘烤至少20小时，以去除吸收的水分，防止回流焊过程中出现“爆米花”现象。

6.5 静电放电（ESD）防护

LED对静电放电敏感。务必在ESD防护区域内操作，使用接地腕带、防静电垫和导电容器。所有设备必须正确接地。

7. 包装与订购信息

7.1 编带与卷盘规格

LED以8mm宽压纹载带形式提供，并用顶盖带密封。载带卷绕在标准的7英寸（178mm）直径卷盘上。每卷包含4000片。对于少于整卷的数量，剩余批次的最小包装数量为500片。

7.2 料号结构

料号LTST-S220TGKT编码了关键属性：

• LTST：可能表示产品系列（Lite-On SMD LED）。
• S220：可能表示封装样式/尺寸（侧发光，220 mil？ - 制造商特定）。
• TGKT：可能表示颜色（绿色）、亮度/波长/电压的分档代码，以及可能的编带/卷盘包装。确切的解码方式因制造商而异。

8. 应用说明与设计考量

8.1 限流

LED是电流驱动器件。务必使用串联限流电阻或恒流驱动电路。电阻值可使用欧姆定律计算：R = (V_电源- V_F) / I_F。使用规格书中的最大V_F值（3.6V）以确保在所有条件下都有足够的电流。

8.2 热管理

尽管功耗较低（76mW），但正确的PCB布局对于长期可靠性非常重要。确保LED焊盘周围有足够的铜箔区域作为散热片，尤其是在高环境温度或接近最大电流下工作时。

8.3 光学设计

130度的侧视角提供了宽泛、漫射的照明。对于需要更聚焦光线的应用，可能需要外部透镜或导光件。需考虑LED的发射模式与相邻元件及外壳的相互作用。

9. 技术对比与差异化

此LED的主要差异化特性是其侧视封装和InGaN芯片技术。与顶发光LED相比，它设计为将光线导向平行于PCB表面的方向，节省了垂直空间。与AlGaAs等旧技术相比，InGaN技术在绿/蓝光谱区域实现了高亮度和高效率。

10. 常见问题解答（FAQ）

10.1 我可以不使用限流电阻驱动此LED吗？

No.将LED直接连接到电压源会导致过大电流流过，立即损坏器件。串联电阻或有源电流调节器是必需的。

10.2 峰值波长与主波长有何区别？

峰值波长是发射光谱的物理峰值。主波长是CIE色度图上感知到的颜色点。对于单色光源，两者相似。对于具有一定光谱宽度的LED，主波长是人眼感知到的颜色。

10.3 为什么有存储和烘烤要求？

塑料封装会从空气中吸收水分。在高温回流焊接过程中，这些被困住的水分会迅速膨胀成蒸汽，导致内部分层或开裂（“爆米花”现象）。烘烤可以去除这些水分。

11. 实际设计示例

场景：在5V数字逻辑板上设计一个侧光式状态指示灯。

1. 元件选择：从适当的亮度分档中选择一个LED（例如，中等亮度的‘R’档）。
2. 电流设定：决定在典型的20mA下工作。
3. 电阻计算：使用最坏情况V_F= 3.6V。R = (5V - 3.6V) / 0.020A = 70欧姆。最接近的标准值为68欧姆。重新计算电流：I = (5V - 3.2V_典型值) / 68Ω ≈ 26.5mA（安全，低于绝对最大直流电流）。
4. PCB布局：根据推荐的焊盘图形放置LED。在连接到地平面的阴极焊盘上添加小的散热连接线以利于散热。
5. 组装：遵循无铅回流焊温度曲线，如果超过了湿度敏感处理时间，确保对电路板进行烘烤。

12. 工作原理

LED是一种半导体p-n结二极管。当施加正向电压时，来自n型材料的电子与来自p型材料的空穴在有源区（InGaN芯片）复合。这种复合以光子（光）的形式释放能量。光的特定波长（颜色）由所用半导体材料的能带隙决定。InGaN的能带隙适合产生绿光、蓝光和白光（使用荧光粉）。

13. 技术趋势

光电子行业在与此类元件相关的几个关键领域持续进步：

• 效率提升（lm/W）：持续的材料科学和芯片设计改进使得每单位电输入功率产生更多的光输出。
• 小型化：封装尺寸不断缩小，同时保持或改善光学性能。
• 颜色一致性改善：更严格的分档公差和先进的制造工艺减少了生产批次间的颜色差异。
• 更高的可靠性和寿命：更好的封装材料和热管理设计延长了工作寿命，尤其是在高温条件下。
• 集成化：趋势包括将多个LED芯片（RGB）、驱动器或控制逻辑集成到单个封装中，以实现更智能的照明解决方案。

这款侧发光SMD LED代表了一种基于成熟InGaN技术构建的成熟、可靠的元件，针对自动化组装进行了优化，并在广泛的指示灯和背光应用中提供一致的性能。