LTST-S327TBKFKT 双色贴片LED规格书 - 蓝光与橙光 - 20mA/25mA - 76mW/62.5mW - 中文技术文档

1. 产品概述

LTST-S327TBKFKT是一款紧凑型表面贴装双色LED，专为需要空间效率和自动化组装的现代电子应用而设计。该器件在单个封装内集成了两个不同的半导体芯片：一个用于发射蓝光的InGaN（氮化铟镓）芯片和一个用于发射橙光的AlInGaP（铝铟镓磷）芯片。这种配置允许在单个元件占位面积内实现双色指示，从而简化PCB设计并减少元件数量。

该LED的主要市场包括便携和手持设备、电信设备、计算机外设以及各种需要状态指示、背光或符号照明的消费电子产品。其与大批量自动化贴片机和标准红外（IR）回流焊接工艺的兼容性，使其成为经济高效制造的理想选择。

1.1 核心特性与优势

• 双色集成：在一个EIA标准封装中结合蓝光和橙光光源，实现多功能信号和显示功能。
• 高亮度芯片：采用先进的InGaN和AlInGaP半导体技术，在20mA电流下提供典型值为45 mcd（蓝光）和90 mcd（橙光）的高发光强度。
• 制造就绪性：以8mm载带形式提供，卷装于7英寸卷盘，便于自动化组装。封装设计兼容红外回流焊接曲线，包括无铅工艺。
• 环保合规：产品符合有害物质限制（RoHS）指令。
• 宽视角：两种颜色均具有130度的典型视角（2θ1/2），提供宽广的可见范围。

1.2 目标应用

该LED适用于需要可靠、紧凑指示照明的广泛应用领域。主要应用领域包括：

• 状态指示灯：手机、路由器及网络设备中的电源、连接、电池或模式指示灯。
• 键盘/按键背光：在低光照条件下为按键提供照明。
• 消费及办公电子产品：家电、打印机及视听设备中的指示灯。
• 工业控制面板：用于机器状态或警报的信号灯。

2. 深入技术参数分析

对电气和光学规格进行详细检查对于正确的电路设计和性能预测至关重要。

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。不建议在达到或超过这些极限的条件下工作。

• 功耗（Pd）：蓝光：76 mW，橙光：62.5 mW。这是在环境温度（Ta）为25°C时LED能够耗散的最大功率。
• 正向电流：蓝光芯片的连续直流正向电流（IF）额定值为20 mA，橙光芯片为25 mA。在脉冲条件下（1/10占空比，0.1ms脉冲宽度），允许更高的峰值正向电流：蓝光100 mA，橙光60 mA。
• 温度范围：工作温度：-20°C 至 +80°C。存储温度：-30°C 至 +100°C。
• 焊接极限：器件可承受峰值温度为260°C的红外回流焊接，最长10秒。

2.2 电气与光学特性（Ta=25°C）

这些是标准测试条件下的典型性能参数。

• 发光强度（Iv）：在IF=20mA时以毫坎德拉（mcd）为单位测量。蓝光芯片的范围从28.0 mcd（最小值）到180.0 mcd（最大值），典型值为45.0 mcd。橙光芯片的范围从45.0 mcd到180.0 mcd，典型值为90.0 mcd。
• 正向电压（Vf）：在IF=20mA时，蓝光Vf介于2.8V（最小值）和3.8V（最大值）之间。橙光Vf介于1.6V（最小值）和2.4V（最大值）之间。设计人员必须确保驱动电路能够提供足够的电压。
• 波长：峰值发射波长（λp）蓝光典型值为468 nm，橙光为611 nm。决定感知颜色的主波长（λd）蓝光典型值为470 nm，橙光为605 nm。
• 光谱宽度：光谱线半宽（Δλ）蓝光典型值为25 nm，橙光为17 nm，表示发射光的光谱纯度。
• 反向电流（Ir）：在反向电压（Vr）为5V时最大为10 µA。该器件并非设计用于反向偏压下工作。

3. 分档系统说明

为确保亮度一致性，LED根据测量的发光强度被分档。这使得设计人员能够选择满足其应用特定亮度要求的器件。

3.1 发光强度分档

分档代码定义了最小和最大发光强度范围。每个分档内适用+/-15%的容差。

对于蓝光芯片：

• 分档 N：28.0 – 45.0 mcd
• 分档 P：45.0 – 71.0 mcd
• 分档 Q：71.0 – 112.0 mcd
• 分档 R：112.0 – 180.0 mcd

对于橙光芯片：

• 分档 P：45.0 – 71.0 mcd
• 分档 Q：71.0 – 112.0 mcd
• 分档 R：112.0 – 180.0 mcd
• 分档 S：180.0 – 280.0 mcd

在指定或订购时，分档代码确保您收到的LED亮度在所需范围内。对于需要多个LED外观均匀的应用，建议指定窄分档（例如分档Q或R）。

4. 性能曲线分析

虽然规格书中引用了具体的图形数据，但所描述的典型关系对于理解器件在不同条件下的行为至关重要。

4.1 正向电流与正向电压关系（I-V曲线）

I-V关系是非线性的。对于蓝光（InGaN）和橙光（AlInGaP）芯片，正向电压均随电流增加而增加。与橙光芯片（典型值约2.0V）相比，蓝光芯片表现出更高的开启电压和工作电压（典型值约3.2V）。在串联或并联驱动配置中必须考虑这种差异。

4.2 发光强度与正向电流关系

在推荐工作范围内，发光强度大致与正向电流成正比。然而，在极高电流下，由于发热增加，效率可能会下降。在推荐直流电流或低于该电流下工作可确保最佳亮度和寿命。

4.3 温度依赖性

LED性能对温度敏感。随着结温升高：

• 发光强度降低：输出光强下降。在较高环境温度或电流下，降额效应更为明显。
• 正向电压降低：Vf通常具有负温度系数。
• 波长偏移：峰值波长可能随温度轻微偏移，在关键应用中可能影响颜色感知。

5. 机械与封装信息

物理尺寸和结构细节对于PCB布局和组装至关重要。

5.1 封装尺寸与引脚分配

该器件符合行业标准SMD封装外形。关键尺寸包括本体尺寸和引脚间距。除非另有说明，所有尺寸公差为±0.1 mm。引脚分配定义明确：引脚A1是蓝光芯片的阳极，引脚A2是橙光芯片的阳极。阴极是共用的或根据内部封装设计配置（具体共接点请参考封装图）。

5.2 推荐PCB焊盘图案与极性

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。焊盘设计考虑了适当的焊角形成和元件对准。器件上的极性标记（通常是圆点、缺口或斜边）必须与PCB丝印上的相应标记对齐，以确保正确的电气连接。

6. 焊接与组装指南

遵守推荐的焊接程序对于防止损坏至关重要。

6.1 红外回流焊接曲线

对于无铅组装工艺，提供了建议的回流曲线。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：元件引脚暴露在焊料熔点以上温度的时间应受控制，峰值温度下最长10秒。器件不应承受超过两次回流循环。

6.2 手工焊接（电烙铁）

如果需要进行手工返修，请使用温度控制烙铁，最高温度设置为300°C。每个焊点在引脚上的焊接时间不应超过3秒。应对PCB焊盘加热，而不是直接对LED本体加热，以尽量减少热应力。

6.3 清洗

如果需要焊后清洗，仅使用经批准的溶剂。在室温下将LED浸入乙醇或异丙醇中不超过一分钟是可接受的。使用刺激性或未指定的化学品可能会损坏环氧树脂透镜或封装。

6.4 存储与操作

• ESD预防措施：LED对静电放电（ESD）敏感。操作时应采取适当的ESD控制措施：使用接地腕带、防静电垫和正确接地的设备。
• 湿度敏感性：该封装具有湿度敏感等级（MSL）评级。如果原装防潮袋被打开，元件应在一周内（MSL3）使用。对于在原装袋外更长时间的存储，应在焊接前在大约60°C下烘烤至少20小时，以去除吸收的湿气并防止回流焊接过程中发生“爆米花”效应。
• 存储条件：储存在阴凉干燥处。对于已开封的包装，环境温度不应超过30°C，相对湿度不应超过60%。

7. 包装与订购信息

7.1 载带与卷盘规格

产品以自动化组装形式提供。关键包装细节包括：

• 载带宽度：8 mm。
• 卷盘尺寸：直径7英寸。
• 每卷数量：3000片。
• 最小订购量（MOQ）：对于少于整卷的数量，可提供最少500片的零散包装。
• 包装标准：符合ANSI/EIA-481规范。载带上的空位用保护性顶盖覆盖。

8. 应用设计注意事项

8.1 驱动电路设计

始终使用恒流源驱动LED，而不是恒压源，以确保稳定的光输出并防止热失控。对于基本应用，可以使用简单的串联电阻，计算公式为 R = (电源电压 - Vf) / If。对于蓝光LED，在20mA、5V电源和典型Vf为3.2V时：R = (5 - 3.2) / 0.02 = 90 欧姆。对于橙光LED，在20mA、典型Vf为2.0V时：R = (5 - 2.0) / 0.02 = 150 欧姆。专用的LED驱动IC为多LED或亮度控制应用提供更高的效率和更好的控制。

8.2 热管理

尽管功耗较低，但通过PCB铜焊盘确保足够的散热是良好的做法，尤其是在高环境温度下或驱动电流接近最大值时。这有助于维持发光强度并延长工作寿命。

8.3 光学设计

130度的宽视角使该LED适用于需要大面积可见性的应用。对于聚焦光束，可能需要二次光学元件（透镜、导光板）。水清透镜提供真实的芯片颜色。

9. 技术对比与差异化

LTST-S327TBKFKT在其类别中提供特定优势：

• 双芯片 vs. 两个单色LED：与使用两个独立的单色LED相比，节省PCB空间和组装成本。
• 芯片技术：采用高效的InGaN和AlInGaP材料，在给定电流消耗下提供良好的亮度。
• 工艺兼容性：完全兼容标准SMT组装线，包括严苛的无铅回流曲线，降低了制造门槛。

10. 常见问题解答（FAQ）

10.1 我能否同时以全电流驱动两种颜色？

不能。必须考虑功耗的绝对最大额定值（蓝光76 mW，橙光62.5 mW）以及封装的热设计。同时以最大直流电流（蓝光20mA，橙光25mA）驱动两个芯片会产生大量热量。如果两个LED需要持续点亮，建议参考降额曲线或在较低电流下工作。

10.2 峰值波长和主波长有什么区别？

峰值波长（λp）是发射光谱强度达到最大值时的波长。主波长（λd）是根据CIE色度图计算出的、人眼感知与LED输出颜色相同的单色光波长。λd通常与颜色规格更相关。

10.3 订购时如何理解分档代码？

为每种颜色指定所需的分档代码（例如，蓝光：分档P，橙光：分档Q），以确保您收到的LED发光强度在相应范围内。这对于在LED阵列中实现均匀亮度至关重要。

11. 设计与使用案例研究

场景：无线设备的双状态指示灯

设计师需要一个单一元件，在紧凑型可穿戴设备上同时指示“蓝牙连接中”（蓝光闪烁）和“电量低”（橙光常亮）。

实施方案：将LTST-S327TBKFKT放置在主PCB上。一个微控制器GPIO引脚通过一个100Ω限流电阻驱动蓝光LED阳极（A1）。另一个GPIO引脚通过一个150Ω电阻驱动橙光LED阳极（A2）。共阴极接地。微控制器固件控制蓝光LED的闪烁模式，并在电池电压低于阈值时点亮橙光LED。此解决方案占用最少的电路板空间，仅需两个微控制器引脚，并简化了物料清单。

12. 工作原理

发光二极管（LED）是一种当电流通过时会发光的半导体器件。这种现象称为电致发光，发生在器件内电子与空穴复合时，以光子的形式释放能量。光的特定颜色由所用半导体材料的能带隙决定。InGaN芯片具有较宽的能带隙，发射较高能量的光子，感知为蓝光。AlInGaP芯片具有较窄的能带隙，发射较低能量的光子，感知为橙/红光。两个芯片封装在单个环氧树脂封装内，配有水清透镜，不会改变发射的颜色。

13. 技术趋势

像LTST-S327TBKFKT这样的SMD LED的发展受到电子领域几个持续趋势的推动：

• 小型化：对更小封装尺寸的持续需求，以实现更紧凑的终端产品。
• 效率提升：半导体外延和芯片设计的进步带来了更高的发光效率（每瓦电输入产生更多的光输出）。
• 多芯片集成：在单个封装内集成两种以上颜色（例如RGB）或集成控制电路（例如可寻址LED）正变得越来越普遍。
• 可靠性增强：封装材料和工艺的改进带来了更长的工作寿命和在恶劣环境条件下更好的性能。
• 更广的光谱：对钙钛矿和量子点等新材料的研究旨在扩展LED的可用颜色范围和提高显色质量。