LTW-S225DSKF-F SMD LED 规格书 - 侧发光双色（白/橙）LED - 20mA - 74mW/48mW - 中文技术文档

1. 产品概述

LTW-S225DSKF-F 是一款紧凑型、侧发光、双色表面贴装器件 (SMD) LED 灯。它专为自动化印刷电路板 (PCB) 组装而设计，是现代电子设备中空间受限应用的理想选择。该封装采用黄色透镜，并封装了两个不同的LED芯片：一个发射白光（基于InGaN），另一个发射橙光（基于AlInGaP）。这种配置允许在单个微型封装内实现多功能指示和背光功能。

1.1 核心优势

• 双色功能：将白光和橙光光源集成在一个封装内，节省电路板空间并简化设计。
• 高亮度：采用超高亮度的AlInGaP和InGaN半导体技术，提供卓越的发光强度。
• 在标准测试条件 IF = 20mA 和 Ta = 25°C 下测量。设计兼容自动贴装设备和红外 (IR) 回流焊接工艺，便于大批量生产。
• 标准化包装：以符合EIA标准的8mm编带形式提供，卷绕在7英寸卷盘上，便于高效处理。
• 环保合规：产品符合RoHS（有害物质限制）指令。

1.2 目标市场与应用

该元件适用于需要可靠、紧凑指示器的广泛电子设备领域。主要应用领域包括：

• 通信设备：无绳电话、手机和网络设备中的状态指示灯。
• 便携式计算：笔记本电脑和其他移动设备中的键盘或按键背光。
• 消费与工业电子：家用电器、办公自动化设备和工业控制面板中的指示灯。
• 显示技术：适用于需要清晰彩色指示的微型显示器和符号照明。

2. 技术参数：深入客观解读

本节详细分析了LED在标准测试条件 (Ta=25°C) 下的工作极限和性能特征。

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。不保证在或接近这些极限下工作。

参数	白光芯片	橙光芯片	单位
功耗 (Pd)	74	48	mW
峰值正向电流 (1/10占空比，0.1ms脉冲)	100	40	mA
连续直流正向电流 (IF)	20	20	mA
反向电压 (VR)	5	5	V
工作温度范围	-20°C 至 +80°C		°C
存储温度范围	-30°C 至 +85°C		°C

解读：白光芯片允许的功耗更高（74mW对比48mW），表明其热特性或芯片效率可能不同。两个芯片共享相同的最大连续电流20mA，这是测试和典型操作的标准驱动电流。5V的反向电压额定值相对较低，强调需要正确的电路设计以避免意外反向偏置，该额定值仅用于红外测试。

2.2 光电特性

Measured at the standard test condition of IF = 20mA and Ta = 25°C.

参数	符号	白光 (最小/典型/最大)	橙光 (最小/典型/最大)	单位	条件/备注
发光强度	Iv	112 / - / 450	45 / - / 180	mcd	备注 1,2,5
视角 (2θ1/2)	-	130 (典型值)		度	Fig.5
峰值波长	λP	-	611 (典型值)	nm	-
主波长	λd	-	605 (典型值)	nm	备注 3,5
正向电压	VF	2.5 / - / 3.7	1.7 / - / 2.4	V	IF=20mA

解读：

• 亮度与分档：宽泛的Iv范围（例如，白光为112-450 mcd）需要一个分档系统来确保生产批次的一致性。橙光芯片典型主波长605nm和峰值611nm确认了其处于橙/琥珀色光谱。
• 视角：130度的视角将其归类为广角LED，适用于离轴位置可见性很重要的应用。
• 正向电压：橙光AlInGaP芯片表现出比白光InGaN芯片更低的典型正向电压 (VF ~1.7-2.4V对比VF ~2.5-3.7V)。这是驱动电路设计的关键参数，因为两种颜色对电源的要求不同。

2.3 热特性与焊接

该器件额定可承受峰值温度为260°C、最长10秒的红外回流焊接。这与标准的无铅 (Pb-free) 焊接工艺曲线兼容。其工作和存储温度范围符合商用级SMD LED的标准。

3. 分档系统说明

为了管理半导体制造中的自然差异，LED会根据性能进行分档。LTW-S225DSKF-F使用两个主要的分档标准。

3.1 发光强度 (Iv) 分档

LED根据其在20mA下测得的发光强度进行分档。

白光芯片分档：

• R档：112.0 mcd (最小) 至 180.0 mcd (最大)
• S档：180.0 mcd 至 280.0 mcd
• T档：280.0 mcd 至 450.0 mcd

每个档位内的容差为±15%。

橙光芯片分档：

• P档：45.0 mcd 至 71.0 mcd
• Q档：71.0 mcd 至 112.0 mcd
• R档：112.0 mcd 至 180.0 mcd

每个档位内的容差为±15%。

3.2 色调（色坐标）分档

对于白光LED，通过基于CIE 1931色度坐标 (x, y) 的分档来确保颜色一致性。规格书定义了多个档位（例如，S1-1, S1-2, S2-1等），每个档位指定了色度图上的一个小四边形区域。任何给定色调档位内 (x, y) 坐标的容差为±0.01。这种严格控制对于需要多个LED呈现均匀白色外观的应用至关重要。

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5为视角曲线），但可以根据LED物理特性描述典型关系：

• 电流 vs. 发光强度 (I-Iv曲线)：发光强度通常随正向电流增加而增加，呈亚线性关系。以高于20mA的电流驱动LED可能会产生更高的光输出，但会增加功耗和结温，可能影响寿命和颜色偏移。
• 正向电压 vs. 电流 (V-I曲线)：V-I特性是指数型的，这是二极管的典型特征。正向电压 (VF) 随电流增加而增加，随结温升高而降低。
• 温度依赖性：LED的发光强度通常随结温升高而降低。在较高温度下，AlInGaP（橙光）芯片可能比InGaN（白光）芯片表现出更少的热猝灭，但两者的输出都会减少。正向电压也具有负温度系数。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸与引脚分配

该SMD封装具有特定的占位面积。关键尺寸包括长度、宽度和高度，除非另有说明，所有尺寸的标准公差为±0.1mm。引脚分配对于正确的电路连接至关重要：

• 引脚 1 & 2：橙光AlInGaP LED芯片的阳极和阴极。
• 引脚 3 & 4：白光InGaN LED芯片的阳极和阴极。

组装时必须注意正确的极性。

5.2 推荐PCB焊盘设计与焊接方向

规格书包含推荐的PCB焊盘图形（铜焊盘布局）。遵循此建议可确保形成可靠的焊点、适当的机械稳定性以及在回流过程中的正确对准。图中还显示了LED在编带上相对于焊接方向的推荐方向，以最大限度地减少立碑或错位。

6. 焊接与组装指南

6.1 红外回流焊参数

对于无铅焊接工艺，建议采用以下条件：

• 峰值温度：最高260°C。
• 峰值时间：最长10秒。
• 预热：150°C 至 200°C。
• 预热时间：最长120秒。

LED最多可承受两次此回流曲线。

6.2 手工焊接（如需要）

如果需要手动焊接：

• 烙铁温度：最高300°C。
• 焊接时间：每个引脚最长3秒。
• 重要提示：手工焊接只能进行一次。

6.3 清洗

如果焊接后需要清洗，应仅使用指定的溶剂。推荐使用常温下的乙醇或异丙醇。LED浸入时间应少于1分钟。未指定的化学品可能会损坏塑料封装或透镜。

6.4 存储与操作

• ESD预防措施：LED对静电放电 (ESD) 敏感。操作过程中必须使用适当的ESD控制措施（如防静电手环、接地设备）。
• 湿度敏感性：根据SMD封装的标准MSL（湿度敏感等级）预防措施：
• 密封袋：装有干燥剂的原始防潮袋中的LED应存储在≤30°C和≤90% RH的条件下。开袋后的"车间寿命"对于红外回流焊为一周。
• 暴露器件：如果在原始包装外存储超过一周，建议在焊接前进行烘烤，在60°C下至少烘烤20小时，以去除吸收的湿气并防止回流过程中出现"爆米花"现象。

7. 包装与订购信息

7.1 编带与卷盘规格

LED以凸起载带形式提供，用于自动化组装：

• 编带宽度：8 mm。
• 卷盘直径：7英寸 (178 mm)。
• 每卷数量：4000片。
• 最小起订量 (MOQ)：剩余数量500片起订。
• 包装标准：符合ANSI/EIA-481规范。

编带用盖带密封以保护元件。编带中允许连续缺失元件的最大数量为两个。

8. 应用建议与设计考量

8.1 典型应用电路

当从电压源（例如，3.3V或5V电源轨）驱动时，每个LED芯片（白光和橙光）都需要自己的限流电阻。电阻值 (R) 可以使用欧姆定律计算：R = (电源电压 - LED正向电压) / LED电流。示例：对于正向电压VF = 3.2V（典型值）的白光LED，从5V电源以20mA驱动：R = (5V - 3.2V) / 0.02A = 90欧姆。标准的91欧姆电阻是合适的。由于两种颜色的VF值不同，必须分别为每种颜色进行此计算。

8.2 设计考量

• 热管理：尽管功耗较低，但确保焊盘周围有足够的PCB铜面积有助于散热，维持LED性能和寿命，尤其是在高环境温度下。
• 电流驱动：恒流驱动优于恒压驱动，以保持一致的亮度和颜色，因为VF会随温度变化，并且在各个单元之间也存在差异。
• 光学设计：侧发光特性非常适合边缘照明导光板或LED垂直于观察表面安装的指示应用。设计光导管或孔径时需考虑130度的视角。

9. 技术对比与差异化

LTW-S225DSKF-F的主要差异化因素包括：

1. 双芯片、侧发光配置：这是一种标准顶部发光LED所不具备的特殊封装。它允许安装在PCB边缘的单个器件提供两种独立的指示颜色。
2. 芯片技术组合：使用AlInGaP制造橙光、InGaN制造白光，代表了在各自光谱范围内效率和颜色质量方面的优化选择。
3. 制造就绪性：完全兼容自动化SMT工艺（贴装、红外回流焊）和标准编带卷盘包装，使其成为适合生产的元件。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

Q1: 我可以同时以20mA驱动白光和橙光LED吗？

A1: 从电气上讲可以，因为它们具有独立的阳极和阴极。但是，您必须考虑小封装上的总功耗。同时以全电流工作会产生更多热量，可能影响性能和可靠性。对于持续的双色同时工作，建议降低电流或实施热管理。

Q2: 为什么反向电压额定值只有5V？

A2: LED并非设计用于反向偏置工作。5V的额定值是用于测试和防止意外反接的耐受电压。在电路设计中，应确保LED永远不会暴露在超过此极限的反向电压下，通常可以通过串联一个只允许正向电流的二极管来实现。

Q3: 订购时分档代码（R, S, T, P, Q）是什么意思？

A3: 这些代码指定了一批LED中保证的最小发光强度。例如，订购"白光，T档"保证每个LED在20mA下的强度在280到450 mcd之间。指定分档可确保您生产运行中的亮度一致性。如果颜色均匀性至关重要，还应指定白光LED的色调档位（例如，S2-1）。

11. 实际应用案例

场景：网络路由器状态指示灯

设计师需要在紧凑型路由器的前面板上实现双状态指示（例如，"电源开启"和"网络活动"）。空间有限。

实施方案：将单个LTW-S225DSKF-F LED垂直安装在主PCB上，位于边缘，面向将光线引导至前面板的导光板。橙光芯片连接到"电源"电路，通电时稳定发光。白光芯片连接到网络处理器，并编程为在检测到数据活动时闪烁。此解决方案节省了PCB面积，减少了零件数量，并使用单个导光板实现了两种不同的视觉信号。

12. 工作原理简介

发光二极管 (LED) 是通过电致发光发光的半导体器件。当正向电压施加在p-n结上时，电子和空穴复合，以光子的形式释放能量。光的颜色由半导体材料的能带隙决定。

• InGaN（氮化铟镓）：该材料体系用于制造白光LED。通常，一个发蓝光的InGaN芯片涂有荧光粉层。蓝光激发荧光粉，然后荧光粉重新发射出宽光谱的光，与剩余的蓝光结合产生白光。
• AlInGaP（磷化铝铟镓）：该材料用于制造橙光LED。它是一种直接带隙半导体，非常适合在红、橙、琥珀和黄波长范围内产生高效率的光。

侧发光封装将这两个不同的半导体芯片集成在一个带有共享黄色透镜的单一模塑塑料外壳内。

13. 技术趋势

像LTW-S225DSKF-F这样的SMD LED的发展遵循几个关键的行业趋势：

1. 小型化与集成：向更小、更集成的元件发展的趋势持续。与使用两个独立的离散LED相比，多芯片封装（如这种双色LED）节省空间并简化组装。
2. 效率与亮度提升：外延生长和芯片设计的持续改进为InGaN和AlInGaP技术带来了更高的发光效率（每瓦电能产生更多光输出）。
3. 可靠性与鲁棒性增强：封装材料、荧光粉技术和热管理方面的进步有助于延长工作寿命，并在恶劣条件下实现更好的性能。
4. 自动化标准化：元件越来越多地从设计之初就考虑与高速、精密的SMT组装线兼容，包括标准化包装（编带卷盘）和回流曲线。

这些趋势确保了SMD LED在整个电子行业中仍然是基础性的高性能指示和照明元件。