目录
- 1. 产品概述
- 1.1 产品特性
- 1.2 应用领域
- 2. 技术参数：深度客观解读
- 2.1 绝对最大额定值
- 2.2 电气与光学特性
- 3. 分档系统说明
- 3.1 正向电压 (VF) 分档
- 3.2 发光强度 (IV) 分档
- 4. 性能曲线分析
- 4.1 电流-电压 (I-V) 特性
- 4.2 发光强度-电流 (IV-IF) 特性
- 4.3 温度依赖性
- 4.4 光谱分布
- 5. 机械与封装信息
- 5.1 封装尺寸
- 5.2 推荐PCB焊盘布局与极性
- 6. 焊接与组装指南
- 6.1 红外回流焊条件 (无铅工艺)
- 6.2 清洗
- 6.3 存储与操作
- 7. 包装与订购信息
- 7.1 编带与卷盘规格
- 8. 应用建议
- 8.1 设计考量
- 8.2 典型应用电路
- 9. 技术对比与差异化
- 10. 常见问题解答 (基于技术参数)
- 10.1 能否驱动LED超过20mA以获得更高亮度？
- 10.2 为什么每种颜色的正向电压不同？
- 10.3 如何解读分档代码？
- 11. 实际应用案例
- 12. 工作原理简介
- 13. 技术发展趋势
1. 产品概述
本文档提供了LTST-S33GBEGK-SN侧发光全彩贴片LED的完整技术规格。该元件专为自动化印刷电路板组装而设计，适用于各类消费电子和工业电子设备中空间受限的应用场景。
1.1 产品特性
- 符合RoHS环保标准。
- 采用超薄0.6mm厚度的侧发光封装，引脚镀锡以提升可焊性。
- 采用高亮度InGaN (蓝/绿) 和AlInGaP (红) 半导体芯片。
- 采用8mm宽编带，卷绕在7英寸直径的卷盘上，适用于自动化贴装。
- 符合EIA标准封装外形。
- 兼容集成电路驱动逻辑。
- 完全兼容标准自动贴装设备。
- 设计可承受红外 (IR) 回流焊接工艺。
1.2 应用领域
本LED适用于对紧凑尺寸和可靠性能有严格要求的各类电子设备。典型应用领域包括：
- 通信设备和办公自动化设备。
- 家用电器和工业控制面板。
- 键盘和按键背光。
- 状态和电源指示灯。
- 微型显示器和符号照明。
- 信号灯。
2. 技术参数：深度客观解读
以下部分详细解析了LED在标准测试条件 (Ta=25°C) 下的性能特征。
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极限。不保证在此条件下工作。
- 功耗 (Pd)：蓝/绿：最大76 mW；红：最大50 mW。此参数对热管理设计至关重要。
- 峰值正向电流 (IFP)：蓝/绿：100 mA (1/10占空比，0.1ms脉冲)；红：80 mA。仅适用于脉冲工作模式。
- 直流正向电流 (IF)：所有颜色均为20 mA。这是推荐的连续工作电流。
- 工作温度范围 (Topr)：-20°C 至 +80°C。
- 存储温度范围 (Tstg)：-30°C 至 +100°C。
- 红外焊接条件：可承受260°C峰值温度10秒，适用于无铅回流工艺。
2.2 电气与光学特性
测量条件：IF= 20 mA，Ta = 25°C，除非另有说明。
- 发光强度 (IV)：
- 蓝：224 - 450 mcd (最小 - 最大)。
- 红：400 - 750 mcd。
- 绿：1120 - 1900 mcd。
- 视角 (2θ1/2)：典型值130度。此宽视角是侧发光封装的典型特征。
- 峰值发射波长 (λP)：典型值：蓝：468 nm，红：632 nm，绿：518 nm。
- 主波长 (λd)：
- 蓝：465 - 475 nm。
- 红：618 - 628 nm。
- 绿：520 - 530 nm。
- 光谱半宽 (Δλ)：典型值：蓝：25 nm，红：17 nm，绿：35 nm。这表示发射光的光谱纯度。
- 正向电压 (VF)：
- 蓝/绿：2.55 - 3.30 V。
- 红：1.90 - 2.50 V。
- 反向电流 (IR)：在 VR= 5V 时，最大10 μA。注意：该器件并非设计用于反向偏压工作；此参数仅用于红外测试目的。
3. 分档系统说明
LED根据关键电气和光学参数被分档，以确保批量生产的一致性。这使得设计人员能够选择满足特定应用对颜色和亮度均匀性要求的器件。
3.1 正向电压 (VF) 分档
条件：IF= 20 mA。每档容差为 ±0.1V。
- 蓝 & 绿：档位1：2.55-3.05V；档位2：3.05-3.30V。
- 红：档位1：1.90-2.20V；档位2：2.20-2.50V。
3.2 发光强度 (IV) 分档
条件：IF= 20 mA。每档容差为 ±15%。
- 蓝：S2 (224-280 mcd)，T1 (280-355 mcd)，T2 (355-450 mcd)。
- 红：U1 (400-500 mcd)，U2 (500-600 mcd)，U3 (600-750 mcd)。
- 绿：W1 (1120-1380 mcd)，W2 (1380-1640 mcd)，W3 (1640-1900 mcd)。
4. 性能曲线分析
虽然规格书中引用了具体的图形数据，但以下描述基于标准LED物理特性的典型关系。
4.1 电流-电压 (I-V) 特性
正向电压 (VF) 与正向电流 (IF) 呈对数关系。它随电流增加而增加，但也具有温度依赖性，通常随结温升高而降低。
4.2 发光强度-电流 (IV-IF)
在正常工作范围内，发光强度大致与正向电流成正比。然而，在极高电流下，由于热效应增加和半导体材料中的效率下降现象，效率可能会降低。
4.3 温度依赖性
LED的性能受结温 (Tj) 的显著影响。通常，发光强度随 Tj升高而降低。基于InGaN的LED (蓝/绿) 的正向电压 (VF) 通常随温度升高而降低，而基于AlInGaP的LED (红) 的降低幅度较小。适当的热沉和电流管理对于维持稳定的光输出和长期可靠性至关重要。
4.4 光谱分布
发射光谱的特征是峰值波长 (λP) 和光谱半宽 (Δλ)。主波长 (λd) 是人眼感知到的单一波长。光谱会随着驱动电流和结温的变化而发生轻微偏移。
5. 机械与封装信息
5.1 封装尺寸
LTST-S33GBEGK-SN采用侧发光SOP (小外形封装)。关键尺寸 (单位：毫米) 如下，一般公差为 ±0.1mm：封装体长度约3.2mm，宽度约1.6mm，高度为0.6mm，属于超薄元件。引脚分配为：引脚1：绿光阴极，引脚3：红光阳极，引脚4：蓝光阳极 (具体引脚功能请参考封装图确认)。
5.2 推荐PCB焊盘布局与极性
提供了推荐的PCB焊盘图形，以确保回流焊过程中形成良好的焊点并保持机械稳定性。该设计考虑了焊料圆角形成和防止立碑现象。PCB丝印上清晰的极性标记与LED的引脚1指示标记相对应，这对于防止错误安装至关重要。
6. 焊接与组装指南
6.1 红外回流焊条件 (无铅工艺)
该器件适用于无铅红外回流焊接。建议的温度曲线包括预热阶段、保温区、峰值温度不超过260°C且持续10秒的回流区，以及受控的冷却阶段。遵循此温度曲线对于防止LED封装和内部键合线受到热损伤至关重要。
6.2 清洗
如果焊接后需要清洗，应仅使用指定的溶剂。在室温下将LED浸入乙醇或异丙醇中不超过一分钟是可以接受的。使用未指定或腐蚀性强的化学清洁剂可能会损坏环氧树脂透镜和封装材料，导致光输出降低或过早失效。
6.3 存储与操作
- ESD预防措施：LED对静电放电 (ESD) 敏感。操作时应使用接地腕带、防静电垫和容器。所有设备必须妥善接地。
- 湿度敏感性：该封装湿度敏感等级为MSL 3。当原装防潮袋与干燥剂一起密封时，应在≤30°C和≤90% RH条件下存储，保质期为一年。一旦开封，元件应在≤30°C和≤60% RH条件下存储，并应在一周内进行红外回流焊接。对于开封后存储超过一周的情况，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回流焊过程中发生“爆米花”效应。
7. 包装与订购信息
7.1 编带与卷盘规格
LED以8mm宽度的压纹载带形式提供。载带卷绕在标准的7英寸 (178mm) 直径卷盘上。每卷包含3000片。载带口袋用保护性顶盖胶带密封。包装符合ANSI/EIA-481规范。对于少于整卷的数量，剩余部分的最小包装数量为500片。
8. 应用建议
8.1 设计考量
- 限流：务必使用串联限流电阻或恒流驱动器将 IF设定到所需水平 (通常最大直流20mA)。电阻值计算公式为 R = (电源电压 - VF) / IF.
- 热管理：尽管功耗较低，仍需确保足够的PCB铜箔面积或散热过孔，特别是对于功耗额定值较低的红色LED，以便将热量从LED结传导出去，维持性能和寿命。
- 光学设计：该封装的侧发光特性非常适合用于导光板侧边照明、从侧面照亮符号或在PCB边缘提供状态指示。设计光导管或透镜时，请考虑130度的视角。
8.2 典型应用电路
对于简单的指示灯用途，每个颜色通道 (红、绿、蓝) 可以通过微控制器GPIO引脚配合合适的限流电阻独立驱动。对于生成多色光或白光 (通过RGB混合)，建议采用更复杂的PWM (脉宽调制) 控制，以实现混色和调光，同时避免色度偏移。
9. 技术对比与差异化
该元件的主要差异化因素是其超薄0.6mm厚度和侧发光特性。与顶发光LED相比，这种封装使得在垂直空间极其受限的情况下实现创新的工业设计成为可能，例如在超薄移动设备、可穿戴技术或面板后方。在一个紧凑的侧发光封装中集成三个独立的高亮度芯片 (InGaN蓝/绿，AlInGaP红)，提供了通常仅用于单色侧发光LED的封装尺寸下的全彩解决方案。
10. 常见问题解答 (基于技术参数)
10.1 能否驱动LED超过20mA以获得更高亮度？
不建议连续工作在超过20mA的绝对最大直流正向电流以上，因为这将超过功耗额定值，导致结温过高、光衰加速，并可能引发灾难性故障。如需更高亮度，请选择更高发光强度档位的LED，或考虑在峰值电流额定值范围内进行脉冲操作。
10.2 为什么每种颜色的正向电压不同？
正向电压是半导体材料带隙的基本属性。蓝光和绿光LED使用带隙较宽的InGaN材料，导致较高的 VF(典型值约3.0V)。红光LED使用带隙较窄的AlInGaP材料，导致较低的 VF(典型值约2.0V)。在电路设计中必须考虑这一点，特别是当从同一电压轨驱动多种颜色时。
10.3 如何解读分档代码？
分档代码 (例如，蓝光强度T1，红光强度U2，电压档位1) 在制造过程中用于根据测量性能对LED进行分类。对于需要颜色或亮度一致性的应用 (例如，多LED阵列、背光)，指定并使用相同分档代码的LED至关重要。请查阅第3.1和3.2节中的分档代码表，为您的设计选择合适的性能范围。
11. 实际应用案例
场景：超薄消费电子设备主板上的状态指示灯。一位设计师正在开发一款主板厚度限制为1.0mm的智能手表。需要在主板边缘设置一个多色状态指示灯 (例如，充电中=红色，充满=绿色，蓝牙已连接=蓝色)。LTST-S33GBEGK-SN是理想选择。其0.6mm的高度符合机械空间要求。侧发光特性允许光线直接耦合到通往设备边框的小型导光管中，照亮一个小窗口。设计师将在PCB上为每个颜色通道放置三个独立的驱动电路 (微控制器引脚 + 电阻)，遵循推荐的焊盘布局。他们将指定相同 VF和 IV分档的LED，以确保生产中的所有单元具有均匀的亮度和颜色表现。
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。当在p-n结上施加正向电压时，电子和空穴被注入到有源区，并在那里复合。复合过程中释放的能量以光子 (光) 的形式发射出来。发射光的颜色 (波长) 由有源区所用半导体材料的带隙能量决定。LTST-S33GBEGK-SN在一个环氧树脂模塑封装内集成了三个由不同半导体材料 (蓝/绿光用InGaN，红光用AlInGaP) 制成的p-n结，每个结都有独立的电气连接。
13. 技术发展趋势
贴片LED的发展持续聚焦于以下几个关键领域：效率提升 (lm/W)：外延生长和芯片设计的持续改进，使得单位电输入功率能产生更多的光输出。小型化：封装变得更小更薄，以实现消费电子产品中更密集的集成和新的外形设计。显色性与一致性改善：荧光粉技术 (用于白光LED) 的进步和更严格的分档工艺，使得颜色产生更准确、更均匀。更高可靠性与寿命：增强的封装材料和热管理设计正在延长工作寿命，使LED适用于更苛刻的应用。本规格书所代表的侧发光多芯片封装，正是对空间受限设备中紧凑、集成照明解决方案需求的响应。
LED规格术语详解
LED技术术语完整解释
一、光电性能核心指标
| 术语 | 单位/表示 | 通俗解释 | 为什么重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦电能发出的光通量，越高越节能。 | 直接决定灯具的能效等级与电费成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源发出的总光量，俗称"亮度"。 | 决定灯具够不够亮。 |
| 发光角度（Viewing Angle） | °（度），如120° | 光强降至一半时的角度，决定光束宽窄。 | 影响光照范围与均匀度。 |
| 色温（CCT） | K（开尔文），如2700K/6500K | 光的颜色冷暖，低值偏黄/暖，高值偏白/冷。 | 决定照明氛围与适用场景。 |
| 显色指数（CRI / Ra） | 无单位，0–100 | 光源还原物体真实颜色的能力，Ra≥80为佳。 | 影响色彩真实性，用于商场、美术馆等高要求场所。 |
| 色容差（SDCM） | 麦克亚当椭圆步数，如"5-step" | 颜色一致性的量化指标，步数越小颜色越一致。 | 保证同一批灯具颜色无差异。 |
| 主波长（Dominant Wavelength） | nm（纳米），如620nm（红） | 彩色LED颜色对应的波长值。 | 决定红、黄、绿等单色LED的色相。 |
| 光谱分布（Spectral Distribution） | 波长 vs. 强度曲线 | 显示LED发出的光在各波长的强度分布。 | 影响显色性与颜色品质。 |
二、电气参数
| 术语 | 符号 | 通俗解释 | 设计注意事项 |
|---|---|---|---|
| 正向电压（Forward Voltage） | Vf | LED点亮所需的最小电压，类似"启动门槛"。 | 驱动电源电压需≥Vf，多个LED串联时电压累加。 |
| 正向电流（Forward Current） | If | 使LED正常发光的电流值。 | 常采用恒流驱动，电流决定亮度与寿命。 |
| 最大脉冲电流（Pulse Current） | Ifp | 短时间内可承受的峰值电流，用于调光或闪光。 | 脉冲宽度与占空比需严格控制，否则过热损坏。 |
| 反向电压（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受的最大反向电压，超过则可能击穿。 | 电路中需防止反接或电压冲击。 |
| 热阻（Thermal Resistance） | Rth（°C/W） | 热量从芯片传到焊点的阻力，值越低散热越好。 | 高热阻需更强散热设计，否则结温升高。 |
| 静电放电耐受（ESD Immunity） | V（HBM），如1000V | 抗静电打击能力，值越高越不易被静电损坏。 | 生产中需做好防静电措施，尤其高灵敏度LED。 |
三、热管理与可靠性
| 术语 | 关键指标 | 通俗解释 | 影响 |
|---|---|---|---|
| 结温（Junction Temperature） | Tj（°C） | LED芯片内部的实际工作温度。 | 每降低10°C，寿命可能延长一倍；过高导致光衰、色漂移。 |
| 光衰（Lumen Depreciation） | L70 / L80（小时） | 亮度降至初始值70%或80%所需时间。 | 直接定义LED的"使用寿命"。 |
| 流明维持率（Lumen Maintenance） | %（如70%） | 使用一段时间后剩余亮度的百分比。 | 表征长期使用后的亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麦克亚当椭圆 | 使用过程中颜色的变化程度。 | 影响照明场景的颜色一致性。 |
| 热老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因长期高温导致的封装材料劣化。 | 可能导致亮度下降、颜色变化或开路失效。 |
四、封装与材料
| 术语 | 常见类型 | 通俗解释 | 特点与应用 |
|---|---|---|---|
| 封装类型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保护芯片并提供光学、热学接口的外壳材料。 | EMC耐热好、成本低；陶瓷散热优、寿命长。 |
| 芯片结构 | 正装、倒装（Flip Chip） | 芯片电极布置方式。 | 倒装散热更好、光效更高，适用于高功率。 |
| 荧光粉涂层 | YAG、硅酸盐、氮化物 | 覆盖在蓝光芯片上，部分转化为黄/红光，混合成白光。 | 不同荧光粉影响光效、色温与显色性。 |
| 透镜/光学设计 | 平面、微透镜、全反射 | 封装表面的光学结构，控制光线分布。 | 决定发光角度与配光曲线。 |
五、质量控制与分档
| 术语 | 分档内容 | 通俗解释 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分档 | 代码如 2G、2H | 按亮度高低分组，每组有最小/最大流明值。 | 确保同一批产品亮度一致。 |
| 电压分档 | 代码如 6W、6X | 按正向电压范围分组。 | 便于驱动电源匹配，提高系统效率。 |
| 色区分档 | 5-step MacAdam椭圆 | 按颜色坐标分组，确保颜色落在极小范围内。 | 保证颜色一致性，避免同一灯具内颜色不均。 |
| 色温分档 | 2700K、3000K等 | 按色温分组，每组有对应的坐标范围。 | 满足不同场景的色温需求。 |
六、测试与认证
| 术语 | 标准/测试 | 通俗解释 | 意义 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明维持测试 | 在恒温条件下长期点亮，记录亮度衰减数据。 | 用于推算LED寿命（结合TM-21）。 |
| TM-21 | 寿命推演标准 | 基于LM-80数据推算实际使用条件下的寿命。 | 提供科学的寿命预测。 |
| IESNA标准 | 照明工程学会标准 | 涵盖光学、电气、热学测试方法。 | 行业公认的测试依据。 |
| RoHS / REACH | 环保认证 | 确保产品不含有害物质（如铅、汞）。 | 进入国际市场的准入条件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效认证 | 针对照明产品的能效与性能认证。 | 常用于政府采购、补贴项目，提升市场竞争力。 |