LTW-S115KSDS-5A 雙色SMD LED 規格書 - 側發光 - 白光 & 黃光 - 5mA - 粵語技術文件

1. 產品概覽

LTW-S115KSDS-5A 係一款專為側發光應用而設計嘅雙色表面貼裝器件（SMD）發光二極管（LED），尤其適合用作液晶顯示器（LCD）嘅背光光源。佢喺一個EIA標準封裝內整合咗兩粒唔同嘅半導體晶片：一粒用於發白光嘅InGaN（氮化銦鎵）晶片，同埋一粒用於發黃光嘅AlInGaP（磷化鋁銦鎵）晶片。呢種配置可以喺細小嘅佔位面積內提供靈活嘅照明方案。呢款器件專為大批量組裝而設，以8mm載帶包裝並捲喺7英寸捲盤上供應，完全兼容自動貼片設備同標準紅外線（IR）回流焊接製程。

1.1 核心優勢

• 雙色光源：將白光同黃光整合喺一個封裝內，慳返電路板空間，並簡化咗多色指示或混合背光嘅設計。
• 側向發光：主要光輸出方向平行於安裝平面，非常適合為LCD模組等薄型面板提供邊緣照明。
• 高亮度：採用先進嘅InGaN同AlInGaP晶片技術，提供高發光強度。
• 製造友好：採用鍍錫引腳以提升可焊性，並以適合自動化生產線嘅方式包裝。
• 環保合規：產品符合有害物質限制（RoHS）指令。

2. 技術參數分析

2.1 絕對最大額定值

以下極限喺任何情況下都唔可以超過，否則可能會對器件造成永久損壞。額定值係喺環境溫度（Ta）為25°C時指定嘅。

• 功耗（Pd）：白光：35 mW；黃光：48 mW。呢個係LED可以以熱量形式散發嘅最大允許功率。
• 峰值正向電流（I_FP）：白光：50 mA；黃光：80 mA。呢個係脈衝條件下（1/10佔空比，0.1ms脈衝寬度）允許嘅最大瞬時電流。
• 直流正向電流（I_F）：白光：10 mA；黃光：20 mA。呢個係可靠運行嘅最大連續正向電流。
• 工作溫度範圍：-20°C 至 +80°C。
• 儲存溫度範圍：-40°C 至 +85°C。
• 紅外線焊接條件：喺回流焊接期間，可承受260°C嘅峰值溫度10秒鐘。

2.2 電光特性

典型性能參數係喺Ta=25°C同正向電流（I_F）為5 mA時測量嘅，除非另有說明。

• 發光強度（I_V）：白光：最小 28 mcd，典型 N/A，最大 112 mcd。黃光：最小 7.1 mcd，典型 N/A，最大 71 mcd。呢個係用明視覺（人眼響應）傳感器測量到嘅LED感知亮度。
• 視角（2θ_1/2）：130度（兩種顏色嘅典型值）。呢個係發光強度下降到峰值一半時嘅全角。
• 峰值發射波長（λ_P）：黃光：591 nm（典型）。呢個係黃光晶片嘅光譜功率分佈最高嘅波長。
• 主波長（λ_d）：黃光：590 nm（喺I_F=5mA時嘅典型值）。呢個係最能代表黃光LED感知顏色嘅單一波長。
• 譜線半寬（Δλ）：黃光：15 nm（典型）。呢個表示發射黃光嘅光譜純度或帶寬。
• 色度坐標（x, y）：白光：x=0.290, y=0.282（喺I_F=5mA時嘅典型值）。呢啲CIE 1931坐標定義咗白光LED喺色度圖上嘅色點。
• 正向電壓（V_F）：白光：最小 2.55V，典型 2.85V，最大 3.15V。黃光：最小 1.6V，典型 2.00V，最大 2.40V。呢個係LED喺導通指定正向電流時嘅壓降。
• 反向電流（I_R）：白光：最大 10 µA；黃光：最大 100 µA（喺V_R=5V時）。器件並非為反向偏壓操作而設計；呢個參數僅用於漏電流測試。

3. 分級系統說明

LED會根據關鍵光學參數進行分級（binning），以確保同一生產批次內嘅一致性。分級代碼會標示喺包裝上。

3.1 發光強度（I_V）分級

LED會根據喺I_F= 5 mA時測量到嘅發光強度進行分級。每個級別嘅公差為±15%。

• 白光晶片級別：N (28.0-45.0 mcd), P (45.0-71.0 mcd), Q (71.0-112.0 mcd)。
• 黃光晶片級別：K (7.10-11.2 mcd), L (11.2-18.0 mcd), M (18.0-28.0 mcd), N (28.0-45.0 mcd), P (45.0-71.0 mcd)。

3.2 色調（顏色）分級

白光LED會根據佢哋喺CIE 1931圖上嘅色度坐標（x, y）進一步分級。定義咗四個色調級別（C1, C2, D1, D2），每個都有特定嘅坐標邊界。每個色調級別喺x同y坐標上嘅公差為±0.01。咁樣可以確保顏色均勻性，對於需要多個LED一齊使用嘅背光應用至關重要。

4. 性能曲線分析

規格書參考咗典型性能曲線（雖然提供嘅文本中冇顯示）。呢啲曲線對設計工程師嚟講係必不可少嘅。

• I-V（電流-電壓）曲線：顯示白光同黃光晶片嘅正向電流（I_F）同正向電壓（V_F）之間嘅關係。呢個對於設計限流電路至關重要。
• 發光強度 vs. 正向電流：說明光輸出（I_V）點樣隨驅動電流增加而增加。有助於確定平衡亮度同效率/壽命嘅最佳工作點。
• 發光強度 vs. 環境溫度：展示光輸出隨結溫升高而下降嘅情況。呢個對於最終應用中嘅熱管理至關重要。
• 光譜分佈：對於黃光LED，呢條曲線顯示咗圍繞峰值波長~591 nm嘅唔同波長上嘅相對發射功率。

5. 機械及封裝信息

5.1 封裝尺寸同引腳排列

器件符合EIA標準封裝外形。關鍵尺寸包括本體尺寸同引腳間距。引腳分配對於正確方向至關重要：引腳C1分配畀InGaN白光晶片，引腳C2分配畀AlInGaP黃光晶片。詳細嘅尺寸圖（此處未顯示）指定咗所有關鍵封裝尺寸，典型公差為±0.10 mm。

5.2 建議焊盤佈局同極性

提供咗印刷電路板（PCB）嘅建議焊盤圖案（焊盤設計），以確保回流焊接期間形成可靠嘅焊點同正確對齊。規格書亦指明咗相對於載帶捲盤進料方向嘅建議焊接方向，以優化製程。

6. 焊接同組裝指引

6.1 回流焊接溫度曲線

呢款LED兼容紅外線（IR）回流焊接。建議使用特定嘅焊接溫度曲線，峰值溫度為260°C並保持10秒。規格書強調，峰值溫度低於245°C嘅曲線可能不足以實現可靠焊接，尤其喺冇器件鍍錫嘅好處下。詳細嘅時間-溫度圖通常會顯示預熱、保溫、回流同冷卻區域。

6.2 清潔

如果焊接後需要清潔，只應使用指定嘅溶劑。規格書建議將LED喺常溫下浸入乙醇或異丙醇中少於一分鐘。使用未指定嘅化學品可能會損壞LED封裝。

6.3 儲存同處理

• 靜電放電（ESD）：LED對ESD敏感。處理程序應包括使用腕帶、防靜電手套同正確接地嘅設備。
• 濕度敏感性：作為表面貼裝器件，佢對吸濕敏感。未開封、帶有乾燥劑嘅防潮袋，喺儲存溫度≤ 30°C同相對濕度≤ 90%時，保質期為一年。一旦開封，LED應喺一星期內使用，或儲存喺乾燥環境中（≤ 30°C / ≤ 60% RH）。喺原始包裝外儲存超過一星期嘅組件，喺焊接前需要烘烤（例如，60°C烘烤20小時），以防止回流期間出現"爆米花"現象。

7. 包裝同訂購

7.1 載帶同捲盤規格

LED以壓紋載帶（8mm寬）連保護蓋帶供應，捲喺直徑7英寸（178 mm）嘅捲盤上。標準捲盤數量為3000件。剩餘訂單最少包裝數量為500件。包裝符合ANSI/EIA-481標準。

7.2 零件編號結構

零件編號LTW-S115KSDS-5A包含咗關於產品系列、顏色、封裝同可能性能級別嘅編碼信息（雖然確切解碼係型號特定嘅）。

8. 應用說明同設計考慮

8.1 典型應用場景

• LCD背光：主要應用，為消費電子產品、工業顯示器同汽車儀表板中嘅中小型LCD面板提供邊緣照明。
• 狀態指示：雙色功能允許進行多狀態指示（例如，白光表示"開機"，黃光表示"待機/警報"，或者兩者同時亮表示第三種狀態）。
• 裝飾照明：可用於需要側向發光同混色嘅緊湊空間。

8.2 設計考慮

• 電流驅動：務必使用恆流驅動器或串聯限流電阻嚟驅動LED。正向電壓會變化，因此唔建議用電壓驅動。唔好超過最大直流正向電流（白光10mA，黃光20mA）。
• 熱管理：雖然功耗低，但確保足夠嘅PCB銅面積或散熱過孔有助於保持較低嘅結溫，從而維持光輸出並延長使用壽命。
• 光學設計：130度視角提供咗寬廣嘅發光模式。對於背光，通常會使用導光板同擴散片將光線均勻分佈喺顯示區域。
• 電路保護：如果存在安裝錯誤嘅風險，請考慮實施反極性保護，因為LED並非為反向偏壓操作而設計。

9. 技術比較同差異化

同單色側發光LED相比，LTW-S115KSDS-5A通過整合兩種顏色，提供咗顯著嘅空間節省同設計靈活性。佢使用AlInGaP嚟產生黃光，為該波長提供高效率同良好嘅色彩飽和度。將用於白光嘅InGaN同用於黃光嘅AlInGaP結合喺一個封裝內，代表咗一種為需要從最小佔位面積獲得清晰、可靠嘅彩色光源嘅應用而量身定制嘅解決方案，使其有別於更簡單嘅單色替代品或更大嘅分立解決方案。

10. 常見問題（FAQ）

10.1 我可以獨立驅動白光同黃光晶片嗎？

可以。兩粒晶片有獨立嘅陽極/陰極連接（引腳C1同C2）。佢哋必須由獨立嘅限流電路驅動，以獨立控制每種顏色。

10.2 峰值波長同主波長有咩區別？

峰值波長（λ_P）係發射光譜最強嘅物理波長。主波長（λ_d）係一個計算值，代表喺CIE圖上感知顏色嘅單一波長。對於像呢度嘅黃光呢類單色LED，佢哋通常非常接近。

10.3 如果包裝袋已經開封，點解焊接前需要烘烤？

SMD塑料封裝會從空氣中吸收濕氣。喺高溫回流焊接過程中，呢啲被困住嘅濕氣會迅速蒸發，產生內部壓力，可能會導致封裝破裂或內部界面分層——呢種故障稱為"爆米花"現象。烘烤可以去除呢啲吸收嘅濕氣。

11. 實用設計案例研究

考慮為一個小型工業儀器顯示器設計背光。設計需要一個明亮嘅白光背光用於正常操作，同一個清晰嘅黃光指示器用於警報狀態。使用LTW-S115KSDS-5A，設計師可以喺導光板邊緣放置單一組件。白光晶片通過恆流電路以5mA驅動，作為主背光。黃光晶片連接到由儀器警報邏輯控制嘅獨立驅動電路。呢種方法簡化咗機械設計（一個組件代替兩個），減少咗PCB佔位面積，並確保兩個光源相對於導光板完美對齊。

12. 工作原理

LED中嘅光發射基於半導體p-n結中嘅電致發光。當施加正向電壓時，電子同電洞被注入到有源區，喺度佢哋復合，以光子（光）嘅形式釋放能量。發射光嘅顏色（波長）由半導體材料嘅帶隙能量決定。InGaN晶片具有更寬嘅帶隙，能夠發射較短波長嘅光（藍光），部分藍光被封裝內部嘅熒光粉塗層轉換為更寬嘅光譜（呈現白色）。AlInGaP晶片具有較窄嘅帶隙，經過設計可以直接發射光譜中黃/橙/紅部分嘅光子，從而產生觀察到嘅純黃光。

13. 技術趨勢

LED行業繼續朝著更高效率（每瓦更多流明）、更好顯色性（尤其係白光LED）同更微型化嘅方向發展。對於側發光同背光應用，趨勢包括更薄嘅封裝、更高嘅亮度密度，以及將更複雜嘅多晶片陣列（RGB, RGBW）整合到單一封裝中以實現動態色彩控制。此外，封裝材料同熒光粉技術嘅進步旨在提高可靠性、熱性能以及隨溫度同壽命變化嘅顏色一致性。