LTST-FS63HBGED SMD LED 規格書 - 側發光全彩 - 0.30mm 超薄 - 藍/綠/紅 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

LTST-FS63HBGED 係一款高度集成嘅表面貼裝器件（SMD）LED燈，專為現代空間受限嘅電子應用而設計。佢屬於微型LED系列中嘅特殊配置，專為自動化印刷電路板（PCB）組裝流程而設計。呢款器件將三個唔同嘅半導體光源集成喺一個極薄嘅封裝內，實現咗極細佔位面積下嘅全彩顯示能力。

1.1 核心優勢同產品定位

呢款LED嘅主要競爭優勢在於其0.30毫米嘅超薄厚度，令佢成為一款側發光元件。呢種外形對於垂直空間極度有限嘅應用至關重要，例如超薄流動裝置、可穿戴技術同側光式面板。集成藍光（InGaN）、綠光（InGaN）同紅光（AlInGaP）晶片，可以通過獨立或組合控制產生廣泛嘅色彩，無需使用多個獨立嘅單色LED。封裝採用白色擴散透鏡，有助於混合來自三個晶片嘅光線，並喺離軸觀看時提供更均勻嘅外觀。

1.2 目標市場同應用

呢款器件針對廣泛嘅電子設備製造商。其主要應用領域包括：

• 消費電子產品：無線/手提電話、筆記簿電腦、平板電腦同遙控器嘅鍵盤、按鍵同狀態指示燈背光。
• 辦公室自動化同網絡系統：路由器、交換機、數據機、打印機同外置儲存裝置嘅狀態同活動指示燈。
• 家用電器同工業設備：控制面板上嘅用戶界面照明、操作狀態燈同符號指示燈。
• 顯示技術：適用於微型顯示器，以及作為小型信號同符號照明嘅緊湊光源。

呢款器件完全兼容大批量、自動化貼裝設備同紅外線（IR）回流焊接工藝，符合現代RoHS兼容生產線要求。

2. 深入技術參數分析

透徹理解電氣同光學特性對於可靠嘅電路設計同實現預期性能至關重要。

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗壓力極限，超過呢啲極限可能會對器件造成永久損壞。喺呢啲極限下或接近極限操作並唔保證。

• 功耗（Pd）：因顏色而異：藍色：97.5 mW，綠色：100.5 mW，紅色：81.0 mW。呢個參數，結合熱阻（由降額曲線暗示），決定咗喺升高嘅環境溫度下嘅最大可持續正向電流。
• 正向電流：所有三種顏色嘅連續直流正向電流額定值為30 mA。允許更高嘅100 mA峰值正向電流，但僅限於脈衝條件下（1/10佔空比，0.1ms脈衝寬度）以管理結溫。
• 靜電放電（ESD）閾值：額定值為2000V（人體模型）。呢個係消費級元件嘅標準水平，需要喺組裝期間採取標準ESD處理預防措施。
• 溫度範圍：操作：-40°C 至 +85°C；儲存：-40°C 至 +100°C。寬廣嘅操作範圍令佢適用於消費品同部分工業環境。
• 焊接條件：可承受峰值溫度260°C嘅紅外線回流焊接10秒，兼容無鉛（Pb-free）焊接工藝。

2.2 電氣同光學特性（典型值，Ta=25°C）

呢啲係用於設計同分級嘅標準測試條件同典型性能值。

• 發光強度（Iv）：喺特定測試電流下測量（藍色：12mA，綠色：30mA，紅色：30mA）。典型值為2750 mcd（毫坎德拉），最小值為1735 mcd，最大值為4265 mcd。差異由分級系統處理。
• 視角（2θ1/2）：非常寬廣嘅130度（典型值）。呢個係發光強度降至軸上值一半時嘅全角，係側發光LED配擴散透鏡嘅特徵，提供寬廣、均勻嘅照明。
• 波長參數：
  • 峰值發射波長（λP）：藍色：466 nm，綠色：516 nm，紅色：632 nm（典型值）。
  • 主波長（λd）：呢個範圍定義咗感知顏色。藍色：467-477 nm，綠色：516-526 nm，紅色：618-628 nm。
  • 譜線半寬度（Δλ）：藍色：25 nm，綠色：35 nm，紅色：20 nm（典型值）。呢個表示光譜純度；較小嘅Δλ意味著更單色嘅光。
• 正向電壓（Vf）：喺測試電流下LED兩端嘅電壓降。範圍為：藍色：2.45-3.25V，綠色：2.55-3.35V，紅色：1.90-2.70V。設計驅動器時必須考慮呢個範圍，特別係對於恆壓電源。
• 反向電流（Ir）：喺反向電壓（Vr）5V下最大為10 μA。呢個測試係用於質量保證；器件唔係為反向偏壓操作而設計。

3. 分級系統說明

為確保生產中顏色同亮度嘅一致性，LED會被分類到唔同嘅級別。LTST-FS63HBGED使用兩個主要分級標準。

3.1 發光強度（Iv）等級

根據喺標準測試電流下測量到嘅發光強度對LED進行分類。級別定義如下：

- 級別 BB：1735 mcd（最小）至 2340 mcd（最大）。

- 級別 CC：2340 mcd（最小）至 3160 mcd（最大）。

- 級別 DD：3160 mcd（最小）至 4265 mcd（最大）。

每個級別內應用 +/-15% 嘅容差。設計師必須指定所需級別，以確保其應用達到最低亮度水平。

3.2 色調（顏色色度）等級

呢個係基於CIE 1931（x, y）色度坐標嘅更複雜嘅二維分級。規格書提供咗一個級別矩陣（例如，B0, B1, B2, B3, C0, C1... D3）。每個級別由色度圖上嘅一個四邊形區域定義。例如，級別B0覆蓋由（x: 0.2685-0.2885, y: 0.2730-0.3010）定義嘅邊界內嘅坐標。每個級別內嘅每個（x, y）坐標允許 +/- 0.01 嘅容差。呢個系統確保特定色調級別內嘅所有LED喺標準條件下視覺上顏色一致，對於需要多個指示燈顏色外觀均勻嘅應用至關重要。

4. 性能曲線分析

提供嘅特性曲線提供咗器件喺唔同條件下行為嘅更深入見解。

4.1 相對強度 vs. 波長（圖1）

呢條光譜分佈曲線顯示每個波長嘅相對光輸出功率。佢直觀地確認咗每個顏色晶片嘅峰值波長（λP）同光譜半寬度（Δλ）。InGaN（藍色同綠色）嘅曲線通常比AlInGaP（紅色）顯示出更尖銳嘅峰值，後者嘅光譜可能稍寬。

4.2 正向電流 vs. 正向電壓（圖2）

呢條IV曲線本質上係非線性同指數性嘅，係二極管嘅典型特徵。曲線會顯示紅色（AlInGaP，約1.9V）與藍色/綠色（InGaN，約2.5-3.0V）嘅唔同開啟電壓。操作區域內曲線嘅斜率代表LED嘅動態電阻。呢個圖對於設計恆流驅動器以確保喺正向電壓範圍內穩定操作至關重要。

4.3 正向電流降額曲線（圖3）

呢個係可靠性最關鍵嘅圖表之一。佢顯示最大允許連續正向電流作為環境溫度（Ta）嘅函數。隨著Ta升高，必須降低最大電流以防止LED結溫超過其極限，否則會加速光通量衰減並縮短壽命。曲線通常顯示從25°C時嘅指定電流線性降額到最大結溫（由最高操作溫度暗示）時為零。

4.4 相對發光強度 vs. 正向電流（圖4）

呢條曲線顯示光輸出（發光強度）隨正向電流增加而增加，但關係並非完全線性，特別係喺較高電流下，由於熱量增加，效率可能會下降。佢幫助設計師選擇一個平衡亮度、效率同壽命嘅操作電流。

4.5 輻射模式（圖5 同 圖6）

呢啲極坐標圖說明咗光強度嘅空間分佈。配備擴散透鏡嘅側發光LED通常顯示出寬廣、類似朗伯體嘅發射模式。圖5（水平）同圖6（垂直）會顯示強度作為與中心軸夾角嘅函數，確認130度視角。該模式應該係對稱嘅，以確保離軸外觀一致。

5. 機械、封裝同組裝信息

5.1 封裝尺寸同引腳分配

呢款器件符合EIA標準封裝外形。關鍵尺寸包括總長度、寬度同極關鍵嘅0.30毫米厚度。引腳分配明確定義：引腳3係公共陰極（或陽極，取決於內部結構；規格書指定佢為所有三種顏色嘅公共引腳）。紅色晶片嘅陽極係引腳1，綠色係引腳2，藍色係引腳4。呢個信息對於正確嘅PCB佈局同組裝期間嘅方向至關重要。

5.2 推薦PCB焊盤設計同焊接方向

規格書包含焊盤圖案推薦。呢個顯示咗PCB上銅焊盤嘅最佳尺寸同形狀，以確保可靠嘅焊點，同時最小化墓碑效應（元件喺回流期間一端翹起）。佢亦指示咗LED喺膠帶上相對於PCB嘅正確方向，以便自動貼片機使用。

5.3 膠帶同捲盤包裝規格

LED以8毫米寬嘅壓紋載帶提供，捲繞喺7英寸（178毫米）直徑嘅捲盤上。關鍵規格包括：

- 凹槽尺寸：精確嘅空腔尺寸以牢固固定LED。

- 間距：元件凹槽之間嘅距離（例如，4毫米）。

- 捲盤尺寸：軸心直徑、法蘭直徑同總寬度。

- 數量：每滿捲4000件。

- 蓋帶：用於密封凹槽；佢必須具有適合貼片機嘅正確剝離強度。

- 包裝標準：符合ANSI/EIA-481。

- 質量規則：最多允許連續缺失兩個元件；剩餘包裝嘅最小數量為500件。

6. 組裝、處理同應用指南

6.1 焊接工藝

呢款器件符合無鉛工藝嘅紅外線（IR）回流焊接資格。關鍵參數係峰值溫度260°C持續10秒，如絕對最大額定值中所定義。設計師必須確保其回流焊爐溫度曲線保持喺呢啲限制內，以避免損壞塑料封裝或內部引線鍵合。

6.2 清潔

焊後清潔必須小心進行。只應使用指定溶劑。規格書建議喺正常室溫下浸入乙醇或異丙醇中少於一分鐘。更強烈嘅化學品或長時間暴露會損壞環氧樹脂透鏡或封裝標記。

6.3 靜電放電（ESD）預防措施

雖然額定值為2000V HBM，但器件容易受到ESD損壞。必須遵循正確嘅處理程序：使用接地腕帶、防靜電墊，並確保所有設備正確接地。唔應該直接用裸手處理LED。

6.4 儲存條件

為保持保存期限，LED應儲存喺其原始防潮袋中，條件為30°C或以下同90%相對濕度或以下。建議喺呢啲條件下儲存時，從發貨日期起一年內使用。如果袋子已打開或濕度指示卡顯示過度受潮，可能需要在回流前進行烘烤以防止 \"爆米花\" 效應（因水汽快速膨脹導致封裝開裂）。

6.5 應用注意事項

規格書明確說明其預期用途為 \"普通電子設備\"。對於需要極高可靠性、故障可能危及生命或健康嘅應用（航空、醫療、運輸安全系統），需要事先與製造商諮詢同進行資格認證。呢個突顯咗該元件分類用於商業/工業用途，未經進一步審查唔一定適用於安全關鍵應用。

7. 設計考慮同典型應用電路

7.1 驅動LED

由於指數性IV特性，為咗穩定嘅光輸出，LED必須由電流源驅動，而非電壓源。最簡單嘅方法係使用串聯限流電阻同電壓源。電阻值（R）計算為 R = (V_電源 - Vf_LED) / If，其中 Vf_LED 係特定顏色晶片喺所需電流（If）下嘅正向電壓。由於Vf有一個範圍，應選擇電阻以確保即使喺最小Vf時，If亦唔超過最大額定值。對於精密或電池供電應用，建議使用專用恆流LED驅動器IC。每個顏色晶片必須獨立驅動以實現全彩混合。

7.2 熱管理

儘管尺寸細小，管理結溫係長壽命嘅關鍵。散熱嘅主要路徑係通過焊盤進入PCB銅箔。因此，使用推薦嘅焊盤佈局並最大化連接到焊盤嘅銅面積（散熱焊盤）非常重要。避免喺絕對最大電流下操作，特別係喺高環境溫度下，並參考降額曲線。

7.3 光學集成

白色擴散透鏡提供混合光輸出。對於需要特定光束模式嘅應用，可以圍繞LED設計二次光學元件（導光板、反射器）。寬廣嘅視角令佢適合用於按鍵背光中常用嘅薄導光板側光照明。

8. 技術比較同差異化

LTST-FS63HBGED喺市場上嘅主要差異化因素包括：

1. 外形尺寸：0.30毫米厚度係實現超薄設計嘅關鍵因素，令佢有別於通常較高嘅標準頂部發光SMD LED。

2. 集成度：將三個原色晶片組合喺一個封裝中，節省PCB空間，並簡化組裝，相比使用三個獨立LED。

3. 性能：使用InGaN用於藍色/綠色同AlInGaP用於紅色，提供高效率同良好嘅色彩飽和度。

4. 可製造性：完全兼容自動化、高速SMT組裝線，令佢對於大規模生產具有成本效益。

9. 常見問題（基於技術參數）

問：我可以同時以每個30mA嘅最大直流電流驅動所有三種顏色嗎？

答：唔可以。必須考慮總功耗。同時以每個30mA操作可能會超過封裝嘅總功耗能力，導致過熱。必須使用降額曲線同個別Pd額定值，根據環境溫度確定安全嘅同時操作電流。

問：點解藍色（12mA）同綠色/紅色（30mA）晶片嘅測試電流唔同？

答：呢個同唔同半導體材料（InGaN vs. AlInGaP）嘅固有效率同操作特性有關。製造商選擇咗代表每個晶片典型、高效操作點嘅測試電流，以實現目標發光強度，同時管理熱量同壽命。

問：我點樣用呢款RGB LED實現白光？

答：白光係通過以特定強度比例混合三原色而產生。呢個需要對每個晶片進行獨立嘅脈衝寬度調製（PWM）或模擬電流控制。確切比例取決於所用特定LED嘅色度級別同目標白點（例如，冷白、暖白）。

問：需要反向電壓保護嗎？

答：雖然器件可以承受5V反向偏壓測試，但佢唔係為反向操作而設計。如果電路中有任何可能施加反向電壓（例如，喺感性負載中或帶有交流耦合信號），應使用外部保護二極管串聯或並聯（取決於配置）。