SMD LED LTST-S320KRKT 規格書 - 紅色 - 639nm 峰值 - 20mA - 2.4V - 粵語技術文件

1. 產品概覽

LTST-S320KRKT 係一款高亮度嘅側發光表面貼裝器件（SMD）LED，專為需要可靠同高效能指示或背光功能嘅現代電子應用而設計。呢款 LED 採用先進嘅 AlInGaP（磷化鋁銦鎵）晶片技術，喺紅色光譜範圍內提供卓越嘅發光強度同色彩純度。佢嘅側向發光設計令光線可以平行於安裝表面射出，非常適合用於側光式面板、垂直 PCB 上嘅狀態指示燈，或者係空間有限、唔適合頂部向下照明嘅應用。

呢個元件嘅主要優勢包括符合 RoHS（有害物質限制）指令，屬於環保產品。封裝採用透明透鏡，可以最大化光輸出，並且以業界標準嘅 8mm 載帶包裝，安裝喺 7 英寸捲盤上，確保兼容高速自動貼片組裝設備。呢款器件亦設計成可以承受標準紅外線（IR）迴流焊接製程，方便整合到高效嘅表面貼裝技術（SMT）生產線。

2. 技術參數詳解

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗器件可能發生永久損壞嘅壓力極限。喺呢啲條件下操作唔保證正常，為咗可靠性能應該避免。

• 功耗（Pd）：75 mW。呢個係 LED 封裝喺唔超過其最高結溫嘅情況下，可以作為熱量散發嘅最大功率。
• 峰值正向電流（I_F(PEAK)）：80 mA。呢個電流只可以喺脈衝條件下施加，具體係 1/10 佔空比同 0.1ms 脈衝寬度。適用於多工或短暫高強度閃爍。
• 連續正向電流（I_F）：30 mA DC。呢個係建議用於連續操作嘅最大電流，確保長期可靠性同穩定嘅光輸出。
• 反向電壓（V_R）：5 V。喺反向偏壓下超過呢個電壓會導致 LED 結立即同災難性失效。
• 工作及儲存溫度：分別係 -30°C 至 +85°C 同 -40°C 至 +85°C。呢啲範圍確保 LED 喺各種環境條件下嘅機械完整性同性能。
• 焊接條件：可承受 260°C 持續 10 秒，符合典型無鉛（Pb-free）迴流焊接曲線。

2.2 電光特性

喺標準環境溫度（T_a）25°C 同正向電流（I_F）20 mA 下測量，呢啲參數定義咗 LED 嘅核心性能。

• 發光強度（I_V）：範圍由最低 18.0 mcd 到典型值 54.0 mcd。實際提供嘅強度會分級（見第 3 節），為設計提供可預測嘅亮度水平。
• 視角（2θ_1/2）：130 度。呢個寬視角係側發光 LED 配備擴散透鏡嘅特點，提供寬闊、均勻嘅照明模式，適合狀態指示燈。
• 峰值波長（λ_P）：639 nm。呢個係光譜功率輸出達到最大值嘅波長，定義咗紅光嘅感知色調。
• 主波長（λ_d）：631 nm。根據 CIE 色度圖得出，係最能代表人眼感知顏色嘅單一波長。
• 光譜帶寬（Δλ）：20 nm。呢個窄帶寬表示高色彩純度，大部分發射光都集中喺峰值波長附近。
• 正向電壓（V_F）：典型值 2.4 V，喺 20mA 時最大值為 2.4 V。呢個參數對於設計限流電路至關重要。
• 反向電流（I_R）：喺 5V 反向電壓下最大為 10 µA，表示結質素良好。

3. 分級系統說明

為確保生產批次間亮度嘅一致性，LTST-S320KRKT 採用發光強度分級系統。每個 LED 都會經過測試，並根據其喺 20 mA 下測量到嘅強度分入特定嘅分級代碼。

• 分級代碼 M：18.0 - 28.0 mcd
• 分級代碼 N：28.0 - 45.0 mcd
• 分級代碼 P：45.0 - 71.0 mcd
• 分級代碼 Q：71.0 - 112.0 mcd
• 分級代碼 R：112.0 - 180.0 mcd

每個強度分級都應用 +/-15% 嘅公差。設計師應根據其應用嘅亮度要求選擇合適嘅分級。例如，高可見度指示燈可能需要 R 級或 Q 級，而唔係咁關鍵嘅狀態燈可以使用 M 級或 N 級。呢個系統允許可預測嘅性能，並簡化製造商嘅庫存管理。

4. 性能曲線分析

雖然規格書中引用咗特定嘅圖形曲線（例如圖 1、圖 6），但佢哋嘅含義對於 AlInGaP LED 嚟講係標準嘅。設計師可以預期以下一般關係：

• I-V（電流-電壓）曲線：正向電壓（V_F）同電流呈對數關係。喺建議嘅工作電流範圍內，佢會喺典型值 2.4V 附近保持相對穩定，但會隨著更高電流同溫度而增加。
• 發光強度 vs. 正向電流：強度大致同正向電流成正比，直到最大額定電流。然而，效率（每瓦流明）通常喺低於絕對最大值嘅電流下達到峰值，之後由於熱效應而下降。
• 溫度依賴性：AlInGaP LED 嘅發光強度具有負溫度係數。隨著結溫升高，光輸出會減少。正向電壓亦會隨著溫度升高而輕微下降。適當嘅熱管理對於保持穩定亮度至關重要。
• 光譜分佈：發射光譜係一個以 639 nm（峰值）為中心、半寬度為 20 nm 嘅類高斯曲線。主波長（631 nm）可能會隨著結溫同驅動電流增加而輕微偏移（通常向更長波長方向）。

5. 機械及封裝資料

呢款 LED 符合 EIA（電子工業聯盟）側發光 SMD LED 嘅標準封裝尺寸。主要機械特點包括：

• 封裝類型：標準側視 SMD 封裝。
• 透鏡：透明，非擴散（適用於 KRKT 型號），最大化光輸出。
• 端子：引腳鍍錫（Sn），提供良好嘅可焊性並兼容無鉛製程。
• 極性識別：陰極通常通過封裝上嘅標記（例如凹口、圓點或修剪過嘅引腳）嚟識別。規格書包含顯示建議焊接焊盤佈局同方向嘅圖表，以確保正確放置。
• 載帶及捲盤：包裝喺 8mm 寬嘅凸紋載帶上，安裝喺直徑 7 英寸（178mm）嘅捲盤上。標準捲盤數量為 3000 件。呢種包裝符合 ANSI/EIA-481 自動處理規範。

6. 焊接及組裝指引

6.1 迴流焊接曲線

提供咗無鉛組裝嘅建議紅外線（IR）迴流曲線。關鍵參數包括：

• 預熱：150-200°C，最長 120 秒，逐漸加熱電路板同元件，盡量減少熱衝擊。
• 峰值溫度：最高 260°C。元件額定喺呢個峰值溫度下承受 10 秒。
• 液相線以上時間（TAL）：應對曲線進行表徵，以確保形成適當嘅焊點而唔會使 LED 過熱。示例曲線基於 JEDEC 標準。

6.2 手工焊接

如果需要手工焊接，請使用溫度控制嘅烙鐵，設定最高 300°C。將每個引腳嘅接觸時間限制喺 3 秒內，並且只進行一次操作，以防止損壞塑料封裝同內部引線鍵合。

6.3 儲存及處理

• 靜電放電（ESD）敏感性：LED 容易受到 ESD 影響。處理期間請使用適當嘅防靜電預防措施，例如接地腕帶、導電墊同 ESD 安全包裝。
• 濕度敏感性：雖然密封捲盤提供保護，但從原始包裝取出嘅元件應喺一週內使用。如需更長時間儲存，請將佢哋存放喺乾燥環境（< 30°C，< 60% RH）或帶有乾燥劑嘅密封容器中。如果未包裝儲存超過一週，建議喺焊接前喺 60°C 下烘烤 20 小時以上，以防止 "爆米花" 現象（迴流期間因水分蒸發導致封裝開裂）。
• 清潔：如果需要焊後清潔，請僅使用指定溶劑，例如室溫下嘅異丙醇（IPA）或乙醇，時間少於一分鐘。避免使用可能損壞環氧樹脂透鏡或封裝嘅強效或未指定化學品。

7. 應用建議

7.1 典型應用場景

• 消費電子產品：智能手機、平板電腦、路由器同音響設備上嘅電源、電池或功能狀態指示燈。
• 工業控制：機器狀態、故障警報或操作模式嘅面板安裝指示燈。
• 汽車內飾：按鈕、開關或次要狀態顯示嘅背光（需視乎特定汽車級認證，呢款標準零件可能唔具備）。
• 儀器儀表：測試設備、醫療設備（用於非關鍵功能）同通訊硬件上嘅指示燈。

7.2 設計考慮因素

• 限流：始終使用恆流源或串聯限流電阻同電壓源嚟驅動 LED。使用公式 R = (V_電源- V_F) / I_F 計算電阻值。對於 5V 電源，目標 I_F 為 20mA，V_F=2.4V：R = (5 - 2.4) / 0.02 = 130 Ω。使用最接近嘅標準值（例如 120Ω 或 150Ω）並檢查實際電流。
• 熱管理：雖然功耗低，但請確保 PCB 上有足夠嘅銅面積或焊接焊盤周圍有散熱通孔，以將熱量從 LED 結傳導出去，特別係喺接近最大電流或高環境溫度下操作時。
• 光學設計：側向發光嘅特性要求設計包含導光管或適當定位嘅觀察窗，以將光線引導到產品外殼上所需嘅位置。

8. 技術比較及差異化

LTST-S320KRKT 通過幾個關鍵特點喺市場上與眾不同：

• 晶片技術：使用 AlInGaP，相比舊式嘅 GaAsP 或標準 GaP，提供顯著更高嘅發光效率同更好嘅溫度穩定性，從而產生更明亮、更一致嘅紅光。
• 側發光封裝：提供咗頂部發光 LED 以外嘅設計選擇，解決咗光線需要平行於 PCB 傳播嘅特定佈局挑戰。
• 高亮度分級：提供高達 180 mcd（R 級）嘅分級，適用於需要極高可見度嘅應用。
• 穩健嘅製程兼容性：明確兼容 IR 迴流同自動貼裝，簡化製造流程，相比通孔替代方案，降低組裝成本同複雜性。

9. 常見問題（FAQ）

問：我可以直接用微控制器 GPIO 引腳驅動呢款 LED 嗎？

答：視乎 GPIO 嘅電流輸出能力。好多 MCU 引腳只能輸出 10-25mA。喺 20mA 時，你好可能達到或超過極限。更安全嘅做法係使用 GPIO 控制一個晶體管（例如 MOSFET）嚟切換更高嘅 LED 電流。

問：點解峰值波長（639nm）同主波長（631nm）會有差異？

答：峰值波長係發射光譜嘅物理最大值。主波長係基於人類顏色感知（CIE 圖表）嘅計算值。人眼嘅敏感度（明視覺響應）導致呢個偏移，令 "表觀" 顏色對應於 631nm。

問：如果我連續以 30mA 操作 LED 會點？

答：雖然呢個係最大直流額定值，但喺絕對最大值下操作會產生更多熱量，隨著時間降低發光效率，並可能縮短 LED 嘅使用壽命。為獲得最佳可靠性，對於大多數應用，建議降額至 15-20mA。

問：訂購時點樣理解分級代碼？

答：喺你嘅採購訂單中指定所需嘅發光強度分級代碼（例如 "P"），以確保你收到亮度喺 45-71 mcd 範圍內嘅 LED。咁樣可以保證你產品外觀嘅一致性。

10. 設計案例研究

場景：為緊湊型 IoT 傳感器模組設計狀態指示燈。PCB 元件密集，指示燈必須從封閉單元嘅側面可見。

實施：選擇 LTST-S320KRKT 係因為其側向發光特性。佢被放置喺 PCB 邊緣。一個 120Ω 限流電阻串聯到 3.3V 電源軌，產生大約 (3.3V - 2.4V)/120Ω = 7.5mA 嘅正向電流。呢個為室內使用提供足夠亮度，同時最小化功耗，對於電池供電嘅 IoT 設備係關鍵因素。LED 嘅寬視角確保即使使用者嘅視點未完全對齊亦都睇得到。元件使用標準 SMT 組裝放置，IR 迴流曲線經過調整以保持喺 260°C 10 秒嘅限制內，確保可靠嘅焊點而無熱損壞。

11. 技術原理介紹

LTST-S320KRKT 基於 AlInGaP 半導體技術。呢種材料係一種 III-V 族化合物半導體。當正向電壓施加喺 p-n 結兩端時，來自 n 型區域嘅電子同來自 p 型區域嘅電洞被注入到有源區域。喺度，佢哋復合，以光子（光）嘅形式釋放能量。有源層中鋁、銦、鎵同磷化物嘅特定成分決定咗半導體嘅帶隙能量，直接決定發射光嘅波長（顏色）。對於呢款紅光 LED，帶隙經過設計以產生能量對應於大約 639 nm 嘅光子。透明環氧樹脂透鏡封裝住晶片，提供機械保護，塑造光輸出模式（130 度視角），並增強從半導體材料中提取光線。

12. 行業趨勢

像 LTST-S320KRKT 呢類指示燈 LED 嘅趨勢繼續朝向更高效率、更細封裝同更大集成度發展。雖然 AlInGaP 仍然係高效率紅光同琥珀光 LED 嘅主導技術，但 InGaN（氮化銦鎵）技術已經發展到可以高效率覆蓋整個可見光譜，包括綠光、藍光同白光。未來發展可能會見到側發光封裝進一步微型化，以及更多採用晶片級封裝（CSP）LED，呢種封裝消除咗傳統塑料封裝，實現更細嘅佔位面積同潛在更好嘅熱性能。此外，越來越強調精確嘅顏色調校同更嚴格嘅分級，以滿足全彩指示燈陣列同複雜人機界面等應用嘅需求，呢啲應用中一致嘅顏色同亮度至關重要。