目錄
- 1. 產品概述
- 1.1 產品特性
- 1.2 應用領域
- 2. 技術參數：深度客觀解讀
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電氣與光學特性
- 3. 分檔系統說明
- 3.1 正向電壓 (VF) 分級
- 3.2 發光強度 (IV) 分級
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 電流-電壓 (I-V) 特性
- 4.2 發光強度-電流 (IV-IF) 特性
- 4.3 溫度依賴性
- 4.4 光譜分佈
- 5. 機械與封裝資料
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 推薦PCB焊盤佈局與極性
- 6. 焊接與組裝指南
- 6.1 紅外迴流焊條件 (無鉛工藝)
- 6.2 清洗
- 6.3 儲存與操作
- 7. 包裝與訂購資訊
- 7.1 編帶與捲盤規格
- 8. 應用建議
- 8.1 設計考量
- 8.2 典型應用電路
- 9. 技術對比與差異化
- 10. 常見問題解答 (基於技術參數)
- 10.1 能否驅動LED超過20mA以獲得更高亮度？
- 10.2 为什么每种颜色的正向电压不同？
- 10.3 如何解讀分檔代碼？
- 11. 實際應用案例
- 12. 工作原理簡介
- 13. 技術發展趨勢
1. 產品概述
本文檔提供了LTST-S33GBEGK-SN側發光全彩貼片LED的完整技術規格。該元件專為自動化印刷電路板組裝而設計，適用於各類消費電子及工業電子設備中空間受限的應用場景。
1.1 產品特性
- 符合RoHS環保標準。
- 採用超薄0.6mm厚度的側發光封裝，引腳鍍錫以提升可焊性。
- 採用高亮度InGaN (藍/綠) 和AlInGaP (紅) 半導體芯片。
- 採用8mm寬編帶，捲繞在7英寸直徑的捲盤上，適用於自動化貼裝。
- 符合EIA標準封裝外形。
- 兼容集成電路驅動邏輯。
- 完全兼容標準自動貼裝設備。
- 設計可承受紅外線 (IR) 回流焊接工藝。
1.2 應用領域
本LED適用於對緊湊尺寸和可靠性能有嚴格要求的各類電子設備。典型應用領域包括：
- 通信設備和辦公自動化設備。
- 家用電器同工業控制面板。
- 鍵盤同按鍵背光。
- 狀態同電源指示燈。
- 微型顯示器同符號照明。
- 信號燈。
2. 技術參數：深度客觀解讀
以下部分詳細解析了LED在標準測試條件 (Ta=25°C) 下的性能特徵。
2.1 絕對最大額定值
這些額定值定義了可能導致器件永久損壞的極限。不保證在此條件下工作。
- 功耗 (Pd)：藍/綠：最大76 mW；紅：最大50 mW。此參數對熱管理設計至關重要。
- 峰值正向電流 (IFP)：藍/綠：100 mA (1/10佔空比，0.1ms脈衝)；紅：80 mA。僅適用於脈衝工作模式。
- 直流正向電流 (IF)：所有顏色均為20 mA。這是建議的連續工作電流。
- 工作溫度範圍 (Topr)：-20°C 至 +80°C。
- 儲存溫度範圍 (Tstg)：-30°C 至 +100°C。
- 紅外焊接條件：可承受260°C峰值溫度10秒，適用於無鉛迴流工藝。
2.2 電氣與光學特性
測量條件：IF= 20 mA，Ta = 25°C，除非另有說明。
- 發光強度 (IV)：
- 藍：224 - 450 mcd (最小 - 最大)。
- 紅：400 - 750 mcd。
- 綠：1120 - 1900 mcd。
- 視角 (2θ1/2)：典型值130度。此寬視角是側發光封裝的典型特徵。
- 峰值發射波長 (λP)：典型值：藍：468 nm，紅：632 nm，綠：518 nm。
- 主波長 (λd)：
- 藍：465 - 475 nm。
- 紅：618 - 628 nm。
- 綠：520 - 530 nm。
- 光譜半寬 (Δλ)：典型值：藍：25 nm，紅：17 nm，綠：35 nm。這表示發射光的光譜純度。
- 正向電壓 (VF)：
- 藍/綠：2.55 - 3.30 V。
- 紅：1.90 - 2.50 V。
- 反向電流 (IR)：在 VR= 5V 時，最大10 μA。注意：此器件並非設計用於反向偏壓工作；此參數僅用於紅外測試目的。
3. 分檔系統說明
LED根據關鍵電氣和光學參數被分檔，以確保批量生產的一致性。這使得設計人員能夠選擇滿足特定應用對顏色和亮度均勻性要求的器件。
3.1 正向電壓 (VF) 分檔
條件：IF= 20 mA。每級容差為 ±0.1V。
- 蓝 & 綠：級別1：2.55-3.05V；級別2：3.05-3.30V。
- 紅：檔位1：1.90-2.20V；檔位2：2.20-2.50V。
3.2 發光強度 (IV) 分檔
條件：IF= 20 mA。每檔容差為 ±15%。
- 藍：S2 (224-280 mcd)，T1 (280-355 mcd)，T2 (355-450 mcd)。
- 紅：U1 (400-500 mcd)，U2 (500-600 mcd)，U3 (600-750 mcd)。
- 綠：W1 (1120-1380 mcd)，W2 (1380-1640 mcd)，W3 (1640-1900 mcd)。
4. 性能曲線分析
雖然規格書中引用了具體的圖形數據，但以下描述基於標準LED物理特性的典型關係。
4.1 電流-電壓 (I-V) 特性
正向電壓 (VF) 與正向電流 (IF呈對數關係。它隨電流增加而增加，但也具有溫度依賴性，通常隨結溫升高而降低。
4.2 發光強度-電流 (IV-IF)
在正常工作範圍內，發光強度大致與正向電流成正比。然而，在極高電流下，由於熱效應增加和半導體材料中的效率下降現象，效率可能會降低。
4.3 溫度依賴性
LED嘅性能受結溫 (Tj) 嘅顯著影響。通常，發光強度會隨住 Tj升高而降低。基於InGaN嘅LED (藍/綠) 嘅正向電壓 (VF) 通常會隨溫度升高而降低，而基於AlInGaP嘅LED (紅) 嘅降低幅度較細。適當嘅散熱器同電流管理對於維持穩定嘅光輸出同長期可靠性至關重要。
4.4 光譜分佈
發射光譜嘅特徵係峰值波長 (λP) 同光譜半寬 (Δλ)。主波長 (λd) 係人眼感知到嘅單一波長。光譜會隨住驅動電流同結溫嘅變化而發生輕微偏移。
5. 機械與封裝資料
5.1 封裝尺寸
LTST-S33GBEGK-SN採用側發光SOP (小外形封裝)。關鍵尺寸 (單位：毫米) 如下，一般公差為 ±0.1mm：封裝體長度約3.2mm，寬度約1.6mm，高度為0.6mm，屬於超薄元件。引腳分配為：引腳1：綠光陰極，引腳3：紅光陽極，引腳4：藍光陽極 (具體引腳功能請參考封裝圖確認)。
5.2 推薦PCB焊盤佈局與極性
提供了推薦的PCB焊盤圖形，以確保回流焊過程中形成良好的焊點並保持機械穩定性。該設計考慮了焊料圓角形成和防止立碑現象。PCB絲印上清晰的極性標記與LED的引腳1指示標記相對應，這對於防止錯誤安裝至關重要。
6. 焊接與組裝指南
6.1 紅外迴流焊條件 (無鉛工藝)
此器件適用於無鉛紅外迴流焊接。建議的溫度曲線包括預熱階段、保溫區、峰值溫度不超過260°C且持續10秒的迴流區，以及受控的冷卻階段。遵循此溫度曲線對於防止LED封裝和內部鍵合線受到熱損傷至關重要。
6.2 清洗
如焊接後需要清洗，應僅使用指定的溶劑。在室溫下將LED浸入乙醇或異丙醇中不超過一分鐘是可以接受的。使用未指定或腐蝕性強的化學清潔劑可能會損壞環氧樹脂透鏡和封裝材料，導致光輸出降低或過早失效。
6.3 儲存與操作
- ESD預防措施：LED對靜電放電 (ESD) 敏感。操作時應使用接地腕帶、防靜電墊和容器。所有設備必須妥善接地。
- 濕度敏感性：該封裝濕度敏感等級為MSL 3。當原裝防潮袋與乾燥劑一起密封時，應在≤30°C和≤90% RH條件下存儲，保質期為一年。一旦開封，元件應在≤30°C和≤60% RH條件下存儲，並應在一周內進行紅外回流焊接。對於開封後存儲超過一周的情況，在焊接前需要在60°C下烘烤至少20小時，以去除吸收的濕氣並防止回流焊過程中發生「爆米花」效應。
7. 包裝與訂購資訊
7.1 編帶與捲盤規格
LED以8mm寬度的壓紋載帶形式提供。載帶捲繞在標準的7英寸 (178mm) 直徑捲盤上。每卷包含3000片。載帶口袋用保護性頂蓋膠帶密封。包裝符合ANSI/EIA-481規範。對於少於整卷的數量，剩餘部分的最小包裝數量為500片。
8. 應用建議
8.1 設計考量
- 限流：務必使用串聯限流電阻或恆流驅動器將 IF設定到所需水平 (通常最大直流20mA)。電阻值計算公式為 R = (電源電壓 - VF) / IF.
- 熱管理：儘管功耗較低，仍需確保足夠的PCB銅箔面積或散熱過孔，特別是對於功耗額定值較低的紅色LED，以便將熱量從LED結傳導出去，維持性能和壽命。
- 光學設計：該封裝的側發光特性非常適合用於導光板側邊照明、從側面照亮符號或在PCB邊緣提供狀態指示。設計光導管或透鏡時，請考慮130度的視角。
8.2 典型應用電路
對於簡單的指示燈用途，每個顏色通道 (紅、綠、藍) 可以透過微控制器GPIO引腳配合合適的限流電阻獨立驅動。對於生成多色光或白光 (透過RGB混合)，建議採用更複雜的PWM (脈寬調制) 控制，以實現混色和調光，同時避免色度偏移。
9. 技術對比與差異化
該元件的主要差異化因素是其超薄0.6mm厚度和側發光特性與頂發光LED相比，這種封裝使得在垂直空間極其受限的情況下實現創新的工業設計成為可能，例如在超薄移動設備、可穿戴技術或面板後方。在一個緊湊的側發光封裝中集成三個獨立的高亮度芯片 (InGaN藍/綠，AlInGaP紅)，提供了通常僅用於單色側發光LED的封裝尺寸下的全彩解決方案。
10. 常見問題解答 (基於技術參數)
10.1 能否驅動LED超過20mA以獲得更高亮度？
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？
正向電壓係半導體材料帶隙嘅基本屬性。藍光同綠光LED使用帶隙較闊嘅InGaN材料，導致較高嘅 VF(典型值約3.0V)。紅光LED使用帶隙較窄嘅AlInGaP材料，導致較低嘅 VF(典型值約2.0V)。喺電路設計中必須考慮呢一點，特別係當從同一電壓軌驅動多種顏色時。
10.3 如何解讀分檔代碼？
分檔代碼 (例如，藍光強度T1，紅光強度U2，電壓檔位1) 在製造過程中用於根據測量性能對LED進行分類。對於需要顏色或亮度一致性的應用 (例如，多LED陣列、背光)，指定並使用相同分檔代碼的LED至關重要。請查閱第3.1和3.2節中的分檔代碼表，為您的設計選擇合適的性能範圍。
11. 實際應用案例
場景：超薄消費電子設備主板上的狀態指示燈。一位設計師正在開發一款主機板厚度限制為1.0mm的智能手錶。需要在主機板邊緣設置一個多色狀態指示燈 (例如，充電中=紅色，充滿=綠色，藍牙已連接=藍色)。LTST-S33GBEGK-SN是理想選擇。其0.6mm的高度符合機械空間要求。側發光特性允許光線直接耦合到通往設備邊框的小型導光管中，照亮一個小窗口。設計師將在PCB上為每個顏色通道放置三個獨立的驅動電路 (微控制器引腳 + 電阻)，遵循推薦的焊盤佈局。他們將指定相同 VF和 IV分檔的LED，以確保生產中的所有單元具有均勻的亮度和顏色表現。
12. 工作原理簡介
發光二極管 (LED) 係透過電致發光而發光嘅半導體器件。當喺p-n結上施加正向電壓時，電子同空穴會被注入到有源區，並喺嗰度複合。複合過程中所釋放嘅能量會以光子 (光) 嘅形式發射出來。發射光嘅顏色 (波長) 由有源區所用半導體材料嘅帶隙能量決定。LTST-S33GBEGK-SN喺一個環氧樹脂模塑封裝內集成咗三個由唔同半導體材料 (藍/綠光用InGaN，紅光用AlInGaP) 製成嘅p-n結，每個結都有獨立嘅電氣連接。
13. 技術發展趨勢
貼片LED嘅發展持續聚焦於以下幾個關鍵領域：效率提升 (lm/W)：外延生長同芯片設計嘅持續改進，使得單位電輸入功率能產生更多嘅光輸出。小型化：封裝變得更細更薄，以實現消費電子產品中更密集的集成和新的外形設計。顯色性與一致性改善：熒光粉技術 (用於白光LED) 的進步和更嚴格的分檔工藝，使得顏色產生更準確、更均勻。更高可靠性與壽命：增強嘅封裝材料同熱管理設計正喺度延長工作壽命，令LED適用於更苛刻嘅應用。本規格書所代表嘅側發光多芯片封裝，正係對空間受限設備中緊湊、集成照明解決方案需求嘅回應。
LED規格術語詳解
LED技術術語完整解釋
一、光電性能核心指標
| 術語 | 單位/表示 | 通俗解釋 | 點解重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦電能發出嘅光通量，越高越慳電。 | 直接決定燈具嘅能效等級同電費成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源發出嘅總光量，俗稱「亮度」。 | 決定盞燈夠唔夠光。 |
| 發光角度（Viewing Angle） | °（度），例如120° | 光強降至一半時嘅角度，決定光束嘅闊窄。 | 影響光照範圍同均勻度。 |
| 色溫（CCT） | K（開爾文），如2700K/6500K | 光嘅顏色冷暖，數值低偏黃/暖，數值高偏白/冷。 | 決定照明氛圍同適用場景。 |
| 顯色指數（CRI / Ra） | 無單位，0–100 | 光源還原物體真實顏色的能力，Ra≥80為佳。 | 影響色彩真實性，適用於商場、美術館等高要求場所。 |
| 色容差（SDCM） | 麥克亞當橢圓步數，如"5-step" | 顏色一致性嘅量化指標，步數越細顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色無差異。 |
| 主波長（Dominant Wavelength） | nm（納米），如620nm（紅） | 彩色LED顏色對應的波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED嘅色相。 |
| 光譜分佈（Spectral Distribution） | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出的光在各波長的強度分佈。 | 影響顯色性與顏色品質。 |
二、電氣參數
| 術語 | 符號 | 通俗解釋 | 設計注意事項 |
|---|---|---|---|
| 正向電壓（Forward Voltage） | Vf | LED點亮所需嘅最低電壓，類似「啟動門檻」。 | 驅動電源電壓需≥Vf，多個LED串聯時電壓累加。 |
| 正向電流（Forward Current） | If | 令LED正常發光嘅電流值。 | 通常採用恆流驅動，電流決定亮度同壽命。 |
| 最大脈衝電流（Pulse Current） | Ifp | 短時間內可承受嘅峰值電流，用於調光或閃光。 | 脈衝寬度與佔空比需嚴格控制，否則會過熱損壞。 |
| 反向電壓（Reverse Voltage） | Vr | LED能夠承受嘅最大反向電壓，超過就可能擊穿。 | 電路中需要防止反接或者電壓衝擊。 |
| 熱阻（Thermal Resistance） | Rth（°C/W） | 熱量從芯片傳到焊點的阻力，數值越低散熱越好。 | 高熱阻需要更強嘅散熱設計，否則結溫會升高。 |
| 靜電放電耐受（ESD Immunity） | V（HBM），如1000V | 抗靜電打擊能力，數值越高越不易被靜電損壞。 | 生產中需做好防靜電措施，尤其高靈敏度LED。 |
三、熱管理與可靠性
| 術語 | 關鍵指標 | 通俗解釋 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 結溫（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（小時） | 亮度降至初始值70%或80%所需時間。 | 直接定義LED嘅「使用壽命」。 |
| 流明維持率（Lumen Maintenance） | %（如70%） | 使用一段時間後剩餘亮度嘅百分比。 | 表徵長期使用後嘅亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色的變化程度。 | 影響照明場景嘅顏色一致性。 |
| 熱老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因長期高溫導致的封裝材料劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色變化或開路失效。 |
四、封裝與材料
| 術語 | 常見類型 | 通俗解釋 | 特點與應用 |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保護晶片並提供光學、熱學介面的外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低；陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 芯片結構 | 正裝、倒裝（Flip Chip） | 芯片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高，適用於高功率。 |
| 熒光粉塗層 | YAG、硅酸盐、氮化物 | 覆蓋喺藍光芯片上，部分轉化為黃/紅光，混合成白光。 | 唔同熒光粉會影響光效、色溫同顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面嘅光學結構，控制光線分佈。 | 決定發光角度同配光曲線。 |
五、質量控制與分檔
| 術語 | 分級內容 | 通俗解釋 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分級 | 代碼如 2G、2H | 按亮度高低分組，每組有最小/最大流明值。 | 確保同一批產品亮度一致。 |
| 電壓分檔 | 代碼如 6W、6X | 按正向電壓範圍分組。 | 便於驅動電源匹配，提升系統效率。 |
| 色區分檔 | 5-step MacAdam橢圓 | 按顏色坐標分組，確保顏色落在極小範圍內。 | 保證顏色一致性，避免同一燈具內顏色不均。 |
| 色溫分檔 | 2700K、3000K等 | 按色溫分組，每組有對應的座標範圍。 | 滿足唔同場景嘅色溫需求。 |
六、測試與認證
| 術語 | 標準/測試 | 通俗解釋 | 意義 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明維持測試 | 喺恆溫條件下長期點亮，記錄亮度衰減數據。 | 用於推算LED壽命（結合TM-21）。 |
| TM-21 | 壽命推演標準 | 根據LM-80數據推算實際使用條件下的壽命。 | 提供科學的壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認嘅測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質（如鉛、汞）。 | 進入國際市場的准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能源效益認證 | 針對照明產品嘅能源效益與性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目，提升市場競爭力。 |