LTST-S220KEKT SMD LED 規格書 - 側發光 - 紅色 (AlInGaP) - 20mA - 50mcd - 粵語技術文件

1. 產品概覽

LTST-S220KEKT 係一款表面貼裝器件（SMD）發光二極管（LED），主要設計用於側向發光嘅照明應用。佢嘅核心結構採用咗磷化鋁銦鎵（AlInGaP）半導體晶片，專門設計用於產生高強度紅光。呢個元件嘅主要設計意圖同埋關鍵市場，係作為液晶顯示屏（LCD）嘅背光光源，用喺需要均勻邊緣照明嘅地方。

呢個元件採用符合標準 EIA 格式嘅封裝，以 8mm 載帶包裝，捲喺直徑 7 吋嘅捲盤上。呢種包裝完全兼容現代電子製造中常用嘅高速自動貼片組裝設備。呢款 LED 亦都兼容標準紅外線（IR）回流焊、氣相回流焊同埋波峰焊工藝，適合大批量生產。

1.1 核心優勢

• 專用光學設計：側發光透鏡設計經過優化，可以將光線導向側面，非常適合將光線導入 LCD 背光模組（BLU）中使用嘅導光板。
• 高亮度：採用 AlInGaP 技術，可以喺細小嘅晶片面積上提供高發光強度。
• 製造準備就緒：載帶捲盤包裝同埋回流焊工藝兼容性，能夠實現高效、自動化組裝，減少生產時間同埋成本。
• 可靠性：呢款器件嘅額定工作溫度範圍係 -55°C 至 +85°C，支援各種環境下嘅應用。

2. 深入技術參數分析

除非另有說明，所有規格都係喺環境溫度（Ta）為 25°C 時定義嘅。理解呢啲參數對於可靠嘅電路設計同埋確保長期性能至關重要。

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗器件可能受到永久損壞嘅應力極限。喺呢啲極限下或接近極限操作並唔保證可靠，為咗可靠運作應該避免。

• 功耗（Pd）：75 mW。呢個係器件內部允許嘅最大功率損耗。
• 連續正向電流（IF）：30 mA。可以連續施加嘅直流電流。
• 峰值正向電流：80 mA。只允許喺脈衝條件下（1/10 佔空比，0.1ms 脈衝寬度）使用。
• 降額因子：0.4 mA/°C。對於高於 25°C 嘅每一攝氏度，最大允許連續正向電流必須按此值減少。
• 反向電壓（VR）：5 V。喺反向偏壓下超過呢個電壓可能會導致結擊穿。
• 工作及儲存溫度範圍：-55°C 至 +85°C。

2.2 電氣及光學特性

呢啲係正常操作條件下嘅典型性能參數。

• 發光強度（Iv）：30.0 mcd（最小值），50.0 mcd（典型值），喺正向電流（IF）為 20 mA 時測量。強度係使用經過濾波以匹配 CIE 明視覺響應曲線嘅傳感器測量嘅。
• 視角（2θ½）：130 度（典型值）。呢個寬視角係側發光設計嘅特點，表示光線喺一個寬闊嘅側向平面上發射。
• 峰值發射波長（λPeak）：632 nm（典型值）。光譜輸出最強嘅波長。
• 主波長（λd）：624 nm（典型值）。呢個係人眼感知到嘅單一波長，源自 CIE 色度座標，定義咗紅色嘅色點。
• 譜線半寬度（Δλ）：20 nm（典型值）。發射光譜喺峰值強度一半處嘅帶寬，表示顏色純度。
• 正向電壓（VF）：2.0 V（最小值），2.4 V（典型值），喺 IF=20mA 時。呢個參數對於計算串聯電阻值同埋電源設計至關重要。
• 反向電流（IR）：100 µA（最大值），喺 VR=5V 時。
• 電容（C）：40 pF（典型值），喺 VF=0V，f=1MHz 時。與高頻開關應用相關。

3. 性能曲線分析

雖然文本摘錄中冇提供具體嘅圖形數據，但呢類器件嘅典型曲線對於設計分析係必不可少嘅。工程師會期望審查以下關係，呢啲係 LED 特性分析嘅標準：

3.1 電流與電壓（I-V）曲線

呢條曲線顯示咗正向電壓同埋電流之間嘅指數關係。AlInGaP LED 嘅膝點電壓（電流開始急劇上升嘅位置）通常喺 1.8-2.0V 左右。呢條曲線對於確定 LED 嘅動態電阻同埋設計適當嘅限流電路至關重要。

3.2 發光強度與正向電流關係

呢個圖表通常顯示喺建議操作範圍內，正向電流同埋光輸出之間近乎線性嘅關係。佢幫助設計師選擇驅動電流，以達到所需嘅亮度水平，同時保持喺熱極限之內。

3.3 溫度依賴性

關鍵參數如正向電壓同埋發光強度會隨結溫變化。VF 通常隨溫度升高而降低（負溫度係數），而發光強度一般會降低。理解呢啲變化對於喺寬溫度範圍或高功率水平下操作嘅設計至關重要。

3.4 光譜分佈

相對強度與波長嘅圖表會顯示峰值大約喺 632nm，典型半寬度為 20nm，證實咗 AlInGaP 晶片嘅單色紅光輸出。

4. 機械及封裝資訊

4.1 器件尺寸

呢款 LED 符合標準 EIA 封裝外形。關鍵尺寸包括本體長度、寬度、高度，以及陰極標識（通常係載帶上嘅凹口或綠色標記）嘅位置。確切嘅毫米尺寸同埋公差（±0.1mm）喺規格書內嘅封裝圖中提供。

4.2 極性識別

必須正確安裝方向。陰極通常喺器件本體上標記，或者由載帶袋中嘅特定特徵指示。方向錯誤會導致 LED 唔發光，施加反向偏壓可能會損壞佢。

4.3 建議焊接焊盤佈局

提供咗 PCB 焊盤嘅推薦佔位面積，以確保回流焊期間形成正確嘅焊點、機械穩定性同埋散熱。遵循呢個佈局可以最大限度地減少墓碑效應同埋其他組裝缺陷。

4.4 載帶及捲盤規格

呢個元件以帶有保護蓋帶嘅壓紋載帶形式供應。關鍵規格包括：8mm 載帶寬度，7 吋捲盤直徑，每捲 4000 件。包裝遵循 ANSI/EIA 481-1-A-1994 標準。每捲最多允許連續兩個缺失元件（空袋）。

5. 焊接及組裝指引

5.1 回流焊條件

呢款 LED 適用於常見嘅焊接工藝。規格書指定咗最大暴露條件，以防止對塑料封裝同埋焊線造成熱損壞：

• 紅外線（IR）/ 波峰焊：峰值溫度 260°C，最多 5 秒。
• 氣相焊：215°C，最多 3 分鐘。

通常會建議一個詳細嘅回流焊曲線（預熱、保溫、回流、冷卻），包含時間同埋溫度限制，以確保可靠嘅焊點，同時唔會降低 LED 性能。

5.2 清洗

焊後清洗需要小心。只應使用指定嘅化學品。規格書明確建議：

• 喺正常室溫下浸入乙醇或異丙醇中。
• 浸泡時間應少於一分鐘。
• 必須避免使用未指定嘅化學液體，因為佢哋可能會損壞 LED 嘅環氧樹脂透鏡或封裝。

5.3 儲存及處理

器件應儲存喺其原始、密封嘅防潮袋中，袋內放有乾燥劑，並置於受控環境中（喺 -55°C 至 +85°C 範圍內）。焊接前暴露喺過度濕度下可能會導致回流焊期間出現 "爆米花" 現象。處理期間應遵守標準嘅 ESD（靜電放電）預防措施。

6. 應用說明及設計考慮

6.1 主要應用：LCD 背光

側發光設計非常適合側入式背光模組。多個 LED 沿住導光板（LGP）嘅一個或多個邊緣放置。LED 發出嘅光線被注入 LGP 嘅邊緣，通過全內反射傳播，並通過印刷或成型嘅表面特徵向上提取到 LCD 面板，形成均勻嘅面光源。

6.2 驅動電路設計

LED 係電流驅動器件。串聯限流電阻係最簡單嘅驅動方法。電阻值（R）使用歐姆定律計算：R = (Vcc - VF) / IF，其中 Vcc 係電源電壓，VF 係 LED 正向電壓（為咗可靠性，使用典型值或最大值），IF 係所需嘅正向電流（例如 20mA）。對於多個 LED 之間或變化溫度下嘅恆定亮度，建議使用恆流驅動電路。

6.3 熱管理

雖然功耗低（最大 75mW），但有效嘅熱管理對於使用壽命同埋穩定嘅光輸出至關重要。PCB 充當散熱器。確保有足夠嘅銅面積連接到 LED 嘅散熱焊盤（如果有）或焊接焊盤，以將熱量從結點導走。喺環境溫度高於 25°C 時，遵循電流降額曲線。

6.4 光學集成

對於背光應用，LED 發光面同埋導光板邊緣之間嘅精確機械對齊同埋距離對於最大化耦合效率同埋最小化光學損耗至關重要。130 度嘅寬視角有助於呢種耦合。

7. 技術比較及差異化

與其他用於紅光發射嘅 LED 技術相比：

• 對比傳統 GaAsP：AlInGaP 提供顯著更高嘅發光效率同埋更好嘅溫度穩定性，從而產生更明亮、更一致嘅紅光。
• 對比 AllnGaP 頂視 LED：關鍵區別在於光束模式。呢款側發光變體發射嘅光線平行於 PCB 平面，而標準 LED 則垂直發射。呢個特點令佢唔適合直接指示，但對於邊緣照明係最佳選擇。
• 對比用於背光嘅白光 LED：像呢款咁樣嘅單色紅光 LED，通常用於多色（RGB）背光系統以創造寬色域，或者用於需要特定紅光照明嘅單色顯示器。

8. 常見問題（FAQ）

8.1 我可以直接用 5V 或 3.3V 邏輯輸出來驅動呢款 LED 嗎？

唔可以。你必須使用串聯電阻或恆流驅動器來將電流限制喺指定嘅最大值（30mA 連續）。將佢直接連接到電壓源會導致過大電流，可能會損壞 LED。

8.2 峰值波長同埋主波長有咩區別？

峰值波長（λPeak）係光譜功率最高嘅物理波長。主波長（λd）係一個源自色彩科學（CIE 圖）嘅感知指標，代表人眼會感知為匹配 LED 顏色嘅單一波長。對於單色 LED，佢哋通常接近但並唔完全相同。

8.3 我可以串聯幾多個 LED？

數量取決於你嘅電源電壓（Vcc）同埋每個 LED 嘅正向電壓（VF）。串聯電路中所有 LED 嘅 VF 總和必須小於 Vcc，並為限流元件（電阻或穩壓器）留出足夠嘅餘量。例如，使用 12V 電源同埋 VF=2.4V，理論上你可以串聯 4 個 LED（4 * 2.4V = 9.6V），為限流電阻留出 2.4V。

8.4 呢款 LED 適合汽車應用嗎？

工作溫度範圍（-55°C 至 +85°C）涵蓋咗許多汽車要求。然而，真正嘅汽車級元件通常需要額外嘅認證，以滿足惡劣條件下嘅振動、濕度同埋延長使用壽命要求。呢份規格書並冇指定 AEC-Q101 或類似嘅汽車資格認證，因此未經進一步驗證，可能唔適合用於安全關鍵或外部汽車照明。

9. 實用設計案例研究

場景：為一個需要側向照明小型亞克力光導管嘅便攜式設備設計一個簡單嘅狀態指示器。

實施：LTST-S220KEKT 係一個絕佳選擇。佢被放置喺主 PCB 上，其發光面對齊亞克力光導管嘅邊緣。為 3.3V 系統計算串聯電阻：R = (3.3V - 2.4V) / 0.020A = 45 歐姆。選擇一個標準嘅 47 歐姆電阻，結果正向電流約為 19.1mA，完全喺限制範圍內。寬視角確保咗高效耦合到光導管中，喺設備外殼上指示器嘅出口點提供明亮、均勻嘅紅光。

10. 技術原理介紹

LTST-S220KEKT 基於磷化鋁銦鎵（AlInGaP）半導體技術。當正向電壓施加喺 p-n 結兩端時，電子同埋空穴被注入到有源區，並喺嗰度複合。喺 AlInGaP 中，呢個複合事件主要釋放能量，以光子（光）嘅形式，處於紅色到黃橙色光譜，具體取決於確切嘅合金成分。側發光封裝包含一個成型嘅環氧樹脂透鏡，其形狀設計用於折射同埋引導發射嘅光線側向射出，平行於安裝平面，而唔係向上。呢個係通過特定嘅透鏡曲率同埋半導體晶片喺封裝內嘅定位來實現嘅。

11. 行業趨勢及發展

側發光 LED 嘅市場持續演變。主要趨勢包括：

• 效率提升：持續嘅材料科學改進旨在提高 AlInGaP 同埋其他顏色 LED 嘅每瓦流明數（光效），降低背光模組嘅功耗。
• 小型化：不斷推動更小嘅封裝尺寸（例如 0603、0402 公制），以實現更薄嘅顯示器同埋更緊湊嘅設備。
• 集成化解決方案：趨勢趨向於多 LED 模組或 "光條"，佢哋將多種顏色（RGB）或白光 LED 與驅動器同埋光學器件結合喺一個預組裝單元中，簡化背光設計同埋組裝。
• 替代技術：對於白光背光，帶有熒光粉轉換嘅藍光 LED 仍然佔主導地位。然而，對於彩色顯示器，直接發射嘅紅、綠、藍（RGB）LED 或迷你/微型 LED 陣列因其卓越嘅色域同埋高端顯示器中嘅局部調光能力而越來越受歡迎。