側視SMD LED LTST-S110TGKT 規格書 - 封裝尺寸 - 正向電壓3.2V - 發光強度最高450mcd - 綠色530nm - 技術文件

1. 產品概覽

呢份文件提供側視表面貼裝器件（SMD）LED嘅全面技術規格。呢個元件專為需要從緊湊、側向發光封裝中獲得寬視角同高亮度嘅應用而設計。佢採用InGaN（氮化銦鎵）半導體晶片產生綠光，喺效率同性能之間取得平衡，適合現代電子組裝。

LED以8毫米載帶包裝，捲喺直徑7英寸嘅捲盤上，完全兼容大批量生產中使用嘅高速自動貼片設備。其設計遵循EIA（電子工業聯盟）標準包裝，確保行業內廣泛兼容性。

2. 技術參數深入分析

2.1 絕對最大額定值

絕對最大額定值定義咗器件可能發生永久損壞嘅應力極限。呢啲數值喺環境溫度（Ta）25°C下指定，任何操作條件下都唔應該超過。

• 功耗（Pd）：76 mW。呢個係LED封裝喺唔超過其熱極限嘅情況下，可以作為熱量散發嘅最大功率。
• 峰值正向電流（IFP）：100 mA。呢個係最大允許瞬時正向電流，通常喺脈衝條件下指定（1/10佔空比，0.1ms脈衝寬度），以防止晶片過熱。
• 直流正向電流（IF）：20 mA。呢個係建議嘅最大連續正向電流，以確保長期可靠運作。
• 操作溫度範圍：-20°C 至 +80°C。保證器件喺呢個環境溫度範圍內正常運作。
• 儲存溫度範圍：-30°C 至 +100°C。器件喺呢啲極限內儲存唔會退化。
• 紅外回流焊接條件：峰值溫度260°C，最多10秒。呢個定義咗無鉛（Pb-free）焊接組裝過程嘅溫度曲線容差。

2.2 電氣及光學特性

典型操作特性喺Ta=25°C、正向電流（IF）20 mA下測量，除非另有說明。呢啲參數定義咗正常使用下嘅預期性能。

• 發光強度（Iv）：範圍從最小71.0 mcd到最大450.0 mcd。強度使用匹配CIE明視覺（人眼）響應曲線嘅濾光傳感器測量。特定單元嘅實際值取決於其分級代碼（見第3節）。
• 視角（2θ1/2）：130度。呢個係發光強度下降到中心軸（0°）值一半時嘅全角。130°嘅寬視角令呢款LED適合背光同指示燈應用，呢啲應用需要從側面都睇到光。
• 峰值發射波長（λP）：530 nm。呢個係LED光譜功率輸出達到最大值嘅波長。
• 主波長（λd）：525 nm。呢個係從CIE色度圖得出，代表最能描述發出光嘅感知顏色嘅單一波長。相比峰值波長，佢係顏色更準確嘅表示。
• 譜線半寬度（Δλ）：35 nm。呢個參數表示發出光嘅光譜純度或帶寬，以發射光譜嘅半高全寬（FWHM）測量。
• 正向電壓（VF）：典型值3.20 V，喺IF=20mA時範圍從2.80 V（最小）到3.60 V（最大）。呢個係LED運作時嘅壓降。
• 反向電流（IR）：施加5V反向電壓（VR）時為10 μA（最大）。必須注意，呢款LED唔係為反向偏壓操作而設計；呢個測試條件僅用於漏電流表徵。

3. 分級系統說明

為確保批量生產嘅一致性，LED根據關鍵參數分為性能級別。咁樣設計師就可以選擇符合顏色、亮度同電壓特定要求嘅部件。

3.1 正向電壓分級

單元根據其喺20mA時嘅正向電壓（VF）分類。每個級別內嘅容差為 +/-0.1V。

• 級別 D7：VF = 2.80V - 3.00V
• 級別 D8：VF = 3.00V - 3.20V
• 級別 D9：VF = 3.20V - 3.40V
• 級別 D10：VF = 3.40V - 3.60V

3.2 發光強度分級

單元根據其喺20mA時嘅發光強度（Iv）分類。每個級別內嘅容差為 +/-15%。

• 級別 Q：Iv = 71.0 mcd - 112.0 mcd
• 級別 R：Iv = 112.0 mcd - 180.0 mcd
• 級別 S：Iv = 180.0 mcd - 280.0 mcd
• 級別 T：Iv = 280.0 mcd - 450.0 mcd

3.3 主波長分級

單元根據其喺20mA時嘅主波長（λd）分類。每個級別內嘅容差為 +/-1nm，確保嚴格嘅顏色一致性。

• 級別 AP：λd = 520.0 nm - 525.0 nm
• 級別 AQ：λd = 525.0 nm - 530.0 nm
• 級別 AR：λd = 530.0 nm - 535.0 nm

從特定級別中選擇，可以喺多LED應用（例如顯示器或背光陣列）中實現精確嘅顏色匹配同亮度均勻性。

4. 性能曲線分析

雖然規格書中引用咗特定圖形曲線（例如圖1光譜分佈，圖5視角），但呢度分析佢哋嘅典型含義。呢啲曲線對於理解器件喺唔同條件下嘅行為至關重要。

正向電流 vs. 發光強度（I-Iv曲線）：LED嘅發光強度同正向電流成正比，通常喺建議操作範圍內遵循接近線性嘅關係。超過最大直流電流唔單止會非線性地增加亮度，仲會產生過多熱量，可能縮短壽命同改變主波長。

正向電流 vs. 正向電壓（I-V曲線）：LED嘅I-V特性係指數性嘅。如果唔係由驅動電路或串聯電阻適當限流，電壓稍微超過典型正向電壓（例如3.2V）會導致電流大幅、可能具破壞性嘅增加。

溫度依賴性：LED性能對溫度敏感。隨著結溫升高：

• 發光強度降低。更高溫度導致內部量子效率降低，令相同驅動電流下光輸出減少。
• 正向電壓降低。半導體嘅帶隙隨溫度略微變窄，降低咗達到給定電流所需嘅電壓。
• 主波長偏移。通常，對於基於InGaN嘅綠色LED，波長可能隨溫度升高而略微向長波長方向偏移（紅移），影響顏色感知。

呢啲因素強調咗PCB設計中適當熱管理嘅重要性。

5. 機械及包裝資料

5.1 封裝尺寸

LED採用側視SMD封裝。所有關鍵尺寸，包括本體長度、寬度、高度同引腳位置，都喺規格書圖紙中提供，一般公差為±0.10 mm（0.004"）。呢種精度確保自動化機器可靠放置同焊接。

5.2 焊接焊盤佈局及極性

規格書包含建議嘅PCB佈局焊接焊盤圖形。遵循呢啲建議對於實現可靠焊點同正確對齊至關重要。元件有極性標記（通常係封裝本體上嘅陰極指示器）。組裝時必須觀察正確方向，因為施加反向電壓會立即損壞LED。

5.3 帶裝及捲盤規格

器件以壓紋載帶供應，帶有保護蓋帶，捲喺直徑7英寸（178 mm）嘅捲盤上。標準捲盤數量為3000件。關鍵帶裝規格包括袋距、帶寬同捲盤尺寸，設計符合ANSI/EIA-481-1-A自動處理設備標準。

6. 焊接及組裝指引

6.1 回流焊接溫度曲線

提供咗無鉛（Pb-free）焊接過程嘅建議紅外（IR）回流溫度曲線。關鍵參數包括：

• 預熱區：150°C 至 200°C，最大預熱時間120秒，逐漸加熱電路板同元件，激活助焊劑並最小化熱衝擊。
• 峰值溫度：最高260°C。元件唔可以暴露喺超過呢個極限嘅溫度下。
• 液相線以上時間（TAL）：焊料熔化嘅時間對於焊點形成至關重要。溫度曲線建議峰值溫度下最多10秒，並且回流焊接唔應該進行超過兩次。

呢個溫度曲線基於JEDEC標準，作為通用目標；最終溫度曲線應針對特定PCB設計、焊膏同爐特性進行驗證。

6.2 手動焊接

如果需要手動焊接，必須極度小心：

• 烙鐵溫度：最高300°C。
• 焊接時間：每個焊點最多3秒。
• 頻率：應該只進行一次，以避免對塑料封裝同內部鍵合線造成熱應力。

6.3 清潔

如果需要焊後清潔，只應使用指定溶劑，以避免損壞LED嘅塑料透鏡同封裝。推薦嘅清潔劑係酒精類，例如乙醇或異丙醇（IPA）。LED應喺正常室溫下浸泡少於一分鐘。必須避免使用刺激性或未指定嘅化學清潔劑。

6.4 靜電放電（ESD）預防措施

LED對靜電放電（ESD）同電湧敏感。必須採取處理預防措施：

• 處理器件時使用接地手腕帶或防靜電手套。
• 確保所有工作站、設備同工具正確接地。
• 喺ESD防護包裝中儲存同運輸元件。

7. 儲存及處理條件

適當儲存對於保持可焊性同器件可靠性至關重要，尤其對於濕氣敏感嘅SMD封裝。

• 密封包裝：LED喺其原始、未打開嘅防潮袋（帶乾燥劑）中，應儲存喺≤30°C同≤90%相對濕度（RH）下。呢啲條件下嘅建議儲存期限為一年。
• 已打開包裝：一旦防潮袋打開，儲存環境唔應該超過30°C同60% RH。強烈建議喺打開後一星期內完成IR回流焊接過程。
• 延長儲存（已打開）：對於超過一星期嘅儲存，元件應放入帶新鮮乾燥劑嘅密封容器中，或放入氮氣吹掃嘅乾燥器中。
• 烘烤：如果元件暴露喺環境條件下超過一星期，建議喺焊接前進行烘烤過程（約60°C至少20小時），以去除吸收嘅濕氣並防止回流期間爆米花現象（封裝開裂）。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

側向發光特性同寬視角令呢款LED成為幾種應用嘅理想選擇：

• 垂直面板上嘅狀態指示燈：非常適合PCB垂直安裝喺用戶視線嘅設備，例如網絡硬件、音頻混音器或工業控制面板。
• 側光式背光：可以用於從側面照亮小型顯示器、鍵盤或裝飾面板中嘅導光板，產生均勻嘅光暈。
• 消費電子產品：智能手機、平板電腦、筆記本電腦、遊戲機同家用電器中嘅指示燈。
• 汽車內飾照明：用於非關鍵嘅內部狀態燈，前提係滿足操作溫度同可靠性要求。

8.2 設計考慮因素

• 限流：始終使用恆流源或串聯限流電阻驅動LED。電阻值可以使用公式計算：R = (Vsupply - VF) / IF，其中VF係規格書中嘅典型或最大正向電壓，以確保所有條件下安全操作。
• 熱管理：雖然功耗低（76 mW），但確保PCB上焊盤周圍有足夠嘅銅面積有助於散熱，保持LED性能同壽命，尤其喺高環境溫度或密閉空間中。
• 光學設計：設計光管、透鏡或擴散器時考慮130°視角，以有效捕捉同引導發出嘅光。
• ESD保護：喺容易發生ESD事件嘅應用中，考慮喺LED驅動線路上添加瞬態電壓抑制（TVS）二極管或其他保護電路。

9. 技術比較及差異

同標準頂部發光SMD LED相比，呢款側視變體喺頂部表面電路板空間有限或需要水平導光嘅應用中提供明顯優勢。其主要差異包括：

• 發光方向：主要光輸出來自封裝側面，唔係頂部。
• 寬視角：130°視角通常比許多頂部發光LED更寬，提供更廣嘅可見範圍。
• 兼容性：保持同標準SMD組裝過程（回流焊接、貼片）完全兼容，唔似某啲需要手動組裝嘅專用側向發光器。
• InGaN技術：使用InGaN產生綠光，相比舊技術（如用於某啲綠色波長嘅AlInGaP），提供更高效率同更好性能穩定性。

10. 常見問題（FAQ）

10.1 峰值波長同主波長有咩分別？

峰值波長（λP）係LED發出最多光功率嘅單一波長。主波長（λd）係從CIE顏色坐標計算得出，代表感知顏色。對於像呢款綠色嘅單色LED，佢哋通常接近，但λd係以人為本應用中顏色規格更相關嘅參數。

10.2 我可唔可以唔用限流電阻驅動呢粒LED？

No.LED嘅正向電壓具有負溫度係數，並且每個單元都唔同（如分級所示）。將佢直接連接到電壓源，即使係匹配其典型VF嘅電源，都會導致不受控制嘅電流流動，很可能超過絕對最大額定值並立即損壞器件。串聯電阻或恆流驅動器係必須嘅。

10.3 點解要有分級系統？我應該揀邊個級別？

分級系統考慮咗半導體製造中嘅自然變化。佢允許你選擇符合你特定需求嘅部件：

• 選擇特定主波長級別（AP, AQ, AR）用於顯示器中多個LED之間嚴格嘅顏色一致性。
• 選擇更高發光強度級別（S, T）如果最大亮度係優先考慮。
• 選擇特定正向電壓級別（D7-D10）如果設計用於非常精確嘅電源電壓餘量。

對於大多數一般應用，指定一個範圍（例如顏色用級別AQ，強度用級別R或S）已經足夠且符合成本效益。

10.4 點樣理解260°C 10秒嘅焊接條件？

呢個意思係喺回流焊接過程中，喺LED引腳或封裝本體測量到嘅溫度唔應該超過260°C。此外，溫度處於或接近呢個峰值（通常喺峰值5-10°C內）嘅持續時間唔應該超過10秒。超過呢啲極限會損壞塑料封裝、內部晶片粘接或鍵合線。

11. 實用設計案例分析

場景：為便攜式醫療設備設計狀態指示燈。PCB垂直安裝喺纖薄外殼內。指示燈必須從寬角度清晰可見，並顯示一致嘅綠色。

實施：

1. 元件選擇：選擇呢款側視LED。為確保顏色一致性，設計指定級別AQ（525-530nm主波長）。為咗足夠亮度，選擇級別S（180-280 mcd）。
2. 電路設計：設備由5V系統電源供電。為安全起見，使用規格書中嘅最大VF計算串聯電阻：R = (5V - 3.6V) / 0.020A = 70歐姆。選擇最接近嘅標準值68歐姆，導致電流約為(5V - 3.2V)/68Ω ≈ 26.5mA，略高於典型20mA，但仍喺絕對最大直流電流額定值內。可以添加小信號MOSFET用於微控制器控制。
3. PCB佈局：使用規格書中建議嘅焊接焊盤佈局。喺陰極同陽極焊盤添加額外嘅散熱銅澆注，以幫助散熱，同時唔令手動返工變得困難。
4. 光學集成：設計一個簡單嘅注塑塑料光管，將側向發出嘅光引導到設備前面板上嘅小孔。LED嘅130°視角確保有效耦合到光管中。
5. 組裝：LED喺使用前一直保持喺密封袋中。組裝好嘅PCB使用經過驗證嘅溫度曲線進行回流焊接，該曲線保持喺260°C 10秒嘅限制內。

呢種方法產生一個可靠、一致且明亮嘅狀態指示燈，適合該應用。

12. 技術原理介紹

呢款LED基於InGaN（氮化銦鎵）半導體技術。核心原理係電致發光。當正向電壓施加喺半導體嘅p-n結兩端時，來自n型區域嘅電子同來自p型區域嘅空穴被注入到有源區域（量子阱）。喺嗰度，電子同空穴復合，以光子（光）嘅形式釋放能量。發出光嘅特定波長（顏色）由半導體材料嘅帶隙能量決定，而帶隙能量又由InGaN合金嘅精確成分（銦同鎵嘅比例）控制。更高嘅銦含量通常將發射移向更長波長（例如綠色，而非藍色）。側視封裝係通過將半導體晶片側向安裝喺引線框架腔體內實現，使其主要發光面通過注塑塑料透鏡嘅側面向外，而唔係向上。

13. 行業趨勢及發展

SMD LED市場繼續演變，有幾個明顯趨勢：

• 效率提高（lm/W）：持續嘅材料科學同晶片設計改進，令每單位電功率產生更多光輸出，減少能耗同熱負荷。
• 微型化：封裝繼續縮小（例如從0603到0402到0201公制尺寸），同時保持或改善光學性能，實現更密集同更緊湊嘅電子設計。
• 改善顏色一致性及分級：外延生長同製造控制嘅進步導致參數分佈更緊密，減少廣泛分級嘅需要並提高良率。
• 更高可靠性及壽命：封裝材料（例如高溫塑料、堅固晶片粘接）同晶片技術嘅增強延長操作壽命，令LED適合更苛刻嘅汽車、工業同醫療應用。
• 集成解決方案：內置驅動器（恆流IC）、保護功能（ESD、電湧）甚至用於可尋址RGB應用（例如WS2812型LED）嘅微控制器嘅LED增長。

雖然呢份特定規格書代表一個成熟可靠嘅產品，但新一代產品可能會反映呢啲趨勢，具有更好性能指標同可能更細小嘅外形尺寸。