LTST-S220KSKT 黃色 SMD LED 規格書 - EIA 封裝 - 電壓 2.4V - 功率 75mW - 粵語技術文件

1. 產品概覽

LTST-S220KSKT 係一款為現代電子組裝工藝而設計嘅表面貼裝器件（SMD）發光二極管（LED）。佢屬於側發光晶片LED系列，即係話佢主要嘅光線係平行於印刷電路板（PCB）嘅安裝平面射出。呢種方向對於需要邊緣照明或者從設備側面睇到狀態指示燈嘅應用特別有用。呢款LED採用磷化鋁銦鎵（AlInGaP）半導體材料，呢種材料以喺黃色至紅色光譜範圍內產生高效率光線而聞名。器件封裝喺一個水清透鏡入面，唔會擴散光線，從而產生更集中同更強嘅光束，適合指示用途。

呢個元件嘅核心優勢包括符合RoHS（有害物質限制）指令，令佢適合有嚴格環保法規嘅全球市場。佢採用鍍錫引腳，以提高可焊性同耐腐蝕性。封裝根據EIA（電子工業聯盟）規格標準化，確保與大批量生產中使用嘅各種自動貼片設備兼容。此外，佢設計成可以承受紅外線（IR）迴流焊接過程，呢個係表面貼裝技術中組裝無鉛（Pb-free）焊點嘅標準。

呢款LED嘅目標市場包括消費電子產品、工業控制面板、汽車內飾照明、儀器儀表，以及任何需要可靠、明亮、黃色狀態指示燈，並且可以使用自動化裝配線集成嘅應用。

2. 技術參數深度客觀解讀

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應力極限。喺呢啲極限下或超過呢啲極限嘅操作唔保證。絕對最大額定值係喺環境溫度（Ta）為25°C時指定嘅。

• 功耗（Pd）：75 mW。呢個係LED封裝可以作為熱量散發而唔會降低其性能或壽命嘅最大功率。超過呢個限制有熱損壞嘅風險。
• 峰值正向電流（IFP）：80 mA。呢個係最大允許嘅瞬時正向電流，通常喺脈衝條件下指定（1/10佔空比，0.1ms脈衝寬度），以防止結溫過度升高。
• 直流正向電流（IF）：30 mA。呢個係建議用於可靠長期運行嘅最大連續正向電流。測試光學特性嘅典型工作條件係20 mA。
• 反向電壓（VR）：5 V。施加高於此值嘅反向電壓會導致LED嘅PN結擊穿同不可逆損壞。
• 工作溫度範圍：-30°C 至 +85°C。LED設計喺呢個環境溫度範圍內工作。
• 儲存溫度範圍：-40°C 至 +85°C。器件可以喺呢個更寬嘅溫度範圍內無操作儲存。
• 紅外線焊接條件：260°C 持續10秒。呢個定義咗迴流焊接過程嘅峰值溫度同時間容差，對於無鉛組裝至關重要。

2.2 電光特性

呢啲參數係喺標準測試條件下（Ta=25°C，IF=20mA）測量，定義咗器件嘅性能。

• 發光強度（Iv）：18.0 - 54.0 mcd（典型值）。呢個係測量人眼（明視覺）睇到嘅LED感知亮度。寬範圍表示使用咗分級系統（見第3節）。強度係用模擬CIE眼睛響應曲線嘅濾光片測量嘅。
• 視角（2θ1/2）：130度（典型值）。呢個係發光強度下降到中心軸（0°）值一半時嘅全角。130°角表示相對較寬嘅視角模式。
• 峰值發射波長（λP）：591 nm（典型值）。呢個係LED光譜功率輸出最大時嘅波長。佢喺可見光譜嘅黃色區域內。
• 主波長（λd）：589 nm（典型值）。呢個係從CIE色度圖得出，代表最能描述光嘅感知顏色嘅單一波長。對於呢款器件，佢非常接近峰值波長。
• 譜線半寬度（Δλ）：20 nm（典型值）。呢個係發射光譜喺其最大功率一半處嘅寬度。20 nm嘅值表示中等純度嘅黃色。
• 正向電壓（VF）：2.0 V（最小值），2.4 V（典型值），（最大值未指定，喺20mA下）。呢個係LED喺指定電流下工作時嘅壓降。對於設計限流電路至關重要。
• 反向電流（IR）：10 μA（最大值），喺VR=5V時。呢個係施加指定反向電壓時流動嘅小漏電流。

關於ESD嘅注意事項：規格書警告話靜電同浪湧會損壞LED。強烈建議喺處理期間採取適當嘅靜電放電（ESD）預防措施，例如使用接地腕帶、防靜電手套，並確保所有設備都已接地。

3. 分級系統說明

為確保生產批次間亮度嘅一致性，LED會根據其喺標準測試電流（20mA）下測量到嘅發光強度進行分級。LTST-S220KSKT使用以下分級代碼列表：

• M級：18.0 - 28.0 mcd
• N級：28.0 - 45.0 mcd
• P級：45.0 - 71.0 mcd
• Q級：71.0 - 112.0 mcd
• R級：112.0 - 180.0 mcd

每個亮度級嘅容差係 +/- 15%。呢個意味住標記為N級嘅LED實際強度可能喺大約23.8 mcd到51.75 mcd之間。設計師喺為其應用指定亮度要求時必須考慮呢種變化。規格書冇表明呢個特定型號有單獨嘅波長或正向電壓分級，暗示對呢啲參數有更嚴格嘅控制或單一分級規格。

4. 性能曲線分析

雖然提供嘅文本中冇詳細說明具體圖表，但呢類LED嘅典型曲線會包括：

• 相對發光強度 vs. 正向電流（I-V曲線）：呢條曲線顯示光輸出如何隨正向電流增加。喺較低電流下通常係線性嘅，但喺較高電流下可能由於熱效應同效率下降而飽和。
• 相對發光強度 vs. 環境溫度：呢個圖表說明咗隨著環境（或結）溫度升高，光輸出嘅降額情況。AlInGaP LED通常會隨著溫度升高而輸出下降。
• 正向電壓 vs. 正向電流：呢個顯示二極管嘅指數關係特性。電壓隨電流增加。
• 正向電壓 vs. 環境溫度：正向電壓通常具有負溫度係數，意味住佢會隨著溫度升高而輕微下降。
• 光譜分佈：相對輻射功率與波長嘅圖表，顯示峰值約為591 nm，半高寬約為20 nm。

呢啲曲線對於理解器件喺非標準操作條件下嘅行為同進行熱管理設計至關重要。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

LED符合EIA標準SMD封裝外形。所有尺寸均以毫米為單位提供，典型公差為±0.10 mm，除非另有說明。規格書包含詳細嘅尺寸圖，顯示長度、寬度、高度、引腳間距同其他對PCB焊盤設計至關重要嘅關鍵機械特徵。

5.2 焊盤設計與極性

規格書提供咗PCB佈局嘅建議焊接焊盤尺寸。遵循呢啲建議可確保可靠嘅焊點同迴流期間嘅正確對齊。元件有極性標記，通常係封裝體上嘅凹口或陰極指示器。正確方向至關重要，因為LED只允許電流單向流動。

5.3 帶裝與捲盤包裝

LED以行業標準嘅8mm載帶包裝喺7英寸直徑嘅捲盤上供應，以兼容自動化組裝設備。關鍵包裝注意事項包括：

• 空嘅元件袋用頂部蓋帶密封。
• 每個7英寸捲盤包含4000件。
• 剩餘零件嘅最小包裝數量為500件。
• 根據捲盤規格，最多允許連續兩個缺失嘅LED（空袋）。
• 包裝遵循ANSI/EIA 481規範。

6. 焊接與組裝指引

6.1 迴流焊接溫度曲線

為無鉛（Pb-free）焊接過程提供咗建議嘅紅外線（IR）迴流溫度曲線。關鍵參數係：

• 預熱溫度：150–200°C
• 預熱時間：最多120秒
• 峰值溫度：最高260°C
• 峰值溫度時間：最多10秒（並且最多允許兩個迴流週期）。

該曲線基於JEDEC標準。規格書強調，最佳曲線取決於具體嘅PCB設計、元件、焊膏同爐子，因此需要進行特性分析。

6.2 手動焊接

如果需要手動焊接，適用以下限制：

• 烙鐵溫度：最高300°C
• 焊接時間：最多3秒（僅限一次）。

6.3 清潔

不應使用未指定嘅化學清潔劑，因為佢哋可能會損壞LED封裝。如果需要清潔，建議喺常溫下浸入乙醇或異丙醇中少於一分鐘。

6.4 儲存條件

• 密封包裝：儲存於≤30°C同≤90%相對濕度（RH）。當儲存喺帶有乾燥劑嘅原始防潮袋中時，保質期為一年。
• 已開封包裝：儲存環境不應超過30°C或60% RH。從原始包裝中取出嘅LED應在一周內進行IR迴流焊接。
• 延長儲存（已開封）：對於超過一周嘅儲存，請將LED放入帶有乾燥劑嘅密封容器或氮氣乾燥器中。從包裝中取出儲存超過一周嘅LED，應喺焊接前以約60°C烘烤至少20小時，以去除吸收嘅水分並防止迴流期間出現"爆米花"現象。

7. 應用建議

7.1 典型應用場景

呢款側發光黃色LED非常適合PCB頂面空間受限，或者指示燈需要從邊緣觀看嘅應用。常見用途包括：

• 消費電子產品上嘅狀態指示燈（路由器、機頂盒、充電器）。
• 薄膜開關或側光面板嘅背光。
• 汽車內飾中嘅儀表盤同儀表板照明。
• 工業設備狀態同故障指示燈。
• 便攜式設備中嘅電池電量或充電指示燈。

7.2 設計考量

• 電流驅動：LED係電流驅動器件。為確保均勻亮度，特別係當多個LED並聯連接時，限流機制至關重要。呢個通常通過使用串聯電阻或恆流驅動器電路來實現。電阻值可以使用公式計算：R = (Vcc - VF) / IF，其中Vcc係電源電壓，VF係LED正向電壓（為安全起見使用最大值或典型值），IF係所需正向電流（例如，20mA）。
• 熱管理：雖然功耗低，但將結溫維持喺限值內對於壽命同穩定光輸出至關重要。如果喺高環境溫度或接近最大電流下工作，請確保足夠嘅PCB銅面積或散熱過孔。
• ESD保護：喺連接到LED嘅敏感信號線上加入ESD保護二極管，或者確保驅動電路具有固有保護，特別係如果LED係用戶可接觸到嘅。
• 光學設計：水清透鏡產生集中光束。如果需要擴散或更寬嘅照明模式，必須喺機械設計中考慮外部擴散器或導光板。

8. 技術比較與差異

與其他黃色指示燈LED相比，LTST-S220KSKT嘅主要區別在於：

• 側視封裝：與頂部發光LED唔同，呢種外形節省垂直空間並實現獨特嘅照明幾何形狀，係一個明顯嘅機械優勢。
• AlInGaP技術：與舊式基於磷化鎵（GaP）嘅黃色LED相比，提供更高效率同更好嘅溫度穩定性，從而產生更明亮同更一致嘅輸出。
• 全製程兼容性：其針對帶裝與捲盤包裝、自動貼裝同IR迴流焊接嘅設計，使其成為具有成本效益、大批量、自動化製造嘅首選。
• RoHS合規性：符合現代環保標準，呢個係許多市場嘅強制要求。

9. 常見問題（基於技術參數）

Q1：對於5V電源，我需要咩電阻？

A：使用典型正向電壓（VF）2.4V同目標電流（IF）20mA，串聯電阻值為 R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 歐姆。標準130Ω或150Ω電阻都適合。始終驗證實際亮度，並考慮使用最大VF進行更保守嘅設計。

Q2：我可以用3.3V微控制器引腳驅動呢款LED嗎？

A：可以，但可用電壓餘量好細。VF_min係2.0V，VF_typ係2.4V。喺3.3V下，電阻計算變為 R = (3.3V - 2.4V) / 0.02A = 45 歐姆。呢個係可行嘅，但VF同電源電壓嘅變化可能會導致電流顯著變化。對於關鍵應用，建議使用恆流驅動器或仔細進行特性分析。

Q3：點解視角咁寬（130°）？

A：側視封裝同水清透鏡設計經過優化，可以喺寬廣嘅半球範圍內發光。呢個對於需要從唔同角度睇到而唔需要擴散透鏡嘅指示燈非常有益。

Q4：我點樣解讀訂單上嘅分級代碼（例如，N）？

A：分級代碼指定咗保證嘅發光強度範圍。訂購N級確保你收到嘅LED喺20mA下強度介乎28.0到45.0 mcd之間。對於需要最低亮度嘅應用，請指定適當嘅分級或諮詢供應商嘅供應情況。

10. 實際使用案例

場景：為網絡路由器設計狀態指示燈

設計師需要一個從纖薄路由器前面睇到嘅電源/活動指示燈。PCB係垂直安裝嘅，所以側發光LED係完美嘅選擇。佢哋將LTST-S220KSKT放置喺PCB邊緣，面向一個導光板，將光線引導到路由器面板上嘅一個小窗口。佢哋使用一個47Ω串聯電阻從3.3V系統電源軌驅動佢，產生約19mA嘅電流 ((3.3V-2.4V)/47Ω)。佢哋選擇P級LED以確保通過導光板睇到足夠亮度。該設計利用規格書中指定嘅自動貼裝同迴流製程，確保可靠同快速嘅組裝。

11. 原理簡介

發光二極管（LED）係當電流通過時會發光嘅半導體器件。呢種現象稱為電致發光。喺LTST-S220KSKT中，有源區由磷化鋁銦鎵（AlInGaP）製成。當施加正向電壓時，來自n型半導體嘅電子同來自p型半導體嘅空穴被注入到有源區。當電子與空穴復合時，佢從較高能態下降到較低能態，以光子（光粒子）嘅形式釋放能量。AlInGaP合金嘅特定成分決定咗帶隙能量，進而決定咗發射光嘅波長（顏色）——喺呢種情況下係黃色（約589-591 nm）。側視封裝包含一個反射腔同一個模製環氧樹脂透鏡，將產生嘅光線橫向導出封裝。

12. 發展趨勢

像呢款咁樣嘅SMD指示燈LED嘅趨勢繼續朝向幾個關鍵領域發展：

• 效率提升：持續嘅材料科學改進旨在產生更多流明每瓦（光效），喺相同亮度下降低功耗。
• 微型化：封裝尺寸繼續縮小（例如，從0603到0402公制尺寸），同時保持或改善光學性能，實現更密集嘅PCB設計。
• 更高可靠性同穩定性：封裝材料同晶片貼裝技術嘅改進提高咗使用壽命同隨時間同溫度變化嘅顏色穩定性。
• 更寬色域同一致性：更嚴格嘅波長同強度分級容差正成為標準，為設計師提供更可預測嘅性能。
• 集成化：將多個LED（例如，RGB）、控制IC甚至被動元件集成到單個、更智能嘅模塊化封裝中嘅趨勢日益增長。

像LTST-S220KSKT咁樣嘅元件代表咗喺呢個不斷發展嘅格局中一種成熟、高度優化嘅解決方案，平衡咗性能、成本同可製造性。