LTST-S326KGKFKT 雙色側發光SMD LED 規格書 - 綠/橘色 - 20mA - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTST-S326KGKFKT 是一款雙色側發光表面黏著元件（SMD）LED。它在單一封裝內整合了兩個不同的AlInGaP半導體晶片：一個發射綠光，另一個發射橘光。此配置允許單一緊湊元件實現雙色指示或信號功能。本元件設計用於相容自動化組裝製程與現代無鉛（Pb-free）焊接技術。

1.1 核心特色與優勢

此LED的主要優勢來自其材料技術與封裝設計。採用AlInGaP（磷化鋁銦鎵）晶片提供了高發光效率，從而產生明亮的輸出。側發光透鏡設計將光線導向側面，使其非常適合LED垂直安裝於觀看表面的應用，例如側光式面板或裝置側面的狀態指示燈。主要特色包括符合RoHS（有害物質限制）指令、鍍錫接腳以提升可焊性，以及採用8mm載帶捲盤包裝，便於高效的自動化取放組裝。

1.2 目標應用與市場

此元件主要針對一般電子市場。其典型應用包括狀態指示燈、按鈕或符號的背光，以及消費性電子產品、辦公設備、通訊裝置和家電中的雙色信號燈。側發光特性在空間受限、無法使用正面發光LED的設計中尤其有價值。

2. 技術規格與客觀解讀

本節詳細說明元件在標準條件（Ta=25°C）下的操作極限與性能特性。

2.1 絕對最大額定值

這些額定值定義了可能導致元件永久損壞的應力極限，不適用於正常操作。

• 功率消耗（Pd）：每晶片72 mW。這是可持續以熱能形式消散的最大功率。超過此限制有過熱和加速老化的風險。
• 峰值順向電流（I_FP）：80 mA，僅允許在脈衝條件下（1/10工作週期，0.1ms脈衝寬度）。這允許短時間的高強度閃爍。
• 連續順向電流（I_F）：30 mA DC。這是建議用於連續操作以確保長期可靠性的最大電流。
• 逆向電壓（V_R）：5 V。施加高於此值的逆向電壓可能導致接面崩潰。
• 操作與儲存溫度：分別為-30°C至+85°C和-40°C至+85°C。元件可在稍低的溫度下承受非操作狀態的儲存。
• 焊接溫度：可承受峰值溫度260°C的紅外線回焊焊接，最長10秒，這符合常見的無鉛組裝溫度曲線。

2.2 電光特性

這些參數定義了元件在典型操作點20 mA順向電流下的性能。

• 發光強度（I_V）：綠光晶片的典型強度為35.0 mcd（毫燭光），最小值為18.0 mcd。橘光晶片更亮，典型強度為90.0 mcd，最小值為28.0 mcd。強度是使用模擬人眼明視覺反應（CIE曲線）的濾光片測量的。
• 視角（2θ_1/2）：130度（典型值）。此寬廣角度表示適合側面照明的寬廣、擴散發光模式。
• 波長：
  • 峰值波長（λ_P）：574 nm（綠光，典型值）和611 nm（橘光，典型值）。這是光譜輸出最強的波長。
  • 主波長（λ_d）：571 nm（綠光，典型值）和605 nm（橘光，典型值）。這是人眼感知的單一波長，源自CIE色度圖，最能定義顏色。
  • 頻譜頻寬（Δλ）：15 nm（綠光）和17 nm（橘光，典型值）。這表示光譜純度；頻寬越窄，顏色飽和度越高。
• 順向電壓（V_F）：典型值2.0 V，在20 mA時最大值為2.4 V。此低電壓使其相容於常見的3.3V和5V邏輯電路，通常無需限流電阻即可用於低電流指示。
• 逆向電流（I_R）：在5 V逆向偏壓下最大值為10 μA。低逆向電流是理想的。

3. 分級系統說明

為確保生產中顏色和亮度的一致性，LED會根據性能進行分級。LTST-S326KGKFKT採用發光強度分級系統。

3.1 發光強度分級

在20 mA下的發光輸出以字母代碼標識進行分級。每個分級有最小和最大強度值，每個分級內允許+/-15%的公差。

• 綠光晶片分級：M（18.0-28.0 mcd）、N（28.0-45.0 mcd）、P（45.0-71.0 mcd）、Q（71.0-112.0 mcd）。
• 橘光晶片分級：N（28.0-45.0 mcd）、P（45.0-71.0 mcd）、Q（71.0-112.0 mcd）、R（112.0-180.0 mcd）。

此系統允許設計師選擇符合其特定亮度要求的分級。例如，需要均勻面板亮度的應用會指定如P或Q等緊密分級，以最小化單元間的差異。

4. 性能曲線分析

雖然規格書中（第6-7頁）引用了具體的圖形曲線，但其含義對於LED技術而言是標準的。

4.1 電流 vs. 發光強度（I_V曲線）

在一定範圍內，LED的光輸出大致與順向電流成正比。在建議的20 mA以上操作會增加亮度，但也會增加功率消耗（熱量），並可能縮短操作壽命。脈衝峰值電流額定值（80mA）允許進行短暫、明亮的閃爍而不會積熱。

4.2 溫度依賴性

LED性能對溫度敏感。通常，順向電壓（V_F）會隨著溫度升高而略微下降。更重要的是，發光強度通常會隨著接面溫度上升而下降。PCB設計中適當的熱管理（例如，足夠的銅面積用於散熱）對於維持一致的亮度至關重要，特別是在高環境溫度或較高驅動電流的環境中。

4.3 光譜分佈

引用的光譜曲線將顯示每個晶片的發光輪廓。規格中說明了峰值波長和主波長，曲線將說明頻譜頻寬（Δλ）。橘色AlInGaP晶片通常比綠色晶片具有更寬的光譜寬度，這反映在17 nm與15 nm的規格中。

5. 機械與封裝資訊

5.1 物理尺寸與極性

本元件符合EIA標準SMD封裝外形。接腳定義明確：陰極1（C1）用於橘色晶片，陰極2（C2）用於綠色晶片。共陽極在摘要中未明確標示，但對於此類雙色共陽極LED是標準配置。側發光透鏡是關鍵的機械特徵。

5.2 建議PCB焊墊圖案

規格書提供了建議的焊接墊尺寸和方向。遵循這些建議對於實現可靠的焊點、防止墓碑效應（一端翹起）以及確保側光發射的正確對齊至關重要。提供了建議的焊接方向以優化回焊製程。

6. 組裝、焊接與操作指南

6.1 回焊溫度曲線

針對無鉛製程提供了詳細的建議紅外線回焊溫度曲線。關鍵參數包括預熱區（150-200°C）、受控升溫至最高260°C的峰值溫度，以及確保焊點正確形成而不損壞LED封裝的液相線以上時間（TAL）。此曲線基於JEDEC標準，以確保可靠性。

6.2 手動焊接

若需使用烙鐵進行手動焊接，溫度不得超過300°C，且單次焊接的接觸時間應限制在最多3秒。過高的熱量或時間可能損壞內部打線或環氧樹脂透鏡。

6.3 清潔

應僅使用指定的清潔劑。建議的溶劑為室溫下的乙醇或異丙醇，浸泡時間限制在少於一分鐘。使用強烈或未指定的化學品可能導致LED透鏡龜裂、霧化或損壞。

6.4 儲存與濕度敏感性

LED對濕度敏感。未開封、工廠密封並帶有乾燥劑的捲盤，在儲存於≤30°C且≤90% RH條件下，保存期限為一年。一旦防潮袋被打開，元件應儲存在≤30°C且≤60% RH的環境中，並最好在一週內使用。若需在原包裝外長時間儲存，必須將其保存在乾燥、密封的環境中（例如，帶有乾燥劑或在氮氣中），並且在焊接前可能需要進行烘烤循環（例如，60°C烘烤20小時），以防止在回焊過程中發生"爆米花"損壞。

6.5 ESD（靜電放電）預防措施

LED容易受到靜電放電損壞。在操作過程中必須實施適當的ESD控制：使用接地腕帶、防靜電墊，並確保所有設備正確接地。

7. 包裝與訂購

7.1 載帶與捲盤規格

產品標準供應方式為8mm寬壓紋載帶，捲繞在7英吋（178mm）直徑的捲盤上。每整捲包含3000個元件。載帶與捲盤規格符合ANSI/EIA-481標準，以確保與自動化設備的相容性。部分捲盤（剩餘數量）的最小訂購量為500個。此包裝確保元件方向並在運輸和操作過程中保護元件。

8. 應用設計考量

8.1 電路設計

幾乎總是需要在每個LED晶片串聯一個限流電阻來設定順向電流。電阻值可使用歐姆定律計算：R = (V_電源- V_F) / I_F。使用典型V_F值2.0V和從5V電源所需的I_F值20mA：R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω。可以使用稍高的值（例如180 Ω）來增加餘裕並略微降低電流/功率。對於多工或從微控制器GPIO接腳驅動，請確保不超過接腳的電流源/汲極能力。

8.2 熱管理

雖然功率消耗很低（每晶片最大72mW），但在高環境溫度下以最大額定值連續操作可能導致接面溫度超過規格。在LED焊墊周圍的PCB上提供足夠的銅面積有助於散熱。避免將LED放置在靠近其他顯著熱源的地方。

8.3 光學整合

在機械設計中必須考慮130度的側面發光。可能需要導光板、擴散片或反射腔來引導或塑造光輸出，以達到預期的視覺效果。所選的強度分級將直接影響最終亮度。

9. 技術比較與差異化

此元件的關鍵差異化特點是其側發光封裝中的雙色功能。與單色LED相比，它節省了電路板空間並簡化了雙色指示的組裝。與頂部發光LED相比，它解決了特定的機械佈局挑戰。使用AlInGaP技術比舊技術如GaAsP（針對這些顏色）提供了更高的效率和更好的溫度穩定性，從而產生更明亮和更一致的輸出。

10. 常見問題（FAQ）

10.1 我可以同時驅動兩種顏色嗎？

可以，但您必須考慮總功率消耗。兩個晶片在其最大連續電流（每個約2.0V下30mA）下的總功率約為120mW，這超過了單個晶片72mW的額定值。必須管理共享封裝內的總熱量。為了可靠的長期操作，如果兩個晶片要長時間同時點亮，建議以較低的電流（例如每個15-20mA）驅動它們。

10.2 峰值波長和主波長有什麼區別？

峰值波長（λ_P）是光譜輸出曲線上最高點的物理測量值。主波長（λ_d）是基於人眼如何感知LED發出的顏色混合而計算出的值；它是與感知色調最匹配的單一波長。對於頻譜相對較窄的LED，它們通常很接近，但λ_d對於顏色規格更為相關。

10.3 為什麼焊接前需要烘烤？

SMD元件會從空氣中吸收濕氣。在回焊焊接的快速加熱過程中，這些被困住的濕氣可能爆炸性地汽化，導致內部分層、裂紋或"爆米花"現象。烘烤可以去除這些吸收的濕氣，使元件能夠安全地進行高溫回焊製程。

11. 實際應用範例

情境：網路路由器上的雙狀態指示燈。路由器在其側面板上使用單一開孔進行狀態指示。LTST-S326KGKFKT安裝在該開孔正後方的PCB上。微控制器驅動LED：恆亮綠光表示正常運作和網路連線。閃爍橘光表示資料活動。恆亮橘光表示系統錯誤或啟動程序。此設計使用一個元件佔位面積來提供三種清晰的視覺狀態，利用側面發光從裝置正面即可看見，與使用兩個獨立的頂部發光LED相比，節省了空間並簡化了前面板設計。

12. 技術原理介紹

LED是一種半導體二極體。當順向電壓施加於p-n接面時，電子和電洞重新結合，以光子（光）的形式釋放能量。光的特定顏色由半導體材料的能隙能量決定。AlInGaP（磷化鋁銦鎵）是一種化合物半導體，其能隙可以通過改變其組成比例來調整。對於LTST-S326KGKFKT，一個晶片被設計為對應綠光（約571 nm）的能隙，另一個則對應橘光（約605 nm）的能隙。側發光封裝包含一個模製環氧樹脂透鏡，將發出的光塑造成寬廣的側向模式。

13. 技術趨勢

指示燈應用LED技術的總體趨勢持續朝向更高效率（每單位電功率產生更多光輸出）發展，這允許更低的操作電流和降低系統功耗。同時也有在保持或改善光學性能的同時實現小型化的驅動力。此外，整合是一個關鍵趨勢，例如在LED封裝本身內整合限流電阻或驅動IC，以簡化電路設計。雖然此特定規格書代表一個成熟的產品，但市場上較新的產品可能具備這些進步，為設計師提供更小、更高效且更易於使用的狀態指示和面板照明解決方案。