LTST-S270KGKT SMD LED 規格書 - 側發光晶片 - 綠色 (574nm) - 2.4V - 75mW - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTST-S270KGKT 是一款採用 AlInGaP（磷化鋁銦鎵）晶片技術的高亮度側發光 SMD（表面黏著元件）LED。此元件專為需要廣視角及在自動化組裝製程中具備可靠性能的應用而設計。其主要功能是作為一個緊湊、高效的指示光源。

核心優勢：此 LED 的主要優點包括其 AlInGaP 材料系統提供的超高亮度輸出、與標準紅外線迴焊製程的相容性，以及採用 8mm 載帶包裝，適合大量、自動化的取放組裝。它亦被歸類為綠色產品，符合 RoHS（有害物質限制）標準。

目標市場：此 LED 適用於廣泛的電子設備，包括辦公室自動化設備、通訊設備以及各種需要可靠狀態指示的家用電器。

2. 技術參數深入解析

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極限。不保證在此條件下運作。

• 功率消耗 (Pd)：75 mW。這是 LED 封裝在不超過其熱極限下，能以熱形式消散的最大功率。
• 直流順向電流 (IF)：30 mA。可施加的最大連續順向電流。
• 峰值順向電流：80 mA（在脈衝條件下：1/10 工作週期，0.1ms 脈衝寬度）。這允許在如多工掃描等應用中，使用短暫的較高電流脈衝。
• 逆向電壓 (VR)：5 V。在逆向偏壓下超過此電壓可能導致崩潰。
• 工作溫度範圍：-30°C 至 +85°C。可靠運作的環境溫度範圍。
• 儲存溫度範圍：-40°C 至 +85°C。
• 紅外線焊接條件：可承受 260°C 達 10 秒，這符合無鉛迴焊製程的典型要求。

2.2 電光特性

這些參數是在標準測試條件 Ta=25°C 及 IF=20mA 下量測，除非另有說明。

• 發光強度 (Iv)：範圍從 18.0 mcd（最小值）到 71.0 mcd（最大值），並提供典型值。此參數量測人眼感知的亮度。
• 視角 (2θ1/2)：130 度。此廣角表示 LED 在寬廣區域發光，使其適合側視應用。
• 峰值發射波長 (λP)：574 nm。光功率輸出達到最大值的波長。
• 主波長 (λd)：571 nm。這是從 CIE 色度圖導出，最能代表 LED 感知顏色的單一波長。
• 譜線半高寬 (Δλ)：15 nm。這表示光譜純度或圍繞峰值發射的波長分布範圍。
• 順向電壓 (VF)：典型值為 2.4V，在 20mA 下範圍為 2.0V 至 2.8V。這是 LED 導通時兩端的電壓降。
• 逆向電流 (IR)：在 VR=5V 下最大為 10 μA。這是 LED 處於逆向偏壓時的小量漏電流。

3. 分級代碼系統說明

LED 根據關鍵參數進行分級，以確保生產批次的一致性。設計師在訂購時必須指定所需的分級代碼，以進行顏色和亮度匹配。

3.1 順向電壓分級

在 20mA 下分級。每個級別的容差為 ±0.1V。
分級代碼：4 (1.90-2.00V)、5 (2.00-2.10V)、6 (2.10-2.20V)、7 (2.20-2.30V)、8 (2.30-2.40V)。

3.2 發光強度分級

在 20mA 下分級。每個級別的容差為 ±15%。
分級代碼：M (18.0-28.0 mcd)、N (28.0-45.0 mcd)、P (45.0-71.0 mcd)。

3.3 主波長分級

在 20mA 下分級。每個級別的容差為 ±1 nm。
分級代碼：C (567.5-570.5 nm)、D (570.5-573.5 nm)、E (573.5-576.5 nm)。

4. 性能曲線分析

雖然規格書中引用了特定的圖形曲線（例如，圖 1 為光譜分布，圖 6 為視角），但數據隱含了標準 LED 的行為。

• IV 曲線：順向電壓 (VF) 隨順向電流 (IF) 增加而增加，遵循典型的二極體指數關係。指定的 VF @ 20mA 是關鍵設計點。
• 溫度特性：發光強度通常隨著接面溫度升高而降低。寬廣的工作溫度範圍 (-30°C 至 +85°C) 表示其在各種環境下性能穩定，儘管在高溫下可能需要降額使用。
• 光譜分布：峰值在 574nm 且半高寬為 15nm，定義了綠色光。主波長 (571nm) 是設計中用於顏色規格的關鍵參數。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

此 LED 符合側發光 LED 的 EIA 標準封裝外形。所有尺寸單位為毫米，一般公差為 ±0.10 mm，除非另有說明。規格書中提供了詳細的尺寸圖，供 PCB 焊墊設計使用。

5.2 焊墊設計與極性

規格書包含建議的焊接焊墊尺寸與方向。正確的極性至關重要；LED 具有陽極和陰極，必須與 PCB 焊墊圖案對齊。此封裝設計與自動貼裝設備相容。

6. 焊接與組裝指南

6.1 迴焊參數

提供了一個建議的無鉛製程紅外線迴焊溫度曲線，符合 JEDEC 標準。

• 預熱：150-200°C。
• 預熱時間：最長 120 秒。
• 峰值溫度：最高 260°C。
• 液相線以上時間：最長 10 秒（建議最多進行兩次迴焊循環）。

注意：最佳溫度曲線取決於特定的 PCB 設計、錫膏和迴焊爐。提供的曲線僅作為通用目標參考。

6.2 手工焊接

若需進行手工焊接：

• 烙鐵溫度：最高 300°C。
• 焊接時間：每個焊墊最長 3 秒（僅限一次）。

6.3 儲存條件

• 密封包裝：儲存於 ≤30°C 及 ≤90% RH。若防潮袋與乾燥劑完好，請在一年內使用。
• 已開封包裝：儲存於 ≤30°C 及 ≤60% RH。若需進行迴焊，請在一週內使用。如需更長時間儲存，請使用帶有乾燥劑的密封容器或氮氣乾燥櫃。若 LED 離開包裝儲存超過 1 週，在焊接前應以約 60°C 烘烤 ≥20 小時。

6.4 清潔

僅使用指定的清潔劑。如需清潔，請在室溫下浸入乙醇或異丙醇中少於一分鐘。請勿使用未指定的化學品。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 載帶與捲盤規格

• 包裝於 8mm 寬的凸版載帶中。
• 供應於 7 英吋 (178mm) 直徑的捲盤上。
• 每捲數量：4000 顆。
• 最小訂購量 (MOQ)：剩餘數量為 500 顆。
• 包裝符合 ANSI/EIA-481 規範。
• 空穴以蓋帶密封。
• 每捲最多允許連續兩個元件缺失。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

此側發光 LED 非常適合需要從設備邊緣看到光線的應用，例如：

• 薄型消費性電子產品（手機、平板電腦、筆記型電腦）上的狀態指示燈。
• 側照式面板或符號的背光。
• 音訊設備或儀器上的電平指示器。
• 家電和辦公室設備中的通用指示燈。

8.2 設計考量

• 限流：務必使用串聯的限流電阻。計算基於電源電壓 (Vs)、LED 順向電壓（從選擇的分級代碼得出的 VF）以及所需的順向電流（IF，不得超過 30mA DC）。公式：R = (Vs - VF) / IF。
• 靜電防護：LED 對靜電放電 (ESD) 敏感。請採取適當的 ESD 防護措施（靜電手環、接地工作站）進行操作。
• 熱管理：確保 PCB 佈局允許散熱，特別是在接近最大電流或高環境溫度下運作時。
• 光學設計：130 度的視角提供了寬廣的可視性。在導光管或開孔的機械設計中考慮此特性。

9. 技術比較與差異化

LTST-S270KGKT 透過其材料和封裝實現差異化：

• AlInGaP 與其他技術比較：與傳統的 GaP（磷化鎵）綠色 LED 相比，AlInGaP 提供了顯著更高的發光效率和亮度。
• 側發光封裝：與頂部發光 LED 不同，此封裝專為從側面發光而設計，節省 PCB 上的垂直空間，並實現獨特的美學和功能設計。
• 迴焊相容性：其能夠承受標準 SMT 迴焊溫度曲線，使其適合與其他元件一起在現代化、大量生產的產線上使用。

10. 常見問題（基於技術參數）

問：使用 5V 電源時，我應該使用多大的電阻值？
答：使用典型 VF=2.4V 且目標 IF=20mA：R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 歐姆。使用最接近的標準值（例如，130Ω 或 120Ω）。在計算最壞情況電流時，務必考慮分級代碼中的最小和最大 VF。

問：我可以用 PWM 信號驅動此 LED 進行調光嗎？
答：可以。80mA（脈衝）的峰值順向電流額定值允許進行 PWM 調光。確保隨時間的平均電流不超過 30mA 的直流順向電流額定值。

問：為什麼有不同的分級代碼，我應該選擇哪一個？
答：製造變異導致 VF、強度和波長存在差異。分級確保批次內的一致性。對於顏色關鍵的應用（例如，多 LED 顯示器），請指定嚴格的波長分級（例如，D）。對於亮度一致性，請指定嚴格的強度分級（例如，P）。對於一般指示用途，標準分級即可接受。

問：需要散熱片嗎？
答：在絕對最大功率消耗 75mW 和典型工作條件（20mA * ~2.4V = 48mW）下，單個 LED 通常不需要專用散熱片。然而，適當的 PCB 鋪銅有助於散熱，特別是在高溫環境或當多個 LED 聚集在一起時。

11. 實務設計與使用案例

案例：為便攜式設備設計狀態指示燈
一位設計師正在設計一款帶有側置電源/充電指示燈的輕薄平板電腦。選擇 LTST-S270KGKT 是因為其側發光特性和低剖面。

1. PCB 佈局：LED 放置在 PCB 邊緣。使用規格書中建議的焊墊佈局，以確保正確的焊接和對齊。
2. 電路設計：設備使用 3.3V 系統電源。選擇一個 47Ω 電阻 ((3.3V - 2.4V)/0.02A ≈ 45Ω) 以大約 20mA 驅動 LED，提供充足的亮度。
3. 機械整合：一個小型導光管將光線從 LED 側面引導至平板電腦邊框上的一個微小視窗。130 度的視角確保從各個角度都能輕鬆看到光線。
4. 製造：供應在 8mm 載帶捲盤上的 LED 在 SMT 組裝期間自動貼裝。電路板經過標準無鉛迴焊製程，峰值溫度為 250°C，遠低於 LED 的 260°C 極限。
5. 分級：設計師指定 VF 分級代碼 6 (2.1-2.2V) 和強度分級代碼 N (28-45 mcd)，以確保所有生產單元具有一致的亮度和顏色，而無需使用最高（且可能更昂貴）的分級。

12. 原理介紹

此 LED 的發光基於 AlInGaP 材料製成的半導體 p-n 接面中的電致發光。當施加順向電壓時，來自 n 型區域的電子和來自 p 型區域的電洞被注入活性區域（接面）。當這些電荷載子復合時，它們以光子（光）的形式釋放能量。AlInGaP 合金的特定成分決定了半導體的能隙能量，這直接決定了發射光的波長（顏色）。在此情況下，成分被調整以產生峰值波長約為 574 奈米的綠光。側發光封裝包含一個模壓環氧樹脂透鏡，該透鏡塑造光輸出，通過折射和反射從晶片發出的光，創造出特有的 130 度視角。

13. 發展趨勢

像此類指示 LED 的總體趨勢朝向幾個關鍵領域：

• 效率提升：持續的材料科學改進旨在產生更高的每瓦流明數 (lm/W)，在相同光輸出下降低功耗。
• 微型化：在保持或改善光學性能的同時，持續推動更小的封裝尺寸，實現更密集的 PCB 佈局和更纖薄的終端產品。
• 增強可靠性和穩健性：封裝材料和晶片貼裝技術的改進，帶來更長的使用壽命和在惡劣環境條件（溫度、濕度）下更好的性能。
• 整合化：趨勢包括在 LED 封裝內整合限流電阻甚至簡單的驅動器 IC，以簡化終端使用者的電路設計。
• 顏色一致性和分級：製造製程不斷改進以減少變異，從而實現更嚴格的分級規格，並在顏色關鍵的應用中減少選擇性分揀的需求。