LTST-S320TBKT 側發光SMD藍色LED規格書 - 3.2x1.6x1.2mm - 2.8-3.8V - 76mW - 氮化銦鎵藍光晶片 - 中文技術文件

1. 產品概述

本文件提供一款微型側發光表面黏著元件 (SMD) 發光二極體 (LED) 的完整技術規格。該元件專為自動化印刷電路板 (PCB) 組裝而設計，適用於空間受限的關鍵應用場景。其緊湊的外形尺寸與可靠的性能，使其成為現代電子設備的理想元件。

1.1 核心優勢與目標市場

這款LED的主要優勢包括：採用氮化銦鎵 (InGaN) 半導體晶片實現超高亮度輸出、擁有130度的寬廣視角，並且完全兼容大批量製造中使用的標準紅外線 (IR) 迴流焊製程。封裝採用鍍錫處理以提升可焊性，並以業界標準的8毫米編帶和7吋捲盤形式供貨，便於高效的拾放自動化生產。

其目標應用涵蓋廣泛的消費性電子和工業電子領域。它常用於狀態指示、鍵盤背光、控制面板上的符號照明以及整合到微型顯示器中。其可靠性和性能使其適用於電信設備、辦公自動化設備、家用電器和各種工業控制系統。

2. 深入技術參數分析

透徹理解電氣和光學參數對於正確的電路設計和實現預期性能至關重要。

2.1 絕對最大額定值

這些額定值定義了可能對元件造成永久性損壞的極限條件。它們是在環境溫度 (Ta) 為25°C時指定的。

• 功耗 (Pd)：76 mW。這是元件能夠安全耗散為熱量的最大功率。
• 連續正向電流 (IF)：20 mA DC。這是建議的長期可靠運作最大電流。
• 峰值正向電流：100 mA，僅在脈衝條件下允許（佔空比1/10，脈衝寬度0.1ms）。即使短暫超過直流電流額定值，也可能導致LED性能下降。
• 工作溫度範圍：-20°C 至 +80°C。保證器件在此環境溫度範圍內正常工作。
• 儲存溫度範圍：-30°C 至 +100°C。
• 焊接溫度：可承受峰值溫度為260°C、最長10秒的紅外迴流焊，這符合無鉛 (Pb-free) 組裝工藝標準。

2.2 光電特性

這些是典型性能參數，測量條件為Ta=25°C，正向電流 (IF) 為20 mA，除非另有說明。

• 發光強度 (Iv)：範圍從最小28.0毫坎德拉 (mcd) 到最大180.0 mcd。實際值由器件的分檔等級決定（參見第3節）。
• 視角 (2θ1/2)：130度。這是發光強度下降到中心軸測量值一半時的全角。側發光封裝設計為垂直於安裝平面發光，這使得該參數對於側向照明應用至關重要。
• 峰值發射波長 (λP)：典型值為468奈米 (nm)，位於可見光譜的藍色區域。
• 主波長 (λd)：範圍從465.0 nm到475.0 nm。這是人眼感知到的、定義顏色的單一波長。
• 光譜線半寬 (Δλ)：約25 nm。這表示所發射藍光的光譜純度或頻寬。
• 順向電壓 (VF)：在20 mA電流下，範圍從2.8伏特到3.8伏特。這是LED工作時兩端的電壓降，對於驅動器設計至關重要。
• 反向電流 (IR)：當施加5V反向電壓 (VR) 時，最大為10微安 (μA)。LED並非為反向偏壓工作而設計；此參數僅用於測試目的。

3. 分檔系統說明

由於製造差異，LED會根據性能進行分檔。該系統允許設計人員選擇特性嚴格受控的器件，以確保應用性能的一致性。

3.1 正向電壓 (VF) 分檔

LED根據其在20 mA下的正向壓降進行分組。分檔範圍從D7 (2.80V - 3.00V) 到D11 (3.60V - 3.80V)，每檔容差為±0.1V。從相同VF檔位中選擇LED可以確保多個器件並聯時亮度和電流分佈均勻。

3.2 發光強度 (Iv) 分檔

這是主要的亮度分檔。分檔定義為N (28.0-45.0 mcd)、P (45.0-71.0 mcd)、Q (71.0-112.0 mcd) 和R (112.0-180.0 mcd)，每檔容差為±15%。這允許在最終應用中精確控制光輸出水平。

3.3 主波長 (λd) 分檔

LED根據色點進行分選。對於這款藍色LED，分檔為AC (465.0-470.0 nm) 和AD (470.0-475.0 nm)，具有±1 nm的嚴格容差。這確保了陣列或顯示器中不同LED之間的顏色差異最小。

4. 性能曲線分析

圖形數據提供了在不同條件下器件行為的更深入洞察。

4.1 正向電流與正向電壓關係 (I-V曲線)

I-V特性是非線性的。曲線顯示，電壓超過開啟閾值（約2.8V）後的小幅增加會導致電流急劇上升。因此，必須使用限流源而非恆壓源來驅動LED，以防止熱失控和損壞。

4.2 發光強度與正向電流關係

該曲線表明，在額定工作範圍內，光輸出大致與正向電流成正比。然而，在極高電流下，由於發熱增加，效率（每瓦流明數）可能會降低。

4.3 光譜分佈

光譜輸出圖顯示了一個以約468 nm為中心的單峰，這是基於氮化銦鎵的藍色LED的特徵。相對較窄的半高寬表明其具有良好的色彩飽和度。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

該元件符合業界標準的SMD封裝尺寸。關鍵尺寸包括本體長度約3.2 mm，寬度1.6 mm，高度1.2 mm。所有公差通常為±0.1 mm。側發光設計意味著主要的發光面位於封裝較小的側面。

5.2 PCB焊盤佈局與極性

提供了用於PCB設計的推薦焊盤圖形（封裝）。陰極（負極）端子通常透過LED封裝上的視覺標記來識別，例如凹口、綠點或切角。PCB絲印應清晰指示極性，以防止組裝錯誤。正確的焊盤尺寸和間距對於實現可靠的焊點以及防止迴流焊過程中的立碑現象至關重要。

6. 焊接與組裝指南

6.1 紅外迴流焊溫度曲線

該元件適用於無鉛 (Pb-free) 焊接製程。推薦的溫度曲線包括預熱區 (150-200°C)、受控的升溫過程、峰值溫度不超過260°C，以及在峰值溫度下的時間最長10秒。迴流焊循環總次數應限制在兩次以內。此曲線基於JEDEC標準，以確保封裝完整性和可靠的電氣連接。

6.2 儲存與操作

LED具有濕敏性 (MSL 3)。當儲存在帶有乾燥劑的原始密封防潮袋中時，在≤30°C和≤90% RH條件下，其保質期為一年。一旦開袋，元件應在≤30°C和≤60% RH的環境條件下在一週內使用。如果暴露時間更長，則需要在焊接前進行至少20小時、60°C的烘烤，以去除吸收的水分並防止「爆米花」現象（迴流焊過程中封裝開裂）。

6.3 清潔

如果需要進行焊後清潔，只能使用酒精類溶劑，如異丙醇 (IPA) 或乙醇。LED應在室溫下浸泡少於一分鐘。使用刺激性或未指定的化學品可能會損壞環氧樹脂透鏡或封裝。

6.4 靜電放電 (ESD) 防護措施

此LED易受靜電放電損壞。在操作和組裝過程中必須採取適當的ESD控制措施。這包括使用接地工作站、腕帶、導電地墊和防靜電包裝。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 編帶與捲盤規格

元件以8毫米寬的壓紋載帶形式供貨。載帶纏繞在標準的7英寸 (178 mm) 直徑捲盤上。每捲包含3000片。載帶用保護性蓋帶密封。包裝符合ANSI/EIA-481標準。

7.2 最小訂購量

標準包裝數量為一卷 (3000片)。對於少於整卷的數量，可提供最小包裝為500片的零散庫存。

8. 應用說明與設計考量

8.1 驅動電路設計

當使用電壓源供電時，務必使用恆流驅動器或與LED串聯的限流電阻。電阻值可使用歐姆定律計算：R = (電源電壓 - LED正向電壓) / 期望電流。考慮到正向電壓範圍 (2.8-3.8V)，設計時應考慮最壞情況，以確保即使使用低正向電壓的器件，電流也永遠不會超過絕對最大額定值。

8.2 熱管理

雖然功耗較低 (76 mW)，但有效的熱管理對於延長壽命和維持光輸出仍然很重要。確保PCB有足夠的銅面積連接到LED的散熱焊盤（如果適用）或焊接焊盤，以傳導熱量。在高環境溫度或最大電流下工作會縮短器件的使用壽命。

8.3 光學整合

側發光特性非常適合用於導光板的邊緣照明、垂直表面上的符號照明，或為PCB相鄰的按鍵提供背光。在設計光導管或擴散器時，應考慮130度的視角，以確保目標區域的均勻照明。

9. 技術對比與差異化

與頂發光SMD LED相比，這款側發光型號在空間受限、需要光線平行於PCB平面發射的設計中提供了獨特的機械優勢。與舊技術相比，使用氮化銦鎵晶片提供了更高的效率和更亮的藍色輸出。其對標準紅外迴流焊和編帶捲盤包裝的兼容性，使其在自動化、大批量生產中具有成本效益，有別於需要手工焊接的LED。

10. 常見問題解答 (FAQ)

10.1 我能否直接用5V電源驅動這顆LED？

不能。直接連接到5V會導致過大電流流過，立即損壞LED。您必須始終使用串聯限流電阻或專用的恆流LED驅動器。

10.2 峰值波長與主波長有何區別？

峰值波長 (λP) 是光譜功率輸出達到最大值時的波長。主波長 (λd) 源自CIE色度圖上的色座標，代表感知到的顏色。對於像這款藍色LED這樣的單色光源，兩者非常接近，但λd在顏色規格方面更具相關性。

10.3 為何開袋後的儲存條件如此嚴格？

環氧樹脂封裝材料會從空氣中吸收水分。在高溫迴流焊過程中，這些被吸收的水分會迅速汽化，產生內部壓力，可能導致封裝開裂（「爆米花」現象）。MSL 3等級和烘烤程序就是為了防止這種失效模式。

11. 實際應用示例

場景：為網路路由器設計狀態指示燈面板。該面板設有用於狀態圖示（電源、網際網路、Wi-Fi）的小型垂直槽。一個側發光LED安裝在每個槽正後方的主PCB上。其130度的視角確保圖示從槽內被均勻照亮。設計人員選擇來自相同發光強度檔位（例如，Q檔）和正向電壓檔位（例如，D9檔）的LED，以保證所有狀態指示燈在由公共電流源驅動時具有相同的亮度和顏色。PCB佈局遵循推薦的焊墊幾何形狀，組裝廠使用指定的符合JEDEC標準的回流焊溫度曲線。

12. 工作原理

這是一種半導體光子器件。它基於氮化銦鎵異質結構。當施加正向偏壓時，電子和電洞分別從n型和p型半導體層注入到有源區。這些載流子發生輻射復合，以光子的形式釋放能量。氮化銦鎵材料的特定帶隙能量決定了發射光的波長，在本例中位於藍色光譜（約468 nm）。環氧樹脂透鏡封裝晶片，提供機械保護，並塑造光輸出光束。

13. 技術趨勢

藍色LED的基礎技術——氮化銦鎵，是固態照明領域的一項突破性發展，它使得白光LED（通過螢光粉轉換）和全彩顯示器成為可能。當前SMD LED技術的趨勢集中在提高發光效率（每瓦更多光輸出）、改善白光LED的顯色指數 (CRI)、實現更高的可靠性和更長的使用壽命，以及為超微型應用實現更小的封裝尺寸。封裝材料的進步也旨在更好地管理熱量，並提供更寬的視角或更受控的光束模式。