듀얼 컬러 사이드 뷰 SMD LED LTST-S326TGKFKT-5A 데이터시트 - 패키지 치수 - 그린 2.8V / 오렌지 1.9V - 76mW / 75mW

1. 제품 개요

본 문서는 듀얼 컬러 사이드 뷰 표면실장 장치(SMD) LED의 완전한 기술 사양을 제공합니다. 이 부품은 단일 패키지 내에 두 개의 별도 반도체 칩을 통합합니다: 녹색 발광용 InGaN 기반 칩과 오렌지 발광용 AlInGaP 기반 칩입니다. 이 설계는 단일 지점에서 다중 색상 신호가 필요한 상태 표시, 백라이트 및 장식 조명을 위한 컴팩트한 솔루션을 가능하게 합니다. 장치는 투명 렌즈로 구성되어 광 출력을 극대화하며, 향상된 납땜성과 RoHS 준수를 위해 주석 도금 단자를 갖추고 있습니다.

LED는 산업 표준 8mm 테이프에 7인치 릴로 공급되어 고속 자동 피크 앤 플레이스 조립 장비와 완벽하게 호환됩니다. 또한 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정과 호환되어 현대 인쇄 회로 기판(PCB) 제조 라인에 통합하기 용이합니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

절대 최대 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 신뢰할 수 있는 동작을 위해 이 한계는 단순히 일시적으로도 절대 초과해서는 안 됩니다.

• 전력 소산 (Pd):주변 온도(Ta) 25°C에서 녹색 칩의 최대 허용 전력 소산은 76 mW, 오렌지 칩은 75 mW입니다. 이 한계를 초과하면 반도체 접합의 열적 열화 위험이 있습니다.
• 순방향 전류:녹색 칩의 최대 연속 DC 순방향 전류(IF)는 20 mA, 오렌지 칩은 30 mA입니다. 펄스 동작의 경우, 엄격한 1/10 듀티 사이클과 0.1ms 펄스 폭 하에서 녹색 100 mA, 오렌지 80 mA의 피크 순방향 전류가 허용됩니다. 이 파라미터는 전류 유도 고장을 방지하기 위한 구동 회로 설계에 매우 중요합니다.
• 온도 범위:동작 온도 범위는 -20°C에서 +80°C로 지정됩니다. 보관 온도 범위는 -30°C에서 +100°C로 더 넓습니다. 이 범위는 다양한 환경 조건에서 LED의 기계적 및 화학적 무결성을 보장합니다.
• 솔더링 조건:장치는 최대 10초 동안 피크 온도 260°C의 적외선 리플로우 솔더링을 견딜 수 있습니다. 이는 무연(Pb-free) 솔더 공정을 위한 표준 조건입니다.

2.2 전기 및 광학 특성

이 특성들은 별도로 명시되지 않는 한, Ta=25°C 및 순방향 전류(IF) 5 mA의 표준 테스트 조건에서 측정됩니다. 이는 장치의 일반적인 성능을 정의합니다.

• 광도 (Iv):이는 광 출력의 주요 측정치입니다. 녹색 칩의 경우, 일반적인 광도는 최소 28.0 mcd에서 최대 180.0 mcd까지 범위입니다. 오렌지 칩의 경우, 범위는 11.2 mcd에서 71.0 mcd입니다. 특정 유닛의 실제 값은 할당된 빈 코드에 따라 다릅니다.
• 시야각 (2θ1/2):두 칩 모두 130도의 넓은 시야각(일반적)을 특징으로 합니다. 이는 광도가 중심축에서 측정된 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도로 정의됩니다. 이 넓은 각도는 다양한 시각에서 좋은 가시성을 보장하며, 사이드 뷰 표시기에 필수적입니다.
• 파장:녹색 칩은 일반적인 피크 발광 파장(λP) 530 nm와 일반적인 주 파장(λd) 527 nm를 가집니다. 오렌지 칩은 일반적인 피크 발광 파장 611 nm와 주 파장 605 nm를 가집니다. 스펙트럼 선 반폭(Δλ)은 녹색 35 nm, 오렌지 17 nm로, 방출되는 빛의 스펙트럼 순도를 나타냅니다.
• 순방향 전압 (VF):5 mA에서 일반적인 순방향 전압은 녹색 칩 2.8 V(최대 3.2 V), 오렌지 칩 1.9 V(최대 2.3 V)입니다. 이 파라미터는 원하는 전류를 설정하기 위해 정전압 구동 회로에서 직렬 저항 값을 계산하는 데 중요합니다.
• 역방향 전류 (IR):역방향 전압(VR) 5V가 인가될 때 두 칩 모두 최대 역방향 전류는 10 μA입니다. 장치는 역방향 동작을 위해 설계되지 않았으며, 이 테스트는 누설 특성화만을 위한 것임이 명시적으로 언급됩니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산 편차를 관리하고 설계자가 일관된 성능의 LED를 선택할 수 있도록, 장치는 광도에 따라 빈으로 분류됩니다.

3.1 녹색 칩 광도 빈닝

녹색 LED는 5 mA에서 다음과 같은 최소 및 최대 광도 값을 가진 네 개의 빈(N, P, Q, R)으로 분류됩니다:
빈 N: 28.0 - 45.0 mcd
빈 P: 45.0 - 71.0 mcd
빈 Q: 71.0 - 112.0 mcd
빈 R: 112.0 - 180.0 mcd
각 광도 빈에는 +/-15%의 허용 오차가 적용됩니다.

3.2 오렌지 칩 광도 빈닝

오렌지 LED는 다음과 같은 범위를 가진 네 개의 빈(L, M, N, P)으로 분류됩니다:
빈 L: 11.2 - 18.0 mcd
빈 M: 18.0 - 28.0 mcd
빈 N: 28.0 - 45.0 mcd
빈 P: 45.0 - 71.0 mcd
이 빈들에도 +/-15%의 허용 오차가 적용됩니다.

이 빈닝 시스템은 응용 분야의 밝기 요구 사항에 따라 정밀한 선택을 가능하게 하여, 다중 LED 어레이 또는 제품에서 시각적 일관성을 보장합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에서 특정 그래픽 곡선(예: Fig.1, Fig.5)이 참조되지만, 여기서는 표준 LED 물리학과 제공된 파라미터를 기반으로 그 일반적인 의미를 분석합니다.

4.1 순방향 전류 대 광도 (I-Iv 곡선)

LED의 광도는 상당한 범위에서 순방향 전류에 거의 비례합니다. 녹색 칩을 최대 DC 전류 20 mA에서 동작시키면 일반적으로 5 mA 테스트 조건보다 훨씬 높은 광 출력을 얻을 수 있지만, 정확한 관계는 특성 곡선에서 확인해야 합니다. 이는 오렌지 칩을 30 mA에서 동작시킬 때도 마찬가지입니다. 설계자는 더 높은 전류에서 증가된 전력 소산이 절대 최대 정격 내에 남아 있는지 확인해야 합니다.

4.2 순방향 전압 대 순방향 전류 (V-I 곡선)

순방향 전압은 전류와 대수 관계를 가집니다. 5 mA에서 지정된 VF는 주요 동작점을 제공합니다. 전류가 증가함에 따라 VF는 약간 증가합니다. 이 비선형 관계는 단순한 저항 제한 회로 대비 효율적인 정전류 드라이버 설계에 중요합니다.

4.3 온도 의존성

LED 성능은 온도에 민감합니다. 일반적으로, 접합 온도가 증가함에 따라 광도는 감소합니다. 순방향 전압도 온도 상승에 따라 감소합니다. 특정 곡선이 제공되지는 않지만, -20°C에서 +80°C로 지정된 동작 온도 범위는 게시된 특성이 합리적으로 유효한 한계를 나타냅니다. 극한 온도 근처의 응용 분야에서는 감액 또는 열 관리가 필요할 수 있습니다.

4.4 스펙트럼 분포

피크 및 주 파장과 스펙트럼 반폭은 색상점을 정의합니다. 녹색 발광(~527-530 nm 중심)과 오렌지 발광(~605-611 nm 중심)은 뚜렷합니다. 오렌지 칩의 더 좁은 반폭(녹색 35 nm 대비 17 nm)은 더 스펙트럼적으로 순수하고 포화된 오렌지 색상을 시사합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수 및 핀 할당

장치는 EIA 표준 패키지 외형을 따릅니다. 상세 치수 도면이 데이터시트에 제공되며, 모든 측정은 밀리미터 단위입니다. 주요 허용 오차는 일반적으로 ±0.10 mm입니다. 핀 할당은 명확히 정의됩니다: 캐소드 1(C1)은 오렌지 칩용이고, 캐소드 2(C2)는 녹색 칩용입니다. 공통 애노드 구성이 암시되어 각 색상을 독립적으로 제어할 수 있습니다.

5.2 권장 솔더링 패드 레이아웃

데이터시트에는 PCB 설계를 위한 권장 솔더링 패드 패턴이 포함되어 있습니다. 이 치수를 준수하면 리플로우 공정 중 적절한 솔더 조인트 형성, 기계적 안정성 및 열 방산을 보장합니다. 균일한 솔더 흐름을 촉진하기 위한 권장 솔더링 방향도 표시됩니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

무연 공정에 적합한 IR 리플로우 프로파일에 대한 상세 제안이 제공됩니다. 이 프로파일은 일반적으로 다음을 포함합니다:
1. PCB 온도를 서서히 높이고 플럭스를 활성화하는 예열 구역.
2. 보드 전체의 온도를 균일하게 하는 소킹 구역.
3. 온도가 최대 260°C로 피크를 이루는 리플로우 구역(최대 10초 이내).
4. 냉각 구역. 이 프로파일은 신뢰성을 보장하기 위해 JEDEC 표준을 기반으로 합니다.

6.2 수동 솔더링

인두로 수동 솔더링이 필요한 경우, 권장 최대 팁 온도는 300°C이며, 접합당 솔더링 시간은 3초를 초과하지 않아야 합니다. 이는 LED 패키지에 가해지는 열 응력을 최소화하기 위해 한 번만 수행해야 합니다.

6.3 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우, 지정된 용제만 사용해야 합니다. 데이터시트는 LED를 상온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 1분 미만 담그는 것을 권장합니다. 지정되지 않은 화학 물질은 에폭시 렌즈나 패키지를 손상시킬 수 있습니다.

6.4 정전기 방전 (ESD) 주의사항

LED는 정전기 및 전압 서지에 민감합니다. 취급 및 조립 중 적절한 ESD 제어가 구현되어야 합니다. 여기에는 접지된 손목 스트랩, 방진 매트 사용 및 모든 장비의 적절한 접지가 포함됩니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 사양

장치는 8mm 너비의 엠보싱 캐리어 테이프에 포장됩니다. 테이프는 표준 7인치(178 mm) 직경 릴에 감겨 있습니다. 각 풀 릴에는 3000개가 들어 있습니다. 풀 릴 미만의 수량의 경우, 나머지에 대해 최소 포장 수량 500개가 지정됩니다. 포장은 ANSI/EIA-481 사양을 따릅니다.

7.2 보관 조건

밀봉 패키지:건조제가 들어 있는 원래의 방습 백에 든 LED는 ≤30°C 및 ≤90% 상대 습도(RH)에서 보관해야 합니다. 이러한 조건에서 권장 유통 기한은 1년입니다.
개봉 패키지:방습 백이 개봉되면, 보관 환경은 30°C 및 60% RH를 초과하지 않아야 합니다. 원래 포장에서 꺼낸 부품은 이상적으로 1주일 이내에 IR 리플로우를 거치는 것이 좋습니다. 원래 백 외부에서 더 오래 보관할 경우, 건조제가 들어 있는 밀폐 용기나 질소 건조기에 보관해야 합니다. 1주일 이상 보관된 경우, 솔더링 전 약 60°C에서 최소 20시간 베이크아웃을 권장하여 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 중 "팝콘 현상"을 방지합니다.

8. 응용 제안

8.1 일반적인 응용 시나리오

• 상태 표시기:다중 상태 표시(예: 전원 켜짐=녹색, 대기=오렌지, 오류=둘 다 깜빡임)가 필요한 장비 패널에 이상적입니다.
• 소비자 가전:라우터, 오디오 장비 또는 게임 주변 장치와 같은 기기에서 버튼 또는 로고의 백라이트용.
• 자동차 실내 조명:비중요 실내 환경 조명 또는 상태 디스플레이용(동작 온도 범위 참고).
• 산업 제어 패널:제어 시스템에서 명확한 색상 코드화된 작동 상태 제공.

8.2 설계 고려사항

• 전류 제한:각 칩에 대해 항상 직렬 저항 또는 정전류 드라이버를 사용하십시오. 저항 값은 R = (Vcc - VF) / IF 공식을 사용하여 계산합니다. 여기서 VF는 원하는 전류(IF)에서의 순방향 전압입니다. 전류가 한계를 절대 초과하지 않도록 보수적인 설계를 위해 데이터시트의 최대 VF를 사용하십시오.
• 열 관리:전력 소산은 낮지만, 높은 주변 온도에서 최대 전류로 연속 동작할 경우, 특히 여러 LED가 군집된 경우, PCB 레이아웃에 대한 방열 고려가 필요할 수 있습니다.
• 시각적 설계:넓은 130도 시야각은 축외 가시성을 용이하게 합니다. 원하는 시각적 효과와 두 색상을 동시에 사용할 경우의 빛 혼합을 위해 렌즈 색상(투명) 및 주변 베젤 설계를 고려하십시오.

9. 기술 비교 및 차별화

이 듀얼 컬러 사이드 뷰 LED는 대안에 비해 특정 장점을 제공합니다:

• vs. 두 개의 개별 LED:PCB 공간을 절약하고, 부품 수를 줄이며, 단일 부품 번호로 피크 앤 플레이스 조립을 단순화합니다.
• vs. RGB LED:두 가지 특정 색상(녹색 및 오렌지)만 필요한 경우, 3채널 드라이버의 복잡성 없이 더 간단하고 종종 비용 효율적인 솔루션을 제공합니다.
• vs. 스루홀 LED:SMD 패키지는 완전 자동화 조립, 낮은 프로파일 설계 및 수동 솔더링 및 리드 구부리기를 제거하여 더 나은 신뢰성을 가능하게 합니다.
• 주요 특징:InGaN(효율적인 녹색용)과 AlInGaP(효율적인 오렌지용) 기술을 하나의 패키지에 결합하여 두 색상 모두에 대해 좋은 광 효율을 제공합니다. RoHS 준수 및 무연 리플로우 호환성은 현대 제조에 필수적입니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

10.1 두 색상을 최대 DC 전류로 동시에 구동할 수 있나요?

예, 하지만 총 전력 소산을 고려해야 합니다. 두 칩을 최대 DC 전류(녹색: 20mA @ ~3.2V, 오렌지: 30mA @ ~2.3V)로 구동하면, 대략적인 전력은 (0.02A * 3.2V) + (0.03A * 2.3V) = 0.064W + 0.069W = 0.133W 또는 133 mW입니다. 이는 개별 Pd 정격(76mW, 75mW)을 초과하며, 접합 온도가 안전 한계를 초과하지 않도록 PCB 및 주변 조건에 대한 신중한 열 평가가 필요하며, 이는 수명에 영향을 줄 수 있습니다.

10.2 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇인가요?

피크 파장(λP)은 방출 스펙트럼이 최고 강도를 갖는 파장입니다. 주 파장(λd)은 CIE 색도도에서 유도되며, LED의 지각된 색상과 일치하는 순수 단색광의 단일 파장을 나타냅니다. λd는 인간의 색상 지각과 더 밀접하게 관련되어 있는 반면, λP는 스펙트럼의 물리적 측정입니다.

10.3 주문 시 빈 코드를 어떻게 해석해야 하나요?

부품 번호 LTST-S326TGKFKT-5A에는 광도에 대한 특정 빈 코드가 포함되거나 암시될 가능성이 있습니다. 응용 분야의 밝기 일관성을 보장하려면 주문 시 원하는 빈 코드(예: 녹색: 최고 출력을 위한 빈 R, 오렌지: 빈 P)를 지정해야 합니다. 정확한 코딩 시스템에 대해서는 제조사의 전체 제품 주문 가이드를 참조하십시오.

10.4 역방향 보호 다이오드가 필요한가요?

LED는 10 μA 누설 전류로 5V 역방향 바이어스를 견딜 수 있지만, 역방향 동작을 위해 설계된 것은 아닙니다. 역방향 전압 서지가 가능한 회로(예: 유도성 부하, 핫 플러깅)에서는 손상을 방지하기 위해 직렬 다이오드나 브리지 정류기 구성과 같은 외부 보호가 강력히 권장됩니다.

11. 실용적인 설계 및 사용 예시

11.1 듀얼 상태 네트워크 라우터 표시기

시나리오:라우터의 상태 LED를 설계하여 "활성/데이터 전송"(녹색)과 "유휴/대기"(오렌지)를 표시합니다.
구현:공통 애노드를 각 색상에 맞게 크기가 조정된 전류 제한 저항을 통해 3.3V 레일에 연결합니다. 라우터의 마이크로컨트롤러에서 두 개의 GPIO 핀을 사용하여, 각각 소신호 NPN 트랜지스터나 MOSFET을 통해 한 색상의 캐소드에 연결합니다. 펌웨어는 데이터 활동 중에는 녹색 LED를 켜고, 유휴 기간에는 오렌지 LED를 켤 수 있습니다. 넓은 시야각은 방 어디에서나 가시성을 보장합니다.

11.2 배터리 충전 수준 표시기

시나리오:간단한 2단계 충전기 표시기: "충전 중"(오렌지) 및 "완전 충전"(녹색).
구현:충전 관리 IC의 상태 출력은 LED 캐소드를 직접 구동하거나(필요한 전류를 싱크할 수 있는 경우) 트랜지스터를 구동할 수 있습니다. 충전 중에는 오렌지 LED가 켜집니다. 충전 사이클이 완료되면 IC는 오렌지 구동을 끄고 녹색 구동을 켭니다.

12. 기술 원리 소개

이 LED는 두 가지 다른 반도체 재료 시스템을 활용합니다:

• InGaN (인듐 갈륨 나이트라이드):이 재료는 녹색 발광 칩에 사용됩니다. 합금 내 인듐 대 갈륨의 비율을 변화시킴으로써 반도체의 밴드갭을 조정할 수 있으며, 이는 전자가 밴드갭을 가로질러 정공과 재결합할 때 방출되는 빛의 파장을 직접 결정합니다. InGaN은 효율적인 청색, 녹색 및 백색 LED를 생산하는 능력으로 알려져 있습니다.
• AlInGaP (알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드):이 재료는 오렌지 발광 칩에 사용됩니다. 마찬가지로, 이 4원 합금의 구성을 조정함으로써 밴드갭을 설계하여 적색, 오렌지, 황색 및 녹색 스펙트럼 영역에서 빛을 생성할 수 있습니다. AlInGaP는 적색에서 오렌지 범위에서 특히 효율적입니다.

듀얼 컬러 패키지에서, 이 두 개의 뚜렷한 칩 구조는 공통 리드 프레임에 장착되고, 와이어 본딩되며, 칩을 보호하고 광학 요소 역할을 하는 투명 에폭시 렌즈로 캡슐화됩니다.

13. 기술 발전 동향

LED 기술 분야는 계속 발전하고 있으며, 다음과 같은 동향이 이와 같은 부품에 영향을 미칩니다:

• 효율 증가:지속적인 연구는 InGaN 및 AlInGaP 재료의 내부 양자 효율(IQE) 및 광 추출 효율(LEE)을 개선하여 동일한 입력 전류에 대해 더 높은 광도 또는 동일한 광 출력에 대해 더 낮은 전력 소비를 목표로 합니다.
• 소형화:더 작은 전자 장치를 위한 추진력은 광학 성능을 유지하거나 개선하면서 더 작은 LED 패키지를 요구합니다.
• 색상 일관성 개선:에피택셜 성장 및 빈닝 공정의 발전으로 주 파장 및 광도에 대한 더 엄격한 허용 오차가 가능해져, 유닛 간 색상 및 밝기 변동을 줄입니다.
• 신뢰성 향상:포장 재료(에폭시, 실리콘) 및 다이 부착 기술의 개선으로 LED가 더 높은 온도, 습도 및 열 사이클링을 견딜 수 있는 능력이 향상되어 작동 수명이 연장됩니다.
• 통합 지능:더 넓은 동향은 LED 패키지 자체 내에 제어 회로(정전류 드라이버나 간단한 논리와 같은)를 통합하여 시스템 설계를 단순화하는 "스마트 LED" 부품을 만드는 것입니다.