LTW-326ZDSKR-5A LED 데이터시트 - 듀얼 컬러(화이트/레드) - 사이드 뷰 - SMD 패키지 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTW-326ZDSKR-5A는 듀얼 컬러 사이드 뷰 표면 실장(SMD) LED입니다. 주된 설계 목적은 소형의 직각 광원이 필요한 LCD 백라이트 애플리케이션입니다. 이 소자는 단일 패키지 내에 두 가지 별개의 반도체 칩을 통합합니다: 백색광 발광용 InGaN(인듐 갈륨 나이트라이드) 칩과 적색광 발광용 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 칩입니다. 이 듀얼 칩 구성은 하나의 부품에서 두 가지 색상을 혼합하거나 독립적으로 제어할 수 있게 하여, 얇은 디스플레이와 같은 공간 제약이 있는 설계에서 보드 공간을 절약하고 조립을 단순화합니다.

이 LED의 핵심 장점은 두 칩 모두에서 초고휘도 출력, 표준 자동 피크 앤 플레이스 장비와의 호환성, 무연 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정에 적합하다는 점입니다. 7인치 직경 릴에 감긴 8mm 테이프에 패키징되어 대량 생산에 용이합니다. 또한 RoHS(유해물질 제한) 지침을 준수하는 것으로 규정되어 친환경 제품으로 분류됩니다.

2. 기술 사양 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

이 한계를 초과하여 소자를 동작시키면 영구적인 손상을 초래할 수 있습니다. 주변 온도(Ta) 25°C에서의 주요 정격은 다음과 같습니다:

• 소비 전력:화이트 칩: 35 mW, 레드 칩: 48 mW. 이는 LED가 연속 동작 시 열로 발산할 수 있는 최대 전력을 정의합니다.
• 순방향 전류:DC 순방향 전류: 화이트: 10 mA, 레드: 20 mA. 피크 순방향 전류(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스): 화이트: 50 mA, 레드: 40 mA. DC 전류를 초과하면 반도체 접합부에 과부하가 걸립니다.
• 역방향 전압:두 칩 모두 5 V. 이보다 높은 역방향 바이어스 전압을 가하면 접합 파괴가 발생할 수 있습니다.
• 온도 범위:동작: -20°C ~ +80°C. 보관: -40°C ~ +85°C.
• ESD 민감도:인체 모델(HBM) 임계값은 2000V입니다. 취급 시 정전기 방전에 대한 예방 조치가 필요합니다.
• 솔더링:피크 온도 260°C에서 10초 동안 적외선 리플로우 솔더링을 견딥니다.

2.2 전기-광학 특성

별도 명시되지 않는 한, Ta=25°C, 순방향 전류(IF) 5mA에서 측정.

• 광도(Iv):핵심 성능 지표입니다. 화이트: 최소 28.0 mcd, 표준 -, 최대 112.0 mcd. 레드: 최소 7.1 mcd, 표준 -, 최대 45.0 mcd. 각 유닛의 실제 Iv는 빈(섹션 3 참조)으로 분류됩니다.
• 시야각(2θ1/2):두 색상 모두 130도로, 백라이트 도광판에 사용되는 측면 발광 렌즈의 전형적인 넓은 시야각을 나타냅니다.
• 순방향 전압(VF):화이트: 최소 2.7V, 표준 3.0V, 최대 3.7V. 레드: 최소 1.70V, 표준 2.00V, 최대 2.40V. VF의 차이는 InGaN과 AlInGaP 재료의 서로 다른 밴드갭 에너지 때문입니다. 이는 구동 회로 설계 시, 특히 공통 애노드 또는 공통 캐소드 구성에서 고려해야 합니다.
• 피크 발광 파장(λP):레드 칩의 경우: 639 nm (표준).
• 주 파장(λd):레드 칩의 경우: 630 nm (표준). 이는 색상을 정의하는 사람의 눈이 인지하는 단일 파장입니다.
• 색도 좌표(x, y):화이트 칩의 경우: x=0.3, y=0.3 (표준). 이 CIE 1931 좌표는 화이트 포인트 색상을 정의합니다. ±0.01의 허용 오차가 적용됩니다.
• 역방향 전류(IR):VR=5V에서 최대 100 µA.

3. 빈닝 시스템 설명

LED는 애플리케이션에서 일관성을 보장하기 위해 성능 빈으로 분류됩니다. 빈 코드는 포장에 표시됩니다.

3.1 광도(Iv) 빈닝

화이트 칩:빈 N (28.0-45.0 mcd), P (45.0-71.0 mcd), Q (71.0-112.0 mcd).
레드 칩:빈 K (7.1-11.2 mcd), L (11.2-18.0 mcd), M (18.0-28.0 mcd), N (28.0-45.0 mcd).
각 빈 내에서 ±15%의 허용 오차가 적용됩니다.

3.2 레드 칩 색상(휴) 빈닝

적색 LED는 CIE 1931 다이어그램 상의 색도 좌표(x, y)를 기준으로 빈닝됩니다. 6개의 빈(S1 ~ S6)이 정의되며, 각각 색상 차트 상의 작은 사각형 영역을 나타냅니다. 이 빈들의 각 꼭짓점 좌표는 데이터시트에 제공됩니다. 각 빈 내 (x, y) 좌표에는 ±0.01의 허용 오차가 적용됩니다. 이는 서로 다른 생산 로트 간에 적색 발광의 엄격한 색상 일관성을 보장합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 설계에 필수적인 전형적인 특성 곡선을 참조합니다.

• IV 곡선(전류 대 전압):화이트 및 레드 칩 모두에 대한 순방향 전압과 전류 간의 지수적 관계를 보여줍니다. 서로 다른 턴온 전압이 명확하게 보입니다.
• 광도 대 순방향 전류:광 출력이 전류에 따라 어떻게 증가하는지 설명합니다. 권장 동작 범위 내에서는 일반적으로 선형이지만, 더 높은 전류에서는 포화됩니다.
• 광도 대 주변 온도:접합 온도가 증가함에 따라 광 출력이 감소하는 것을 보여줍니다. 이는 최종 애플리케이션의 열 관리에 매우 중요합니다.
• 스펙트럼 분포:레드 칩의 경우, 곡선은 AlInGaP 기술의 특징인 639nm 근처의 좁은 피크를 보일 것입니다. 화이트 칩(일반적으로 형광체가 도포된 블루 다이)의 경우, 스펙트럼은 가시광선 범위를 포괄하는 넓은 형태일 것입니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

LED는 사이드 뷰 LED용 EIA 표준 패키지 외형을 따릅니다. 주요 치수는 전체 높이, 너비, 깊이 및 솔더 패드의 위치와 크기를 포함합니다. 별도 명시되지 않는 한 모든 치수는 밀리미터 단위이며 표준 허용 오차는 ±0.10mm입니다. 렌즈는 측면 발광을 위해 설계되었습니다.

5.2 핀 할당 및 극성

소자는 독립적인 칩을 위한 두 개의 애노드/캐소드를 가집니다. 핀 할당은 다음과 같습니다: 화이트 InGaN 칩의 캐소드는 핀 C2에 연결됩니다. 레드 AlInGaP 칩의 캐소드는 핀 C1에 연결됩니다. 애노드는 패키지 도면에 따라 공통이거나 다른 핀에 할당될 가능성이 높습니다. PCB 레이아웃 및 조립 시 올바른 극성을 준수해야 합니다.

5.3 권장 솔더 패드 레이아웃

데이터시트는 PCB 설계를 위한 권장 랜드 패턴(풋프린트)을 제공합니다. 이 패턴을 준수하면 리플로우 중 적절한 솔더 조인트 형성, 기계적 안정성 및 열 성능이 보장됩니다. 툼스토닝 가능성을 최소화하기 위한 권장 솔더링 방향도 표시됩니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

LED는 적외선 리플로우 공정과 호환됩니다. 피크 온도 260°C를 최대 10초 동안 유지하는 것이 중요한 파라미터인 권장 프로파일이 제공됩니다. 플라스틱 패키지 및 내부 와이어 본드에 대한 열 손상을 방지하기 위해 이 프로파일을 따라야 합니다.

6.2 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우, 지정된 화학 물질만 사용해야 합니다. 데이터시트는 상온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 1분 미만 침지할 것을 권장합니다. 지정되지 않은 화학 물질은 패키지 수지나 렌즈를 손상시킬 수 있습니다.

6.3 보관 및 취급

• ESD 예방 조치:소자는 정전기 방전(2000V HBM)에 민감합니다. 손목 스트랩, 접지된 작업대, 도전성 용기를 사용하십시오.
• 습기 민감도:플라스틱 SMD 패키지로서 습기에 민감합니다. 건조제가 들어 있는 원래 밀봉된 방습 봉지가 개봉되지 않은 상태라면, 보관 조건은 ≤30°C/≤90%RH이며, 유통 기한은 1년입니다. 개봉 후에는 LED를 ≤30°C/≤60%RH 조건에 보관하고 1주일 이내에 사용해야 합니다. 원래 봉지 밖에서 더 오래 보관할 경우, 건조제가 들어 있는 밀봉 용기나 질소 건조기를 사용하십시오. 봉지 밖에서 1주일 이상 보관된 부품은 팝코닝 현상을 방지하기 위해 리플로우 전에 베이킹(약 60°C, 20시간 이상)이 필요합니다.

7. 포장 및 주문

표준 포장은 커버 테이프로 밀봉된 8mm 엠보싱 캐리어 테이프를 7인치(178mm) 직경 릴에 감은 것입니다. 풀 릴 하나당 3000개가 들어 있습니다. 잔여분에 대해서는 최소 포장 수량 500개가 가능합니다. 포장은 ANSI/EIA 481-1 사양을 준수합니다. 자동 공급기 설정을 위한 테이프 및 릴 치수가 제공됩니다.

8. 애플리케이션 제안

8.1 전형적인 애플리케이션 시나리오

주요 애플리케이션은 얇은 두께가 필수적인 소비자 가전, 산업용 디스플레이 및 자동차 내장 디스플레이용 LCD 백라이트입니다. 듀얼 컬러 기능은 동적 백라이트(예: 정상 작동 시 화이트, 야간 모드 또는 경고 시 레드) 또는 혼합을 통한 다른 색상 생성이 가능하게 합니다.

8.2 설계 고려사항

• 전류 구동:안정적인 광 출력과 수명을 보장하기 위해 정전압이 아닌 정전류 드라이버를 사용하십시오. 절대 최대 DC 전류 정격(화이트 10mA, 레드 20mA)을 준수하십시오.
• 열 관리:소비 전력은 낮지만 열을 발생시킵니다. 특히 더 높은 전류로 구동하거나 높은 주변 온도에서 동작할 경우, 열을 효과적으로 방출하기 위해 솔더 패드 아래에 충분한 PCB 구리 면적 또는 열 비아를 확보하십시오. 이는 발광 효율과 수명을 유지합니다.
• 광학 설계:130도의 측면 발광은 도광판(LGP)으로의 결합을 위해 설계되었습니다. 균일한 백라이트 조명을 달성하기 위해서는 LGP의 주입점 및 패턴 설계가 중요합니다.
• 회로 설계:두 칩의 서로 다른 순방향 전압을 고려하여, 특히 둘 다에 공통 전류 제한 저항을 사용하는 경우 구동 회로를 설계하십시오.

9. 기술 비교 및 차별화

단일 컬러 사이드 뷰 LED와 비교할 때, 주요 장점은 이중 색상 애플리케이션에서의 공간 절약과 조립 단순화입니다. 레드용 AlInGaP 사용은 GaAsP와 같은 구형 기술에 비해 더 높은 효율과 더 선명한 색상을 제공합니다. InGaN 기반 화이트 칩은 고휘도를 제공합니다. 하나의 패키지에 결합된 것은 비용에 민감한 대량 백라이트 유닛을 위한 시스템 수준의 최적화입니다.

10. 자주 묻는 질문(FAQ)

Q: 화이트와 레드 칩을 최대 DC 전류로 동시에 구동할 수 있나요?
A: 패키지의 총 소비 전력과 열 부하를 고려해야 합니다. 두 칩을 최대 전류(10mA + 20mA = 총 30mA)와 표준 VF(3.0V + 2.0V = 5.0V)로 구동하면 150mW의 전기적 입력이 발생합니다. 이는 개별 소비 전력 정격(35mW & 48mW)을 초과하며 소자가 과열될 가능성이 높습니다. 감액 또는 펄스 동작이 필요합니다.

Q: 봉지에 있는 Iv 빈 코드를 어떻게 해석하나요?
A: 봉지에는 내부 LED에 대한 특정 Iv 빈(예: 화이트 "Q", 레드 "L")을 나타내는 코드가 있습니다. 이 문자를 데이터시트의 Iv 사양표와 대조하여 해당 배치의 보장된 최소/최대 광도 범위를 알아야 합니다.

Q: 레드 칩의 피크 파장은 639nm이지만 주 파장은 630nm입니다. 왜 차이가 나나요?
A: 피크 파장(λP)은 스펙트럼 파워 분포 곡선의 최고점입니다. 주 파장(λd)은 CIE 다이어그램 상의 백색점(광원)에서 LED의 측정된 (x,y) 좌표를 통해 스펙트럼 궤적까지 선을 그어 결정됩니다. λd는 사람의 눈이 인지하는 단일 파장 색상으로, 특히 스펙트럼이 완벽하게 대칭적이지 않을 경우 λP와 다를 수 있습니다.

11. 실용 설계 사례 연구

시나리오:휴대용 의료 기기 디스플레이용 상태 표시등/백라이트 설계. 표시등은 "전원 켜짐/활성"에는 흰색, "배터리 부족/경고"에는 빨간색을 표시해야 합니다. 공간이 극도로 제한적입니다.
구현:단일 LTW-326ZDSKR-5A LED를 작은 LCD의 가장자리에 배치합니다. 두 개의 독립적인 GPIO 핀을 가진 간단한 마이크로컨트롤러를 사용하여 두 개의 독립적인 전류 제한 회로(예: 트랜지스터 사용)를 제어합니다. 하나의 회로는 화이트 칩을, 다른 하나는 레드 칩을 구동합니다. 130도의 측면 발광은 디스플레이의 도광판에 효과적으로 결합됩니다. 이 설계는 두 개의 별도 LED를 사용하는 것에 비해 공간을 절약하고 조립 중 광학 정렬 과정을 단순화합니다.

12. 기술 원리 소개

InGaN 화이트 LED:일반적으로, 청색광을 발광하는 InGaN 반도체 칩에 황색 형광체(예: YAG:Ce)가 도포됩니다. 청색광의 일부는 형광체에 의해 황색광으로 변환됩니다. 남은 청색광과 변환된 황색광의 혼합물은 사람의 눈에 흰색으로 인지됩니다. 정확한 색온도(쿨 화이트, 웜 화이트)는 형광체 조성에 따라 조정됩니다.

AlInGaP 레드 LED:이 재료 시스템은 알루미늄과 인듐 비율을 변화시켜 적색, 주황색, 황색 스펙트럼 영역 전반에 걸쳐 조정 가능한 직접 밴드갭을 가집니다. AlInGaP LED는 적색-호박색 범위에서 높은 효율과 우수한 색순도(좁은 스펙트럼 폭)로 알려져 있으며, 구형 GaAsP 기술보다 우수합니다.

13. 산업 동향 및 발전

백라이트 LED의 동향은 특히 전문가용 모니터와 TV에서 더 나은 화질을 위한 더 높은 효율(와트당 더 많은 루멘)과 더 높은 색 재현율(CRI)을 지향하고 있습니다. 사이드 뷰 타입의 경우, 더 얇은 패키지를 통해 더 얇은 디스플레이 설계를 가능하게 하는 방향으로 나아가고 있습니다. 또한 칩 스케일 패키징(CSP) 및 미니/마이크로 LED 기술의 지속적인 개발이 진행 중이며, 이는 고급 백라이트 유닛을 위해 더 작은 폼 팩터, 더 높은 밀도 및 로컬 디밍 기능을 약속합니다. 듀얼 컬러 접근 방식은 중급 애플리케이션에서 비용 효율적인 세분화된 색상 제어를 위해 여전히 관련성이 있습니다.