LTST-S115TGKFKT 듀얼 컬러 SMD LED 사양서 - 사이드 뷰 패키지 - 녹색(530nm) & 오렌지(611nm) - 3.2V/2.0V - 76mW/75mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 듀얼 컬러 사이드 뷰 표면 실장 장치(SMD) LED의 완전한 기술 사양을 제공합니다. 이 부품은 주로 LCD 패널 백라이트 유닛을 주요 시장으로 하여, 측면에서 컴팩트하고 고휘도의 조명이 필요한 응용 분야를 위해 특별히 설계되었습니다. 핵심 장점으로는 단일 패키지 내에 두 개의 별도 반도체 칩을 통합한 점, 자동화 조립 공정과의 호환성, RoHS 및 친환경 제품 표준 준수가 있습니다.

이 LED는 투명 렌즈를 채용하고 있으며, 녹색광을 방출하는 칩과 오렌지광을 방출하는 칩, 총 두 개의 별도 발광 칩을 내장하고 있습니다. 이 설계는 공간이 제한된 설계에서 색상 혼합 또는 독립 제어를 가능하게 합니다. 패키지는 업계 표준인 7인치 릴에 장착된 8mm 폭의 테이프에 공급되어 대량 자동화 피크 앤 플레이스 조립 및 리플로우 솔더링을 용이하게 합니다.

2. 기술 파라미터 심층 해석

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계 스트레스를 정의합니다. 이 한계에서 또는 그 이하에서의 동작은 보장되지 않습니다. 주요 파라미터는 다음과 같습니다:

• 소비 전력 (Pd):녹색 칩 76 mW, 오렌지 칩 75 mW. 이는 주변 온도(Ta) 25°C에서 LED가 열로 소산할 수 있는 최대 허용 전력입니다. 이 한계를 초과하면 열 폭주 및 고장의 위험이 있습니다.
• 피크 순방향 전류 (I_FP):펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서 100 mA(녹색) 및 80 mA(오렌지). 이 정격은 DC 정격보다 훨씬 높아, 멀티플렉싱이나 순간 피크 휘도 달성과 같은 응용 분야에서 짧은 고전류 펄스를 허용합니다.
• DC 순방향 전류 (I_F):20 mA(녹색) 및 30 mA(오렌지). 이는 신뢰할 수 있는 장기 성능을 위한 권장 연속 동작 전류입니다.
• 역방향 전압 (V_R):두 칩 모두 5 V. 이 값을 초과하는 역방향 전압을 가하면 즉각적이고 치명적인 접합 항복이 발생할 수 있습니다. 데이터시트는 역방향 전압 동작이 연속될 수 없음을 명시적으로 언급합니다.
• 온도 범위:동작 온도 -20°C ~ +80°C; 저장 온도 -30°C ~ +100°C. 이는 기능적 사용 및 비동작 상태 저장을 위한 환경적 한계를 정의합니다.
• 적외선 솔더링 조건:260°C에서 10초 동안 견딤. 이는 IPC/JEDEC 표준에 따른 무연(Pb-free) 리플로우 솔더링 공정의 표준 요구사항입니다.

2.2 전기적 & 광학적 특성

이는 Ta=25°C 및 I_F=20mA에서 측정된 일반적인 성능 파라미터로, 정상 동작 조건에서 예상되는 동작을 나타냅니다.

• 광도 (I_V):녹색 칩은 최소 71.0 mcd, 최대 450.0 mcd입니다. 오렌지 칩은 최소 28.0 mcd, 최대 280.0 mcd입니다. 넓은 범위는 빈닝 시스템(후술)을 통해 관리됩니다. 광도는 명시(CIE) 인간 눈 반응 곡선에 맞춰 필터링된 센서를 사용하여 측정됩니다.
• 시야각 (2θ_1/2):두 색상 모두 130도의 전형적인 값을 가집니다. 이 넓은 시야각은 사이드 뷰 LED의 특징이며, 패널 전체에 균일한 빛 분포가 필요한 백라이트 응용 분야에 이상적입니다.
• 피크 파장 (λ_P):녹색은 일반적으로 530 nm, 오렌지는 611 nm입니다. 이는 스펙트럼 파워 분포가 최대가 되는 파장입니다.
• 주 파장 (λ_d):녹색은 일반적으로 525 nm, 오렌지는 605 nm입니다. 이는 인간의 눈이 인지하는 색상을 정의하는 단일 파장으로, CIE 색도도에서 도출됩니다. 색상 사양에 있어 더 관련성이 높은 파라미터입니다.
• 스펙트럼 선 반치폭 (Δλ):녹색은 일반적으로 35 nm, 오렌지는 17 nm입니다. 이는 스펙트럼 순도를 나타냅니다. 더 좁은 반치폭은 더 포화되고 순수한 색상을 의미합니다. 이 장치에서 오렌지 AlInGaP 칩은 녹색 InGaN 칩보다 더 높은 색 순도를 나타냅니다.
• 순방향 전압 (V_F):20mA에서 녹색은 일반적으로 3.2 V(최대 3.6 V), 오렌지는 2.0 V(최대 2.4 V)입니다. 이 파라미터는 두 칩이 동일한 전류에 대해 다른 공급 전압을 필요로 하므로 드라이버 회로 설계에 매우 중요합니다.
• 역방향 전류 (I_R):V_R=5V에서 두 칩 모두 최대 10 µA입니다. 낮은 역방향 누설 전류는 고품질 반도체 접합을 나타냅니다.

3. 빈닝 시스템 설명

대량 생산에서 일관성을 보장하기 위해 LED는 성능 빈으로 분류됩니다. 이 시스템을 통해 설계자는 응용 분야에 맞는 특정 최소 기준을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 광도 빈닝

광 출력은 문자로 표시된 빈으로 분류됩니다. 각 빈은 정의된 최소 및 최대 광도를 가지며, 각 빈 내에서 +/-15%의 허용 오차를 가집니다.

• 녹색 칩:빈 Q (71.0-112.0 mcd), R (112.0-180.0 mcd), S (180.0-280.0 mcd), T (280.0-450.0 mcd).
• 오렌지 칩:빈 N (28.0-45.0 mcd), P (45.0-71.0 mcd), Q (71.0-112.0 mcd), R (112.0-180.0 mcd), S (180.0-280.0 mcd).

3.2 주 파장 빈닝 (녹색 전용)

녹색 칩은 색상 일관성을 제어하기 위해 주 파장으로도 빈닝됩니다.

• 빈 AP (520.0-525.0 nm), AQ (525.0-530.0 nm), AR (530.0-535.0 nm). 각 파장 빈의 허용 오차는 +/- 1 nm입니다.

완전한 부품에 대한 특정 빈 조합(예: 녹색 광도 빈, 오렌지 광도 빈, 녹색 파장 빈)은 일반적으로 전체 주문 코드에 지정되거나 제조업체에서 제공됩니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 다양한 조건에서 장치 동작을 이해하는 데 필수적인 일반적인 특성 곡선을 참조합니다. 정확한 그래프는 본문에 제공되지 않았지만, 표준 해석은 다음과 같습니다:

• I-V (전류-전압) 곡선:순방향 전압(V_F)과 순방향 전류(I_F) 사이의 관계를 보여줍니다. 비선형이며, 턴온/문턱 전압(녹색 약 2.8V, 오렌지 약 1.8V) 이후에 전류가 급격히 증가합니다. 이 곡선은 정전류 드라이버 설계에 매우 중요합니다.
• 상대 광도 대 순방향 전류:광 출력이 전류에 따라 어떻게 증가하는지 보여주며, 일반적으로 권장 동작 범위 내에서 거의 선형 관계를 가집니다. I_F 이상으로 구동하면 수익 체감이 발생하고 열이 증가합니다.
• 상대 광도 대 주변 온도:접합 온도가 상승함에 따라 광 출력이 감소하는 것을 보여줍니다. LED는 더 높은 온도에서 효율이 떨어집니다. 이 곡선은 일관된 밝기를 유지하기 위한 열 관리 설계에 매우 중요합니다.
• 스펙트럼 분포:상대 복사 파워 대 파장의 그래프로, 피크(λ_P)와 반치폭(Δλ)을 보여줍니다.

5. 기계적 & 패키징 정보

5.1 패키지 치수 및 극성

장치는 표준 EIA 패키지 풋프린트를 사용합니다. 핀 할당은 명확히 정의됩니다: 캐소드 2(C2)는 녹색(InGaN) 칩용이고, 캐소드 1(C1)은 오렌지(AlInGaP) 칩용입니다. 공통 애노드 구성은 멀티칩 LED의 일반적인 방식입니다. 상세 치수 도면(본문 발췌 부분에 완전히 상세히 나와 있지 않음)은 정확한 길이, 너비, 높이, 리드 간격 및 렌즈 형상을 제공하며, 모두 표준 허용 오차 ±0.10 mm를 가집니다.

5.2 권장 솔더 패드 레이아웃 및 방향

데이터시트에는 인쇄 회로 기판(PCB) 랜드 패턴(솔더 패드 치수) 및 솔더링 방향에 대한 권장 사항이 포함되어 있습니다. 이 지침을 따르면 적절한 기계적 정렬, 신뢰할 수 있는 솔더 접합 형성을 보장하고 리플로우 중 툼스토닝과 같은 문제를 방지할 수 있습니다.

6. 솔더링 & 조립 지침

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

무연 공정을 위한 권장 적외선(IR) 리플로우 프로파일이 제공됩니다. JEDEC 표준과 일치하는 이 프로파일의 주요 파라미터는 다음과 같습니다:

• 예열:150-200°C에서 최대 120초 동안 보드와 부품을 점진적으로 가열하여 플럭스를 활성화하고 열 충격을 최소화합니다.
• 피크 온도:최대 260°C. 장치는 이 온도를 10초 동안 견딜 수 있도록 정격화되어 있습니다.
• 이 프로파일은 보드 설계, 부품 및 솔더 페이스트의 변동으로 인해 보드별 특성화가 필요함을 강조합니다.

6.2 핸드 솔더링

수동 솔더링이 필요한 경우, 솔더링 아이언 온도는 300°C를 초과하지 않도록 권장하며, 접합당 최대 3초의 솔더링 시간을 가져야 합니다. 이는 플라스틱 패키지와 내부 와이어 본드에 열 손상을 피하기 위해 한 번만 수행해야 합니다.

6.3 세척

지정된 세척제만 사용해야 합니다. 권장 방법은 상온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 1분 미만 담그는 것입니다. 거친 또는 지정되지 않은 화학 물질은 에폭시 렌즈와 패키지를 손상시켜 광 출력 감소 또는 조기 고장을 초래할 수 있습니다.

6.4 저장 및 취급

LED는 습기 민감 장치(MSD)입니다.

• 밀봉 패키지:≤30°C 및 ≤90% RH에서 저장합니다. 건제가 포함된 방습 백의 유통 기한은 1년입니다.
• 개봉 패키지:저장 조건은 30°C 및 60% RH를 초과하지 않아야 합니다. 원래 포장에서 꺼낸 부품은 1주일 이내에 리플로우 솔더링해야 합니다. 더 오래 보관하려면 건제가 포함된 밀폐 용기나 질소 데시케이터에 보관해야 합니다. 1주일 이상 개방 상태로 보관된 경우, 조립 전 약 60°C에서 최소 20시간 동안 베이크아웃하여 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 중 "팝콘 현상"을 방지해야 합니다.

7. 패키징 & 주문 정보

제품은 자동화 SMD 조립 장비와 호환되는 테이프 앤 릴 형식으로 공급됩니다.

• 릴:직경 7인치 릴.
• 테이프:폭 8mm 캐리어 테이프.
• 수량:완전 릴당 3000개. 나머지 수량에 대해서는 최소 500개 단위로 포장 가능합니다.
• 품질:패키징은 ANSI/EIA 481-1-A-1994 사양을 준수합니다. 테이프의 빈 포켓은 커버 테이프로 밀봉됩니다. 연속 누락 부품("누락 램프")의 최대 개수는 2개입니다.

8. 응용 제안

8.1 일반적인 응용 시나리오

주요 및 명시적으로 언급된 응용 분야는LCD 백라이트이며, 특히 사이드 뷰 LED가 도광판(LGP)으로 빛을 주입하는 데 사용되는 중소형 디스플레이에 해당합니다. 듀얼 컬러 기능은 조정 가능한 화이트 백라이트(녹색과 오렌지를 다른 곳의 파란색 LED와 혼합)를 만들거나 디스플레이 어셈블리 내에서 특정 색상 액센트 및 표시기를 생성할 수 있게 합니다. 기타 잠재적 응용 분야로는 상태 표시기, 패널 조명, 소비자 가전, 사무 장비 및 통신 장치의 장식 조명 등이 있습니다.

8.2 설계 고려사항

• 드라이버 회로:녹색과 오렌지 칩은 서로 다른 순방향 전압(3.2V 대 2.0V)을 가지므로, 각 칩에 대한 전류 제한 저항 없이 단일 정전압 소스에서 간단한 병렬 구성으로 구동할 수 없습니다. 최적의 성능과 안정성을 위해 정전류 드라이버를 권장합니다.
• 열 관리:소비 전력이 낮지만, 적절한 열 방출을 위한 PCB 레이아웃과 가능하면 작은 구리 패드를 통해 열을 방출하는 것이 도움이 되며, 특히 최대 전류 근처 또는 높은 주변 온도에서 동작할 때 중요합니다. 이는 광 효율과 수명을 유지합니다.
• 광학 설계:130도의 시야각은 엣지 라이트 백라이트에 적합합니다. 도광판, 확산판 및 반사판의 설계는 균일한 조명을 위해 이 LED의 방출 패턴과 결합되도록 최적화되어야 합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

이 장치는 특정 틈새 시장에서 다음과 같은 장점을 제공합니다:

• 듀얼 칩 통합:두 개의 별도 단색 LED를 사용하는 것과 비교하여, 이 패키지는 PCB 공간을 절약하고, 조립을 단순화하며(한 번의 배치 단계), 두 광원 사이의 정밀한 기계적 정렬을 보장합니다. 이는 색상 혼합에 매우 중요합니다.
• 사이드 뷰 폼 팩터:탑 뷰 LED 대비, 사이드 뷰 패키지는 높이(Z축)가 제한되고 빛이 PCB 평면에 평행하게 방출되어야 하는 슬림 백라이트 모듈에 필수적입니다.
• 칩 기술:오렌지에 AlInGaP를 사용함으로써 GaAsP와 같은 오래된 기술에 비해 더 높은 효율과 더 나은 온도 안정성을 제공하여 더 밝고 일관된 오렌지 광 출력을 얻을 수 있습니다.
• 공정 호환성:리플로우 솔더링 및 자동 배치와의 완전한 호환성으로 현대적인 대량 생산 라인에 적합합니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q1: 녹색과 오렌지 칩을 각각 최대 DC 전류(20mA 및 30mA)로 동시에 구동할 수 있나요?

A1: 예, 하지만 총 소비 전력을 고려해야 합니다. 최대 전류로 동시 동작하면 약 (3.2V * 0.02A) + (2.0V * 0.03A) = 0.124W의 전력을 소산합니다. 이는 개별 Pd 정격보다 낮지만 그 합에 가깝습니다. 특히 밀폐된 외함 내에서 접합 온도가 안전 한계를 초과하지 않도록 PCB에 적절한 열 설계가 필요합니다.

Q2: 역방향 전압 정격이 왜 5V에 불과하며, "연속 동작할 수 없음"은 무슨 뜻인가요?

A2: LED 반도체 접합은 높은 역방향 전압을 차단하도록 설계되지 않았습니다. 5V 정격은 일반적입니다. 이 문구는 5V 미만의 역방향 전압을 연속적으로 가하는 것도 권장되거나 지정되지 않음을 의미합니다. 회로 설계에서 LED가 역방향 바이어스에 노출되지 않도록 하거나, 필요한 경우 병렬로 보호 다이오드를 사용하십시오.

Q3: 주문 시 빈 코드를 어떻게 해석해야 하나요?

A3: 원하는 밝기와 색상 특성을 가진 LED를 받기 위해 광도(녹색 및 오렌지 모두) 및 주 파장(녹색)에 대한 필요한 빈 코드를 지정해야 합니다. 예를 들어, "녹색: 광도 T, 파장 AQ; 오렌지: 광도 R"로 빈닝된 부품을 주문할 수 있습니다. 정확한 주문 코드 형식은 제조업체에 문의하십시오.

11. 실용 설계 사례

시나리오:제품 섀시 내부에 수직으로 장착된 PCB의 가장자리에 있는 극도로 공간이 제한된 영역에서 두 가지 별도의 색상(녹색은 "준비 완료", 오렌지는 "대기/경고")이 필요한 장치용 상태 표시기 설계.

구현:LTST-S115TGKFKT는 이상적인 선택입니다. 단일 부품 풋프린트가 사용됩니다. 간단한 마이크로컨트롤러 GPIO 핀은 적절한 전류 제한 저항(원하는 전류, 최대 20/30mA 및 공급 전압에 기반하여 계산)을 통해 각 캐소드(오렌지용 C1, 녹색용 C2)에 연결할 수 있으며, 공통 애노드는 양극 공급에 연결됩니다. 사이드 뷰 방출을 통해 빛은 장치 외함 측면의 작은 구멍이나 라이트 파이프를 통해 외부로 향하게 할 수 있습니다. 넓은 시야각으로 인해 다양한 각도에서 표시기가 보입니다. 리플로우 호환 패키지로 인해 다른 모든 SMD 부품과 함께 한 번에 솔더링할 수 있습니다.

12. 원리 소개

LED의 발광은 반도체 p-n 접합의 전계 발광을 기반으로 합니다. 순방향 전압이 가해지면 전자와 정공이 활성 영역으로 주입되어 재결합하며, 광자의 형태로 에너지를 방출합니다. 방출된 빛의 색상(파장)은 반도체 물질의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다.

• 녹색 칩 (InGaN):인듐 갈륨 나이트라이드는 화합물 반도체로, 인듐/갈륨 비율을 조정하여 파란색에서 녹색 스펙트럼으로 발광하도록 밴드갭을 조정할 수 있습니다. 여기서는 약 530 nm에서 녹색 발광을 위해 설계되었습니다.
• 오렌지 칩 (AlInGaP):알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드는 적색, 오렌지 및 황색 파장 영역에서 높은 효율로 알려진 또 다른 화합물 반도체입니다. 여기서는 약 611 nm에서 오렌지 발광을 위해 밴드갭이 조정되었습니다.

두 칩은 발광된 빛을 최소로 흡수하여 높은 광학 효율을 허용하는 투명 렌즈가 있는 단일 에폭시 패키지 내의 리드 프레임에 장착됩니다.

13. 발전 동향

SMD LED 분야는 이와 같은 부품과 관련된 몇 가지 명확한 동향과 함께 계속 발전하고 있습니다:

• 효율 증가 (lm/W):지속적인 재료 과학 및 칩 설계 개선으로 동일한 전기 입력 전력(와트)에서 더 많은 빛(루멘)을 추출하여 에너지 소비와 열 부하를 줄이는 것을 목표로 합니다.
• 높은 신뢰성 및 수명:패키징 재료, 다이 부착 기술 및 형광체 기술(해당되는 경우)의 발전으로 동작 수명이 연장되고 가혹한 환경 조건에서 성능이 향상되고 있습니다.
• 소형화:더 작은 전자 장치를 위한 추진력으로 인해 광 출력을 유지하거나 증가시키면서 더 작은 패키지 풋프린트와 더 낮은 프로파일의 LED가 요구됩니다.
• 색상 정밀도 및 일관성:더 엄격한 빈닝 허용 오차와 개선된 제조 공정으로 인해 배치 간 색상과 밝기의 변동이 줄어들어, 균일한 외관이 필요한 응용 분야에 매우 중요합니다.
• 통합:듀얼 컬러를 넘어서, RGB 칩, 드라이버 IC 또는 심지어 광검출기와 같은 더 많은 기능을 단일 패키지에 통합하여 더 스마트하고 컴팩트한 조명 솔루션을 만드는 추세가 있습니다.