LTST-C295TGKSKT 듀얼 컬러 SMD LED 데이터시트 - 0.55mm 초박형 - 녹색/노란색 - 20mA/30mA - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 LTST-C295TGKSKT 듀얼 컬러 표면 실장 장치(SMD) 발광 다이오드(LED)의 완전한 기술 사양을 제공합니다. 이 부품은 단일 패키지에서 두 가지 뚜렷한 색상의 컴팩트하고 고휘도 지시등이 필요한 응용 분야를 위해 설계되었습니다. 주요 차별화 특징은 공간이 제한된 현대 전자 설계에 적합하도록 매우 낮은 프로파일을 갖추고 있다는 점입니다.

이 LED는 하나의 표준 EIA 호환 패키지 내에 두 개의 독립적인 반도체 칩을 통합합니다: 녹색 발광용 인듐 갈륨 나이트라이드(InGaN) 칩과 노란색 발광용 알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AlInGaP) 칩입니다. 이 듀얼 칩 구조는 각 색상을 독립적으로 제어할 수 있게 하여 구동 회로 구성에 따라 상태 표시, 이중 색상 신호 또는 단순 색상 혼합을 가능하게 합니다. 이 장치는 대량 전자 제조에서 일반적인 고속 자동 피크 앤 플레이스 조립 공정을 용이하게 하기 위해 7인치 릴에 장착된 업계 표준 8mm 테이프에 공급됩니다.

2. 기술 파라미터 심층 해석

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 한계에서 또는 그 이하에서의 동작은 보장되지 않으며 회로 설계 시 피해야 합니다.

• 소비 전력 (Pd):녹색 칩 76 mW, 노란색 칩 75 mW. 이 파라미터는 패키지와 PCB의 열 저항과 결합되어 접합 온도 한계를 초과하지 않도록 허용 가능한 최대 연속 순방향 전류를 결정합니다.
• 피크 순방향 전류 (I_FP):녹색 100 mA, 노란색 80 mA. 이는 1/10 듀티 사이클과 0.1ms 펄스 폭 조건에서 지정됩니다. 이는 LED가 짧은 고전류 펄스를 처리할 수 있음을 나타내며, 멀티플렉싱 구동 또는 펄스 휘도 응용에 유용하지만 DC 동작에는 적합하지 않습니다.
• DC 순방향 전류 (I_F):녹색 20 mA, 노란색 30 mA. 이는 정상 조건에서 신뢰할 수 있는 장기 동작을 위한 권장 최대 연속 전류입니다.
• 온도 범위:동작: -20°C ~ +80°C; 보관: -30°C ~ +100°C. 동작 범위는 상용 등급 LED의 일반적인 수준입니다. 설계자는 주변 온도와 자체 발열이 LED 접합부가 최대 정격 온도를 초과하지 않도록 해야 합니다.
• 적외선 솔더링 조건:260°C에서 10초 동안 견딤. 이는 무연(Pb-free) 리플로우 솔더링 공정에 매우 중요하며 PCB 조립 시 준수해야 합니다.

2.2 전기 및 광학 특성

이는 지정된 테스트 조건에서 Ta=25°C에서 측정한 일반적인 성능 파라미터입니다. 회로 설계 및 광학 시스템 통합에 필수적입니다.

• 광도 (I_V):I_F=20mA에서 밀리칸델라(mcd)로 측정. 녹색 칩은 45.0 mcd(최소)에서 280.0 mcd(최대) 범위를 가집니다. 노란색 칩은 28.0 mcd(최소)에서 450.0 mcd(최대) 범위입니다. 넓은 범위는 빈닝 시스템(섹션 3에서 상세 설명)을 통해 관리됩니다. 테스트는 CIE 명시도 눈 반응 곡선에 근사하는 필터를 사용합니다.
• 시야각 (2θ_1/2):일반적으로 두 색상 모두 130도. 이는 광도가 축상 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도입니다. 130도 각도는 매우 넓은 시야 패턴을 나타내며, LED가 광범위한 각도에서 보여야 하는 응용 분야에 적합합니다.
• 피크 발광 파장 (λ_P):일반적으로 녹색 525 nm, 노란색 588 nm. 이는 방출된 빛 스펙트럼에서 가장 높은 지점의 파장입니다.
• 주 파장 (λ_d):일반적으로 녹색 525.0 nm, 노란색 587.0 nm. CIE 색도도에서 유도된 이 값은 색상을 정의하는 인간의 눈이 인지하는 단일 파장입니다. 이는 피크 파장보다 지각적으로 더 관련성이 높은 지표입니다.
• 스펙트럼 선 반치폭 (Δλ):일반적으로 녹색 35 nm, 노란색 20 nm. 이는 방출된 빛의 스펙트럼 순도 또는 대역폭을 나타냅니다. 노란색 AlInGaP LED는 일반적으로 녹색 InGaN LED보다 더 좁은 스펙트럼을 가집니다.
• 순방향 전압 (V_F):I_F=20mA에서 녹색 최대 3.50V, 노란색 최대 2.40V. 이는 전류 제한 회로 설계에 매우 중요합니다. 녹색 칩의 높은 V_F는 InGaN 기술의 특징입니다.
• 역방향 전류 (I_R):V_R=5V에서 둘 다 최대 10 μA.중요 참고사항:이 장치는 역방향 동작을 위해 설계되지 않았습니다. 5V를 초과하는 역방향 바이어스를 가하면 즉시 손상될 수 있습니다. 회로에서 역전압 또는 잘못된 극성 연결에 대한 보호를 강력히 권장합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산에서 일관된 색상과 밝기를 보장하기 위해 LED는 성능 빈으로 분류됩니다. LTST-C295TGKSKT는 각 색상에 대해 광도 빈닝 시스템을 사용합니다.

3.1 녹색 광도 빈

빈은 문자 코드(P, Q, R, S)와 20mA에서 mcd 단위의 최소 및 최대 광도 값으로 정의됩니다. 각 빈은 +/-15%의 허용 오차를 가집니다. 예를 들어, 빈 'P'는 45.0에서 71.0 mcd를 포함합니다. 설계자는 조립에서 여러 유닛 간의 밝기 일관성을 보장하기 위해 주문 시 필요한 빈 코드를 지정해야 합니다.

3.2 노란색 광도 빈

노란색 칩은 N, P, Q, R, S, T 코드를 사용하여 28.0 mcd(빈 N 최소)에서 450.0 mcd(빈 T 최대)까지의 광도를 포함하는 더 광범위한 빈닝 범위를 사용하며, 빈당 +/-15% 허용 오차를 가집니다. 더 넓은 범위는 AlInGaP 재료의 더 높은 잠재적 밝기를 수용합니다.

4. 성능 곡선 분석

특정 그래픽 데이터(예: 그림1, 그림6)가 데이터시트에 참조되어 있지만, 제공된 수치 데이터를 통해 주요 관계를 분석할 수 있습니다.

• IV 관계:순방향 전압(V_F)은 단일 테스트 전류(20mA)에서 지정됩니다. 실제로 V_F는 I_F와 대수 관계를 가지며 온도에도 의존합니다. 안정적인 광 출력을 위해 일정 전압이 아닌 정전류 소스로 LED를 구동하는 것이 필수적입니다.
• 온도 특성:LED의 광도는 일반적으로 접합 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 지정된 파라미터는 25°C 주변 온도 기준입니다. 고온 환경이나 고구동 전류에서는 출력의 디레이팅을 예상해야 합니다. 최대 동작 온도 80°C는 신뢰할 수 있는 동작의 상한선을 제공합니다.
• 스펙트럼 분포:일반적인 피크 및 주 파장과 스펙트럼 반치폭은 색상점을 정의합니다. 녹색 발광(525nm, 35nm FWHM)은 순수한 녹색으로 보일 것이며, 노란색 발광(587nm, 20nm FWHM)은 호박색(~590nm)이나 순수한 녹색과 구별되는 포화된 노란색이 될 것입니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

5.1 패키지 치수 및 극성

이 장치는 표준 EIA SMD 패키지 풋프린트를 준수합니다. 주요 기계적 특징은 "초박형"으로 설명되는 0.55mm의 높이입니다. 핀 할당은 명확하게 정의됩니다: 핀 1과 3은 녹색 애노드/캐소드용이고, 핀 2와 4는 노란색 애노드/캐소드용입니다. 정확한 내부 연결(공통 애노드 또는 공통 캐소드)은 제공된 텍스트에 명시적으로 명시되지 않았으며 상세 패키지 도면에서 확인해야 합니다. 적절한 극성 식별은 설치 중 손상을 방지하는 데 중요합니다.

5.2 권장 솔더링 패드 레이아웃

데이터시트에는 PCB 상의 솔더링 패드 치수에 대한 제안이 포함되어 있습니다. 이러한 권장 사항을 따르면 신뢰할 수 있는 솔더 접합, 적절한 열 방출을 보장하고 리플로우 중 툼스토닝과 같은 문제를 방지합니다. 패드 설계는 또한 장착된 부품의 최종 시야각과 기계적 안정성에도 영향을 미칩니다.

5.3 테이프 및 릴 패키징

LED는 7인치(178mm) 직경 릴에 감긴 8mm 너비의 엠보싱 캐리어 테이프에 공급됩니다. 각 릴에는 4000개가 들어 있습니다. 이 패키징은 ANSI/EIA 481 사양을 준수하여 자동 표면 실장 기술(SMT) 장비와의 호환성을 보장합니다. 테이프에는 상단 커버 테이프로 밀봉된 포켓이 있습니다. 사양에는 최대 2개의 연속 누락 부품과 잔여 주문에 대한 최소 포장 수량 500개가 명시되어 있습니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

무연 조립 공정을 위한 제안된 적외선(IR) 리플로우 프로파일이 제공됩니다. 주요 파라미터에는 예열 구역(150-200°C), 액상선 이상의 특정 시간, 최대 10초 동안 260°C를 초과하지 않는 피크 온도가 포함됩니다. 이 프로파일은 JEDEC 표준을 기반으로 하며 일반적인 목표로 의도되었습니다. 실제 프로파일은 생산에 사용되는 특정 PCB 설계, 솔더 페이스트 및 오븐에 대해 특성화되어야 합니다.

6.2 핸드 솔더링 시 주의사항

핸드 솔더링이 필요한 경우, 솔더링 아이언 팁 온도가 300°C를 초과하지 않도록 하고, 솔더링 시간은 단일 작업에 대해 최대 3초로 제한해야 합니다. 과도한 열이나 장시간 접촉은 LED 패키지나 내부 와이어 본드를 손상시킬 수 있습니다.

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 않았거나 강력한 화학 세척제를 사용하면 플라스틱 렌즈나 패키지 재료가 손상되어 광 출력 감소 또는 조기 고장을 초래할 수 있습니다.

6.4 보관 조건

적절한 보관은 솔더링성을 유지하는 데 매우 중요합니다. 건조제가 들어 있는 개봉되지 않은 방습 봉지는 ≤30°C 및 ≤90% RH에서 보관해야 하며, 유통 기한은 1년입니다. 원래 포장을 개봉한 후에는 ≤30°C 및 ≤60% RH에서 부품을 보관해야 합니다. 개봉 후 1주일 이내에 IR 리플로우를 완료하는 것이 좋습니다. 원래 봉지 외부에서 더 오래 보관하는 경우, 부품은 건조제가 들어 있는 밀폐 용기나 질소 건조기에 보관해야 합니다. 비이상적인 조건에서 1주일 이상 보관된 부품은 조립 전 약 60°C에서 최소 20시간 동안 베이킹하여 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 중 "팝콘 현상"을 방지해야 합니다.

7. 응용 제안

7.1 대표적인 응용 시나리오

이 듀얼 컬러 LED는 공간이 귀중하고 여러 상태를 전달해야 하는 상태 및 지시등 응용 분야에 이상적입니다. 예시는 다음과 같습니다:

• 휴대용 소비자 가전:전원/충전 상태(녹색=충전 완료, 노란색=충전 중), 연결 지시등(블루투스/Wi-Fi), 또는 스마트폰, 태블릿, 웨어러블, 무선 이어버드의 모드 지시등으로 초박형 프로파일의 이점을 누릴 수 있습니다.
• 산업용 제어판:기계 상태 지시등(녹색=가동, 노란색=대기/고장), 레벨 지시등, 또는 인간-기계 인터페이스(HMI)의 확인등.
• 자동차 실내 조명:버튼 또는 스위치용 계기판 백라이트, 앰비언트 조명, 또는 비중요 상태 지시등(특정 자동차 등급 인증이 필요한 경우).
• IoT 장치 및 스마트 홈 가제트:네트워크 상태, 센서 활동 표시, 또는 배터리 수준 경고.

7.2 설계 시 고려사항

• 전류 구동:항상 직렬 전류 제한 저항 또는 전용 정전류 LED 드라이버 IC를 사용하십시오. 저항 값을 R = (V_공급- V_F) / I_F를 사용하여 계산하고, 데이터시트의 최대 V_F를 사용하여 I_F가 한계를 초과하지 않도록 하십시오. V_F는 각 색상마다 다르다는 점을 기억하십시오.
• 열 관리:소비 전력이 낮더라도, 특히 최대 전류 근처에서 구동하거나 고주변 온도에서 접합 온도를 한계 내로 유지하기 위해 충분한 PCB 구리 면적 또는 열 비아를 확보하십시오.
• ESD 보호:데이터시트에는 정전기 방전(ESD)에 대한 주의사항이 포함되어 있습니다. 이 장치는 민감합니다. 조립 중 ESD 안전 처리 절차(손목 스트랩, 접지된 작업대)를 구현하고, 잠재적 ESD 사건에 노출될 수 있는 최종 응용 분야의 민감한 라인에 과도 전압 억제(TVS) 다이오드나 저항을 추가하는 것을 고려하십시오.
• 광학 설계:130도의 시야각은 넓은 가시성을 제공합니다. 더 집중된 빔이 필요한 응용 분야의 경우 외부 렌즈나 도광판이 필요할 수 있습니다. "워터 클리어" 렌즈는 색상 왜곡을 최소화합니다.

8. 기술 비교 및 차별화

LTST-C295TGKSKT의 주요 차별화 요소는 다음과 같은 기능의 조합에 있습니다:

• 초박형 프로파일 (0.55mm):이는 많은 표준 SMD LED(종종 0.6mm, 0.8mm 또는 더 높음)에 비해 상당한 이점이며, 가장 얇은 현대 전자 장치에 사용할 수 있게 합니다.
• 단일 패키지 내 듀얼 컬러:이는 유사한 기능을 달성하기 위해 두 개의 별도 단색 LED를 사용하는 것에 비해 PCB 공간을 절약하고 조립을 단순화합니다.
• 칩 기술:녹색용 InGaN과 노란색용 AlInGaP의 사용은 고효율의 현대 반도체 재료를 나타내며, 우수한 밝기와 색상 채도를 제공합니다.
• 준수:RoHS 준수 및 그린 제품으로서 글로벌 환경 규정을 준수합니다.

9. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 녹색과 노란색 LED를 모두 최대 DC 전류로 동시에 구동할 수 있나요?

A: 반드시 그렇지는 않습니다. 절대 최대 정격은 칩당 소비 전력을 지정합니다(녹색 76mW, 노란색 75mW). 20mA(녹색)와 30mA(노란색)에서 동시 동작은 각각 약 70mW(3.5V*20mA)와 약 72mW(2.4V*30mA)의 전력 소모를 초래하며, 이는 개별 한계에 가깝습니다. 발생하는 총 열을 관리해야 합니다. 동시 최대 밝기 동작을 위해 열 계산을 참조하거나 전류를 약간 디레이팅하는 것이 좋습니다.

Q: 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇인가요?

A: 피크 파장(λ_P)은 스펙트럼 출력에서 가장 높은 강도 지점의 물리적 파장입니다. 주 파장(λ_d)은 색도 측정에서 계산된 값으로, 표준 인간 관찰자에게 LED와 동일한 색상으로 보일 순수 단색광의 단일 파장을 나타냅니다. λ_d는 설계에서 색상 매칭에 더 유용한 경우가 많습니다.

Q: 주문 시 빈 코드를 어떻게 해석해야 하나요?

A: 빈 코드(예: 녹색 'S', 노란색 'T')는 광도가 해당 코드에 대해 지정된 최소/최대 범위 내에 있을 것임을 보장하며, +/-15% 허용 오차를 가집니다. 제품에서 일관된 외관을 위해 생산 런의 모든 유닛에 대해 단일 빈 코드를 지정하는 것이 중요합니다. 지정하지 않으면 제품의 전체 범위 내 모든 빈에서 LED를 받을 수 있습니다.

10. 실용 설계 사례 연구

시나리오:3.3V 레귤레이터로 구동되는 휴대용 장치용 저전압 배터리 지시등 설계. 배터리 전압이 3.6V 이상일 때 녹색, 3.5V 이하로 떨어질 때 노란색으로 표시되어야 합니다.

구현:아날로그-디지털 변환기(ADC)가 있는 마이크로컨트롤러가 배터리 전압을 모니터링합니다. 두 개의 GPIO 핀이 LED 제어에 사용됩니다. 회로는 내부 핀아웃에 따라 구성됩니다(예: 공통 캐소드인 경우, 캐소드 핀은 접지되고, 마이크로컨트롤러는 전류 제한 저항을 통해 각 애노드에 전류를 흘려 각 색상을 켭니다). 저항 값은 별도로 계산됩니다: R_녹색= (3.3V - 3.5V) / 0.020A = ~ -10Ω (유효하지 않음). 이는 문제를 보여줍니다: 녹색 V_F(최대 3.5V)가 공급 전압(3.3V)에 너무 가깝거나 초과합니다.

해결책:1) 녹색 LED에 더 낮은 전류(예: 10mA)를 사용하여 V_F를 낮춥니다. 2) LED 구동을 위해 약간 더 높은 전압(예: 4.0V)을 생성하는 차지 펌프나 부스트 컨버터를 사용합니다. 3) 녹색용 더 낮은 V_F를 가진 다른 LED를 사용합니다. 이 사례는 설계 과정 초기에 사용 가능한 공급 전압에 대해 V_F를 확인하는 것의 중요성을 강조합니다.

11. 동작 원리 소개

발광 다이오드(LED)는 전계발광을 통해 빛을 방출하는 반도체 p-n 접합 장치입니다. 순방향 전압이 가해지면 n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 접합 영역으로 주입됩니다. 이 전하 캐리어가 재결합할 때 에너지가 방출됩니다. 실리콘과 같은 전통적인 반도체에서는 이 에너지가 주로 열입니다. InGaN 및 AlInGaP와 같은 직접 밴드갭 반도체에서는 이 에너지의 상당 부분이 광자(빛)로 방출됩니다. 방출된 빛의 파장(색상)은 방정식 λ = hc/E_g에 따라 반도체 재료의 밴드갭 에너지(E_g)에 의해 결정됩니다. InGaN 재료는 더 짧은 파장(파란색, 녹색)에 사용되고, AlInGaP 재료는 더 긴 파장(노란색, 주황색, 빨간색)에 사용됩니다. 듀얼 컬러 LED 패키지는 단순히 서로 다른 밴드갭을 가진 두 개의 독립적인 반도체 칩을 수용합니다.

12. 기술 트렌드

LTST-C295TGKSKT와 같은 LED의 개발은 몇 가지 주요 산업 트렌드를 따릅니다:

• 소형화:0.55mm 프로파일에서 볼 수 있듯이, 더 얇고 컴팩트한 최종 제품을 가능하게 하기 위해 패키지 크기와 높이를 지속적으로 줄입니다.
• 증가된 통합:여러 기능(두 가지 색상과 같은)을 단일 패키지로 결합하여 보드 공간을 절약하고 조립을 단순화합니다.
• 재료 효율성:InGaN 및 AlInGaP 재료의 에피택셜 성장에 대한 지속적인 개선으로 내부 양자 효율이 높아져 더 낮은 전류에서 더 큰 밝기를 허용하거나 동일한 광 출력에 대해 전력 소비를 줄입니다.
• 고급 패키징:패키징 재료 및 공정의 개선으로 열 성능이 향상되어 더 작은 패키지에서 더 높은 구동 전류를 허용하고 가혹한 환경 조건에서의 신뢰성을 향상시킵니다.
• 자동화 호환성:제조를 위한 설계(DFM) 원칙은 표준화된 테이프 및 릴 패키징과 같은 기능으로 구성 요소가 고속, 정밀 자동 조립 라인에 완벽하게 적합하도록 보장합니다.