듀얼 컬러 SMD LED LTST-C195KGJSKT 데이터시트 - 패키지 3.2x2.8x1.9mm - 전압 2.0-2.4V - 전력 75mW - 녹색 & 황색 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 LTST-C195KGJSKT 듀얼 컬러 표면 실장 장치(SMD) LED의 완전한 기술 사양을 제공합니다. 이 부품은 자동화 조립 공정에 맞춰 설계된 단일의 컴팩트한 패키지 내에 두 개의 별도 발광 칩을 통합합니다. 공간이 제한적이고 신뢰성 높은 고가시성 상태 표시 또는 백라이트가 필요한 응용 분야에 최적화되어 있습니다.

1.1 핵심 장점

이 LED의 주요 장점은 그 설계와 재료 기술에서 비롯됩니다. 두 칩 모두에 초고휘도 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 인화물) 반도체 재료를 사용함으로써 높은 발광 효율과 우수한 색 순도를 달성합니다. 하나의 패키지에 듀얼 컬러 기능을 탑재함으로써 두 개의 단일 컬러 LED를 사용하는 것에 비해 귀중한 PCB 공간을 절약할 수 있습니다. 적외선 리플로우 솔더링 공정과의 호환성은 현대적인 대량 생산 라인에 부합하여 회로 기판에의 신뢰성 있고 일관된 부착을 보장합니다.

1.2 목표 시장 및 응용 분야

이 LED는 광범위한 전자 장비에 적합합니다. 그 미니어처 크기와 신뢰성은 휴대용 및 컴팩트 장치에 이상적입니다. 주요 응용 분야는 다음과 같습니다:

• 통신 장비:라우터, 모뎀 및 핸드셋의 상태 표시등.
• 컴퓨터 주변기기:노트북, 넷북 및 외장 드라이브의 키보드 백라이트 및 상태 표시등.
• 가전제품:가정용 기기, 오디오/비디오 장비 및 게임 장치의 표시등.
• 산업 제어 장치:기계 및 제어 시스템의 패널 표시등.
• 마이크로 디스플레이 및 사인:심볼 또는 소형 정보 디스플레이를 위한 저수준 조명.

2. 기술 파라미터: 심층 객관적 해석

LED의 성능은 표준 조건(Ta=25°C)에서 측정된 일련의 전기적, 광학적 및 열적 파라미터로 정의됩니다. 이러한 파라미터를 이해하는 것은 적절한 회로 설계와 응용에 매우 중요합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 정상 작동을 위한 값이 아닙니다.

• 전력 소산 (Pd):칩당 75 mW. 이를 초과하면 과열 및 가속화된 성능 저하를 초래할 수 있습니다.
• DC 순방향 전류 (IF):연속 30 mA. 표준 테스트 및 작동 조건은 20 mA입니다.
• 피크 순방향 전류:80 mA, 짧은 서지를 처리하기 위해 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서만 허용됩니다.
• 역방향 전압 (VR):5 V. 더 높은 역방향 전압을 가하면 접합 파괴가 발생할 수 있습니다.
• 작동 및 보관 온도:각각 -30°C ~ +85°C 및 -40°C ~ +85°C로, 기능성 및 비작동 상태 보관을 위한 환경적 한계를 정의합니다.
• 솔더링 온도:10초 동안 260°C를 견딜 수 있으며, 무연(Pb-free) 리플로우 프로파일과 호환됩니다.

2.2 전기-광학 특성

이는 정상 작동 조건(IF=20mA)에서의 일반적인 성능 값입니다.

• 광도 (Iv):밝기의 핵심 측정치입니다. 녹색 칩의 경우, 일반 값은 35.0 mcd(밀리칸델라)이며, 최소값은 18.0 mcd입니다. 황색 칩은 더 밝으며, 일반 값은 75.0 mcd, 최소값은 28.0 mcd입니다. 이 차이는 반도체 재료와 인간 눈의 민감도에 내재되어 있습니다.
• 순방향 전압 (VF):일반적으로 2.0 V, 20mA에서 최대 2.4 V입니다. 이 파라미터는 LED와 직렬로 연결된 전류 제한 저항을 설계하는 데 매우 중요합니다. 더 높은 VF는 동일한 전류를 달성하기 위해 더 낮은 저항값을 요구하며, 이는 저항의 전력 소산에 영향을 미칩니다.
• 시야각 (2θ1/2):130도. 이 넓은 시야각은 LED가 넓은 원뿔 형태로 빛을 방출함을 나타내며, 정면뿐만 아니라 다양한 각도에서 표시등을 볼 수 있어야 하는 응용 분야에 적합합니다.
• 피크 파장 (λP) 및 주 파장 (λd):녹색 칩은 일반적으로 574 nm에서 피크를 가지며 주 파장은 571 nm입니다. 황색 칩은 591 nm에서 피크를 가지며 주 파장은 589 nm입니다. 주 파장은 인간의 눈이 인지하는 단일 파장으로 색상 빈닝에 사용됩니다.
• 스펙트럼 선 반폭 (Δλ):두 색상 모두 15.0 nm. 이는 색 순도를 정의합니다. 더 좁은 폭은 더 포화되고 순수한 색상을 의미합니다.
• 역방향 전류 (IR):5V 역바이어스에서 최대 10 μA로, 오프 상태에서 매우 낮은 누설 전류를 나타냅니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산에서 색상과 밝기의 일관성을 보장하기 위해 LED는 측정된 파라미터에 따라 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 특정 미적 또는 기능적 요구 사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 광도 (밝기) 빈닝

LED는 정의된 최소 및 최대 광도 값을 가진 빈으로 분류됩니다. 각 빈 내의 허용 오차는 +/-15%입니다.

• 녹색 칩 빈:M (18.0-28.0 mcd), N (28.0-45.0 mcd), P (45.0-71.0 mcd), Q (71.0-112.0 mcd).
• 황색 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).

더 높은 빈 코드(예: Q 또는 R)를 선택하면 더 밝은 LED가 보장되며, 이는 고주변광 조건이나 더 긴 시야 거리에서 필요할 수 있습니다.

3.2 색조 (주 파장) 빈닝

녹색 칩의 경우, 색상 일관성은 빈당 +/-1 nm의 허용 오차를 가진 주 파장 빈닝을 통해 관리됩니다.

• 녹색 칩 색조 빈:C (567.5-570.5 nm), D (570.5-573.5 nm), E (573.5-576.5 nm).

이는 조립체 내의 모든 녹색 LED가 동일한 녹색 음영으로 보이도록 보장합니다. 원하는 성능을 위해 제품 데이터시트 또는 특정 주문서는 결합된 빈 코드(예: 광도 빈 + 색조 빈)를 명시해야 합니다.

4. 성능 곡선 분석

그래픽 데이터는 다양한 조건에서의 LED 동작에 대한 더 깊은 통찰력을 제공하며, 이는 견고한 설계에 필수적입니다.

4.1 전류 대 전압 (I-V) 특성

I-V 곡선은 표준 다이오드와 유사하게 비선형입니다. 순방향 전압은 전류에 따라 로그적으로 증가합니다. 권장 20mA보다 상당히 높게 작동하면 VF와 전력 소산(Pd = IF * VF)이 불균형하게 증가하여 과도한 열을 발생시킵니다. 설계자는 전류 제한 저항 또는 정전류 드라이버를 사용하여 IF를 안전한 한계 내로 유지해야 합니다.

4.2 광도 대 순방향 전류

광도는 정상 작동 범위 내에서 순방향 전류에 거의 비례합니다. 그러나 매우 높은 전류에서는 열 증가로 인해 효율이 떨어질 수 있습니다. 전류를 감소시키는 것(예: 20mA 대신 15mA로 작동)은 인지된 밝기의 약간의 감소만으로 장기적인 신뢰성과 루멘 유지율을 크게 향상시킬 수 있습니다.

4.3 온도 의존성

LED 성능은 온도에 민감합니다. 접합 온도(Tj)가 상승함에 따라:

• 광도 감소:작동 온도 범위에 걸쳐 출력이 10-20% 감소할 수 있습니다.
• 순방향 전압 감소:VF는 음의 온도 계수(일반적으로 -2 mV/°C)를 가집니다. 간단한 저항 구동 회로에서 이는 LED가 가열됨에 따라 전류가 약간 증가할 수 있으며, 이는 열 관리 고려가 필요할 수 있습니다.
• 파장 이동:주 파장은 온도가 증가함에 따라 약간 이동할 수 있으며(일반적으로 더 긴 파장 쪽으로), 미묘한 색상 변화를 일으킵니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

LED는 EIA 표준 패키지 외형을 따릅니다. 주요 치수는 길이 약 3.2mm, 너비 약 2.8mm, 높이 약 1.9mm이며, 허용 오차는 ±0.1mm입니다. 패키지는 방출된 빛에 색조를 입히지 않는 워터 클리어 렌즈를 특징으로 하여 순수한 칩 색상(녹색 또는 황색)이 보이도록 합니다.

5.2 핀 할당 및 극성 식별

장치는 네 개의 핀을 가집니다. LTST-C195KGJSKT 변형의 경우:

• 핀 1과 3은녹색AlInGaP 칩의 애노드와 캐소드입니다.
• 핀 2와 4는황색AlInGaP 칩의 애노드와 캐소드입니다.

극성은 물리적 패키지 표시(일반적으로 핀 1 근처의 점 또는 모따기된 모서리)로 표시됩니다. 올바른 극성은 필수입니다. 역바이어스를 가하면 LED가 손상될 수 있습니다.

5.3 권장 PCB 부착 패드 레이아웃

적절한 솔더링과 기계적 안정성을 보장하기 위해 제안된 랜드 패턴(풋프린트)이 제공됩니다. 패드 설계는 패키지 치수를 수용하고 리플로우 중에 좋은 솔더 필렛이 형성되도록 합니다. 이 권장 사항을 따르면 툼스토닝(한쪽 끝이 들림)을 방지하고 신뢰할 수 있는 전기적 연결을 보장하는 데 도움이 됩니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 적외선 리플로우 솔더링 파라미터

LED는 무연(Pb-free) 솔더링 공정과 호환됩니다. 일반적으로 JEDEC 표준(예: J-STD-020)을 준수하는 제안된 리플로우 프로파일이 제공됩니다. 주요 파라미터는 다음과 같습니다:

• 예열:150-200°C에서 최대 120초 동안 보드와 부품을 점진적으로 가열하여 플럭스를 활성화하고 열 충격을 방지합니다.
• 피크 온도:최대 260°C.
• 액상선 온도 이상 시간 (TAL):솔더가 녹아 있는 시간으로, 접합 형성에 중요합니다. 프로파일은 피크 온도에서 최대 10초를 제안합니다.
• 제한:LED는 두 번 이상의 리플로우 사이클을 견뎌서는 안 됩니다.

중요:실제 프로파일은 특정 PCB 설계, 솔더 페이스트 및 사용된 오븐에 대해 특성화되어야 합니다.

6.2 인두를 이용한 수동 솔더링

수동 솔더링이 필요한 경우, 각별한 주의가 필요합니다:

• 인두 온도:최대 300°C.
• 솔더링 시간:접합당 최대 3초.
• 제한:플라스틱 패키지와 내부 와이어 본드에 대한 열 손상을 방지하기 위해 하나의 솔더링 사이클만 허용됩니다.

6.3 보관 및 취급 조건

• ESD 민감도:LED는 정전기 방전(ESD)에 민감합니다. 접지된 손목 스트랩과 도전 매트를 사용하여 ESD 보호 구역에서 취급해야 합니다.
• 습기 민감도 등급 (MSL):장치는 MSL 3 등급입니다. 이는 다음을 의미합니다:
  • 원래의 습기 차단 백이 개봉되면, 공장 조건(<30°C/60% RH)에서 168시간(1주일) 이내에 부품을 솔더링해야 합니다.
  • 더 오래 노출된 경우, 솔더링 전에 약 60°C에서 최소 20시간 동안 베이크아웃하여 흡수된 수분을 제거하고 "팝코닝"(리플로우 중 패키지 균열)을 방지해야 합니다.
• 장기 보관:개봉되지 않은 백은 30°C 미만 및 90% RH 미만에서 보관해야 합니다. 개봉된 부품은 건조한 환경, 바람직하게는 건조제가 들어 있는 밀봉 용기에 보관해야 합니다.

6.4 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우, 지정된 용매만 사용해야 합니다. 상온에서 1분 미만의 이소프로필 알코올(IPA) 또는 에틸 알코올을 권장합니다. 가혹하거나 지정되지 않은 화학 물질은 플라스틱 렌즈나 패키지 재료를 손상시켜 변색이나 균열을 일으킬 수 있습니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 사양

LED는 자동 피크 앤 플레이스 조립을 용이하게 하기 위해 7인치(178mm) 직경 릴에 업계 표준 엠보싱 캐리어 테이프로 공급됩니다. 주요 세부 사항:

• 포켓 피치:테이프 내 부품 포켓 사이의 거리.
• 릴 용량:풀 릴당 4000개.
• 최소 주문 수량 (MOQ):잔여 수량의 경우 500개.
• 품질:테이프는 커버 테이프로 밀봉됩니다. 허용되는 연속 누락 부품의 최대 수는 두 개이며, 이는 공급 신뢰성을 보장합니다.

포장은 ANSI/EIA-481 표준을 준수합니다.

8. 응용 제안 및 설계 고려 사항

8.1 일반적인 응용 회로

가장 일반적인 구동 방법은 간단한 직렬 저항입니다. 저항값(R)은 옴의 법칙을 사용하여 계산됩니다: R = (Vcc - VF) / IF, 여기서 Vcc는 공급 전압, VF는 LED 순방향 전압(최악의 경우 전류 계산을 위해 최대값 사용), IF는 원하는 순방향 전류(예: 20mA)입니다. 저항의 전력 정격은 최소 IF² * R이어야 합니다. 마이크로컨트롤러 GPIO 구동의 경우, GPIO가 필요한 전류(IF 및 저항 전류)를 싱크/소스할 수 있는지 확인하십시오. 두 색상을 독립적으로 구동하려면 두 개의 별도 전류 제한 회로를 사용하십시오.

8.2 신뢰성을 위한 설계 고려 사항

• 열 관리:전력 소산이 낮지만, LED 패드 주변에 적절한 PCB 구리 면적을 확보하면 접합에서 열을 효과적으로 방출하여 밝기와 수명을 유지하는 데 도움이 됩니다.
• 전류 감소:높은 신뢰성이 요구되거나 주변 온도가 높은 환경에서 작동하는 응용 분야의 경우, 최대 정격보다 낮은 전류(예: 15-18 mA)로 LED를 구동하는 것을 고려하십시오.
• 역방향 전압 보호:LED가 역바이어스에 노출될 수 있는 회로(예: AC 결합 또는 유도성 부하 시나리오)에서는 LED와 병렬로(캐소드에서 애노드로) 보호 다이오드를 사용하는 것이 권장됩니다.

9. 기술 비교 및 차별화

LTST-C195KGJSKT는 해당 카테고리에서 다음과 같은 특정 장점을 제공합니다:

• 하나의 패키지 내 듀얼 컬러:두 개의 별도 0603 또는 0805 크기의 단일 컬러 LED를 배치하는 것과 비교하여, 이 4핀 패키지는 공간을 절약하고 배치 시간/비용을 줄입니다.
• 재료 기술:녹색과 황색 모두에 AlInGaP를 사용함으로써 기존 GaP와 같은 일부 오래된 기술에 비해 더 높은 효율과 더 나은 온도 안정성을 제공합니다.
• 넓은 시야각:130도의 시야각은 많은 "탑뷰" LED보다 넓어서 축외 가시성을 향상시키며, 이는 패널 표시등에 매우 중요합니다.
• 표준화된 포장:EIA 및 ANSI/EIA-481 표준 준수는 다양한 제조업체의 자동화 조립 장비와의 호환성을 보장합니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q1: 녹색과 황색 칩을 각각 20mA로 동시에 구동할 수 있나요?
A1: 예, 하지만 총 전력 소산을 고려해야 합니다. 각 칩은 최대 75mW를 소산합니다. 둘 다 20mA 및 일반 VF(2.0V)에서 연속적으로 켜져 있으면 각각 40mW(P=IV)를 소산하여 총 80mW가 되며, 이는 적절하게 장착된 경우 패키지의 결합 열 용량 내에 있습니다. 그러나 항상 실제 VF를 확인하고 충분한 PCB 냉각을 보장하십시오.

Q2: 왜 녹색과 황색의 일반 광도가 다른가요?
A2: 이는 주로 인간 눈의 명시 응답 곡선(CIE 곡선) 때문이며, 이 곡선은 녹색-황색 영역(~555 nm)에서 정점을 이룹니다. 황색 칩의 파장(589 nm)은 녹색 칩의 파장(571 nm)보다 이 최대 민감도에 더 가깝기 때문에, 황색 칩에서 나오는 동일한 복사 에너지(광 에너지)가 루멘 또는 칸델라로 더 밝게 인지됩니다.

Q3: "워터 클리어" 렌즈가 색상에 어떤 의미가 있나요?
A3: 워터 클리어(확산되지 않고, 색조가 없는) 렌즈는 반도체 칩의 고유 색상이 변형 없이 통과하도록 합니다. 이는 확산 렌즈에 비해 더 포화되고 잠재적으로 더 좁은 빔을 생성합니다. 확산 렌즈는 빛을 산란시켜 더 넓고 부드러운 외관을 제공하지만 피크 강도를 감소시킵니다.

Q4: 주문 시 빈 코드를 어떻게 해석하나요?
A4: 일반적으로 파트 번호(LTST-C195KGJSKT)와 함께 각 색상에 대한 원하는 광도 및 색조 빈 코드(예: 녹색: P/D, 황색: Q)를 지정합니다. 사용 가능한 빈 조합에 대해서는 제조업체 또는 유통업체에 문의하십시오.

11. 실용 응용 예시

시나리오: 네트워크 장치용 듀얼 상태 표시등.
라우터 설계에 단일 표시등이 두 가지 상태를 표시해야 합니다: "전원 켜짐/시스템 정상"(고정 녹색) 및 "데이터 활동"(깜빡이는 황색). LTST-C195KGJSKT를 사용하면 이 설계가 단순화됩니다.

• 회로:시스템 마이크로컨트롤러의 두 GPIO 핀이 사용됩니다. 각 핀은 전류 제한 저항(예: (3.3V - 2.4V)/0.02A = 45Ω, 표준값 47Ω 사용)을 통해 하나의 LED 색상의 애노드에 연결됩니다. 캐소드는 접지에 연결됩니다.
• 소프트웨어:펌웨어는 고정 상태를 위해 녹색 GPIO를 하이로 구동합니다. 데이터 활동의 경우 적절한 깜빡임 속도(예: 2 Hz)로 황색 GPIO를 토글합니다.
• 장점:두 개의 개별 LED에 비해 하나의 PCB 풋프린트를 절약합니다. 패널의 단일 지점에서 명확하고 뚜렷한 색상 상태를 제공합니다. 넓은 시야각은 사무실이나 가정 환경에서 다양한 각도에서의 가시성을 보장합니다.

12. 작동 원리 소개

발광 다이오드(LED)는 전기발광을 통해 빛을 방출하는 반도체 장치입니다. p-n 접합에 순방향 전압이 가해지면, n형 물질의 전자가 활성 영역에서 p형 물질의 정공과 재결합합니다. 이 재결합은 광자(빛 입자) 형태로 에너지를 방출합니다. 방출된 빛의 특정 파장(색상)은 반도체 재료의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 인화물)은 그 구성 요소의 비율을 조정하여 적색, 주황색, 호박색, 황색 및 녹색 스펙트럼 영역에서 고효율 빛을 생성하도록 밴드갭을 조정할 수 있는 화합물 반도체입니다. 이 듀얼 컬러 LED에서는 약간 다른 밴드갭(하나는 녹색용, 하나는 황색용)을 가진 두 개의 별도 반도체 칩이 독립적인 전기적 연결을 가진 단일 에폭시 패키지 내에 수용되어 있습니다.

13. 기술 동향

SMD 표시등 LED의 일반적인 동향은 더 높은 효율, 더 작은 패키지 크기 및 더 큰 통합을 지향하고 있습니다. AlInGaP는 호박색에서 녹색까지의 색상에서 여전히 지배적이지만, InGaN(인듐 갈륨 질화물) 기술은 청색, 백색 및 진정한 녹색 LED에서 널리 사용됩니다. 미래 발전은 다음을 포함할 수 있습니다:

• 더욱 소형화:초소형 장치를 위한 2.0x1.0mm보다 작은 패키지.
• 통합 구성 요소:내장 전류 제한 저항, 보호 다이오드 또는 심지어 드라이버 IC를 동일 패키지에 포함하여 회로 설계를 단순화하는 LED.
• 향상된 광학 제어:외부 광학 장치 없이 특정 빔 패턴을 위한 통합 렌즈 또는 반사경이 있는 패키지.
• 개선된 열 성능:반도체 접합에서 PCB로 열을 더 효과적으로 전달하는 패키지 설계로, 더 높은 구동 전류 또는 표준 전류에서 향상된 수명을 가능하게 합니다.

이러한 동향은 지속적으로 확장되는 전자 제품 범위에 대해 설계자에게 더 다재다능하고 신뢰할 수 있으며 공간 효율적인 조명 솔루션을 제공하는 것을 목표로 합니다.