SMD LED LTST-S225KGKSKT-NU 데이터시트 - 듀얼 컬러 (녹색/노란색) - 25mA - 60mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 듀얼 컬러 사이드뷰 SMD (표면 실장 장치) LED의 사양을 상세히 설명합니다. 이 장치는 단일 패키지 내에 녹색 스펙트럼과 노란색 스펙트럼을 방출하는 두 개의 별도 LED 칩을 통합합니다. 이 구성은 공간이 제한된 전자 어셈블리에서 컴팩트한 다중 표시 상태 표시등이나 백라이트가 필요한 애플리케이션을 위해 설계되었습니다.

이 부품의 핵심 장점은 AlInGaP (알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 기술을 사용한 초고휘도 출력, 자동 피크 앤 플레이스 조립 시스템과의 호환성, 그리고 대량 적외선 (IR) 리플로우 솔더링 공정에의 적합성을 포함합니다. 이 제품은 RoHS (유해물질 제한) 지침을 준수합니다.

목표 시장은 소비자 및 산업용 전자제품의 광범위한 영역을 포괄하며, 이에는 통신 장비 (무선/휴대전화), 휴대용 컴퓨팅 장치 (노트북), 네트워크 하드웨어, 가전제품, 그리고 신뢰할 수 있는 듀얼 컬러 표시가 필요한 실내 간판 또는 디스플레이 패널 등이 포함되나 이에 국한되지 않습니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

모든 정격은 주변 온도 (Ta) 25°C에서 지정됩니다. 이 한계를 초과하면 영구적인 손상을 초래할 수 있습니다.

• 소비 전력 (Pd):칩당 60 mW.
• 피크 순방향 전류 (I_FP):40 mA, 펄스 조건 (1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서 허용 가능.
• 연속 순방향 전류 (I_F):25 mA DC.
• 동작 온도 범위:-30°C ~ +85°C.
• 보관 온도 범위:-40°C ~ +85°C.
• 솔더링 온도:최고 온도 260°C에서 최대 10초 동안 IR 리플로우 프로파일을 견딤 (무연 공정).

2.2 전기-광학 특성

Ta=25°C, I_F= 20mA에서 측정 (별도 명시 없는 한).

• 광도 (I_V):
  • 녹색 칩:최소 22.5 mcd, 일반값 미지정, 최대 57.0 mcd.
  • 노란색 칩:최소 45.0 mcd, 일반값 미지정, 최대 112.0 mcd.
• 시야각 (2θ_1/2):일반적으로 130도. 이는 광도가 축상 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도로, 사이드 방출 애플리케이션에 적합한 매우 넓은 시야 원뿔을 나타냅니다.
• 피크 파장 (λ_P):
  • 녹색:일반적으로 573.0 nm.
  • 노란색:일반적으로 591.0 nm.
• 주 파장 (λ_d):인간의 눈이 인지하는 단일 파장.
  • 녹색:567.5 nm (최소) ~ 576.5 nm (최대) 범위.
  • 노란색:585.5 nm (최소) ~ 591.5 nm (최대) 범위.
• 스펙트럼 대역폭 (Δλ):두 색상 모두 일반적으로 15.0 nm (반치폭).
• 순방향 전압 (V_F):
  • 녹색 & 노란색:20mA에서 1.7V (최소) ~ 2.4V (최대) 범위.
• 역방향 전류 (I_R):역방향 전압 (V_R) 5V에서 최대 10 μA. 참고: 이 장치는 역방향 바이어스 하에서 동작하도록 설계되지 않았으며, 이 파라미터는 테스트 목적으로만 사용됩니다.

중요 참고사항:광도는 CIE 명시적 눈 반응에 맞춰 필터링된 센서를 사용하여 측정됩니다. 이 장치는 정전기 방전 (ESD)에 민감하므로 적절한 ESD 취급 절차 (정전기 방지 손목띠, 접지 장비)를 반드시 준수해야 합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산 시 색상과 밝기의 일관성을 보장하기 위해 LED는 빈으로 분류됩니다. 이 장치는 색상당 두 가지 빈닝 기준을 사용합니다.

3.1 광도 (휘도) 빈닝

• 녹색 칩:
  • 빈 코드 N:22.5 mcd ~ 35.5 mcd.
  • 빈 코드 P:35.5 mcd ~ 57.0 mcd.
• 노란색 칩:
  • 빈 코드 P:45.0 mcd ~ 71.0 mcd.
  • 빈 코드 Q:71.0 mcd ~ 112.0 mcd.
• 각 광도 빈 내 허용 오차는 ±15%입니다.

3.2 색조 (주 파장) 빈닝

• 녹색 칩:
  • 빈 코드 C:567.5 nm ~ 570.5 nm.
  • 빈 코드 D:570.5 nm ~ 573.5 nm.
  • 빈 코드 E:573.5 nm ~ 576.5 nm.
• 노란색 칩:
  • 빈 코드 J:585.5 nm ~ 588.5 nm.
  • 빈 코드 K:588.5 nm ~ 591.5 nm.
• 각 파장 빈 내 허용 오차는 ±1 nm입니다.

설계자는 애플리케이션에서 원하는 시각적 성능을 보장하기 위해 주문 시 필요한 빈 코드를 지정해야 합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에서 특정 그래픽 곡선을 참조하지만 (예: 스펙트럼 측정용 Fig.1, 시야각용 Fig.5), 제공된 데이터로부터 다음과 같은 일반적인 동작을 추론할 수 있습니다:

• I-V (전류-전압) 특성:20mA에서 1.7V ~ 2.4V의 순방향 전압 (V_F) 범위는 AlInGaP 기술의 특징입니다. V_F는 음의 온도 계수를 가지며, 접합 온도가 상승함에 따라 약간 감소합니다.
• 광도 대 전류:지정된 동작 범위 내에서 광 출력은 순방향 전류에 거의 비례합니다. LED를 20mA 이상으로 구동하면 밝기가 증가하지만 소비 전력과 접합 온도도 증가하여 수명과 파장에 영향을 줄 수 있습니다.
• 온도 의존성:모든 LED와 마찬가지로, 광도는 접합 온도가 증가함에 따라 감소합니다. AlInGaP 재료 시스템은 일반적으로 일부 대안보다 온도 안정성이 더 높지만, 일관된 밝기를 유지하기 위해서는 열 관리가 여전히 중요합니다.
• 스펙트럼 분포:15 nm의 일반적인 스펙트럼 대역폭은 녹색과 노란색 칩 모두에 대해 상대적으로 순수하고 포화된 색상 출력을 나타내며, 이는 명확한 색상 구분에 유리합니다.

5. 기계적 & 패키지 정보

5.1 장치 치수 및 핀아웃

LED는 표준 EIA 패키지 풋프린트를 따릅니다. 주요 치수 허용 오차는 별도 명시되지 않는 한 ±0.1 mm입니다.

• 핀 할당:
  • 핀 1과 2는노란색AlInGaP 칩에 할당됩니다.
  • 핀 3과 4는녹색AlInGaP 칩에 할당됩니다.
• 렌즈:투명 (Water Clear), 실제 칩 색상이 보이도록 합니다.

5.2 권장 PCB 랜드 패턴

데이터시트에는 리플로우 중 적절한 기계적 정렬과 솔더 조인트 형성을 보장하기 위한 권장 솔더 패드 레이아웃이 포함되어 있습니다. 이 패턴을 준수하는 것은 LED 패키지에서 회로 기판으로의 신뢰할 수 있는 전기적 연결과 최적의 열 방산을 달성하는 데 중요합니다.

5.3 극성 식별

다이오드로서, 패키지 내 각 칩은 극성에 민감합니다. 각 색상의 애노드와 캐소드를 올바르게 연결하려면 핀 할당 테이블을 참조해야 합니다. 잘못된 극성은 LED가 점등되지 않게 하며, 5V를 초과하는 역방향 전압을 가하면 장치가 손상될 수 있습니다.

6. 솔더링 & 조립 가이드

6.1 리플로우 솔더링 파라미터 (무연)

• 예열 온도:150°C ~ 200°C.
• 예열 시간:최대 120초.
• 최고 본체 온도:최대 260°C.
• 260°C 이상 시간:최대 10초.
• 리플로우 통과 횟수:최대 두 번.

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

6.2 핸드 솔더링 (필요 시)

• 인두 온도:최대 300°C.
• 접촉 시간:접합점당 최대 3초.
• 솔더링 시도 횟수:한 번만. 과도한 열은 플라스틱 패키지와 반도체 다이를 손상시킬 수 있습니다.

6.3 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우, 패키지 재료를 손상시키지 않도록 지정된 용제만 사용하십시오. 허용 가능한 방법에는 상온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 1분 미만 담그는 것이 포함됩니다.

6.4 보관 및 취급

• ESD 민감도:장치는 정전기 방전에 민감합니다. 적절한 ESD 제어를 사용하십시오.
• 습기 민감도 등급 (MSL):MSL 3. 원래의 습기 차단 백이 개봉되면, 구성품은 30°C/60% RH를 초과하지 않는 주변 조건에서 1주일 이내에 IR 리플로우를 거쳐야 합니다.
• 장기 보관 (개봉 백):1주일 이상 보관하는 경우, 건조제가 들어 있는 밀폐 용기나 질소 분위기에서 보관하십시오. 백 밖에서 1주일 이상 보관된 구성품은 솔더링 전 약 60°C에서 최소 20시간 동안 베이킹이 필요합니다.

7. 패키징 & 주문

이 장치는 자동 조립 장비와 호환되는 테이프 앤 릴 형식으로 공급됩니다.

• 테이프 폭:8 mm.
• 릴 직경:7 인치.
• 릴당 수량:4000개.
• 최소 주문 수량 (MOQ):잔여 수량의 경우 500개.
• 패키징 표준:ANSI/EIA-481 사양을 준수합니다. 테이프의 빈 포켓은 커버 테이프로 밀봉됩니다.

전체 부품 번호LTST-S225KGKSKT-NU를 주문 시 사용해야 하며, 광도와 주 파장에 대한 특정 빈 코드 요구사항도 함께 지정해야 합니다.

8. 애플리케이션 권장사항

8.1 일반적인 애플리케이션 시나리오

• 상태 표시기:듀얼 컬러 기능으로 여러 상태를 표시 가능 (예: 녹색=켜짐/준비, 노란색=대기/경고, 둘 다=특수 모드).
• 키패드/키보드 백라이트:사이드뷰 방출 프로파일은 얇은 패널이나 멤브레인의 에지 라이팅에 이상적입니다.
• 소비자 가전:전화기, 라우터, 가전제품의 전원, 연결성 또는 기능 상태 표시등.
• 산업용 패널 표시기:장비 상태, 고장 조건.
• 상징 조명:제어판의 작은 아이콘이나 상징을 밝힘.

8.2 설계 고려사항

• 전류 제한:각 색상 칩에 대해 항상 직렬 전류 제한 저항 (또는 정전류 드라이버)을 사용하십시오. 공급 전압 (V_cc), 원하는 순방향 전류 (I_F, 최대 25mA DC), 그리고 LED의 순방향 전압 (V_F)을 기반으로 저항 값을 계산하십시오. 보수적인 설계를 위해 데이터시트의 최대 V_F를 사용하십시오. 공식: R = (V_cc- V_F) / I_F.
• 열 관리:소비 전력이 낮지만, LED 패드에서 PCB 구리로의 좋은 열 경로를 확보하는 것은 안정적인 광 출력과 장기적인 신뢰성을 유지하는 데 도움이 되며, 특히 높은 주변 온도에서나 최대 전류로 구동할 때 중요합니다.
• 광학 설계:130도의 시야각은 넓은 가시성을 제공합니다. 특정 빔 패턴이나 부드러운 외관이 필요한 경우 라이트 파이프나 확산판을 고려하십시오.

9. 기술 비교 및 차별화

이 듀얼 컬러 LED는 해당 등급에서 다음과 같은 특정 장점을 제공합니다:

• vs. 두 개의 개별 LED:상당한 PCB 공간을 절약하고 부품 수를 줄여 조립과 BOM (부품 목록)을 단순화합니다.
• AlInGaP 기술:녹색/노란색 색상에 대한 기존 GaP (갈륨 포스파이드)와 같은 오래된 기술에 비해 더 높은 발광 효율과 더 나은 온도 안정성을 제공하여 더 밝고 일관된 출력을 제공합니다.
• 사이드뷰 패키지:주 방출 방향은 PCB와 평행하며, 이는 빛이 표면에서 수직으로 멀어지는 것이 아니라 표면을 가로질러 방향을 지정해야 하는 애플리케이션 (예: 에지 라이팅)에 최적입니다.
• 주석 도금:우수한 솔더링성을 제공하며 무연 솔더링 공정과 호환됩니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

Q1: 녹색과 노란색 칩을 각각 25mA로 동시에 구동할 수 있나요?

A1: 예, 하지만 패키지의 총 소비 전력을 고려해야 합니다. 두 칩 모두 25mA이고 일반적인 V_F가 ~2.0V일 때, 각각 ~50mW를 소비하여 총 ~100mW입니다. 이는 칩당 절대 최대 정격 60mW를 초과합니다. 연속 동시 동작의 경우, 개별 및 결합 소비 전력을 안전한 한도 내로 유지하기 위해 각 칩의 전류를 감액해야 합니다.

Q2: 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇인가요?

A2: 피크 파장 (λ_P)은 LED의 스펙트럼 출력 곡선의 최고점에 해당하는 파장입니다. 주 파장 (λ_d)은 인간의 눈에 동일한 색상으로 보일 단색광의 단일 파장입니다. λ_d는 시각적 애플리케이션에서 색상 사양과 더 관련이 있습니다.

Q3: 주문 시 빈 코드를 어떻게 해석하나요?

A3: 색상당 두 개의 빈 코드를 지정해야 합니다: 하나는 광도용 (예: 녹색용 P), 다른 하나는 주 파장용 (예: 녹색용 D). 이렇게 하면 원하는 좁은 범위 내의 밝기와 색상을 가진 LED를 받을 수 있습니다. 본 문서 섹션 3의 빈 코드 목록을 참조하십시오.

Q4: 방열판이 필요한가요?

A4: 일반적인 주변 조건에서 칩당 20mA 이하로 동작하는 대부분의 애플리케이션의 경우, PCB 구리 자체가 열 방산에 충분합니다. 높은 주변 온도 환경이나 최대 25mA로 연속 동작하는 경우, PCB의 열 방산을 개선하는 것 (더 큰 구리 패드나 열 비아 사용)을 권장합니다.

11. 실용 설계 사례 연구

시나리오:네트워크 라우터용 듀얼 상태 표시기 설계. 녹색은 "인터넷 연결됨", 노란색은 "데이터 전송 중", 둘 다 꺼짐은 "연결 없음"을 나타냅니다.

구현:

1. 회로 설계:라우터의 마이크로컨트롤러에서 두 개의 GPIO 핀을 사용합니다. 각 핀은 별도의 전류 제한 저항을 통해 하나의 색상 칩을 구동합니다. 3.3V 공급 전압, 목표 I_F=15mA (수명 연장 및 낮은 발열을 위해), 그리고 최대 V_F=2.4V를 사용하여 저항 값을 계산합니다: R = (3.3V - 2.4V) / 0.015A = 60 옴. 가장 가까운 표준 값 (예: 62 옴)을 사용합니다.
2. PCB 레이아웃:LED를 보드 가장자리 근처에 배치합니다. 데이터시트의 권장 랜드 패턴을 따릅니다. 캐소드 패드 (아마도 핀 2와 4)를 저항을 통해 마이크로컨트롤러 GPIO에 연결하고, 애노드 패드 (아마도 핀 1과 3)를 3.3V 레일에 연결합니다. 약간의 열 개선을 위해 패드 주변에 작은 구리 푸어를 포함시킵니다.
3. 소프트웨어:필요에 따라 GPIO를 제어하여 녹색/노란색/둘 다를 켜거나 끕니다.
4. 광학:작고 투명한 라이트 파이프를 사용하여 사이드 방출 LED의 빛을 전면 패널 라벨로 안내할 수 있습니다.

12. 기술 원리 소개

이 LED는 기판 위에 성장된 AlInGaP (알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 재료를 사용합니다. p-n 접합에 순방향 전압이 가해지면 전자와 정공이 재결합하여 광자 (빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 결정 격자 내 알루미늄, 인듐, 갈륨의 특정 비율은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접적으로 방출되는 빛의 파장 (색상)을 정의합니다—이 장치에서는 녹색 (~573 nm)과 노란색 (~591 nm)입니다.

"사이드뷰" 설계는 패키지 내 수직 표면에 LED 칩을 장착하거나 반사경/광학 장치를 사용하여 주 빛 출력을 측면으로 방향을 지정함으로써 달성됩니다. 투명 렌즈는 빛 흡수를 최소화하여 실제 칩 색상과 밝기를 인지할 수 있도록 합니다.

13. 산업 동향

SMD LED 시장은 계속해서 다음과 같은 방향으로 진화하고 있습니다:

• 더 높은 효율:에피택셜 성장과 칩 설계의 지속적인 개선으로 와트당 더 많은 루멘을 생산하여 주어진 밝기에 대한 전력 소비를 줄입니다.
• 소형화:패키지는 더 작아지면서도 광 출력을 유지하거나 증가시켜 더 조밀하고 은밀한 표시기 배치를 가능하게 합니다.
• 향상된 색상 일관성:더 엄격한 빈닝 허용 오차와 고급 제조 공정으로 개별 LED 간 색상과 밝기의 변동이 줄어들어, 여러 유닛을 사용하는 애플리케이션에 중요합니다.
• 향상된 신뢰성:패키지 재료 (몰드 컴파운드, 리드 프레임)와 제조 공정의 개선으로 더 긴 동작 수명과 가혹한 환경 조건 (온도, 습도)에서의 더 나은 성능을 이끌어냅니다.
• 통합:다중 기능 (이 듀얼 컬러 칩과 같은)을 결합하거나 제어 전자 장치 (예: 드라이버 IC)를 LED 패키지 내에 통합하는 추세는 최종 제품 설계를 계속해서 단순화하고 있습니다.

이 듀얼 컬러 SMD LED는 이러한 광범위한 동향 내에서 성숙하고 최적화된 부품을 나타내며, 현대 전자 설계 요구사항에 대한 신뢰할 수 있는 솔루션을 제공합니다.