LTST-C295KGKFKT 듀얼 컬러 SMD LED 데이터시트 - 0.55mm 초박형 - 2.0V 정격 순방향 전압 - 녹색 & 오렌지 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTST-C295KGKFKT는 소형 크기와 신뢰성 있는 성능을 요구하는 현대 전자 애플리케이션을 위해 설계된 듀얼 컬러 표면 실장 장치(SMD) LED입니다. 이 제품은 녹색 및 오렌지 광원 모두에 대해 고급 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 칩 기술을 활용하며, 높이가 단 0.55mm에 불과한 초박형 패키지에 장착되어 있습니다. 7인치 직경 릴에 감긴 8mm 테이프에 포장되어 있어 고속 자동 픽 앤 플레이스 조립 장비와 완벽하게 호환됩니다. 본 장치는 그린 제품으로 분류되며, RoHS(유해물질 제한) 준수 기준을 충족하고 다양한 소비자 및 산업용 전자 제품에 사용하기에 적합합니다.

1.1 핵심 장점

이 LED의 주요 장점은 고급 소재와 소형화된 폼 팩터의 결합에서 비롯됩니다. AlInGaP 반도체 소재의 사용은 높은 발광 효율을 제공하여 작은 칩 면적에서도 밝은 출력을 얻을 수 있습니다. 단일 패키지 내 듀얼 컬러 기능은 두 개의 별도 단색 LED를 사용하는 것과 비교하여 귀중한 PCB(인쇄 회로 기판) 공간을 절약합니다. 그 초박형 프로파일은 초슬림 디스플레이, 모바일 기기, 백라이트 모듈과 같이 높이 제한이 엄격한 애플리케이션에 매우 중요합니다. 또한, 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정과의 호환성으로 인해 표준 표면 실장 기술(SMT) 조립 라인을 사용하여 통합할 수 있어 높은 제조 수율과 신뢰성을 보장합니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

본 섹션은 데이터시트에 명시된 주요 전기적, 광학적 및 열적 파라미터에 대한 상세하고 객관적인 해석을 제공하며, 설계 엔지니어에게 그 중요성을 설명합니다.

2.1 절대 최대 정격

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

• 전력 소산 (P_D):색상당 75 mW. 이는 LED가 열로 방출할 수 있는 최대 전력량입니다. 일반적으로 너무 높은 전류로 구동하거나 높은 주변 온도에서 이 값을 초과하면 과열, 반도체 소재의 가속화된 열화 및 최종적으로 고장으로 이어질 수 있습니다.
• 피크 순방향 전류 (I_FP):80 mA (1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭). 이 정격은 펄스 동작을 위한 것으로, 멀티플렉싱 회로나 매우 높은 밝기의 짧은 구간을 달성하는 데 자주 사용됩니다. 낮은 듀티 사이클과 짧은 펄스 폭은 펄스 동안 접합 온도가 과도하게 상승하는 것을 방지하는 데 필수적입니다.
• DC 순방향 전류 (I_F):30 mA. 이는 신뢰할 수 있는 장기 작동을 위해 권장되는 최대 연속 전류입니다. 구동 회로를 이 전류 이하로 설계하는 것은 LED의 명시된 수명을 보장하고 안정적인 광학 특성을 유지하는 데 중요합니다.
• 역방향 전압 (V_R):5 V. LED는 상당한 역방향 바이어스를 견디도록 설계되지 않았습니다. 이 전압을 초과하면 PN 접합의 갑작스러운 항복이 발생하여 즉각적이고 치명적인 고장으로 이어질 수 있습니다. 적절한 회로 설계는 AC 또는 양극성 구동 시나리오에서 직렬 보호 다이오드를 사용하는 등 LED가 역방향 전압을 받지 않도록 해야 합니다.
• 동작 및 보관 온도:각각 -30°C ~ +85°C 및 -40°C ~ +85°C. 이 범위는 장치가 사용 중 및 전원이 꺼진 상태에서 견딜 수 있는 환경 조건을 정의합니다. 상한 근처 또는 그 이상에서 작동하면 발광 출력과 수명이 감소합니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성

이 파라미터들은 표준 시험 조건(Ta=25°C)에서 측정되며, 장치의 일반적인 성능을 나타냅니다.

• 광도 (I_V):녹색 LED의 경우, 20mA에서 전형값은 35.0 mcd, 최소값은 18.0 mcd입니다. 오렌지 LED의 경우, 20mA에서 전형값은 90.0 mcd, 최소값은 28.0 mcd입니다. 오렌지 발광체는 AlInGaP 소재 시스템에서 본질적으로 효율이 더 높아 더 높은 전형 출력을 제공합니다. 최소값은 애플리케이션에서 특정 밝기 수준을 보장해야 하는 설계자에게 매우 중요합니다.
• 시야각 (2θ_1/2):130도 (두 색상 모두 전형적). 이 넓은 시야각은 라베르시안 또는 준-라베르시안 방사 패턴을 나타내며, 광도가 넓은 영역에 걸쳐 상대적으로 균일합니다. 이는 빛을 집중시키는 데 사용되는 협각 LED와 달리, 다중 각도에서 가시성이 요구되는 일반 표시등 및 백라이트에 이상적입니다.
• 피크 및 주 파장 (λ_P, λ_d):녹색 LED는 전형적인 피크 파장 574 nm와 주 파장 571 nm를 가집니다. 오렌지 LED는 전형적인 피크 파장 611 nm와 주 파장 605 nm를 가집니다. 주 파장은 인간의 눈이 인지하는 단일 파장으로 색상 지정을 위한 핵심 파라미터입니다. 피크 파장과 주 파장 사이의 약간의 차이는 방출 스펙트럼의 형태 때문입니다.
• 스펙트럼 선 반치폭 (Δλ):녹색 약 15 nm, 오렌지 약 17 nm. 이 파라미터는 반치 전폭(FWHM)이라고도 하며, 빛의 스펙트럼 순도를 설명합니다. 폭이 좁을수록 더 단색(순수)에 가까운 색상을 나타냅니다. 이 값들은 AlInGaP LED에 일반적이며 좋은 색 채도를 제공합니다.
• 순방향 전압 (V_F):두 색상 모두 20mA에서 전형값 2.0 V, 최대값 2.4 V. 이 낮은 순방향 전압은 전력 소비와 열 부하를 줄이는 데 유리합니다. 구동 회로(일반적으로 정전류원 또는 전류 제한 저항)는 최대 V_F를 수용하도록 설계되어 장치 간 변동 및 온도 영향 등 모든 조건에서 원하는 전류가 공급되도록 해야 합니다.
• 역방향 전류 (I_R):5V에서 최대 10 µA. 이는 장치가 최대 정격 내에서 역방향 바이어스될 때 흐르는 작은 누설 전류입니다. 이 값보다 현저히 높은 값은 손상된 접합을 나타낼 수 있습니다.

3. 빈닝 시스템 설명

데이터시트에는 색상 또는 밝기 일관성이 요구되는 애플리케이션에 필수적인 광도 및 주 파장에 대한 빈 코드가 포함되어 있습니다.

3.1 광도 빈닝

LED는 제조 후 측정된 광 출력에 따라 분류(빈닝)됩니다. 녹색 LED의 경우, 빈은 \"M\" (18.0-28.0 mcd)에서 \"Q\" (71.0-112.0 mcd)까지입니다. 오렌지 LED의 경우, 빈은 \"N\" (28.0-45.0 mcd)에서 \"R\" (112.0-180.0 mcd)까지입니다. 각 빈은 +/-15%의 허용 오차를 가집니다. 주문 시 더 좁은 빈(예: \"P\" 및 \"Q\"만)을 지정하면 조립체 내 여러 유닛 간에 더 균일한 밝기를 보장할 수 있으며, 이는 다중 LED 디스플레이 또는 백라이트 어레이에 매우 중요합니다. 최적의 시각적 일관성을 위해 단일 빈의 LED 사용을 권장합니다.

3.2 주 파장 빈닝 (녹색 전용)

녹색 LED는 또한 주 파장에 따라 \"C\" (567.5-570.5 nm), \"D\" (570.5-573.5 nm), \"E\" (573.5-576.5 nm) 코드로 빈닝되며, 빈당 +/-1 nm 허용 오차를 가집니다. 이를 통해 설계자는 매우 특정한 녹색 색조를 가진 LED를 선택할 수 있으며, 이는 색상 코드 표시등이나 특정 기업 또는 제품 색상 구성표와 일치시킬 때 중요합니다. 오렌지 LED의 파장은 전형값으로만 지정되어 있으며, 이 파라미터에 대한 변동이 적거나 빈닝이 제공되지 않음을 나타냅니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에서 특정 그래픽 곡선(예: Fig.1, Fig.6)이 참조되지만, 그 함의는 LED 기술에 대해 표준적입니다.

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

LED의 I-V 특성은 지수적입니다. \"턴온\" 지점을 넘어 순방향 전압이 약간 증가하면 전류가 크게 증가합니다. 이것이 LED가 정전류원이나 직렬 전류 제한 저항으로 구동되어야 하는 이유입니다; 정전압 공급은 열 폭주와 파괴로 이어질 것입니다. 20mA에서 전형 V_F값 2.0V는 이 설계를 위한 동작점을 제공합니다.

4.2 광도 대 순방향 전류

광도는 정상 작동 범위 내에서 순방향 전류에 거의 비례합니다. 그러나 효율(와트당 루멘)은 매우 높은 전류에서 열 증가 및 기타 비방사 재결합 과정으로 인해 종종 감소합니다. 권장 20mA DC 이하에서 작동하면 최적의 효율과 장수명을 보장합니다.

4.3 온도 의존성

LED 성능은 온도에 크게 의존합니다. 접합 온도가 증가함에 따라: 순방향 전압(V_F)은 약간 감소합니다. 광도는 현저히 감소합니다. AlInGaP LED의 경우, 접합 온도가 1°C 상승할 때마다 광 출력이 약 0.5-1.0% 감소할 수 있습니다. 주 파장은 약간 이동할 수 있습니다(일반적으로 AlInGaP의 경우 더 긴 파장으로). PCB의 효과적인 열 관리(예: 열 비아 또는 구리 영역 사용)는 안정적인 광학 성능을 유지하는 데 중요하며, 특히 고출력 또는 고주변 온도 애플리케이션에서 그렇습니다.

4.4 스펙트럼 분포

참조된 스펙트럼 그래프는 각 색상에 대해 AlInGaP 소재 특유의 단일하고 상대적으로 좁은 피크를 보여줄 것입니다. 2차 피크나 넓은 스펙트럼의 부재는 장치의 색상 순도를 확인시켜 주며, 이는 채도 높은 색상이 필요한 애플리케이션에 바람직합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수 및 극성

본 장치는 EIA 표준 패키지 외형을 따릅니다. 주요 기계적 특징은 높이 0.55mm입니다. 핀 할당은 명확히 정의됩니다: 핀 1과 3은 녹색 LED용, 핀 2와 4는 오렌지 LED용입니다. 이 4-패드 설계는 두 색상을 독립적으로 제어할 수 있게 합니다. 극성은 핀 번호로 표시되며, 일반적으로 애노드는 구동 회로를 통해 양극 공급에 연결되고 캐소드는 접지 또는 전류 싱크에 연결됩니다.

5.2 권장 솔더 패드 설계

데이터시트는 권장 솔더 패드 치수를 제공합니다. 리플로우 중 신뢰할 수 있는 솔더 접합을 달성하기 위해 이 권장 사항을 따르는 것이 중요합니다. 패드 설계는 솔더 필렛 형상에 영향을 미치며, 이는 기계적 강도와 LED로부터의 열 전도에 영향을 줍니다. 잘 설계된 패드는 리플로우 중 적절한 자동 정렬을 보장하고 툼스토닝(부품의 한쪽 끝이 패드에서 떨어지는 현상)을 방지합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 적외선 리플로우 솔더링 프로파일

본 장치는 SMT 조립의 표준인 적외선(IR) 또는 대류 리플로우 솔더링 공정과 완벽하게 호환됩니다. 데이터시트는 무연 솔더에 대한 JEDEC 표준을 준수하는 권장 프로파일을 제공합니다. 주요 파라미터는 다음과 같습니다: 플럭스를 활성화하고 온도를 서서히 상승시키기 위한 예열 구역(150-200°C). 최대 260°C를 초과하지 않는 피크 온도. 액상선 온도(일반적으로 SnAgCu 솔더의 경우 217°C) 이상의 시간은 최대 10초. 상온에서 피크까지 그리고 다시 돌아오는 총 시간은 플라스틱 패키지와 반도체 다이에 대한 열 응력을 최소화하도록 제어되어야 합니다.

6.2 핸드 솔더링

수리나 프로토타이핑을 위해 핸드 솔더링이 필요한 경우 각별한 주의가 필요합니다. 권장 사항은 최대 300°C의 솔더링 아이언을 사용하고 패드당 접촉 시간을 3초로 제한하는 것입니다. 과도한 열이나 장시간 접촉은 플라스틱 렌즈를 녹이거나 패키지 내부의 와이어 본드를 손상시키거나 다이 부착 소재를 박리시킬 수 있습니다.

6.3 보관 및 취급 조건

LED는 습기 민감 장치(MSD)입니다. 플라스틱 패키지는 공기 중의 습기를 흡수할 수 있으며, 이는 고온 리플로우 공정 중에 증기로 변해 내부 균열 또는 \"팝콘 현상\"을 일으킬 수 있습니다. 데이터시트는 다음을 명시합니다: 밀봉된 패키지는 ≤30°C 및 ≤90% RH에서 보관하고 1년 이내에 사용해야 합니다. 개봉 후에는 LED를 ≤30°C 및 ≤60% RH에서 보관해야 합니다. 주변 공기에 1주일 이상 노출된 부품은 습기를 제거하기 위해 솔더링 전 최소 20시간 동안 60°C에서 베이킹해야 합니다. 적절한 취급에는 정전기 방전(ESD)에 대한 예방 조치도 포함됩니다. 일부 IC만큼 민감하지는 않지만 LED는 ESD로 손상될 수 있습니다. 접지된 손목 스트랩, 방진 매트 및 적절히 접지된 장비 사용을 권장합니다.

6.4 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우 지정된 용제로만 수행해야 합니다. 데이터시트는 상온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올을 1분 미만 사용할 것을 권장합니다. 거친 또는 지정되지 않은 화학 물질은 플라스틱 렌즈 소재를 손상시켜 흐려짐, 균열 또는 변색을 일으킬 수 있으며, 이는 광학 성능을 심각하게 저하시킵니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 사양

본 장치는 보호 커버 테이프가 있는 엠보싱 캐리어 테이프에 포장되어 7인치(178mm) 직경 릴에 감겨 공급됩니다. 표준 릴 수량은 4000개입니다. 나머지 릴에 대해 최소 주문 수량 500개가 지정됩니다. 테이프 치수 및 포켓 간격은 ANSI/EIA-481 사양을 준수하여 표준 SMT 피더와의 호환성을 보장합니다. 테이프 설계에는 정확한 기계적 전진을 위한 방향 특징 및 스프로킷 홀이 포함됩니다.

8. 애플리케이션 권장 사항

8.1 전형적인 애플리케이션 시나리오

듀얼 컬러 기능과 얇은 프로파일로 인해 이 LED는 다양한 애플리케이션에 적합합니다: 상태 표시기: 단일 부품으로 두 가지 상태를 표시할 수 있습니다(예: 녹색 \"켜짐/준비됨\", 오렌지 \"대기/경고\"). 키패드 및 스위치 백라이트: 넓은 시야각과 밝기는 제어판의 기호를 비추기에 이상적입니다. 소비자 가전: 공간이 귀중한 스마트폰, 태블릿, 웨어러블 기기 및 리모컨에 사용됩니다. 자동차 내부 조명: 계기판 표시등 또는 앰비언트 라이팅용(특정 자동차 등급에 대한 적격성 평가 필요). 휴대용 기기: 배터리 구동 기기는 낮은 순방향 전압으로 인해 전력 소모를 최소화하는 이점이 있습니다.

8.2 설계 고려 사항

전류 제한: 항상 정전류 드라이버 또는 공급 전압과 LED의 최대 V_F를 기반으로 계산된 직렬 저항을 사용하십시오. 열 관리: 특히 최대 전류 근처에서 구동할 경우 PCB 레이아웃이 적절한 열 경로를 제공하는지 확인하십시오. LED 접합에서 주변 환경으로의 열 저항을 고려하십시오. ESD 보호: LED를 구동하는 신호선이 사용자 인터페이스에 노출되는 경우 ESD 보호 다이오드를 포함시키십시오. 광학 설계: 넓은 시야각은 특정 빔 패턴이 필요한 경우 라이트 가이드 또는 확산판이 필요할 수 있습니다. 색상 혼합(두 LED가 동시에 구동되는 경우)의 경우, 혼합 색상(예: 녹색+오렌지의 황색조)에 대한 인간의 눈의 인식이 비선형적임을 이해하십시오.

9. 기술 비교 및 차별화

표준 GaP(갈륨 포스파이드) 또는 GaAsP(갈륨 비소 포스파이드)와 같은 구형 LED 기술과 비교할 때, AlInGaP 칩은 상당히 높은 발광 효율을 제공하여 동일한 구동 전류에서 더 밝은 광 출력을 제공합니다. 형광체가 있는 블루 칩 기반의 일부 백색 LED와 비교할 때, 이러한 단색 LED는 우수한 색상 순도와 특정 색상 대역 내에서 일반적으로 더 높은 효율을 제공합니다. 이 특정 부품의 주요 차별점은 두 가지 뚜렷하고 효율적인 색상을 업계 표준의 초박형 패키지에 결합하여 완전한 리플로우 조립을 지원한다는 점입니다. 이 통합은 두 개의 개별 LED를 사용하는 것에 비해 부품 수, 조립 시간 및 보드 공간을 줄입니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 녹색과 오렌지 LED를 동시에 구동할 수 있나요?

A: 네, 전기적으로 독립적입니다. 그러나 총 전력 소산(각 LED의 I_F* V_F 및 드라이버 손실 포함)이 PCB의 열 용량과 장치 자체 한계를 초과하지 않도록 해야 합니다. 두 LED를 모두 20mA로 동시에 구동하면 약 80mW를 소산하며, 이는 색상당 75mW 정격을 초과하지만 듀티 사이클이 낮거나 열 관리가 우수한 경우 허용될 수 있습니다. 특정 레이아웃에 대한 열 계산을 참조하십시오.

Q: \"피크 파장\"과 \"주 파장\"의 차이는 무엇인가요?

A: 피크 파장(λ_P)은 스펙트럼 파워 분포가 최대가 되는 파장입니다. 주 파장(λ_d)은 표준 인간 관찰자에게 동일한 색상으로 보일 단색광의 단일 파장입니다. λ_d는 CIE 색도 좌표에서 계산되며 인지된 색상을 지정하는 데 더 관련성이 높은 파라미터입니다.

Q: 주문 시 빈 코드를 어떻게 해석해야 하나요?

A: 일관성을 보장하기 위해 원하는 광도 빈(예: \"P\")과 녹색의 경우 주 파장 빈(예: \"D\")을 지정하십시오. 이는 제조업체에게 해당 특정 성능 범위 내에 속하는 부품을 공급하도록 지시합니다. 빈을 지정하지 않으면 생산 빈 중 아무 부품이나 받을 수 있어 최종 제품에서 잠재적 변동이 발생할 수 있습니다.

Q: 방열판이 필요한가요?

A: 일반적인 실내 주변 환경(25°C)에서 최대 연속 전류(20mA)로 동작하는 경우, PCB에 LED의 열 패드에 연결된 적당한 구리 영역이 있다면 전용 방열판은 일반적으로 필요하지 않습니다. 그러나 높은 주변 온도, 밀폐 공간 또는 DC 정격을 초과하는 펄스로 구동하는 경우 열 분석이 필요합니다. 최대 광 출력과 수명을 위해 접합 온도를 가능한 한 낮게 유지해야 합니다.

11. 실용적인 설계 및 사용 예시

예시 1: 듀얼 상태 전원 표시기:벽면 어댑터에서 LED는 장치가 완전히 충전되고 최소 전류를 소비할 때(충전 IC에 의해 제어됨) 녹색으로, 장치가 활발히 충전 중일 때 오렌지로 표시되도록 연결될 수 있습니다. 간단한 마이크로컨트롤러나 논리 회로가 핀 쌍 (1,3)과 (2,4) 구동 사이를 전환할 수 있습니다.

예시 2: 애니메이션 백라이트:게이밍 주변기기에서 여러 LTST-C295KGKFKT LED를 어레이로 배열할 수 있습니다. 각 LED의 녹색 및 오렌지 채널을 독립적으로 펄스 폭 변조(PWM)하여 마이크로컨트롤러가 매우 얇은 프로파일 제약 내에서도 동적 색상 변화 및 호흡 조명 효과를 만들 수 있습니다.

예시 3: 신호 강도 표시기:무선 모듈에서 녹색 LED는 강한 신호를(전체 전류로 구동), 오렌지 LED는 약한 신호를(전체 전류로 구동) 나타낼 수 있으며, 두 LED를 동시에 감소된 전류로 구동하면 중간 신호 수준을 나타내는 중간 황색을 만들어 하나의 부품으로 세 가지 뚜렷한 상태를 제공할 수 있습니다.

12. 동작 원리 소개

발광 다이오드(LED)는 전기발광이라는 과정을 통해 빛을 방출하는 반도체 장치입니다. 반도체 소재(이 경우 AlInGaP)의 PN 접합에 순방향 전압이 가해지면 N형 영역의 전자와 P형 영역의 정공이 활성 영역으로 주입됩니다. 이 전하 캐리어(전자와 정공)가 재결합할 때 에너지를 방출합니다. AlInGaP와 같은 직접 밴드갭 반도체에서 이 에너지는 주로 광자(빛) 형태로 방출됩니다. 방출된 빛의 특정 파장(색상)은 결정 성장 과정 중에 설계된 반도체 소재의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. 이 장치의 녹색과 오렌지 색상은 각각의 칩에서 알루미늄, 인듐, 갈륨 및 포스파이드 원자의 조성을 약간 변화시켜 밴드갭 에너지를 변경하고 따라서 방출되는 빛의 색상을 달성합니다.

13. 기술 동향

SMD LED 기술의 일반적인 동향은 더 높은 효율(와트당 더 많은 루멘), 증가된 전력 밀도 및 더욱 소형화를 지향하고 있습니다. 또한 조명 애플리케이션을 위한 개선된 색 재현성과 색상 일관성에 대한 강력한 추진력이 있습니다. 표시등 및 백라이트 LED의 경우, 패키지 내에 내장 전류 제한 저항, 어드레싱 가능성을 위한 IC 드라이버(WS2812 스타일 \"스마트 LED\"와 같은), 심지어 듀얼 이상의 다중 색상(예: RGB)과 같은 더 많은 기능을 통합하는 추세입니다. 초박형 및 플렉서블 디스플레이에 대한 추진은 더 얇은 패키지 프로파일과 플렉서블 기판 상의 LED 개발을 주도하고 있습니다. GaN-on-Si(실리콘 위 갈륨 나이트라이드) 및 마이크로 LED 기술과 같은 고급 소재의 사용은 미래의 고휘도, 소형화된 디스플레이를 위한 최첨단 기술을 나타냅니다.