LTST-C195KFKGKT 듀얼 컬러 SMD LED 데이터시트 - 오렌지 & 그린 - 20mA - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

이 문서는 듀얼 컬러, 표면 실장 LED 컴포넌트의 완전한 기술 사양을 제공합니다. 이 소자는 하나의 산업 표준 패키지 내에 두 개의 서로 다른 발광 칩을 통합하여 오렌지색과 녹색 빛을 생성할 수 있습니다. 자동화 조립 공정 및 현대적 솔더링 기술과의 호환성을 위해 설계되어, 소비자 가전, 표시등, 백라이트 등 대량 생산 애플리케이션에 적합합니다.

1.1 주요 특징 및 제품 포지셔닝

이 컴포넌트의 주요 특징은 환경 규정 준수, 효율적인 광 출력을 위한 고휘도 AlInGaP 반도체 기술 활용, 테이프-릴 자동 배치에 최적화된 패키징을 포함합니다. 그 설계는 표면 실장 기술(SMT) 조립 라인에서 표준인 적외선(IR) 및 증기상 리플로우 솔더링 공정과 호환됩니다. 단일 패키지 내 듀얼 컬러 기능은 두 개의 별도 단색 LED를 사용하는 것에 비해 보드 공간을 절약하고 설계를 단순화합니다.

2. 기술 파라미터: 심층 객관적 해석

다음 섹션들은 사양서에 정의된 소자의 전기적, 광학적, 열적 특성에 대한 상세한 분석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격들은 소자에 영구적 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 한계에서 또는 그 이하에서의 동작은 보장되지 않으며 회로 설계 시 피해야 합니다.

• 전력 소산 (Pd):칩당 75 mW (오렌지 및 그린). 이는 주변 온도(Ta) 25°C에서 LED가 열로 소산할 수 있는 최대 전력량입니다. 이 값을 초과하면 열 폭주 및 고장의 위험이 있습니다.
• 피크 순방향 전류 (I_FP):80 mA. 이는 허용 가능한 최대 순간 순방향 전류로, 일반적으로 과도한 접합 온도 상승을 방지하기 위해 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서 지정됩니다.
• 연속 순방향 전류 (I_F):30 mA DC. 이는 정상 조건에서 연속 동작을 위한 최대 권장 전류입니다.
• 전류 디레이팅:25°C부터 선형적으로 0.4 mA/°C. 주변 온도가 25°C 이상으로 상승함에 따라, 접합 온도를 안전 한계 내로 유지하기 위해 허용 가능한 최대 연속 순방향 전류를 이 비율만큼 감소시켜야 합니다.
• 역방향 전압 (V_R):5 V. 이보다 큰 역바이어스 전압을 가하면 항복이 발생하여 LED 접합을 손상시킬 수 있습니다.
• 동작 및 보관 온도:각각 -30°C ~ +85°C 및 -40°C ~ +85°C. 이는 신뢰할 수 있는 동작 및 비동작 상태 보관을 위한 환경적 한계를 정의합니다.
• 솔더링 온도 한계:이 소자는 260°C에서 5초 동안 웨이브 또는 IR 솔더링, 215°C에서 3분 동안 증기상 솔더링을 견딜 수 있습니다. 이 파라미터들은 PCB 조립 중 리플로우 프로파일을 정의하는 데 중요합니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성

이 파라미터들은 별도로 명시되지 않는 한, Ta=25°C 및 I_F=20mA의 표준 테스트 조건에서 측정됩니다. 이들은 소자의 일반적인 성능을 정의합니다.

• 광도 (I_V):
  • 오렌지 칩:최소 45.0 mcd, 일반값 미지정, 최대 280.0 mcd.
  • 그린 칩:최소 18.0 mcd, 일반값 미지정, 최대 71.0 mcd.

  최소와 최대 사이의 넓은 범위는 소자가 다른 광도 빈으로 제공됨을 나타냅니다 (섹션 3 참조). 동일한 구동 전류에서 오렌지 칩은 그린 칩보다 현저히 더 밝습니다.

• 시야각 (2θ_1/2):두 색상 모두 130도 (일반값). 이 넓은 시야각은 확산 렌즈 타입을 나타내며, 집중된 빔보다는 넓은 조명이 필요한 애플리케이션에 적합합니다.
• 파장:
  • 오렌지:피크 파장 (λ_P) ~611 nm, 주 파장 (λ_d) ~605 nm.
  • 그린:피크 파장 (λ_P) ~574 nm, 주 파장 (λ_d) ~571 nm.

  주 파장은 CIE 색도도에서 도출된, 인간의 눈이 인지하는 색상에 해당하는 단일 파장입니다.

• 스펙트럼 선 반치폭 (Δλ):오렌지 ~17 nm, 그린 ~15 nm. 이는 방출되는 빛의 스펙트럼 순도 또는 대역폭을 나타냅니다.
• 순방향 전압 (V_F):두 색상 모두 20mA에서 일반값 2.0V, 최대 2.4V. 이 낮은 순방향 전압은 AlInGaP 기술의 특징이며, 직렬 저항 값과 전력 소비 계산에 중요합니다.
• 역방향 전류 (I_R):V_R=5V에서 최대 10 µA. 이는 LED가 역바이어스되었을 때의 누설 전류입니다.
• 정전용량 (C):0V, 1MHz에서 일반값 40 pF. 이 파라미터는 고주파 스위칭 애플리케이션에서 관련이 있을 수 있습니다.

3. 빈닝 시스템 설명

LED의 광도는 생산 로트 내 일관성을 보장하기 위해 빈으로 분류됩니다. 빈 코드는 특정 광도 범위를 정의합니다.

3.1 오렌지 LED 광도 빈

I_F=20mA에서 측정된 광도. 각 빈의 허용 오차는 +/-15%입니다.

• 빈 P:45.0 - 71.0 mcd
• 빈 Q:71.0 - 112.0 mcd
• 빈 R:112.0 - 180.0 mcd
• 빈 S:180.0 - 280.0 mcd

3.2 그린 LED 광도 빈

I_F=20mA에서 측정된 광도. 각 빈의 허용 오차는 +/-15%입니다.

• 빈 M:18.0 - 28.0 mcd
• 빈 N:28.0 - 45.0 mcd
• 빈 P:45.0 - 71.0 mcd

설계자는 애플리케이션에서 원하는 밝기 수준을 보장하기 위해 주문 시 필요한 빈 코드를 지정해야 합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 다양한 조건에서 소자 동작을 이해하는 데 필수적인 일반적인 특성 곡선을 참조합니다. 특정 그래프는 여기에 재현되지 않았지만, 그 함의를 분석합니다.

4.1 전류 대 전압 (I-V) 곡선

LED의 I-V 곡선은 지수적입니다. 20mA에서 일반 V_F값인 2.0V는 주요 동작점을 제공합니다. 곡선은 무릎점을 넘어 전압이 약간 증가하면 전류가 크게, 잠재적으로 손상적인 수준으로 증가함을 보여줍니다. 이는 전류 제한 방법(예: 직렬 저항 또는 정전류 드라이버)의 필요성을 강조합니다.

4.2 광도 대 순방향 전류

이 곡선은 일반적으로 일정 범위에서 선형입니다. 광도는 순방향 전류에 거의 비례합니다. LED를 최대 연속 전류(30mA)로 구동하면 표준 테스트 조건인 20mA보다 더 높은 밝기를 얻을 수 있지만, 열 관리 및 수명 고려사항을 평가해야 합니다.

4.3 온도 의존성

LED 성능은 온도에 민감합니다. 순방향 전압(V_F)은 일반적으로 접합 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 더욱 중요한 것은, 광도가 온도 상승에 따라 저하된다는 점입니다. 전류 디레이팅 사양(0.4 mA/°C)은 이 열 효과를 관리하고 신뢰성을 유지하기 위한 직접적인 설계 제약 조건입니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

이 소자는 EIA 표준 표면 실장 패키지 풋프린트를 준수합니다.

5.1 핀 할당

듀얼 컬러 LED에는 네 개의 핀(1, 2, 3, 4)이 있습니다. 데이터시트에 따르면:

• 핀 1과 3은 오렌지 LED 칩에 할당됩니다.
• 핀 2와 4는 그린 LED 칩에 할당됩니다.

이 구성은 일반적으로 내부적으로 공통 캐소드 또는 공통 애노드 배열을 의미하며, 올바른 회로 연결을 위해 패키지 외곽도에서 확인해야 합니다.

5.2 패키지 치수 및 테이프 & 릴

이 소자는 자동 피크 앤 플레이스 머신과 호환되는 7인치 직경 릴에 8mm 테이프로 공급됩니다. 테이프 및 릴 사양은 ANSI/EIA 481-1-A-1994 표준을 따릅니다. 주요 포장 세부사항은 다음과 같습니다:

• 7인치 릴당 4000개.
• 잔여 부품의 최소 포장 수량은 500개입니다.
• 테이프 내에서 최대 두 개의 연속 누락 컴포넌트("램프")가 허용됩니다.

신뢰할 수 있는 솔더 접합과 리플로우 중 적절한 정렬을 보장하기 위해 권장 솔더링 패드 치수가 제공됩니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 권장 리플로우 프로파일

두 가지 솔더링 프로파일이 제안됩니다:

1. 표준 IR 리플로우 프로파일:기존 주석-납 솔더 공정용.
2. 무연 (Pb-Free) IR 리플로우 프로파일:Sn-Ag-Cu (SAC) 솔더 페이스트와 함께 사용해야 합니다. 이 프로파일은 일반적으로 더 높은 피크 온도(예: 260°C)를 가지지만, LED의 플라스틱 렌즈 및 내부 구조에 대한 열 손상을 방지하기 위해 액상선 이상의 시간을 신중하게 제어합니다.

절대 최대 조건은 IR/웨이브 솔더링의 경우 260°C에서 5초, 증기상의 경우 215°C에서 3분입니다.

6.2 보관 및 취급 주의사항

• 보관:30°C 및 70% 상대 습도를 초과하지 않는 것이 권장됩니다. 원래의 습기 차단 백에서 꺼낸 LED는 일주일 이내에 리플로우 솔더링해야 합니다. 장기 보관의 경우, 건조하고 밀봉된 환경(예: 건조제 또는 질소 가스와 함께)에 보관하고 사용 전 약 60°C에서 24시간 동안 베이킹하여 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 중 "팝콘 현상"을 방지해야 합니다.
• 세척:지정된 세정제만 사용해야 합니다. 상온에서 1분 미만의 이소프로필 알코올 또는 에틸 알코올 사용을 권장합니다. 지정되지 않은 화학 물질은 LED 패키지나 렌즈를 손상시킬 수 있습니다.
• ESD 보호:LED는 정전기 방전에 민감합니다. 취급 중 적절한 ESD 관리가 이루어져야 합니다: 접지된 손목 스트랩, 방진 매트, 렌즈의 정전기를 중화시키는 이오나이저 사용 및 모든 장비가 적절히 접지되었는지 확인하십시오.

7. 애플리케이션 제안

7.1 일반적인 애플리케이션 시나리오

이 듀얼 컬러 LED는 다양한 표시기 및 상태 표시 애플리케이션에 적합하며, 다음을 포함하되 이에 국한되지 않습니다:

• 소비자 가전(예: 라우터, 충전기, 가전제품)의 전원/상태 표시등.
• 이중 색상 상태 표시등(예: "켜짐/정상"은 녹색, "대기/경고"는 주황색).
• 작은 아이콘 또는 버튼의 백라이트.
• 자동차 실내 표시등(적절한 검증 조건 하에서).
• 산업 장비 상태 패널.

7.2 회로 설계 고려사항

구동 방법:LED는 전류 구동 소자입니다. 특히 여러 LED가 병렬로 연결될 때 균일한 밝기를 보장하기 위해, 각 LED와 직렬로 전류 제한 저항을 배치해야 합니다 (회로 모델 A). 개별 저항 없이 병렬 구성에서 자연스러운 I-V 특성에 의존하여 전류를 균형시키는 것(회로 모델 B)은 권장되지 않습니다. LED 간 V의 작은 변이가 전류 및 따라서 밝기에 상당한 차이를 초래할 수 있기 때문입니다.직렬 저항 값(R_F)은 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다: R

= (V_s공급_s- V_{) / I}. 모든 조건에서 충분한 전류를 보장하기 위해 데이터시트의 최대 V_F(2.4V)를 사용하십시오._F7.3 열 관리_F전력 소산이 낮지만(칩당 75mW), 적절한 PCB 레이아웃은 열 성능에 도움이 될 수 있습니다. 특히 최대 정격 근처 또는 높은 주변 온도에서 동작할 때, LED의 열 패드(있는 경우)에 연결되거나 솔더 패드 주변에 충분한 구리 면적을 확보하여 방열판 역할을 하도록 하십시오.

8. 기술 비교 및 차별화

이 컴포넌트의 주요 차별화 요소는 단일 SMD 패키지 내 듀얼 컬러 기능과 오렌지 발광체에 AlInGaP 기술 사용입니다.

단색 LED 대비:

두 개의 별도 LED를 장착하는 것에 비해 PCB 공간을 절약하고, 부품 수를 줄이며, 조립을 단순화합니다.AlInGaP 대 다른 기술:AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드)는 적색, 주황색, 황색 파장 영역에서 높은 효율성과 안정성으로 알려져 있으며, 종종 GaAsP와 같은 오래된 기술보다 더 높은 밝기와 더 나은 온도 성능을 제공합니다.넓은 시야각 (130°):집중 조명에 사용되는 협각 LED와 달리, 광역 표시에 이상적인 확산 광 패턴을 제공합니다.

• 9. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)9.1 5V 또는 3.3V 마이크로컨트롤러 핀에서 이 LED를 직접 구동할 수 있나요?
• 아니요, 직접은 안 됩니다.LED는 전류 제어가 필요합니다. MCU 핀(일반적으로 전류 제한이 있지만 LED 구동을 위해 설계된 것은 아님)과 같은 전압 소스에 직접 연결하면 LED와 마이크로컨트롤러 출력 모두 손상될 수 있습니다. 항상 직렬 전류 제한 저항 또는 전용 LED 드라이버 회로를 사용하십시오.
• 9.2 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇인가요?피크 파장 (λ

)은 스펙트럼 파워 분포가 최대가 되는 파장입니다.

주 파장 (λ

)은 LED의 인지된 색상과 일치하는 단색광의 단일 파장으로, CIE 색도 좌표에서 계산됩니다. λ는 인간 중심 애플리케이션에서 색상 사양과 더 관련이 있습니다.

9.3 전류 디레이팅이 왜 필요한가요?

주변 온도가 증가함에 따라, 주어진 동작 전류에 대해 LED 접합 온도가 상승합니다. 더 높은 접합 온도는 열화 메커니즘을 가속화하여 LED의 수명을 단축시키고 잠재적으로 치명적인 고장을 일으킬 수 있습니다. 전류를 디레이팅하면 전력 소산이 줄어들어 접합 온도가 낮아지므로 장기적인 신뢰성이 보장됩니다._P)10. 실용적 설계 사례 연구시나리오:_d)5V 레일로 구동되는 장치용 듀얼 컬러 상태 표시등 설계. 표시등은 "정상 동작"에는 녹색, "충전/경고"에는 주황색을 표시해야 합니다._d설계 단계:

회로 토폴로지:

두 개의 마이크로컨트롤러 GPIO 핀을 사용합니다. 각 핀은 별도의 전류 제한 저항을 통해 LED의 한 색상을 구동합니다. 패키지 도면을 기반으로 내부 연결(공통 애노드/캐소드)을 올바르게 구성하십시오.

저항 계산 (20mA 구동용):

V(최대) = 2.4V, V

공급

1. = 5V, I= 20mA로 가정합니다.
2. R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 옴.
   • 가장 가까운 표준 값(예: 130Ω 또는 120Ω)을 선택합니다. 120Ω 저항은 약간 더 높은 전류(~21.7mA)를 발생시킬 것이며, 이는 30mA 최대값 미만이므로 허용 가능합니다._FPCB 레이아웃:_{LED와 그 직렬 저항을 서로 가깝게 배치하십시오. 열 방산을 위해 LED 패드 주변에 적당량의 구리 푸어를 제공하십시오. 데이터시트의 권장 솔더링 패드 레이아웃을 따르십시오.}소프트웨어:_F정상 상태에는 녹색 GPIO를 켜고 경고 상태에는 주황색 GPIO를 켜는 논리를 구현하십시오. 패키지의 구동 전류 한계를 고려하여 혼합 색상이 원하는 경우가 아니면 동시에 둘 다 켜지 않도록 하십시오.
   • 11. 동작 원리 소개
   • 발광 다이오드(LED)는 전기발광을 통해 빛을 방출하는 반도체 소자입니다. p-n 접합에 순방향 전압이 가해지면, 전자와 정공이 활성 영역으로 주입되어 재결합합니다. 이 재결합 동안 방출되는 에너지는 광자(빛)로 방출됩니다. 빛의 특정 파장(색상)은 활성 영역에 사용된 반도체 물질의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. 이 소자에서, 주황색 빛은 AlInGaP 칩에 의해 생성되고, 녹색 빛은 다른 칩(녹색의 경우 여기서 명시적으로 언급되지는 않았지만 아마도 InGaN 기술 기반)에 의해 생성됩니다. 두 칩은 확산 렌즈가 있는 단일 에폭시 패키지에 함께 수용되어 광 출력을 넓은 시야각으로 형성합니다.
3. 12. 기술 트렌드LED 기술 분야는 이와 같은 컴포넌트와 관련된 몇 가지 명확한 트렌드와 함께 계속 발전하고 있습니다:
4. 효율성 증가:지속적인 재료 과학 및 칩 설계 개선으로 인해 발광 효율(전기 입력 와트당 더 많은 광 출력)이 높아져 더 밝은 표시등 또는 더 낮은 전력 소비가 가능해집니다.

소형화:

더 작은 전자 장치에 대한 추진력은 광학 성능을 유지하거나 개선하면서도 더 작은 패키지 풋프린트의 LED를 요구합니다.

향상된 신뢰성 및 수명:

패키징 재료, 다이 부착 방법 및 형광체 기술(백색 LED용)의 개선으로 인해 가혹한 조건에서도 동작 수명과 안정성이 계속 연장되고 있습니다.

• 통합:다중 색상 이상으로, 제어 전자 장치(정전류 드라이버 또는 PWM 컨트롤러와 같은)를 LED 다이와 직접 또는 패키지 내에 통합하는 트렌드가 있어 시스템 설계를 단순화하는 "스마트 LED" 모듈을 생성합니다.
• 환경 규정 준수:무연(Pb-Free) 솔더링 및 무할로겐 재료로의 전환은 이제 표준이며, 이 데이터시트에 제공된 별도의 솔더링 프로파일에 반영되어 있습니다.
• Enhanced Reliability & Lifetime:Improvements in packaging materials, die attach methods, and phosphor technology (for white LEDs) continue to extend operational lifetimes and stability under harsh conditions.
• Integration:Beyond multi-color, there is a trend towards integrating control electronics (like constant current drivers or PWM controllers) directly with the LED die or within the package, creating "smart LED" modules that simplify system design.
• Environmental Compliance:The shift towards lead-free (Pb-free) soldering and halogen-free materials is now standard, as reflected in the separate soldering profiles provided in this datasheet.