듀얼 컬러 SMD LED LTST-C195TBKSKT 데이터시트 - 0.55mm 초박형 패키지 - 블루 3.8V / 옐로우 2.4V - 76mW/62.5mW 전력 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 듀얼 컬러 표면 실장 장치(SMD) LED의 사양을 상세히 설명합니다. 이 부품은 단일의 매우 얇은 패키지 내에 두 개의 서로 다른 반도체 칩을 통합하여 공간이 귀한 컴팩트한 설계를 가능하게 합니다. 주요 응용 분야는 전자 장비의 표시등 또는 상태 표시등으로, 하나의 장치 공간에서 두 가지 뚜렷한 색상을 제공합니다.

1.1 핵심 장점 및 타겟 시장

이 장치의 결정적인 특징은 0.55mm의 초박형 프로파일로, 현대의 슬림한 소비자 가전, 휴대용 장치 및 고밀도 PCB에 있어 중요한 장점입니다. 고급 반도체 재료를 사용합니다: InGaN(인듐 갈륨 질화물) 칩은 청색 발광을, AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 인화물) 칩은 황색 발광을 담당합니다. 이 재료들은 높은 효율과 밝기로 알려져 있습니다. LED는 RoHS(유해물질 제한) 지침을 완전히 준수합니다. 7인치 직경 릴에 8mm 테이프로 포장되어 대량 생산에 사용되는 고속 자동 피크 앤 플레이스 조립 장비와 완벽하게 호환됩니다. 또한 이 장치는 무연(Pb-free) 솔더 조립에 사용되는 표준 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정을 견딜 수 있도록 설계되었습니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

다음 섹션은 표준 테스트 조건(Ta=25°C)에서 장치의 동작 한계 및 성능 특성에 대한 상세한 분석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 한계에서 또는 그 이하에서의 동작은 보장되지 않습니다.

• 전력 소산 (Pd):LED가 열로 방출할 수 있는 최대 허용 전력입니다. 블루 칩은 76 mW, 옐로우 칩은 62.5 mW로 정격되어 있습니다. 이를 초과하면 과열 및 가속화된 성능 저하로 이어질 수 있습니다.
• 피크 순방향 전류 (I_FP):최대 펄스 전류(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)입니다. 블루 칩은 100 mA 펄스를, 옐로우 칩은 60 mA 펄스를 처리할 수 있습니다. 이 파라미터는 짧은 고강도 점멸 응용 분야에 중요합니다.
• DC 순방향 전류 (I_F):안정적인 장기 운전을 위한 최대 연속 순방향 전류입니다. 블루 칩은 20 mA, 옐로우 칩은 25 mA입니다. 이는 대부분의 밝기 사양에 대한 표준 구동 전류입니다.
• 온도 범위:이 장치는 -20°C ~ +80°C 사이에서 동작하도록 정격되며, -30°C ~ +100°C 사이에서 보관할 수 있습니다.
• 솔더링 조건:이 부품은 최대 10초 동안 최고 온도 260°C의 IR 리플로우 솔더링을 견딜 수 있으며, 이는 일반적인 무연 공정 프로파일과 일치합니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성

이는 권장 DC 순방향 전류 20 mA에서 측정된 일반적인 성능 파라미터입니다.

• 광도 (I_V):인지된 밝기의 측정치입니다. 블루 칩의 경우 일반적인 광도는 최소 28.0 mcd에서 최대 180.0 mcd 범위입니다. 옐로우 칩의 경우 범위는 45.0 mcd에서 280.0 mcd입니다. 실제 값은 빈닝(섹션 3 참조)됩니다.
• 시야각 (2θ_1/2):광도가 0°(온축)에서의 광도의 절반 이상인 각도 범위입니다. 두 색상 모두 일반적으로 130도의 넓은 시야각을 가지며, 측면 각도에서도 좋은 가시성을 제공합니다.
• 피크 파장 (λ_P):광 출력이 최대가 되는 파장입니다. 일반적인 값은 468 nm(블루)와 591 nm(옐로우)입니다.
• 주 파장 (λ_d):빛의 인지된 색상을 가장 잘 설명하는 단일 파장입니다. 일반적인 값은 470 nm(블루)와 589 nm(옐로우)입니다. 이는 CIE 색도도에서 도출됩니다.
• 스펙트럼 대역폭 (Δλ):최대 출력의 절반에서 방출 스펙트럼의 폭입니다. 두 칩 모두 일반적으로 25 nm의 대역폭을 가지며, 이는 상대적으로 순수한 색상 방출을 나타냅니다.
• 순방향 전압 (V_F):20 mA로 구동될 때 LED 양단의 전압 강하입니다. 블루 칩의 일반적인 V_F는 3.30V(최대 3.80V)이며, 옐로우 칩의 일반적인 V_F는 2.00V(최대 2.40V)입니다. 이는 구동 회로 설계 및 전원 공급 장치 선택에 매우 중요합니다.
• 역방향 전류 (I_R):5V의 역방향 바이어스가 인가될 때의 최대 누설 전류입니다. 두 칩 모두 10 μA입니다.중요 참고사항:이 장치는 역방향 동작을 위해 설계되지 않았습니다; 테스트 조건을 초과하는 역방향 전압을 인가하면 즉각적인 파손을 초래할 수 있습니다.

2.3 열 고려사항

열 저항(θ_JA)으로 명시적으로 상세히 설명되지는 않았지만, 전력 소산 정격 및 동작 온도 범위가 주요 열 제약 조건입니다. 접합 온도를 안전한 한계 내로 유지하기 위해서는 적절한 구리 영역을 갖춘 효과적인 PCB 레이아웃이 필수적이며, 특히 최대 DC 전류 근처에서 구동할 때 더욱 그렇습니다. 최대 접합 온도를 초과하면 LED의 수명이 급격히 단축됩니다.

3. 빈닝 시스템 설명

반도체 제조의 자연적인 변동성을 고려하기 위해 LED는 성능 빈으로 분류됩니다. 이는 생산 배치 내의 일관성을 보장합니다.

3.1 광도 빈닝

광 출력은 최소값과 최대값으로 정의된 빈으로 분류됩니다. 각 빈은 ±15%의 허용 오차를 가집니다.

블루 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

옐로우 칩 빈:

P: 45.0 - 71.0 mcd

Q: 71.0 - 112.0 mcd

R: 112.0 - 180.0 mcd

S: 180.0 - 280.0 mcd

설계자는 주문 시 응용 분야에 필요한 밝기 수준을 보장하기 위해 필요한 빈 코드를 지정해야 합니다. 더 낮은 빈(예: 블루의 경우 N)을 사용하면 더 어두운 표시가 될 수 있습니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 비표준 조건에서 장치 동작을 이해하는 데 필수적인 일반적인 특성 곡선을 참조합니다. 특정 그래프는 본문에 재현되지 않았지만, 그 의미는 아래에 설명되어 있습니다.

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

이 곡선은 전류와 전압 사이의 비선형 관계를 보여줍니다. 두 LED 칩 모두 전압이 전류에 따라 로그적으로 증가합니다. 제공된 일반적인 V_F값은 20 mA에 특정됩니다. 더 낮은 전류로 구동하면 V_F가 낮아지고, 더 높게 구동하면 V_F와 전력 소산이 증가합니다. 안정적인 밝기와 열 폭주를 방지하기 위해 정전압 구동기보다 정전류 구동기를 적극 권장합니다.

4.2 광도 대 순방향 전류

이 그래프는 광 출력이 순방향 전류에 따라 어떻게 증가하는지 보여줍니다. 일반적으로 동작 범위 내에서는 선형에 가깝지만, 효율 저하 및 열 효과로 인해 매우 높은 전류에서는 포화됩니다. 20 mA 구동 전류는 밝기, 효율 및 신뢰성을 균형 있게 맞추는 표준 지점으로 선택되었습니다.

4.3 광도 대 주변 온도

LED 광 출력은 접합 온도가 상승함에 따라 감소합니다. 이 곡선은 고온 환경에서 작동하는 응용 분야에 매우 중요합니다. 감액 계수(섭씨 1도당 출력 감소 백분율)는 이 그래프에서 추정할 수 있습니다. 온도에 따른 밝기 손실을 최소화하기 위해서는 적절한 방열 설계가 필요합니다.

4.4 스펙트럼 분포

이 곡선들은 파장에 대한 상대 강도를 그리며, 피크 파장(λ_P)과 스펙트럼 대역폭(Δλ)을 보여줍니다. 두 색상 모두 25 nm의 좁은 대역폭은 좋은 색 순도를 확인시켜 주며, 색상 구분이 중요한 표시등 응용 분야에 바람직합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수 및 핀 할당

이 장치는 EIA 표준 패키지 외형을 따릅니다. 주요 기계적 특징은 전체 높이 0.55mm입니다. 듀얼 컬러 칩의 핀 할당은 다음과 같습니다: 핀 1과 3은 블루(InGaN) 칩용이고, 핀 2와 4는 옐로우(AlInGaP) 칩용입니다. 이 4-패드 설계는 각 색상에 대해 별도의 전기적 연결을 제공하여 독립적으로 제어할 수 있게 합니다.

5.2 권장 솔더 패드 레이아웃

PCB 설계를 위한 권장 랜드 패턴(풋프린트)이 제공됩니다. 이 패턴을 준수하는 것은 리플로우 중 신뢰할 수 있는 솔더 접합을 달성하고, 적절한 정렬을 보장하며, LED에서 열 전달을 용이하게 하는 데 중요합니다. 패드 치수는 솔더 리플로우 중 툼스토닝(한쪽 끝으로 부품이 서는 현상)을 방지하도록 설계되었습니다.

5.3 극성 식별

본문에 명시적으로 표시되지는 않았지만, SMD LED는 일반적으로 패키지에 캐소드(-) 또는 특정 핀을 나타내는 표시(점, 노치, 또는 경사진 모서리 등)가 있습니다. 조립 및 설계 시 올바른 방향을 위해 데이터시트의 핀 할당 테이블을 패키지 표시 다이어그램("패키지 치수"에서 암시됨)과 교차 참조해야 합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 IR 리플로우 솔더링 프로파일

무연 리플로우 솔더링을 위한 권장 온도 프로파일이 포함되어 있습니다. 주요 파라미터는 다음과 같습니다:

- 예열:주변 온도에서 150-200°C까지 상승.

- 소킹/예열 시간:플럭스 활성화 및 열 충격 최소화를 위해 최대 120초.

- 피크 온도:최대 260°C.

- 액상선 온도 이상 시간 (TAL):솔더의 녹는점(일반적으로 SnAgCu의 경우 ~217°C) 이상에서 소요되는 시간은 적절한 접합 형성을 위해 충분해야 하지만 LED의 열 응력을 줄이기 위해 최소화되어야 합니다. 이 프로파일은 JEDEC 표준을 준수하도록 설계되었습니다.

6.2 핸드 솔더링

수동 리워크가 필요한 경우, 솔더링 아이언 온도는 300°C를 초과해서는 안 되며, 접촉 시간은 접합당 최대 3초로 제한해야 합니다. 플라스틱 패키지 및 내부 와이어 본드를 손상시키지 않도록 한 번만 수행해야 합니다.

6.3 보관 및 취급 조건

습기 민감도:LED는 건조제와 함께 습기 차단 백에 포장됩니다. 원래 밀봉된 백이 개봉되면 부품은 주변 습도에 노출됩니다.

- 개봉된 패키지 보관:30°C 및 60% 상대 습도(RH)를 초과해서는 안 됩니다.

- 플로어 라이프:백 개봉 후 일주일 이내에 IR 리플로우를 완료하는 것이 권장됩니다.

- 장기 보관:일주일 이상 보관할 경우, 부품은 건조제가 들어 있는 밀폐 용기 또는 질소 건조기에 보관해야 합니다.

- 베이킹:원래 포장에서 벗어나 일주일 이상 보관된 부품은 솔더링 전에 흡수된 수분을 제거하고 "팝코닝"(리플로우 중 증기압으로 인한 패키지 균열)을 방지하기 위해 약 60°C에서 최소 20시간 동안 베이킹해야 합니다.

6.4 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우, 지정된 용제만 사용해야 합니다. 지정되지 않은 화학 물질은 플라스틱 렌즈 또는 패키지 재질을 손상시킬 수 있습니다. 허용되는 세척제에는 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올(IPA)이 포함됩니다. LED는 상온에서 1분 미만으로 침지해야 합니다.

6.5 정전기 방전 (ESD) 주의사항

LED는 대부분의 반도체 장치와 마찬가지로 정전기 방전에 의한 손상에 취약합니다. 접지된 손목 스트랩, 방전 장갑 사용 및 모든 장비와 작업 표면이 적절하게 접지되어 있는지 확인하는 등 취급 시 주의가 필수적입니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 사양

부품은 자동 조립을 위해 엠보싱된 캐리어 테이프에 공급됩니다.

- 캐리어 테이프 폭:8 mm.

- 릴 직경:7 인치.

- 릴당 수량:4000 개.

- 최소 주문 수량 (MOQ):잔여 수량의 경우 500 개.

- 포켓 밀봉:빈 포켓은 커버 테이프로 밀봉됩니다.

- 누락된 부품:사양에 따라 최대 두 개의 연속된 누락된 LED(빈 포켓)가 허용됩니다.

- 표준:포장은 ANSI/EIA-481 사양을 따릅니다.

7.2 파트 번호 해석

파트 번호 LTST-C195TBKSKT는 특정 속성을 인코딩할 가능성이 높지만, 이 발췌문에서는 전체 분석이 제공되지 않습니다. 일반적으로 이러한 코드는 시리즈(LTST), 크기/프로파일(C195), 색상(TB는 듀얼 컬러 블루/옐로우), 포장(KSKT는 테이프 및 릴을 가리킬 가능성)을 나타냅니다. 광도에 대한 정확한 빈 코드는 주문 시 별도로 지정해야 합니다.

8. 응용 노트 및 설계 고려사항

8.1 일반적인 응용 시나리오

이 듀얼 컬러 LED는 다중 상태 표시등에 이상적입니다. 일반적인 용도는 다음과 같습니다:

- 전원/상태 표시등:블루는 "대기" 또는 "켜짐", 옐로우는 "충전 중" 또는 "경고".

- 네트워크 장비:링크 상태, 활동 또는 속도 표시.

- 소비자 가전:배터리 수준 표시기, 컴팩트 장치의 모드 선택 피드백.

- 산업 제어:기계 상태 표시(가동 중, 고장, 대기).

초박형 프로파일은 스마트폰, 태블릿, 울트라북 및 기타 공간이 제한된 휴대용 장치에 특히 적합합니다.

8.2 회로 설계 고려사항

1. 전류 제한:각 색상 채널에 대해 항상 직렬 전류 제한 저항 또는 전용 정전류 LED 구동기 IC를 사용하십시오. 저항 값을 R = (V_공급- V_F) / I_F를 사용하여 계산하십시오. 부품 간 변동이 있어도 전류가 한계를 초과하지 않도록 데이터시트의 최대 V_F를 사용하십시오.

2. 독립 제어:각 색상에 대한 별도의 애노드/캐소드는 마이크로컨트롤러를 통한 독립적인 PWM(펄스 폭 변조) 디밍 또는 점멸 제어를 가능하게 합니다.

3. 전력 소산:총 전력(각 칩에 대한 I_F* V_F)이 개별 칩의 전력 정격을 초과하지 않는지 확인하십시오, 특히 두 칩이 동시에 구동될 경우.

4. 역방향 전압 보호:제너 다이오드는 아니지만, 각 LED와 병렬로(캐소드에서 애노드로) 연결된 소신호 다이오드는 PCB에서의 우발적인 역방향 전압 서지를 방지하는 보호 기능을 제공할 수 있습니다.

8.3 PCB 레이아웃 권장사항

- 권장 솔더 패드 치수를 정확히 따르십시오.

- LED 패드가 대형 접지/전원 평면에 연결된 경우, 솔더링을 용이하게 하면서도 일부 열 전도를 제공하기 위해 열 릴리프 연결을 사용하십시오.

- 최적의 방열을 위해, 열 패드(있는 경우) 아래 또는 근처에 작은 비아를 추가하여 열을 내부 또는 하단 PCB 레이어로 전도하는 것을 고려하십시오.

9. 기술 비교 및 차별화

기존의 듀얼 컬러 LED 또는 두 개의 개별 단색 LED를 사용하는 것과 비교하여, 이 장치는 뚜렷한 장점을 제공합니다:

- 공간 절약:단일 0.55mm 박형 패키지가 두 개의 부품을 대체하여 PCB 면적과 부피를 절약합니다.

- 조립 단순화:두 번이 아닌 한 번의 피크 앤 플레이스 작업으로 조립 처리량을 높이고 잠재적인 배치 오류를 줄입니다.

- 재료 기술:InGaN 및 AlInGaP 칩 사용은 GaP와 같은 구형 기술에 비해 일반적으로 더 높은 효율과 밝기를 제공합니다.

- 공정 호환성:표준 대량 SMT 조립 및 무연 리플로우 공정과의 완전한 호환성으로 제조 복잡성을 줄입니다.

10. 기술 파라미터 기반 자주 묻는 질문 (FAQ)

Q1: 블루와 옐로우 LED를 동시에 구동할 수 있습니까?

A: 네, 전기적으로는 독립적입니다. 그러나 각 칩의 전력 소산이 초과되지 않도록 하고, PCB/국부 주변 온도가 동작 범위 내에 유지되도록 해야 합니다. 발생하는 총 열은 두 칩의 합이 됩니다.

Q2: 극성을 잘못 연결하면 어떻게 됩니까?

A: 상당한 역방향 전압(5V 테스트 조건 이상)을 인가하면 역방향 항복으로 인해 LED 칩이 즉각적이고 치명적으로 파손될 가능성이 높습니다. 항상 올바른 극성을 준수하십시오.

Q3: 블루와 옐로우의 순방향 전압이 다른 이유는 무엇입니까?

A: 순방향 전압은 반도체 재료의 밴드갭에 따른 기본적인 특성입니다. InGaN(블루)은 AlInGaP(옐로우)보다 더 넓은 밴드갭을 가지며, 접합을 가로질러 전자를 "밀어내기" 위해 더 높은 전압이 필요하여 더 높은 에너지(짧은 파장)의 광자를 생성합니다.

Q4: 올바른 전류 제한 저항을 어떻게 선택합니까?

A: 공식 R = (V_공급- V_F) / I_F를 사용하십시오. 신뢰성을 위해 데이터시트의 최대 V_F(블루 3.80V, 옐로우 2.40V)와 원하는 I_F(예: 20mA)를 사용하십시오. 5V 공급 전압의 경우: R_블루= (5 - 3.8) / 0.02 = 60 Ω; R_옐로우= (5 - 2.4) / 0.02 = 130 Ω. 다음으로 높은 표준 저항 값을 사용하십시오.

Q5: LED가 예상보다 어둡게 보입니다. 무엇이 문제일 수 있습니까?

A: 1) 올바른 빈 코드를 사용하고 있는지 확인하십시오; 더 낮은 빈(예: 블루의 경우 N)은 덜 밝습니다. 2) 멀티미터로 실제 순방향 전류를 확인하십시오; 잘못 계산된 저항 또는 낮은 공급 전압은 전류를 감소시킬 수 있습니다. 3) LED가 과열되지 않았는지 확인하십시오; 높은 접합 온도는 광 출력을 감소시킵니다. 4) 시야각을 확인하십시오; 밝기는 온축에서 측정됩니다.

11. 실용적인 설계 및 사용 예시

예시 1: 듀얼 상태 USB 포트 표시등.노트북에서 이 LED는 USB-C 포트 옆에 배치될 수 있습니다. 내장 컨트롤러(EC)에 의해 구동될 수 있습니다: 장치가 연결되고 활성 상태일 때는 블루 고정, 포트가 충전 전류를 공급할 때는 옐로우 점멸, 그 외에는 둘 다 꺼짐. 박형 프로파일은 좁은 베젤 내에 맞출 수 있게 합니다.

예시 2: IoT 장치 상태.컴팩트한 무선 센서에서 LED는 네트워크 상태를 나타낼 수 있습니다: "클라우드 연결"은 블루, "데이터 전송 중"은 옐로우, "오류"는 교대로 색상 변경. 낮은 전력 소모는 배터리 구동 장치에 적합하며, 넓은 시야각은 다양한 각도에서의 가시성을 보장합니다.

예시 3: 습기 민감 부품 취급.제조업체가 릴을 수령합니다. 그들은 한 생산 교대에서 전체 릴을 사용합니다. 부분적인 릴이 남아 있는 경우, 건조제와 함께 밀폐 용기에 보관합니다. 2주 후, 나머지를 사용하기 전에 데이터시트 지침에 따라 솔더링 결함을 방지하기 위해 피크 앤 플레이스 기계에 장착하기 전에 릴을 60°C에서 24시간 동안 베이킹합니다.

12. 동작 원리 소개

발광 다이오드(LED)는 전기발광을 통해 빛을 방출하는 반도체 장치입니다. p-n 접합에 순방향 전압이 인가되면, n형 재료의 전자가 p형 재료의 정공과 재결합합니다. 이 재결합은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 방출된 빛의 특정 파장(색상)은 반도체 재료의 에너지 밴드갭에 의해 결정됩니다. InGaN 칩은 청색광(~470 nm)에 해당하는 밴드갭을, AlInGaP 칩은 황색광(~589 nm)에 해당하는 밴드갭을 가집니다. 플라스틱 패키지는 섬세한 반도체 다이와 와이어 본드를 보호하고, 광 출력 빔을 형성(렌즈)하며, 장착을 위한 물리적 폼 팩터를 제공하는 역할을 합니다.

13. 기술 동향 및 발전

설명된 장치는 LED 기술의 몇 가지 지속적인 동향을 반영합니다:

- 소형화:0.55mm 및 더 얇은 패키지로의 추세는 더 세련된 제품 설계를 가능하게 합니다.

- 고효율 재료:InGaN 및 AlInGaP는 가시광 LED를 위한 성숙한 고성능 재료 시스템을 나타내며, 표시등 응용 분야에 좋은 효율(루멘/와트)을 제공합니다.

- 통합:여러 기능(두 가지 색상)을 단일 패키지로 결합하는 것은 공간 절약 및 조립 단순화를 위한 부품 통합의 광범위한 추세의 일부입니다.

- 견고한 제조 호환성:테이프 및 릴 포장, IR 리플로우 내성, 습기 민감도 분류에 대한 강조는 완전 자동화된 대량 전자 제조의 요구 사항과 일치합니다. 향후 발전에는 소비자 가전 및 자동차 부문의 수요에 의해 추진되는 더 얇은 패키지, 통합 전류 제한 저항(LED "모듈"), 또는 유사한 풋프린트의 삼색(RGB) 칩이 포함될 수 있습니다.