듀얼 컬러 SMD LED LTW-C235DSKF-5A 데이터시트 - 화이트 & 오렌지 - 20-30mA - 72-75mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 고성능 듀얼 컬러 표면 실장 장치(SMD) LED의 사양을 상세히 설명합니다. 이 부품은 단일 패키지 내에 두 개의 별도 LED 칩을 통합합니다: 하나는 백색광을, 다른 하나는 주황색광을 방출합니다. 이 설계는 컴팩트한 공간에서 다중 표시 상태 또는 색상 코드 신호가 필요한 애플리케이션을 위해 설계되었습니다.

LED는 첨단 반도체 재료를 사용하여 제작됩니다. 백색광은 InGaN(인듐 갈륨 나이트라이드) 기반 칩에 의해 생성되며, 주황색광은 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 기반 칩에서 발생합니다. 이 조합은 두 재료 시스템의 효율성과 밝기 특성을 활용합니다.

이 제품의 주요 장점은 RoHS(유해물질 제한) 지침 준수, 그린 제품 지정, 표준 대량 생산 공정과의 호환성을 포함합니다. 자동 픽 앤 플레이스 장비에 적합한 테이프 및 릴 포장으로 공급되며, 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정에 적합하도록 등급이 지정되어 현대 PCB 조립 라인에 이상적입니다.

2. 기술 사양 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

이 한계를 초과하여 장치를 작동하면 영구적인 손상을 초래할 수 있습니다. 정격은 주변 온도(Ta) 25°C에서 지정됩니다.

• 전력 소산:화이트: 72 mW, 오렌지: 75 mW. 이 매개변수는 LED가 연속 작동 중 열로 소산할 수 있는 최대 전력을 정의합니다.
• 피크 순방향 전류:화이트: 100 mA, 오렌지: 80 mA. 이는 짧은 고강도 플래시를 위한 최대 허용 펄스 전류(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)입니다.
• DC 순방향 전류:화이트: 20 mA, 오렌지: 30 mA. 이는 신뢰할 수 있는 장기 작동을 위한 권장 최대 연속 순방향 전류입니다.
• 역방향 전압:두 색상 모두 5 V. 역방향으로 이 값을 초과하는 전압을 가하면 LED 접합이 손상될 수 있습니다. 연속 역방향 전압 작동은 금지됩니다.
• 온도 범위:작동: -20°C ~ +80°C; 저장: -30°C ~ +100°C. 이는 기능성 및 비작동 저장을 위한 환경적 한계를 정의합니다.
• 적외선 솔더링 조건:260°C에서 10초 동안 견딤으로써 표준 무연 리플로우 프로파일과의 호환성을 정의합니다.

2.2 전기 및 광학 특성

이는 달리 명시되지 않는 한 Ta=25°C 및 테스트 전류(IF) 5mA에서 측정된 일반적인 성능 매개변수입니다.

• 광도(Iv):인지된 광 출력의 측정값입니다. 화이트: 최소 45.0 mcd, 일반(지정되지 않음), 최대 180.0 mcd. 오렌지: 최소 11.2 mcd, 일반(지정되지 않음), 최대 71.0 mcd. 광도는 인간 눈의 명시 응답(CIE 곡선)과 일치하도록 필터링된 센서를 사용하여 측정됩니다.
• 시야각(2θ1/2):두 색상 모두 약 130도입니다. 이는 광도가 피크 값의 절반으로 떨어지는 각도로, 빔 확산을 정의합니다.
• 순방향 전압(VF):LED가 전도할 때 걸리는 전압 강하입니다. 화이트: 일반 2.85V, 최대 3.15V. 오렌지: 일반 2.00V, 최대 2.40V. 이는 회로 설계 및 전류 제한 저항 계산에 중요합니다.
• 피크 방출 파장(λP):주황색 LED의 경우 일반 값은 611 nm이며, 이는 스펙트럼 전력 분포가 가장 높은 파장입니다.
• 주 파장(λd):주황색 LED의 경우 일반 값은 605 nm입니다. 이는 인간의 눈이 색상을 나타내는 것으로 인지하는 단일 파장으로, CIE 색도도에서 도출됩니다.
• 스펙트럼 선 반폭(Δλ):주황색 LED의 경우 일반 20 nm입니다. 이는 방출된 빛의 스펙트럼 순도 또는 대역폭을 나타냅니다.
• 색도 좌표(x, y):백색 LED의 경우 CIE 1931 다이어그램에서 일반 (0.3, 0.3)입니다. ±0.01의 허용 오차가 적용됩니다. 이 좌표는 백색광의 색상점을 정확히 정의합니다.
• 역방향 전류(IR):두 색상 모두 VR=5V에서 최대 10 μA로, 장치가 한계 내에서 역바이어스될 때 매우 작은 누설 전류를 나타냅니다.

정전기 방전(ESD) 주의:LED는 정전기에 민감합니다. 잠재적 또는 치명적 손상을 방지하기 위해 취급 중 접지된 손목 스트랩, 방진 매트 및 장비 사용과 같은 적절한 ESD 예방 조치가 필수적입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

대량 생산의 일관성을 보장하기 위해 LED는 성능 빈으로 분류됩니다. 특정 로트의 구체적인 빈 코드는 포장에 표시됩니다.

3.1 백색 LED의 순방향 전압(VF) 빈닝

LED는 IF=5mA에서의 순방향 전압을 기준으로 분류됩니다. 각 빈은 ±0.1V의 허용 오차를 가집니다.

- 빈 A: 2.55V - 2.70V

- 빈 B: 2.70V - 2.85V

- 빈 C: 2.85V - 3.00V

- 빈 D: 3.00V - 3.15V

3.2 광도(Iv) 빈닝

백색 LED (IF=5mA, 빈당 허용 오차 ±15%):

- 빈 P: 45.0 mcd - 71.0 mcd

- 빈 Q: 71.0 mcd - 112.0 mcd

- 빈 R: 112.0 mcd - 180.0 mcd

주황색 LED (IF=5mA):

- 빈 L: 11.2 mcd - 18.0 mcd

- 빈 M: 18.0 mcd - 28.0 mcd

- 빈 N: 28.0 mcd - 45.0 mcd

- 빈 P: 45.0 mcd - 71.0 mcd

3.3 백색 LED의 색조(색상) 빈닝

백색광의 색상점은 IF=5mA에서 CIE 1931 다이어그램의 색도 좌표(x, y)에 따라 빈닝됩니다. 6개의 빈(S1부터 S6까지)은 색도 차트의 특정 사변형 영역으로 정의됩니다. 각 빈 내 (x, y) 좌표에 ±0.01의 허용 오차가 적용됩니다. 이는 서로 다른 생산 배치 간의 시각적 색상 일관성을 보장합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 장치 동작을 그래픽으로 나타내는 일반적인 특성 곡선을 참조합니다. 특정 그래프는 텍스트로 재현되지 않지만 일반적으로 다음을 포함합니다:

• 상대 광도 대 순방향 전류:광 출력이 전류와 함께 어떻게 증가하는지 보여주며, 일반적으로 비선형 관계로 효율성 변화를 강조합니다.
• 순방향 전압 대 순방향 전류:다이오드의 I-V 특성을 보여주며, 열 관리 및 드라이버 설계에 중요합니다.
• 상대 광도 대 주변 온도:접합 온도가 상승함에 따라 광 출력이 감소하는 것을 보여주며, 열 설계의 핵심 요소입니다.
• 스펙트럼 전력 분포:주황색 LED의 경우, 이 곡선은 각 파장에서 방출되는 빛의 강도를 보여주며, 611 nm를 중심으로 20 nm 반폭을 가집니다.

이 곡선들은 설계자가 비표준 조건(다른 전류, 온도)에서 성능을 예측하고 애플리케이션 회로를 최적화하는 데 필수적입니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 부품 번호 및 핀 할당

부품 번호:LTW-C235DSKF-5A

렌즈 색상:노란색(소등 시 빛 확산 및 외관에 영향을 미침).

방출 색상 및 핀 할당:

- InGaN 백색 칩: 핀 1과 2에 연결됨.

- AlInGaP 주황색 칩: 핀 3과 4에 연결됨.

이 4핀 구성은 두 색상을 독립적으로 제어할 수 있게 합니다.

5.2 패키지 치수

LED는 EIA(전자 산업 연합) 표준 SMD 패키지 외곽선을 따릅니다. 달리 명시되지 않는 한 모든 치수는 밀리미터 단위이며 표준 허용 오차는 ±0.10 mm입니다. 데이터시트에는 패키지의 길이, 너비, 높이, 리드 간격 및 PCB 랜드 패턴 설계에 필요한 기타 중요한 기계적 특징을 보여주는 상세 치수 도면이 포함됩니다.

5.3 권장 솔더링 패드 치수

리플로우 솔더링 중 신뢰할 수 있는 솔더 접합 형성을 보장하기 위해 권장 PCB 랜드 패턴(패드 레이아웃)이 제공됩니다. 이 치수를 준수하면 적절한 솔더 필렛 형성, 기계적 안정성 및 열 방출이 촉진됩니다.

6. 솔더링, 조립 및 취급 지침

6.1 솔더링 공정

장치는 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정과 완전히 호환됩니다. 피크 온도 조건이 260°C에서 10초인 권장 리플로우 프로파일이 제공되며, 일반적인 무연 솔더 요구 사항과 일치합니다. 권장 프로파일을 따르는 것은 LED 패키지 또는 다이에 대한 열 손상을 방지하는 데 중요합니다.

6.2 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우 지정된 화학 물질만 사용해야 합니다. 지정되지 않은 용제는 에폭시 렌즈 또는 패키지를 손상시킬 수 있습니다. 권장 방법은 상온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 1분 미만 동안 침지하는 것입니다.

6.3 저장 조건

밀봉 패키지(건조제 포함):≤30°C 및 ≤90% 상대 습도(RH)에서 보관하십시오. 이러한 조건에서의 유통 기한은 1년입니다.

개봉 패키지:부품은 ≤30°C 및 ≤60% RH에서 보관해야 합니다. 방습 백을 개봉한 후 1주일 이내에 IR 리플로우 공정을 완료하는 것이 강력히 권장됩니다.

장기 저장(개봉):1주일 이상 보관할 경우, 부품을 건조제가 있는 밀폐 용기 또는 질소 건조기에 보관하십시오.

재베이킹:원래 포장에서 1주일 이상 보관된 LED는 솔더링 전 약 60°C에서 최소 20시간 동안 베이킹하여 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 중 "팝콘 현상"(패키지 균열)을 방지해야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 사양

LED는 보호 커버 테이프가 있는 엠보싱 캐리어 테이프에 공급되며, 직경 7인치(약 178 mm) 릴에 감겨 있습니다. 이 포장은 ANSI/EIA 481-1-A-1994 표준을 준수합니다.

• 릴당 개수:3000개.
• 잔여물 최소 주문 수량(MOQ):500개.
• 커버 테이프:캐리어 테이프의 빈 포켓은 커버 테이프로 밀봉됩니다.
• 누락 램프:릴에서 허용되는 연속 누락 부품의 최대 개수는 2개입니다.

자동화 조립 장비와의 호환성을 위해 캐리어 테이프(포켓 크기, 피치 등) 및 릴(허브 직경, 플랜지 직경 등)에 대한 상세 치수 도면이 데이터시트에 제공됩니다.

8. 애플리케이션 노트 및 설계 고려 사항

8.1 용도

이 LED는 사무 자동화 장치, 통신 장비 및 가전 제품을 포함한 표준 전자 장비에서 사용하도록 설계되었습니다. 고장이 생명이나 건강에 위험을 초래할 수 있는 탁월한 신뢰성이 요구되는 애플리케이션(예: 항공, 의료 시스템, 안전 장치)의 경우, 설계 도입 전 특별한 상담 및 자격 심사가 필요합니다.

8.2 회로 설계

• 전류 제한:각 LED 색상에 대해 외부 전류 제한 저항이 필수적입니다. 저항 값(R)은 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다: R = (공급 전압 - VF) / IF, 여기서 VF는 특정 색상/배치의 순방향 전압이고 IF는 원하는 작동 전류(DC 순방향 전류 정격을 초과하지 않음)입니다.
• 열 관리:전력 소산은 낮지만 충분한 PCB 구리 면적 또는 열 비아를 확보하면 접합 온도를 낮게 유지하여 광 출력과 수명을 보존하는 데 도움이 될 수 있습니다.
• 병렬/직렬 연결:VF 변동으로 인해 전류 불균형을 초래할 수 있으므로 LED를 직접 병렬로 연결하는 것은 일반적으로 권장되지 않습니다. 균일한 밝기를 위해 공통 전류 제한 저항과의 직렬 연결이 선호됩니다.

8.3 일반적인 애플리케이션 시나리오

• 상태 표시기:듀얼 컬러 기능을 통해 다중 상태(예: 화이트=켬, 오렌지=대기, 둘 다=경고)가 가능합니다.
• 키패드 또는 아이콘 백라이트:다른 색상의 선택적 백라이트.
• 소비자 가전:라우터, 충전기 또는 오디오 장비와 같은 장치의 전원, 연결성 또는 모드 표시기.
• 자동차 내부 표시기:(특정 애플리케이션 환경에 적합한 경우).

9. 기술 비교 및 차별화

이 듀얼 컬러 LED는 특정 애플리케이션에서 뚜렷한 장점을 제공합니다:

• vs. 두 개의 단일 색상 LED:PCB 공간을 절약하고, 배치 시간/비용을 줄이며(한 부품 대 두 부품), 두 광원의 정확한 기계적 정렬을 보장합니다.
• 재료 기술:효율성이 낮을 수 있는 형광체 변환 주황색을 사용하는 대신, 각 스펙트럼에서 고효율 및 고밝기를 위한 최적화된 칩 재료(백색용 InGaN, 주황색용 AlInGaP)를 사용합니다.
• 역방향 장착 설계:"역방향 장착" 언급은 주 빛 방출이 기판을 통하거나 특정 방향으로 이루어지는 패키지 설계를 시사하며, 이는 표준 상방향 방출 패키지에 비해 특정 광학 설계에 유리할 수 있습니다.

10. 자주 묻는 질문(FAQ)

Q1: 백색과 주황색 LED를 최대 DC 전류에서 동시에 구동할 수 있습니까?

A1: 예, 하지만 패키지의 총 전력 소산을 고려해야 합니다. 백색을 20mA(~2.85V=57mW)로, 주황색을 30mA(~2.00V=60mW)로 구동하면 총 ~117mW가 되어 개별 전력 정격(72mW, 75mW)을 초과합니다. 전 전류에서 동시 작동은 접합 온도를 안전 한계 내로 유지하기 위해 감액 또는 향상된 열 관리가 필요할 수 있습니다.

Q2: 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇입니까?

A2: 피크 파장(λP=611 nm)은 LED가 가장 많은 광 전력을 방출하는 물리적 파장입니다. 주 파장(λd=605 nm)은 인지적 지표입니다; 이는 표준 인간 관찰자에게 LED 출력과 동일한 색상으로 보이는 단색광의 파장입니다. 특히 채도가 높은 색상의 경우 종종 다릅니다.

Q3: 백을 개봉한 후 저장 습도 요구 사항이 더 엄격한 이유는 무엇입니까?

A3: 밀봉된 백에는 건조제가 포함되어 매우 낮은 습도 수준을 유지하여 LED가 수분을 흡수하는 것을 방지합니다. 일단 개봉되면 부품은 주변 습도에 노출됩니다. 플라스틱 패키지에 흡수된 수분은 고온 리플로우 솔더링 공정 중 빠르게 증기로 팽창하여 내부 박리 또는 균열("팝콘 현상")을 일으킬 수 있습니다.

Q4: 주문 시 빈 코드를 어떻게 해석합니까?

A4: 제품에서 일관된 성능을 위해 주문 시 필요한 VF, Iv 및 색조 빈을 지정해야 합니다. 예를 들어, "LTW-C235DSKF-5A, VF 빈 B, 백색용 Iv 빈 Q, 주황색용 Iv 빈 M, 색조 빈 S3"을 요청할 수 있습니다. 이렇게 하면 생산 런의 모든 LED가 밀접하게 일치하는 전기적 및 광학적 특성을 갖게 됩니다.

11. 설계 도입 사례 연구 예시

시나리오:세 가지 상태(꺼짐, 링크 활성(화이트), 데이터 전송 중(오렌지 깜박임))를 가진 네트워크 스위치용 상태 표시기 설계.

구현:단일 LTW-C235DSKF-5A가 사용됩니다. 마이크로컨트롤러(MCU)에는 두 개의 GPIO 핀이 있으며, 각각 전류 제한 저항을 통해 하나의 LED 색상에 연결됩니다.

계산:3.3V 공급 전압을 사용하고 전력을 절약하면서도 가시성을 위해 10mA를 목표로 합니다.

- 백색(VF~2.85V): R = (3.3V - 2.85V) / 0.01A = 45 Ω. 표준 47 Ω 저항 사용.

- 주황색(VF~2.00V): R = (3.3V - 2.00V) / 0.01A = 130 Ω. 표준 130 Ω 또는 120 Ω 저항 사용.

PCB 레이아웃:권장 랜드 패턴이 사용됩니다. 솔더 위킹을 방지하기 위해 LED 아래에 작은 킵아웃 영역이 유지됩니다. MCU 펌웨어는 핀을 제어하여 원하는 정상 및 깜박임 상태를 달성합니다.

결과:하나의 부품 공간만 사용하는 컴팩트하고 신뢰할 수 있으며 명확한 다중 상태 표시기.

12. 작동 원리

LED는 반도체 다이오드입니다. 칩의 밴드갭 에너지를 초과하는 순방향 전압이 가해지면 활성 영역에서 전자와 정공이 재결합하여 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 빛의 색상은 반도체 재료의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. InGaN 재료는 더 넓은 밴드갭을 가져 청색/보라색/자외선 범위에서 방출이 가능합니다; 백색광은 일반적으로 청색 InGaN 칩에 노란색 형광체를 코팅하여 빛을 혼합하여 백색으로 보이게 만듭니다. AlInGaP 재료는 스펙트럼의 적색, 주황색, 호박색 및 노란색 부분에서 직접 방출에 적합한 밴드갭을 가지며, 이 장치의 주황색 칩에 사용됩니다. 듀얼 칩 패키지는 두 반도체 접합을 전기적으로 분리하여 독립적으로 제어할 수 있게 합니다.

13. 기술 동향

광전자 산업은 계속 발전하고 있습니다. 이 듀얼 컬러 LED와 같은 부품과 관련된 동향은 다음과 같습니다:

효율성 증가:내부 양자 효율 및 광 추출 기술의 지속적인 개선으로 동일하거나 더 낮은 구동 전류에서 더 높은 광도(mcd)를 달성하여 시스템 전력 효율을 향상시킵니다.

소형화:이 제품은 표준 패키지를 사용하지만, 고밀도 전자 제품을 위해 더 작은 패키지 크기(예: 0402, 0201 미터법)로의 지속적인 추진이 있지만, 종종 총 광 출력 또는 열 소산을 희생합니다.

색상 일관성 및 빈닝:에피택셜 성장 및 제조 제어의 발전으로 VF 및 색도의 자연적 변동이 감소하여 더 엄격한 빈 분포를 가져오고 광범위한 빈닝 필요성을 줄이거나 재고 관리를 단순화합니다.

통합 솔루션:LED 드라이버 IC(정전류원, PWM 컨트롤러)를 LED 패키지 또는 모듈에 직접 통합하는 추세로, 최종 회로 설계를 단순화합니다. 이 특정 부품은 여전히 개별적이고 드라이버가 없는 LED입니다.

신뢰성 및 수명:패키징 재료(에폭시, 실리콘) 및 다이 부착 기술의 지속적인 개선으로 장기 신뢰성, 루멘 유지 및 열 및 환경 스트레스에 대한 저항성이 향상됩니다.