듀얼 컬러 SMD LED LTST-C155TBKFKT 데이터시트 - 블루 & 오렌지 - 20mA & 30mA - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 듀얼 컬러 표면 실장 장치(SMD) LED의 사양을 상세히 설명합니다. 이 부품은 단일 패키지 내에 두 가지 별개의 반도체 칩을 통합합니다: 청색광을 방출하는 InGaN(인듐 갈륨 나이트라이드) 칩과 오렌지색광을 방출하는 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 칩입니다. 이 설계는 두 개의 독립적인 광원을 생성하거나, 제어된 구동을 통해 응용 분야에서 잠재적인 색상 혼합을 가능하게 합니다. LED는 EIA 표준 패키징을 준수하는 자동 픽 앤 플레이스 조립 시스템과 호환되는 테이프 및 릴 형식으로 포장됩니다. RoHS 준수 및 친환경 제품으로 설계되었습니다.

1.1 핵심 특징 및 목표 응용 분야

이 LED의 주요 장점은 컴팩트한 SMD 풋프린트에서의 듀얼 컬러 기능입니다. 주요 특징으로는 두 칩 기술 모두에서의 초고휘도, 적외선(IR) 및 기상 재류 솔더링 공정과의 호환성, 자동화 조립 장비와의 통합을 위한 설계가 포함됩니다. I.C. 호환성은 적절한 전류 제한과 함께 표준 논리 레벨 신호에 의해 직접 구동될 수 있음을 나타냅니다. 일반적인 응용 분야에는 상태 표시기, 스위치 및 패널의 백라이트, 장식 조명, 그리고 단일 부품 위치에서 여러 표시 색상이 요구되는 공간이 제한된 소비자 가전이 포함됩니다.

2. 절대 최대 정격

이 한계를 초과하여 장치를 작동하거나 저장하면 영구적인 손상을 초래할 수 있습니다.

• 전력 소산:블루: 76 mW, 오렌지: 75 mW (Ta=25°C 기준)
• 피크 순방향 전류:블루: 100 mA, 오렌지: 80 mA (1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)
• DC 순방향 전류:블루: 20 mA, 오렌지: 30 mA
• 디레이팅:블루: 0.25 mA/°C, 오렌지: 0.4 mA/°C (25°C부터 선형)
• 역방향 전압:양색 모두 5 V (참고: 역바이어스 상태에서 연속 작동 불가)
• 작동 및 저장 온도 범위:-55°C ~ +85°C
• 솔더링 온도:웨이브/IR: 최대 260°C에서 5초; 기상: 최대 215°C에서 3분.

3. 전기적 및 광학적 특성

지정된 테스트 조건 하에서 주변 온도(Ta) 25°C에서 측정됨.

3.1 광학적 파라미터 (IF=20mA 기준)

• 광도 (Iv):
  
  블루: 최소 28.0 mcd, 전형 45.0 mcd.
  
  오렌지: 최소 45.0 mcd, 전형 90.0 mcd.
  
  CIE 명시도 눈 반응 곡선에 근사하는 센서/필터로 측정됨.
• 시야각 (2θ1/2):양색 모두 전형 130도. 이는 광도가 축상 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도입니다.
• 피크 파장 (λP):블루: 전형 468 nm, 오렌지: 전형 611 nm.
• 주 파장 (λd):블루: 전형 470 nm, 오렌지: 전형 605 nm. CIE 색도도에서 유도되며, 인지되는 색상을 정의합니다.
• 스펙트럼 대역폭 (Δλ):블루: 전형 25 nm, 오렌지: 전형 17 nm.

3.2 전기적 파라미터

• 순방향 전압 (VF) (IF=20mA 기준):
  
  블루: 최소 2.80V, 전형 3.50V, 최대 3.80V.
  
  오렌지: 최소 1.80V, 전형 2.00V, 최대 2.40V.
• 역방향 전류 (IR):VR=5V에서 양색 모두 최대 10 μA.
• 정전 용량 (C):VF=0V, f=1MHz에서 오렌지 전형 40 pF.

4. 빈닝 시스템

LED는 생산 로트 내 일관성을 보장하기 위해 광도에 따라 빈으로 분류됩니다.

4.1 광도 빈닝

블루 칩 (@20mA):

코드 N: 28.0 - 45.0 mcd

코드 P: 45.0 - 71.0 mcd

코드 Q: 71.0 - 112.0 mcd

코드 R: 112.0 - 180.0 mcd

오렌지 칩 (@20mA):

코드 P: 45.0 - 71.0 mcd

코드 Q: 71.0 - 112.0 mcd

코드 R: 112.0 - 180.0 mcd

각 광도 빈 내 허용 오차는 +/-15%입니다.

5. 성능 곡선 분석

데이터시트는 일반적으로 주요 파라미터 간의 관계를 설명하는 전형적인 특성 곡선을 참조합니다. 설계자는 이러한 비선형 관계를 고려해야 합니다.

5.1 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

두 LED 모두 다이오드와 같은 지수적 I-V 특성을 나타냅니다. 블루(InGaN) LED는 20mA에서 오렌지(AlInGaP) LED(~2.0V)에 비해 상당히 높은 전형 순방향 전압(~3.5V)을 가집니다. 이 전압 차이는 회로 설계, 특히 공통 전압 레일에서 두 색상을 구동할 때 매우 중요합니다. 동일한 목표 전류를 달성하기 위해 다른 직렬 저항 값이 필요하기 때문입니다.

5.2 광도 대 순방향 전류

광도는 권장 작동 범위 내에서 순방향 전류에 거의 비례합니다. 그러나 매우 높은 전류에서는 열 증가로 인해 효율이 떨어질 수 있습니다. 디레이팅 사양(블루 0.25 mA/°C, 오렌지 0.4 mA/°C)은 주변 온도가 25°C 이상 상승함에 따라 과열을 방지하고 수명을 보장하기 위해 최대 허용 DC 전류를 어떻게 감소시켜야 하는지를 나타냅니다.

5.3 스펙트럼 분포

블루 칩은 상대적으로 넓은 25 nm(전형)의 스펙트럼 대역폭으로 ~468-470 nm 범위에서 방출합니다. 오렌지 칩은 더 좁은 17 nm(전형)의 대역폭으로 ~605-611 nm 범위에서 방출합니다. 주 파장 값은 색상이 중요한 응용 분야에 있어 매우 중요합니다.

6. 기계적 및 패키징 정보

6.1 핀 할당 및 극성

이 장치는 4개의 핀을 가지고 있습니다. LTST-C155TBKFKT 변형의 경우:

- InGaN 블루 칩은 핀 1과 3에 연결됩니다.

- AlInGaP 오렌지 칩은 핀 2와 4에 연결됩니다.

이 구성은 일반적으로 각 색상을 독립적으로 제어할 수 있게 합니다. 렌즈는 투명합니다.

6.2 패키지 치수 및 테이프/릴

LED는 7인치(178mm) 직경 릴에 8mm 너비의 엠보싱 캐리어 테이프로 공급됩니다. 표준 릴 수량은 4000개입니다. 데이터시트에는 LED 본체의 상세 치수 도면, 권장 솔더 패드 레이아웃(랜드 패턴), 그리고 ANSI/EIA 481-1-A-1994에 따른 테이프 및 릴 사양이 포함됩니다. 별도로 명시되지 않는 한 모든 치수는 표준 허용 오차 ±0.10 mm의 밀리미터 단위입니다. 적절한 패드 설계는 신뢰할 수 있는 솔더링과 기계적 안정성에 필수적입니다.

7. 솔더링 및 조립 지침

7.1 재류 솔더링 프로파일

이 부품은 표준 재류 공정과 호환됩니다. 두 가지 제안된 적외선(IR) 재류 프로파일이 제공됩니다: 하나는 일반(주석-납) 솔더 공정용이고, 다른 하나는 무연(예: SnAgCu) 솔더 공정용입니다. 중요한 파라미터는 다음과 같습니다:

- 예열:120-150°C까지 상승.

- 소킹/예열 시간:최대 120초.

- 피크 온도:최대 260°C.

- 액상선 이상 시간:피크 온도에서 최대 5초.

이 프로파일을 준수하면 열 충격과 LED 패키지 또는 다이의 손상을 방지할 수 있습니다.

7.2 웨이브 및 핸드 솔더링

웨이브 솔더링의 경우, 예열은 최대 60초 동안 100°C를 초과해서는 안 되며, 솔더 웨이브는 최대 10초 동안 최대 260°C여야 합니다. 인두로 핸드 솔더링이 필요한 경우, 팁 온도는 300°C를 초과해서는 안 되며, 접촉 시간은 접합점당 3초로 제한하고, 한 번만 해야 합니다. 이는 과도한 열 전달을 방지하기 위함입니다.

7.3 세척 및 보관

세척:지정된 세척제만 사용해야 합니다. 상온에서 1분 미만의 이소프로필 알코올 또는 에틸 알코올 사용을 권장합니다. 지정되지 않은 화학 물질은 에폭시 렌즈나 패키지를 손상시킬 수 있습니다.

보관:원래의 습기 차단 백 외부에서 장기 보관할 경우, LED는 30°C 이하, 상대 습도 70% 이하의 환경에 보관해야 합니다. 장기 보관의 경우, 건조제가 들어 있는 밀폐 용기나 질소 분위기를 사용하십시오. 주변 공기에 1주일 이상 노출된 부품은 솔더링 전에 약 60°C에서 최소 24시간 동안 베이킹하여 흡수된 수분을 제거하고 재류 중 \"팝콘 현상\"을 방지해야 합니다.

8. 응용 설계 고려사항

8.1 구동 회로 설계

LED는 전류 구동 장치입니다. 균일한 밝기를 보장하고 손상을 방지하려면 전류 제한 메커니즘이 필수적입니다. 권장 회로(회로 A)는 각 LED에 직렬 저항을 사용합니다. 저항 값(R)은 옴의 법칙을 사용하여 계산됩니다: R = (V_공급 - V_F_LED) / I_F, 여기서 V_F_LED는 원하는 전류 I_F에서 특정 LED의 순방향 전압입니다. V_F의 변동(빈닝 및 전형 범위 참조)으로 인해, 단일 전압원과 공유 저항(회로 B)으로 여러 LED를 병렬로 구동하는 것은 권장되지 않습니다. 이는 상당한 전류 불균형과 고르지 않은 밝기를 초래할 수 있기 때문입니다.

8.2 정전기 방전(ESD) 보호

LED는 정전기 방전 및 서지 전압에 민감합니다. 취급 및 조립 중에 다음과 같은 예방 조치를 취해야 합니다:

- 접지된 손목 스트랩 또는 방전 장갑을 사용하십시오.

- 모든 작업대, 도구 및 장비가 적절하게 접지되어 있는지 확인하십시오.

- ESD 안전 패키징 및 운송 절차를 구현하십시오.

ESD 예방 조치를 준수하지 않으면 즉시 고장이 발생하거나 장기 신뢰성을 감소시키는 잠재적 손상이 발생할 수 있습니다.

8.3 열 관리

전력 소산이 상대적으로 낮지만, 적절한 열 설계는 수명을 연장하고 광학적 성능을 유지합니다. 디레이팅 곡선은 주변 온도 상승에 따라 최대 전류가 어떻게 감소해야 하는지를 명시합니다. LED의 열 패드(있는 경우) 주변 또는 내부 층으로의 비아 주변에 PCB 상에 충분한 구리 면적을 확보하는 것은 열을 발산하는 데 도움이 될 수 있습니다. 특히 고주변 온도 또는 밀폐된 응용 분야에서 그렇습니다.

9. 기술 비교 및 차별화

이 듀얼 컬러 LED의 주요 차별화 요소는 하나의 표준 SMD 패키지에 두 가지 별개의 고휘도 칩이 있다는 점입니다. 두 개의 별도 단색 LED를 사용하는 것과 비교하여, PCB 공간을 절약하고 부품 수를 줄이며 픽 앤 플레이스 조립을 단순화합니다. 블루에 InGaN을 사용하는 것은 GaP와 같은 오래된 기술보다 더 높은 효율과 밝기를 제공합니다. 오렌지에 대한 AlInGaP 기술은 적색-오렌지-호박색 스펙트럼에서 높은 효율과 우수한 색 순도를 제공합니다. 이 조합은 상태 표시(예: 대기용 블루, 활성/고장용 오렌지) 또는 간단한 색상 혼합에서 설계 유연성을 허용합니다.

10. 자주 묻는 질문(FAQ)

Q1: 블루와 오렌지 LED를 모두 정격 전류로 동시에 구동할 수 있습니까?

A1: 절대 최대 정격은 칩별로 지정됩니다. 패키지의 총 전력 소산은 각 활성 칩의 소산 합계가 됩니다. 특히 고주변 온도에서 결합된 열 부하가 패키지의 열 발산 능력을 초과하지 않도록 해야 합니다. 디레이팅 사양을 참조하십시오.

Q2: 블루와 오렌지 칩 사이의 순방향 전압이 왜 그렇게 다릅니까?

A2: 순방향 전압은 반도체 재료의 밴드갭의 기본적인 특성입니다. InGaN(블루)은 AlInGaP(오렌지/적색, ~2.0 eV)보다 더 넓은 밴드갭(~3.4 eV)을 가지고 있으며, 이는 직접적으로 전도와 발광을 달성하는 데 필요한 더 높은 순방향 전압으로 이어집니다.

Q3: 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇입니까?

A3: 피크 파장(λP)은 스펙트럼 전력 분포가 최대가 되는 파장입니다. 주 파장(λd)은 표준 백색 기준과 비교할 때 LED의 출력과 동일한 색상으로 보이는 단색광의 단일 파장입니다. 대칭 스펙트럼을 가진 LED의 경우, 종종 가깝습니다. 비대칭 스펙트럼의 경우, λd가 인지되는 색상을 더 잘 나타냅니다.

Q4: 주문 시 광도 빈 코드를 어떻게 해석해야 합니까?

A4: 빈 코드(예: N, P, Q, R)는 테스트 전류에서 LED의 보장된 최소 및 최대 광도 범위를 정의합니다. 빈 코드를 지정하면 해당 범위 내에서 일관된 밝기의 LED를 받을 수 있습니다. 예를 들어, 오렌지 칩에 대해 빈 \"P\"로 주문하면 20mA에서 45.0에서 71.0 mcd 사이의 광도가 보장됩니다.

11. 설계 및 사용 사례 연구

시나리오: 네트워크 라우터용 듀얼 상태 표시기

설계자는 두 가지 상태 표시(\"전원 켜짐/대기\" 및 \"네트워크 활동\")가 필요하지만 전면 패널에 LED 표시기 구멍이 하나만 있습니다. LTST-C155TBKFKT를 사용하면 우아한 솔루션을 제공합니다.

구현:블루 LED는 15mA에 대해 계산된 전류 제한 저항을 통해 \"전원\" 신호에 연결됩니다(예: R = (3.3V - 3.5V)/0.015A, 전형 Vf에 따라 공급 전압 또는 저항 값 약간 조정 필요). 오렌지 LED는 네트워크 컨트롤러의 펄스 신호에 연결되어 데이터 활동을 나타내며 깜박입니다. 마이크로컨트롤러 펌웨어는 세 번째 상태(예: 고장 상태에 대한 고정 오렌지)에 두 LED를 모두 사용하도록 프로그래밍할 수 있습니다. 이 단일 부품은 두 LED 솔루션에 비해 공간을 절약하고 조립 비용을 줄이며 부품 목록을 단순화하면서 여러 역할을 수행합니다.

12. 기술 원리

이러한 LED의 발광은 직접 밴드갭 반도체 재료의 전계 발광을 기반으로 합니다. p-n 접합에 순방향 전압이 가해지면 전자와 정공이 활성 영역으로 주입되어 재결합합니다. 재결합 중 방출되는 에너지는 광자로 방출됩니다. 이 광자의 파장(색상)은 방정식 λ ≈ 1240/Eg (nm)에 따라 반도체 재료의 밴드갭 에너지(Eg)에 의해 결정됩니다. 여기서 Eg는 전자볼트(eV) 단위입니다. InGaN 재료는 더 짧은 파장(청색, 녹색, 백색)에 사용되고, AlInGaP 재료는 더 긴 파장(황색, 오렌지색, 적색)에 사용됩니다. \"투명\" 렌즈는 일반적으로 방출 파장에 투명한 에폭시 또는 실리콘으로 만들어집니다.

13. 산업 동향

SMD 표시기 LED의 동향은 더 높은 효율(단위 전력당 더 많은 광 출력), 더 작은 패키지 크기, 증가된 통합을 지향하고 있습니다. 단일 패키지 내 듀얼 및 멀티 컬러 LED는 복잡한 상태 표시와 소형화를 지원하기 위해 더욱 일반화되고 있습니다. 또한 가혹한 조건(더 높은 온도, 습도)에서의 개선된 신뢰성과 현대 전자 제조에 필요한 무연 및 고온 솔더링 공정과의 호환성을 위한 강력한 추진력이 있습니다. 더욱이, 자동차 내장재, 소비자 가전 및 브랜드 정체성과 사용자 경험이 정확한 시각적 신호와 연결된 전문 장비 응용 분야에서 정확한 색상 일관성과 더 엄격한 빈닝 허용 오차에 대한 수요가 증가하고 있습니다.