LTST-C195TBKFKT-5A 듀얼 컬러 SMD LED 데이터시트 - 블루 & 오렌지 - 0.55mm 높이 - 3.2V/2.3V - 38mW/50mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 LTST-C195TBKFKT-5A 듀얼 컬러 표면 실장 장치(SMD) 발광 다이오드(LED)의 완전한 기술 사양을 제공합니다. 이 부품은 하나의 초박형 패키지 내에 두 개의 별도 반도체 칩(인듐 갈륨 질소(InGaN) 기술 기반의 청색광 칩과 알루미늄 인듐 갈륨 인(AlInGaP) 기술 기반의 주황색광 칩)을 통합합니다. 공간 절약과 안정적인 성능이 중요한 자동화 조립 공정 및 응용 분야를 위해 설계되었습니다.

1.1 주요 특징 및 타겟 시장

이 LED의 주요 장점은 RoHS 지침 준수, 0.55mm의 매우 낮은 프로파일, 높은 휘도 출력을 포함합니다. EIA 표준에 부합하는 7인치 릴에 8mm 테이프로 포장되어 자동화 피크 앤 플레이스 장비 및 표준 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정과 호환됩니다. 또한 I.C. 호환 설계를 갖추고 있습니다.

일반적인 응용 분야는 통신, 사무 자동화, 가전 제품 및 산업 장비에 걸쳐 있습니다. 구체적인 용도로는 키패드 및 키보드 백라이트, 상태 표시, 마이크로 디스플레이 통합, 신호 또는 심볼 조명 등이 있습니다.

2. 기술 파라미터: 심층 객관적 해석

이 섹션은 표준 테스트 조건에서 LED의 동작 한계와 성능 특성에 대한 상세하고 객관적인 분석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 정상 동작을 위한 것이 아닙니다.

• 전력 소산 (P_d):블루 칩: 38 mW; 오렌지 칩: 50 mW. 이 파라미터는 LED가 열화 없이 열로 방출할 수 있는 최대 전력을 나타냅니다.
• 피크 순방향 전류 (I_FP):양색 모두 40 mA, 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서만 허용됩니다.
• DC 순방향 전류 (I_F):블루: 10 mA; 오렌지: 20 mA. 권장 최대 연속 순방향 전류입니다.
• 동작 및 보관 온도:장치는 동작 중 주변 온도(T_a) 범위 -20°C ~ +80°C, 보관 중 -30°C ~ +100°C로 정격화되었습니다.
• 적외선 솔더링 조건:최대 5초 동안 260°C의 피크 온도를 견딜 수 있으며, 이는 무연 리플로우 공정의 표준입니다.

2.2 T_a=25°C에서의 전기 및 광학 특성

이 파라미터들은 지정된 조건(I_F= 5mA, 별도 명시 없는 경우)에서 구동될 때 장치의 일반적인 성능을 정의합니다.

• 광도 (I_V):양색 모두 최소 11.2 mcd. 일반적인 최대값은 블루 45 mcd, 오렌지 71 mcd입니다. 이는 인간의 눈이 인지하는 밝기의 척도입니다.
• 시야각 (2θ_1/2):일반적으로 130도입니다. 이 넓은 각도는 영역 조명에 적합한 확산형, 비지향성 광 방출 패턴을 나타냅니다.
• 피크 방출 파장 (λ_P):일반적으로 468 nm (블루) 및 611 nm (오렌지). 이는 스펙트럼 파워 출력이 가장 높은 파장입니다.
• 주 파장 (λ_d):5mA에서 465-475 nm (블루) 및 600-610 nm (오렌지) 범위입니다. 이는 인간의 눈이 인지하는 단일 파장으로 색상을 정의합니다.
• 스펙트럼 선 반폭 (Δλ):일반적으로 25 nm (블루) 및 17 nm (오렌지). 이는 스펙트럼 순도를 나타냅니다. 값이 작을수록 더 단색에 가까운 색상을 의미합니다.
• 순방향 전압 (V_F):5mA에서 일반적으로 2.80V (블루, 최대 3.20V) 및 2.00V (오렌지, 최대 2.30V). 이는 LED가 전류를 흘릴 때 양단에 걸리는 전압 강하입니다.
• 역방향 전류 (I_R):V_R= 5V에서 양색 모두 최대 100 µA. LED는 역방향 바이어스 동작을 위해 설계되지 않았습니다. 이 파라미터는 테스트 목적으로만 사용됩니다.

3. 빈닝 시스템 설명

LED는 측정된 광도에 따라 분류(빈닝)되어 생산 로트 내 일관성을 보장합니다.

3.1 광도 빈닝

각 색상마다 정의된 광도 범위에 빈 코드가 할당됩니다. 각 빈 내 허용 오차는 +/-15%입니다.

블루 LED 빈닝 (@5mA):

• 빈 L: 11.2 - 18.0 mcd
• 빈 M: 18.0 - 28.0 mcd
• 빈 N: 28.0 - 45.0 mcd

오렌지 LED 빈닝 (@5mA):

• 빈 L: 11.2 - 18.0 mcd
• 빈 M: 18.0 - 28.0 mcd
• 빈 N: 28.0 - 45.0 mcd
• 빈 P: 45.0 - 71.0 mcd

이 시스템을 통해 설계자는 응용 분야에 대해 보장된 최소 밝기를 가진 LED를 선택할 수 있어, 여러 유닛에 걸쳐 균일한 시각적 성능을 달성하는 데 도움이 됩니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에서 특정 그래픽 곡선(예: 스펙트럼 분포를 위한 그림 1, 시야각을 위한 그림 6)이 참조되지만, 그 함의는 설계에 매우 중요합니다.

4.1 순방향 전류 대 광도 (I_F-I_V곡선)

광 출력은 순방향 전류에 거의 비례하지만, 이 관계는 완벽하게 선형적이지 않으며, 특히 고전류에서는 가열로 인해 효율이 떨어질 수 있습니다. 권장 DC 전류 이하에서 동작하면 안정적인 출력과 장수명을 보장합니다.

4.2 순방향 전압 대 순방향 전류 (I_F-V_F곡선)

LED는 다이오드와 같은 지수적 I-V 특성을 나타냅니다. 순방향 전압의 작은 변화가 전류의 큰 변화를 일으킬 수 있습니다. 따라서 안정적이고 예측 가능한 광 출력을 보장하고 열 폭주를 방지하기 위해 LED를 정전압원이 아닌 정전류원으로 구동하는 것이 표준 관행입니다.

4.3 스펙트럼 분포

스펙트럼 곡선은 파장에 걸친 상대적 출력 전력을 보여줍니다. 피크 파장(λ_P)과 반폭(Δλ)은 이 곡선에서 추출됩니다. 오렌지 AlInGaP 칩은 일반적으로 블루 InGaN 칩보다 스펙트럼 폭이 좁아 더 포화된 색상을 나타냅니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수 및 핀 할당

장치는 표준 SMD 풋프린트를 따릅니다. 주요 치수로는 본체 크기와 총 높이 0.55mm가 포함됩니다. 핀 할당은 다음과 같습니다: 핀 1과 3은 블루 LED의 애노드/캐소드용이고, 핀 2와 4는 오렌지 LED의 애노드/캐소드용입니다. 렌즈는 워터 클리어입니다. 별도 명시되지 않는 한 모든 치수 허용 오차는 ±0.1 mm입니다.

5.2 권장 PCB 패드 레이아웃 및 극성

데이터시트는 인쇄 회로 기판(PCB)을 위한 권장 랜드 패턴(풋프린트)을 제공합니다. 이 패턴을 준수하는 것은 리플로우 공정 중 신뢰할 수 있는 솔더 접합, 적절한 정렬 및 효과적인 열 방산을 달성하는 데 중요합니다. 패드 설계는 또한 툼스토닝(한쪽 끝으로 부품이 서는 현상)을 방지하는 데 도움이 됩니다. LED의 캐소드 표시와 일치하는 PCB 실크스크린의 명확한 극성 표시는 잘못된 설치를 방지하는 데 필수적입니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 IR 리플로우 솔더링 파라미터

무연 솔더 공정의 경우 권장 리플로우 프로파일이 제공됩니다. 주요 파라미터는 다음과 같습니다:

• 예열:최대 120초 동안 150-200°C로 보드를 점진적으로 가열하고 플럭스를 활성화합니다.
• 피크 온도:최대 260°C.
• 액상선 온도 이상 시간:부품은 최대 10초 동안 피크 온도에 노출되어야 하며, 리플로우 공정은 두 번 이상 수행되어서는 안 됩니다.

이 파라미터들은 LED 패키지나 내부 반도체 다이를 손상시키지 않고 신뢰성 있는 실장을 보장하기 위해 JEDEC 표준을 기반으로 합니다.

6.2 보관 및 취급 조건

ESD 주의사항:LED는 정전기 방전(ESD)에 민감합니다. 취급 시 정전기 방지 손목 스트랩, 방진 매트 및 접지된 장비를 사용해야 합니다.

습기 민감도 등급 (MSL):장치는 MSL 3 등급입니다. 이는 원래의 습기 차단 백이 개봉된 후, 공장 조건(<30°C/60% RH)에서 1주일(168시간) 이내에 부품을 솔더링해야 함을 의미합니다. 이 시간을 초과할 경우, 솔더링 전에 약 60°C에서 최소 20시간 동안 베이크아웃하여 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 중 "팝콘 현상"을 방지해야 합니다.

장기 보관:개봉되지 않은 포장은 ≤30°C 및 ≤90% RH에서 보관해야 합니다. 개봉된 포장 또는 장기 보관의 경우, 부품은 건조제가 들어 있는 밀폐 용기나 질소 분위기에서 보관해야 합니다.

6.3 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우, 이소프로필 알코올(IPA) 또는 에틸 알코올과 같은 지정된 알코올 계 용매만 사용해야 합니다. LED는 상온에서 1분 미만으로 침지해야 합니다. 지정되지 않은 화학 세척제는 플라스틱 렌즈나 패키지 재질을 손상시킬 수 있습니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 사양

LED는 보호 커버 테이프가 있는 엠보싱 캐리어 테이프에 공급되며, 7인치(178mm) 직경 릴에 감겨 있습니다. 표준 포장 수량은 릴당 4000개입니다. 풀 릴 미만 수량의 경우 최소 포장 수량 500개가 적용됩니다. 포장은 ANSI/EIA-481 표준을 준수합니다.

8. 응용 제안 및 설계 고려사항

8.1 일반적인 응용 회로

각 색상 채널(블루와 오렌지)은 독립적으로 구동되어야 합니다. 직렬 전류 제한 저항이 가장 간단한 구동 방법입니다. 저항 값(R)은 옴의 법칙을 사용하여 계산됩니다: R = (V_공급- V_F) / I_F. 특히 V_공급이 변동하거나 정밀한 밝기 제어를 위해 더 안정적인 성능을 위해서는 정전류 구동 회로(예: 전용 LED 드라이버 IC나 트랜지스터 기반 전류원 사용)를 권장합니다.

8.2 열 관리

전력 소산이 낮더라도 적절한 열 설계는 LED 수명을 연장합니다. PCB 패드 설계가 방열판 역할을 할 수 있는 충분한 구리 면적을 제공하는지 확인하십시오. LED를 절대 최대 전류 및 전력 정격에서 장시간 동작시키는 것을 피하십시오. 이는 광속 감소(시간 경과에 따른 광 출력 감소)를 가속화합니다.

8.3 광학 설계

넓은 130도의 시야각은 이 LED를 집속된 빔보다는 넓고 균일한 조명이 필요한 응용 분야에 적합하게 만듭니다. 더 지향성 있는 빛을 위해서는 외부 렌즈나 도광판이 필요할 수 있습니다. 워터 클리어 렌즈는 진정한 색상 방출에 최적입니다.

9. 기술 비교 및 차별화

이 부품의 주요 차별화 요소는초박형 0.55mm 패키지 내 듀얼 컬러 기능입니다. 이는 일반적으로 단색 LED가 차지하는 풋프린트에서 두 개의 독립적인 상태 표시기나 색상 혼합을 가능하게 합니다. 블루용 InGaN과 오렌지용 AlInGaP의 사용은 각 색상에 대한 표준적이고 고효율의 반도체 기술을 나타내며, 우수한 밝기와 신뢰성을 제공합니다. 자동화 조립 및 표준 리플로우 프로파일과의 호환성은 현대 전자 제조를 위한 드롭인 솔루션으로 만듭니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

10.1 블루와 오렌지 LED를 최대 DC 전류로 동시에 구동할 수 있나요?

아니요. 절대 최대 정격은 칩당 전력 소산 한계(블루 38mW, 오렌지 50mW)를 지정합니다. I_F=10mA (블루) 및 I_F=20mA (오렌지)로 양쪽을 동시에 구동하면 약 28mW (블루: 10mA * 2.8V) 및 40mW (오렌지: 20mA * 2.0V)의 전력 소모가 발생하여 총 68mW가 됩니다. 이는 개별 최대값의 합보다 낮지만, 매우 작은 영역에 열이 집중됩니다. 신뢰할 수 있는 장기 동작을 위해서는 최대 정격 이하로 구동하고 PCB에 대한 열 영향을 고려하는 것이 좋습니다.

10.2 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇인가요?

피크 파장 (λ_P))은 LED가 가장 많은 광 파워를 방출하는 물리적 파장으로, 분광계로 측정됩니다.주 파장 (λ_d))은 인간의 눈이 색상으로 인지하는 단일 파장을 나타내는 CIE 색도도에서 도출된 계산값입니다. 단색 LED의 경우 종종 가깝지만, 더 넓은 스펙트럼(백색 LED와 같은)을 가진 LED의 경우 매우 다를 수 있습니다. 이 데이터시트에서는 정확한 색상 사양을 위해 둘 다 제공됩니다.

10.3 LED가 역방향 동작을 위해 설계되지 않았다면 역방향 전류(I_R) 사양이 존재하는 이유는 무엇인가요?

I_R사양(5V에서 최대 100 µA)은품질 및 누설 전류 테스트 파라미터입니다. 이는 반도체 접합의 무결성을 보장합니다. 조립 중이나 회로 내에서 LED는 잠시 작은 역방향 바이어스에 노출될 수 있습니다. 이 파라미터는 그러한 조건에서도 누설 전류가 정의된 한계를 초과하지 않음을 보장하여 제대로 제조된 장치임을 나타냅니다. 안전한 동작 조건으로 해석되어서는 안 됩니다.

11. 실제 사용 사례 예시

시나리오: 휴대용 장치의 듀얼 상태 표시기

휴대용 의료 기기는 하나의 표시기를 사용하여 여러 상태를 표시합니다: 꺼짐(빛 없음), 대기(오렌지), 활성(블루). LTST-C195TBKFKT-5A는 두 개의 별도 LED를 사용하는 것에 비해 공간을 절약하므로 이상적입니다. 마이크로컨트롤러 유닛(MCU)에는 두 개의 GPIO 핀이 있으며, 각각은 전류 제한 저항(예: 5V 공급 시 블루용 150Ω, 오렌지용 100Ω)을 통해 LED의 한 색상 채널에 연결됩니다. 펌웨어는 핀을 독립적으로 제어합니다. 초박형 높이는 얇은 전면 패널 뒤에 장착될 수 있게 합니다. 넓은 시야각은 다양한 각도에서 상태를 볼 수 있도록 보장합니다. 설계자는 주변광 아래 충분한 밝기를 보장하기 위해 양색 모두 빈 M 또는 N을 선택합니다.

12. 동작 원리 소개

발광 다이오드(LED)는 전기발광을 통해 빛을 방출하는 반도체 장치입니다. p-n 접합에 순방향 전압이 인가되면 전자와 정공이 접합 영역으로 주입됩니다. 이 전하 캐리어들이 재결합할 때 에너지를 방출합니다. 일반적인 실리콘 다이오드에서는 이 에너지가 열로 방출됩니다. LED에서는 반도체 재료(청색/녹색용 InGaN, 적색/주황색/황색용 AlInGaP)가 직접 밴드갭을 가지고 있어 이 에너지가 주로 광자(빛)로 방출됩니다. 방출된 빛의 특정 파장(색상)은 반도체 재료의 에너지 밴드갭에 의해 결정됩니다. 워터 클리어 에폭시 렌즈는 칩을 보호하고 광 출력 패턴을 형성하는 데 도움이 됩니다.

13. 기술 동향

이와 같은 SMD LED의 개발은 몇 가지 산업 동향을 따릅니다:소형화(더 얇고 작은 패키지),효율 증가(단위 전기 입력당 더 높은 광 출력), 그리고신뢰성 향상(가혹한 환경 및 자동화 조립을 위한 견고성). 여러 칩(다중 색상 또는 RGB)을 단일 패키지에 통합하는 것은 보드 공간을 절약하고 조립을 단순화하는 일반적인 접근 방식입니다. 또한, 색상 일관성(더 엄격한 빈닝)을 개선하고 일반 조명 응용 분야를 위해 더 높은 전력 밀도를 처리할 수 있는 패키지를 개발하려는 지속적인 노력이 있습니다. 비록 이 특정 부품은 저전력 표시기 용도로 최적화되어 있지만 말입니다.