LTST-B32JEGBK-AT SMD LED 데이터시트 - 풀 컬러 RGB - 0.65mm 초박형 - 25mA/20mA 정격 전류 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTST-B32JEGBK-AT은 현대 전자 응용 분야를 위해 설계된 컴팩트한 풀 컬러 표면 실장 LED로, 최소한의 공간에서 생생한 색상 표시 또는 백라이트가 필요한 곳에 적합합니다. 이 소자는 단일 패키지 내에 세 가지 별개의 반도체 칩을 통합합니다: 적색 발광을 위한 AlInGaP 칩과 녹색 및 청색 발광을 위한 두 개의 InGaN 칩입니다. 이 조합을 통해 세 가지 기본 광원을 개별적으로 또는 결합하여 제어함으로써 넓은 스펙트럼의 색상을 생성할 수 있습니다. 그 특징적인 점은 0.65mm의 매우 낮은 프로파일로, 초박형 소비자 가전, 웨어러블 장치 또는 정교한 제어판과 같이 수직 공간이 심각하게 제한된 응용 분야에 적합합니다.

이 LED는 8mm 테이프에 패키징되어 7인치 직경 릴에 공급되며, EIA 표준을 준수하여 대량 생산에 일반적으로 사용되는 고속 자동 피크 앤 플레이스 조립 장비와의 호환성을 보장합니다. 또한, 현대 환경 규정 및 제조 관행에 부합하는 무연 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정에 적합합니다.

1.1 특징

• RoHS(유해물질 제한) 지침을 준수합니다.
• 높이가 0.65mm에 불과한 초박형 패키지 프로파일.
• 적색광에는 고효율 AlInGaP 기술을, 녹색 및 청색광에는 InGaN 기술을 사용하여 높은 광도를 제공합니다.
• 자동화 처리를 위해 7인치 릴에 8mm 테이프로 패키징됩니다.
• 표준 EIA 호환 패키지 외형.
• 집적 회로(IC) 구동 레벨과의 호환성을 위해 설계되었습니다.
• 자동 배치 장비 사용에 적합합니다.
• 표준 적외선 리플로우 솔더링 프로파일을 견딥니다.

1.2 응용 분야

• 통신 장비, 사무 자동화 장치, 가전 제품 및 산업 제어 시스템의 상태 및 전원 표시기.
• 키패드, 키보드 및 제어 버튼의 백라이트.
• 마이크로 디스플레이 및 상징 조명기구의 조명.
• 다중 색상 기능이 필요한 일반적인 신호 조명.

2. 기술 파라미터: 심층 객관적 해석

LTST-B32JEGBK-AT의 성능은 포괄적인 전기적, 광학적 및 열적 파라미터 세트로 정의됩니다. 이 사양을 이해하는 것은 신뢰할 수 있는 회로 설계와 원하는 시각적 성능을 달성하는 데 중요합니다.

2.1 절대 최대 정격

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

• 소비 전력 (Pd):적색: 62.5 mW, 녹색/청색: 76 mW. 이 파라미터는 열 저항과 결합되어 과열을 방지하기 위한 최대 허용 전력을 결정합니다.
• 피크 순방향 전류 (I_F(PEAK)):적색: 60 mA, 녹색/청색: 100 mA. 이는 최대 허용 펄스 전류로, 일반적으로 낮은 듀티 사이클(1/10)과 짧은 펄스 폭(0.1ms)에서 지정되며, 멀티플렉싱 또는 짧은 고휘도 펄스에 유용합니다.
• DC 순방향 전류 (I_F):적색: 25 mA, 녹색/청색: 20 mA. 이는 신뢰할 수 있는 장기 운전을 위해 권장되는 최대 연속 전류입니다.
• 정전기 방전(ESD) 내성:적색: 2000V (HBM), 녹색/청색: 1000V (HBM). 녹색 및 청색 InGaN 칩은 일반적으로 AlInGaP 적색 칩보다 ESD에 더 민감하므로, 더 엄격한 취급 주의가 필요합니다.
• 동작 및 보관 온도:-40°C ~ +85°C (동작), -40°C ~ +90°C (보관). 이는 소자가 견딜 수 있는 환경 조건을 정의합니다.
• 적외선 솔더링 조건:260°C 피크 온도를 10초 동안 견딥니다. 이는 무연 리플로우 공정의 표준 조건입니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성

이는 표준 테스트 조건(Ta=25°C, I_F=5mA, 별도 명시 없는 경우)에서 측정된 대표적이고 보장된 성능 파라미터입니다.

• 광도 (I_V):밀리칸델라(mcd)로 측정됩니다. 최소값: 적색: 26.0 mcd, 녹색: 122.0 mcd, 청색: 22.0 mcd. 녹색 칩은 이 파장에서 InGaN 재료의 높은 효율과 인간 눈의 녹색 영역 최대 감도로 인해 상당히 높은 출력을 나타냅니다.
• 시야각 (2θ_1/2):일반적으로 120도입니다. 이 넓은 시야각은 람베르트 또는 준-람베르트 방사 패턴을 나타내며, 넓은 영역에 걸쳐 균일한 밝기를 제공합니다.
• 피크 방출 파장 (λ_P):대표값: 적색: 632 nm, 녹색: 518 nm, 청색: 468 nm. 이는 스펙트럼 파워 분포가 최대가 되는 파장입니다.
• 주 파장 (λ_d):색상을 정의하는 인간의 눈이 인지하는 단일 파장입니다. 지정된 범위: 적색: 616-628 nm, 녹색: 519-537 nm, 청색: 464-479 nm.
• 스펙트럼 선 반치폭 (Δλ):대표값: 적색: 12 nm, 녹색: 27 nm, 청색: 20 nm. 이는 스펙트럼 순도를 나타냅니다. 값이 작을수록 더 단색광에 가깝습니다. AlInGaP의 적색광은 InGaN의 녹색/청색광보다 스펙트럼이 좁은 경향이 있습니다.
• 순방향 전압 (V_F):5mA에서: 적색: 1.50-2.15V, 녹색: 2.00-3.20V, 청색: 2.00-3.20V. 적색 칩의 낮은 V_F는 InGaN에 비한 AlInGaP 기술의 특징입니다.
• 역방향 전류 (I_R):V_R=5V에서 최대 10 μA. LED는 역방향 바이어스 동작을 위해 설계되지 않았습니다. 이 파라미터는 품질 테스트 목적으로만 사용됩니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산 시 색상 일관성과 밝기 일치를 보장하기 위해, LED는 주요 광학 파라미터를 기준으로 빈으로 분류됩니다.

3.1 광도(휘도) 빈닝

각 색상은 여러 등급(예: A, B, C...)으로 빈닝됩니다. 광도는 5mA의 표준 구동 전류에서 측정됩니다. 예를 들어, 적색 빈 'A'는 26.0-31.0 mcd를 포함하는 반면, 빈 'E'는 54.0-65.0 mcd를 포함합니다. 녹색과 청색은 각각 고유한 빈닝 테이블을 가집니다. 각 빈 내에는 +/-10%의 허용 오차가 적용됩니다. 설계자는 조립체 내 여러 유닛 간의 밝기 균일성을 보장하기 위해 필요한 빈 코드를 지정해야 합니다.

3.2 색조(주 파장) 빈닝

이 빈닝은 색상 일관성을 보장합니다. LED는 주 파장을 기준으로 분류됩니다. 예를 들어, 적색은 616-628 nm 범위를 1 nm 단계(빈 1-4)로 빈닝됩니다. 녹색은 519-537 nm(빈 1-6), 청색은 464-479 nm(빈 1-5)로 빈닝됩니다. 각 빈에는 +/-1 nm의 허용 오차가 있습니다. 정밀한 색상 일치가 필요한 응용 분야(예: 모든 적색 LED가 동일하게 보여야 하는 다중 LED 디스플레이 또는 상태 표시기)에서는 색조 빈을 지정하는 것이 중요합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에서 특정 그래프(Fig.1, Fig.5)를 참조하지만, 그 함의는 표준적입니다.

• I-V 곡선:순방향 전압(V_F)은 다이오드의 전형적인 비선형, 지수적 방식으로 전류(I_F)와 함께 증가합니다. 곡선은 서로 다른 반도체 재료와 밴드갭으로 인해 각 칩 색상마다 다를 것입니다.
• 광도 대 전류:정상 동작 범위에서 광 출력은 일반적으로 순방향 전류에 비례하지만, 열 효과와 드루프 현상으로 인해 매우 높은 전류에서는 효율이 떨어질 수 있습니다.
• 스펙트럼 분포:적색 칩의 출력 스펙트럼은 단일 피크임이 보장됩니다. 그래프는 상대 복사력 대 파장을 보여주며, 피크 파장(λ_P)과 스펙트럼 반치폭(Δλ)을 설명합니다.
• 시야각 패턴:극좌표 다이어그램(Fig.5)은 광 강도의 각도 분포를 보여주며, 강도가 온축 값의 절반으로 떨어지는 120도 시야각을 확인시켜 줍니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수 및 핀 할당

이 소자는 표준 SMD 풋프린트를 따릅니다. 핀 할당은 명확히 정의됩니다: 핀 2는 적색 칩의 캐소드, 핀 3은 녹색 칩의 캐소드, 핀 4는 청색 칩의 캐소드입니다. 공통 애노드는 아마도 핀 1일 것입니다(표준 RGB LED 구성에 의해 암시됨). 모든 치수는 밀리미터 단위로 제공되며 표준 허용 오차는 ±0.1mm입니다. 초박형 0.65mm 높이는 핵심 기계적 특징입니다.

5.2 권장 PCB 어태치먼트 패드 레이아웃

적절한 솔더링과 기계적 안정성을 보장하기 위한 랜드 패턴 설계가 제공됩니다. 신뢰할 수 있는 솔더 접합을 달성하고, 툼스토닝을 방지하며, 리플로우 공정 중 올바른 정렬을 보장하기 위해서는 이 권장 풋프린트를 준수하는 것이 필수적입니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 IR 리플로우 솔더링 조건 (무연 공정)

상세한 리플로우 프로파일이 권장됩니다. 주요 파라미터에는 예열 단계, 액상선 이상의 정의된 시간, 최대 10초 동안 260°C를 초과하지 않는 피크 온도가 포함됩니다. 이 소자는 이 프로파일을 최대 두 번 견딜 수 있도록 정격화되었습니다. 솔더링 아이언으로 수동 리워크를 할 경우, 팁 온도는 300°C를 초과해서는 안 되며, 접촉 시간은 접합부당 3초로 제한해야 하며, 한 번만 가능합니다.

6.2 보관 및 취급

• ESD 주의사항:특히 ESD에 민감한 녹색 및 청색 칩을 위해, 손목 스트랩, 정전기 방지 매트 및 적절하게 접지된 장비의 필수 사용이 요구됩니다.
• 습기 민감도 등급(MSL):이 소자는 MSL 3 등급입니다. 원래의 습기 차단 백이 개봉되면, 구성 요소는 ≤ 30°C/60% RH 조건에서 보관 시 1주일 이내에 리플로우 솔더링을 거쳐야 합니다. 원래 백 외부에서 더 오래 보관할 경우, 솔더링 전에 약 60°C에서 최소 20시간 동안 베이킹하여 리플로우 중 팝콘 현상을 방지해야 합니다.
• 세척:솔더링 후 세척이 필요한 경우, 이소프로필 알코올 또는 에틸 알코올과 같은 알코올 기반 용매만 사용해야 합니다. 침지는 상온에서 1분 미만으로 해야 합니다. 지정되지 않은 화학 물질은 LED 패키지나 렌즈를 손상시킬 수 있습니다.

7. 포장 및 주문 정보

LED는 엠보싱된 캐리어 테이프에 8mm 너비로 공급되며, 표준 7인치(178mm) 직경 릴에 감겨 있습니다. 각 릴에는 4,000개가 들어 있습니다. 테이프에는 구성 요소를 보호하는 커버 테이프가 있습니다. 릴은 일반적으로 내부 카톤당 3개씩 포장됩니다. 포장은 ANSI/EIA-481 사양을 준수합니다. 부품 번호 LTST-B32JEGBK-AT는 이 특정 풀 컬러, 워터클리어 렌즈 변형을 고유하게 식별합니다.

8. 응용 제안 및 설계 고려사항

8.1 대표적인 응용 회로

각 색상 채널(적색, 녹색, 청색)은 독립적으로 구동되어야 합니다. 원하는 순방향 전류를 설정하고 LED를 보호하기 위해 각 애노드 핀에 직렬 전류 제한 저항기가 필수적입니다. 저항값은 옴의 법칙을 사용하여 계산됩니다: R = (V_공급- V_F) / I_F. V_F가 색상마다 다르기 때문에, 동일한 공급 전압과 동일한 전류에서 구동하더라도 일반적으로 세 가지 다른 저항값이 필요할 것입니다. 정밀한 전류 제어 또는 많은 LED를 멀티플렉싱하려면 전용 LED 드라이버 IC 또는 정전류원을 권장합니다.

8.2 열 관리

소비 전력은 낮지만, 수명과 안정적인 광 출력 유지를 위해 PCB 상의 적절한 열 설계가 중요합니다. 특히 최대 정격 근처 또는 높은 주변 온도에서 동작할 때, 히트 싱크 역할을 할 수 있도록 열 패드(있는 경우) 또는 LED의 솔더 패드에 연결된 충분한 구리 면적을 확보하십시오.

8.3 광학 설계

워터클리어 렌즈는 넓고 확산된 광 패턴을 제공합니다. 집중광 또는 특정 빔 패턴이 필요한 응용 분야의 경우, LED의 120도 시야각과 패키지 내 세 가지 색상 칩의 공간적 분리를 고려하여 2차 광학 요소(예: 라이트 파이프, 렌즈 또는 확산판)를 설계해야 하며, 이는 근거리에서의 색상 혼합에 영향을 줄 수 있습니다.

9. 기술 비교 및 차별화

LTST-B32JEGBK-AT의 주요 차별화 요소는 초박형 0.65mm 패키지 높이 내에서 풀 RGB 색역을 결합했다는 점입니다. 개별 단색 LED 또는 더 큰 RGB 패키지를 사용하는 구형 기술에 비해, 이 소자는 더 세련된 제품 설계를 가능하게 합니다. 적색에 AlInGaP를 사용하는 것은 일부 다른 적색 LED 기술에 비해 더 높은 효율과 더 나은 온도 안정성을 제공합니다. 자동화 조립 및 표준 리플로우 공정과의 호환성은 수동 솔더링이나 특별한 취급이 필요한 소자에 비해 제조 복잡성과 비용을 줄입니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

10.1 적색(25mA)과 녹색/청색(20mA)의 최대 DC 전류가 다른 이유는 무엇인가요?

이 차이는 고유한 재료 특성과 칩 설계에서 비롯됩니다. AlInGaP 적색 칩은 일반적으로 동일한 패키지 열 제약 내에서 InGaN 녹색 및 청색 칩에 비해 약간 더 높은 전류 밀도를 처리할 수 있어, 더 높은 정격 연속 전류로 이어집니다.

10.2 공통 애노드에 단일 저항기를 사용하여 세 가지 색상을 모두 구동할 수 있나요?

아니요. 적색, 녹색 및 청색 칩의 순방향 전압(V_F)이 현저히 다르기 때문에, 단일 전류 제한 저항기와 병렬로 연결하면 심각하게 불균형한 전류가 발생합니다. 가장 낮은 V_F(적색)를 가진 색상이 대부분의 전류를 끌어당겨 정격을 초과할 가능성이 있는 반면, 다른 색상은 어둡거나 전혀 켜지지 않을 수 있습니다. 각 색상 채널은 자체 독립적인 전류 제한 메커니즘을 가져야 합니다.

10.3 "빈 코드"는 무엇을 의미하며, 왜 지정하는 것이 중요한가요?

제조 변동으로 인해 LED는 동일하지 않습니다. 생산 후 측정된 광도와 주 파장을 기준으로 분류(빈닝)됩니다. 주문 시 빈 코드를 지정하면 거의 동일한 밝기와 색상을 가진 LED를 받을 수 있습니다. 이는 시각적 균일성이 요구되는 다중 LED를 사용하는 응용 분야(예: 백라이트 패널 또는 다중 세그먼트 디스플레이)에서 매우 중요합니다. 서로 다른 빈의 LED를 사용하면 눈에 띄는 밝기 또는 색상 차이가 발생할 수 있습니다.

11. 실용적인 설계 및 사용 사례

사례: 네트워크 라우터용 다중 색상 상태 표시기 설계

설계자는 세 개의 상태 LED(전원, 인터넷, Wi-Fi)가 필요하지만 PCB 상에 하나의 LED 풋프린트 공간만 있습니다. LTST-B32JEGBK-AT가 선택됩니다. 마이크로컨트롤러는 각 색상을 독립적으로 구동합니다: "전원 꺼짐/오류"에는 적색, "정상 작동"에는 녹색, "Wi-Fi 활성"에는 청색, 그리고 다른 상태에는 시안(녹색+청색)과 같은 조합을 사용합니다. 0.65mm 높이는 슬림한 라우터 케이싱 내에 맞습니다. 설계자는 모든 제조 유닛에서 일관된 색상과 밝기를 보장하기 위해 엄격한 색조 빈(예: 녹색 빈 2: 522-525nm)과 중간 범위의 광도 빈을 지정합니다. 권장 리플로우 프로파일이 조립에 사용되며, 소자는 모든 신뢰성 테스트를 통과합니다.

12. 원리 소개

LED의 발광은 반도체 재료의 전계발광을 기반으로 합니다. p-n 접합에 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 활성 영역으로 주입되어 재결합합니다. 이 재결합은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 방출된 빛의 색상(파장)은 반도체 재료의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드)는 적색 및 호박색-주황색 빛에 해당하는 밴드갭을 가집니다. InGaN(인듐 갈륨 나이트라이드)은 자외선부터 청색 및 녹색 스펙트럼까지 방출할 수 있는 더 넓고 조정 가능한 밴드갭을 가집니다. 이러한 서로 다른 재료의 칩을 하나의 패키지에 통합함으로써 풀 컬러 기능이 달성됩니다.

표시기 및 백라이트용 SMD LED의 동향은 더 높은 효율(와트당 더 많은 광 출력), 더 작은 패키지 크기, 그리고 더 얇은 최종 제품을 가능하게 하는 더 낮은 프로파일을 지속적으로 향하고 있습니다. 또한 개선된 색 재현성과 일관성을 향한 추진력도 있습니다. 더 나아가, 시스템 설계를 단순화하기 위해 LED 패키지 자체 내에 제어 전자 장치(예: 드라이버 또는 펄스 폭 변조 회로)를 통합하는 것이 진행 중인 발전 분야입니다. 고급 재료와 칩 스케일 패키징(CSP) 기술의 사용은 소형화와 성능의 한계를 더욱 밀어붙일 것입니다.

The trend in SMD LEDs for indicators and backlights continues toward higher efficiency (more light output per watt), smaller package sizes, and lower profiles to enable thinner end products. There is also a drive toward improved color rendering and consistency. Furthermore, integration of control electronics (like drivers or pulse-width modulation circuits) within the LED package itself is an ongoing development to simplify system design. The use of advanced materials and chip-scale packaging (CSP) technologies will likely push the limits of miniaturization and performance further.