LTST-C19FD1WT 풀 컬러 SMD LED 데이터시트 - 크기 3.2x1.6x0.55mm - 전압 2.0-3.8V - 전력 0.08W - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTST-C19FD1WT는 현대의 공간 제약이 있는 전자 응용 분야를 위해 설계된 풀 컬러 표면 실장 장치(SMD) LED 램프입니다. 단일 초박형 패키지 내에 세 가지 별개의 LED 칩을 통합하여 단일 부품 공간에서 다중 색상 생성을 가능하게 합니다. 이 설계는 색상 기능을 희생하지 않으면서 상태 표시, 백라이트 또는 컴팩트 디스플레이 요소가 필요한 응용 분야에 특히 유리합니다.

소형 크기와 자동화 조립 공정과의 호환성으로 인해 대량 생산에 다용도로 선택됩니다. 이 장치는 RoHS(유해 물질 제한) 준수를 위해 제작되어 전자 부품에 대한 글로벌 환경 기준을 준수합니다.

1.1 핵심 장점 및 타겟 시장

이 LED의 주요 장점은 블루(InGaN), 그린(InGaN), 오렌지(AlInGaP) 광원을 높이가 0.55mm에 불과한 하나의 EIA 표준 패키지에 통합한 점입니다. 이 멀티 칩 구성은 유사한 색상 기능을 달성하기 위해 여러 개의 개별 LED가 필요 없어, 귀중한 PCB(인쇄 회로 기판) 공간을 절약합니다.

이 장치는 특히 다음 응용 분야를 타겟으로 합니다:

• 통신 장비:라우터, 모뎀 및 핸드셋의 상태 표시기.
• 사무 자동화:노트북 및 주변 장치의 키패드 및 키보드 백라이트.
• 소비자 가전 및 가정용 기기:전원, 모드 또는 기능 표시기.
• 산업 장비:패널 표시기 및 조작자 인터페이스 요소.
• 마이크로 디스플레이 및 사이니지:소규모 정보 또는 상징 조명.

적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정과의 호환성은 표준 표면 실장 기술(SMT) 조립 라인과 일치하여 효율적이고 신뢰할 수 있는 보드 실장을 용이하게 합니다.

2. 기술 파라미터: 심층 객관적 해석

이 섹션은 데이터시트에 정의된 전기적, 광학적 및 열적 특성에 대한 상세한 분석을 제공합니다. 이러한 파라미터를 이해하는 것은 적절한 회로 설계와 장기적인 신뢰성 보장에 중요합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 한계에서 또는 그 이하에서의 동작은 보장되지 않으며 설계 시 피해야 합니다.

• 전력 소산(Pd):블루/그린 80 mW, 오렌지 75 mW. 이는 주변 온도(Ta) 25°C에서 LED가 열로 소산할 수 있는 최대 허용 전력입니다. 이 한계를 초과하면 열 폭주 및 성능 저하 위험이 있습니다.
• DC 순방향 전류(IF):블루/그린 20 mA, 오렌지 30 mA. 이는 정상 동작을 위해 권장되는 최대 연속 순방향 전류입니다. 오렌지 칩의 더 높은 정격은 InGaN에 비해 AlInGaP 기술의 일반적인 특징입니다.
• 피크 순방향 전류:블루/그린 100 mA, 오렌지 80 mA (1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭). 이 정격은 짧은 펄스 동작 전용이며 DC 설계 계산에 사용해서는 안 됩니다.
• 온도 범위:동작: -20°C ~ +80°C; 보관: -30°C ~ +100°C. 장치 기능은 동작 범위 내에서 보장됩니다. 지정된 범위 밖에서 장기 보관 시 재료 특성에 영향을 줄 수 있습니다.
• 적외선 솔더링 조건:최대 10초 동안 최고 온도 260°C. 이는 무연 솔더 리플로우 공정에 대한 열 프로파일 허용 오차를 정의합니다.

2.2 전기-광학 특성

이 파라미터는 표준 테스트 조건(Ta=25°C, IF=20mA)에서 측정되며 장치의 성능을 정의합니다.

• 광도(Iv):밀리칸델라(mcd)로 측정됩니다. 데이터시트는 각 색상에 대한 최소 및 최대 값을 제공하며, 이는 추가로 빈으로 세분화됩니다(섹션 3 참조). 대표 값: 블루: 28-180 mcd, 그린: 71-450 mcd, 오렌지: 45-180 mcd. 그린 칩은 일반적으로 더 높은 효율을 나타냅니다.
• 시야각(2θ1/2):일반적으로 130도. 이 넓은 시야각은 확산 렌즈를 나타내며, 집중된 빔보다 넓은 영역에 빛을 분산시켜 다양한 각도에서 볼 수 있도록 설계된 상태 표시기에 이상적입니다.
• 순방향 전압(VF):LED가 20mA를 전도할 때의 전압 강하. 대표/최대: 블루/그린: 3.5V/3.8V; 오렌지: 2.0V/2.4V. 이는 드라이버 설계에 중요한 파라미터입니다. 오렌지 칩의 낮은 VF는 색상을 독립적으로 구동하는 경우 다른 전류 제한 고려 사항을 필요로 합니다.
• 피크 발광 파장(λp) 및 주 파장(λd):λp는 발광 스펙트럼의 최고점에서의 파장입니다. λd는 인간의 눈이 인지하는 단일 파장입니다. 대표 값: 블루: λp=468nm, λd=470nm; 그린: λp=520nm, λd=525nm; 오렌지: λp=611nm, λd=605nm. λp와 λd 사이의 차이는 발광 스펙트럼의 형태와 눈의 명시도 응답 때문입니다.
• 스펙트럼 선 반폭(Δλ):최대 강도의 절반에서의 발광 스펙트럼 폭. 대표: 블루: 26nm, 그린: 35nm, 오렌지: 17nm. 오렌지에서 보듯이 더 좁은 Δλ는 스펙트럼적으로 더 순수한 색상을 나타냅니다.
• 역방향 전류(IR):VR=5V에서 최대 10 µA. LED는 역방향 바이어스 동작을 위해 설계되지 않았습니다. 이 테스트 파라미터는 매우 미미한 누설을 나타냅니다. 상당한 역전압을 가하면 장치가 손상됩니다.

3. 빈닝 시스템 설명

반도체 제조의 자연적 변동을 관리하기 위해 LED는 성능 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 특정 밝기 요구 사항을 충족하는 구성 요소를 선택할 수 있습니다.

3.1 광도 빈닝

LTST-C19FD1WT는 광도에 대해 문자 기반 빈닝 시스템을 사용하며, 각 빈 내에서 +/-15%의 허용 오차를 가집니다. 사용 가능한 빈은 고유한 재료 효율로 인해 색상마다 다릅니다.

• 블루(InGaN):빈 N (28-45 mcd), P (45-71 mcd), Q (71-112 mcd), R (112-180 mcd).
• 그린(InGaN):빈 Q (71-112 mcd), R (112-180 mcd), S (180-280 mcd), T (280-450 mcd). 블루에 비해 더 높은 상한 범위를 참고하세요.
• 오렌지(AlInGaP):빈 P (45-71 mcd), Q (71-112 mcd), R (112-180 mcd).

주문 시 빈 코드를 지정하면 생산 런 전체에 걸쳐 밝기의 일관성을 보장합니다. 예를 들어, "그린, 빈 T"를 지정하면 이 제품에 사용 가능한 가장 높은 밝기의 그린 칩을 보장합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 대표 곡선을 참조하지만, 그 일반적인 해석은 표준 LED 물리학을 기반으로 합니다.

• IV 곡선 (전류 대 전압):순방향 전압(VF)은 전류에 따라 대수적으로 증가합니다. 오렌지 칩(AlInGaP)의 곡선은 일반적으로 블루/그린 칩(InGaN, ~3.0-3.2V)보다 낮은 무릎 전압(~1.8-2.0V)을 가집니다. 무릎을 지나면 전압이 더 선형적으로 상승합니다.
• 광도 대 순방향 전류:광도는 최대 정격 전류까지 순방향 전류에 거의 비례합니다. 그러나 효율(와트당 루멘)은 열 증가로 인해 매우 높은 전류에서 종종 감소합니다.
• 온도 특성:광도는 일반적으로 접합 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 순방향 전압도 온도 상승에 따라 감소합니다(VF에 대한 음의 온도 계수).
• 스펙트럼 분포:각 칩은 좁은 파장 대역에서 빛을 방출하며, λp에서 최고점에 도달합니다. 오렌지 AlInGaP 스펙트럼은 일반적으로 블루와 그린에 대한 InGaN 스펙트럼보다 좁습니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수 및 핀 할당

이 장치는 산업 표준 SMD 풋프린트를 준수합니다. 주요 치수는 본체 크기 약 3.2mm x 1.6mm, 높이 0.55mm에 불과합니다. 핀 할당은 올바른 방향을 위해 중요합니다: 핀 1: 블루(InGaN) 애노드, 핀 2: 오렌지(AlInGaP) 애노드, 핀 3: 그린(InGaN) 애노드. 세 칩의 캐소드는 내부적으로 나머지 단자에 연결됩니다. 정확한 패드 레이아웃은 데이터시트의 "권장 인쇄 회로 기판 부착 패드" 다이어그램에 표시된 대로 따라야 적절한 솔더링 및 열 방출을 보장합니다.

5.2 극성 식별

극성은 일반적으로 LED 패키지에 점, 노치 또는 핀 1 근처의 경사진 모서리와 같은 표시로 나타냅니다. PCB 실크스크린은 조립 오류를 방지하기 위해 이 표시를 명확하게 반영해야 합니다. 잘못된 극성은 LED가 점등되지 않게 하며, 드라이버 회로에 의해 높은 역전압이 가해지면 장치에 스트레스를 줄 수 있습니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 리플로우 솔더링 파라미터

이 장치는 무연(Pb-free) IR 리플로우 솔더링에 적합합니다. 권장 프로파일에는 예열 구역(150-200°C), 최대 260°C의 피크 온도까지 제어된 상승, 액상선 이상 시간(TAL, 피크 온도를 최대 10초 동안 유지)이 포함됩니다. 총 예열 시간은 120초를 초과하지 않아야 합니다. 이러한 파라미터는 열 충격 및 에폭시 패키지와 내부 와이어 본드 손상을 방지하기 위한 JEDEC 표준을 기반으로 합니다. 프로파일은 특정 PCB 조립에 맞게 특성화되어야 합니다.

6.2 보관 및 취급

• ESD(정전기 방전) 주의사항:LED는 ESD에 민감합니다. 접지된 손목 스트랩과 도전성 폼을 사용하여 ESD 보호 작업대에서 취급해야 합니다.
• 습기 민감도 등급(MSL):이 장치는 MSL 3 등급입니다. 원래의 습기 차단 백이 개봉되면, 구성 요소는 공장 환경(<30°C/60% RH)에 노출된 후 168시간(1주일) 이내에 솔더링되어야 합니다. 이를 초과할 경우, 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 중 "팝콘 현상"을 방지하기 위해 최소 20시간 동안 60°C에서 베이킹이 필요합니다.
• 장기 보관:개봉되지 않은 백은 ≤30°C 및 ≤90% RH에서 보관해야 합니다. 개봉된 장치는 건조 캐비닛 또는 건제가 들어 있는 밀봉 용기에 보관해야 합니다.

6.3 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우, 이소프로필 알코올(IPA) 또는 에틸 알코올과 같은 온화한 알코올 기반 용매를 사용해야 합니다. 침지는 상온에서 짧게(1분 미만) 해야 합니다. 거친 또는 지정되지 않은 화학 물질은 렌즈 재료나 패키지 표시를 손상시킬 수 있습니다.

7. 포장 및 주문 정보

LTST-C19FD1WT는 7인치(178mm) 직경 릴에 산업 표준 엠보싱 캐리어 테이프로 공급됩니다. 각 릴에는 3000개가 들어 있습니다. 테이프와 릴 치수는 ANSI/EIA-481 사양을 준수하여 자동 피크 앤 플레이스 장비와의 호환성을 보장합니다. 풀 릴 미만의 수량의 경우, 나머지에 대해 일반적으로 최소 포장 수량은 1000개입니다.

8. 적용 제안

8.1 대표적인 적용 회로

각 색상 칩은 자체 전류 제한 저항 또는 정전류 드라이버로 독립적으로 구동되어야 합니다. 저항 값(R)은 옴의 법칙을 사용하여 계산됩니다: R = (Vsupply - VF_LED) / IF. 예를 들어, 5V 공급 전압에서 목표 IF 20mA, 대표 VF 3.5V로 블루 LED를 구동하는 경우: R = (5V - 3.5V) / 0.02A = 75 옴. 표준 75Ω 또는 82Ω 저항이 적합합니다. 저항의 정격 전력은 최소 I²R = (0.02)² * 75 = 0.03W이어야 하므로, 1/10W(0.1W) 저항으로 충분합니다. 마이크로컨트롤러 또는 전용 LED 드라이버 IC를 사용하여 PWM(펄스 폭 변조) 디밍 또는 동적 색상 혼합을 할 수 있습니다.

8.2 설계 고려사항

• 열 관리:전력 소산이 낮더라도, LED 패드 주변에 적절한 PCB 구리 면적을 확보하면 접합부에서 열을 전도하여 밝기와 수명을 유지하는 데 도움이 됩니다.
• 전류 매칭:여러 색상이 동시에 켜져 있을 때 균일한 겉보기 밝기를 위해, 다른 광도와 인간 눈의 민감도(명시도 응답)를 고려해야 합니다. 균형 잡힌 백색광 또는 다른 색상 혼합을 달성하기 위해 구동 전류를 독립적으로 조정(예: 더 밝은 그린 칩에 대해 더 낮은 전류)해야 할 수 있습니다.
• 역전압 보호:LED가 역방향 바이어스에 노출될 수 있는 회로(예: 멀티플렉스 어레이)에서는 각 LED 스트링과 병렬로 션트 다이오드를 사용하여 장치를 보호하는 것이 좋습니다.

9. 기술 비교 및 차별화

LTST-C19FD1WT의 주요 차별화 요소는 초박형 0.55mm 패키지에서의 "풀 컬러" 기능입니다. 세 개의 별도 단색 0603 또는 0402 LED를 사용하는 것과 비교하여, 이 통합 솔루션은 상당한 공간 절약, 단순화된 피크 앤 플레이스(3개 대신 1개 구성 요소), 그리고 광원이 더 가까워져 잠재적으로 더 나은 색상 혼합을 제공합니다. 블루/그린에는 InGaN을, 오렌지에는 AlInGaP를 사용함으로써 전체 스펙트럼에 걸쳐 높은 효율과 좋은 색 채도를 제공합니다. 대안 솔루션으로는 컬러 필터가 있는 백색 LED 또는 전용 RGB LED 패키지를 사용할 수 있으며, 이는 더 두꺼울 수 있거나 다른 구동 전압 요구 사항을 가질 수 있습니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

10.1 세 가지 색상을 동시에 구동하여 백색광을 만들 수 있나요?

예, 레드(오렌지), 그린, 블루 칩을 적절한 전류 비율로 구동하면 다양한 색상, 백색을 포함하여 빛을 혼합할 수 있습니다. 그러나 특정 오렌지 파장(605-611nm 주 파장)은 진한 레드가 아니므로, 진정한 레드 칩을 사용하는 LED에 비해 결과적인 "백색"이 약간 따뜻하거나 제한된 색 영역을 가질 수 있습니다. 특정 백색점(예: D65)을 달성하려면 정밀한 전류 제어가 필요하며 보정이 포함될 수 있습니다.

10.2 오렌지 칩의 최대 순방향 전류가 다른 이유는 무엇인가요?

오렌지 칩은 AlInGaP 반도체 기술을 사용하는 반면, 블루와 그린은 InGaN을 사용합니다. 이러한 다른 재료 시스템은 전류 밀도 처리 능력, 내부 효율 및 열 특성에서 고유한 차이를 가지며, 이로 인해 제조사는 동일한 패키지 열 제약 하에서 오렌지 칩에 대해 더 높은 안전 연속 전류(20mA 대비 30mA)를 지정합니다.

10.3 260°C 10초 리플로우 사양을 초과하면 어떻게 되나요?

권장 열 프로파일을 초과하면 여러 가지 고장이 발생할 수 있습니다: 에폭시 패키지의 박리, 실리콘 다이 또는 기판의 균열, 형광체(있는 경우)의 열화, 또는 내부 금 와이어 본드의 고장. 이로 인해 즉시 고장(빛 출력 없음) 또는 장기 신뢰성이 현저히 저하될 가능성이 높습니다.

11. 실제 사용 사례 예시

시나리오: 네트워크 라우터용 멀티 기능 상태 표시기.단일 LTST-C19FD1WT로 전원(고정 오렌지), 네트워크 활동(깜빡이는 그린), 오류 상태(깜빡이는 블루)를 표시하기 위해 세 개의 별도 LED를 대체할 수 있습니다. 마이크로컨트롤러의 GPIO 핀 각각은 섹션 8.1에서 계산된 직렬 전류 제한 저항과 함께 각 색상을 독립적으로 제어합니다. 넓은 130도 시야각으로 인해 방 어디에서나 표시기가 보입니다. 초박형 프로파일로 얇은 패널 베젤 뒤에 장착할 수 있습니다. 마이크로컨트롤러에서 PWM을 사용하여 각 색상의 밝기를 조정하여 다양한 주변 조명 조건에서 최적의 가시성을 확보할 수 있습니다.

12. 동작 원리 소개

발광 다이오드(LED)는 전기발광을 통해 빛을 방출하는 반도체 장치입니다. p-n 접합에 순방향 전압이 가해지면, n형 재료의 전자가 p형 재료의 정공과 재결합하여 광자의 형태로 에너지를 방출합니다. 방출된 빛의 파장(색상)은 반도체 재료의 에너지 밴드갭에 의해 결정됩니다. LTST-C19FD1WT는 두 가지 재료 시스템을 사용합니다: 더 넓은 밴드갭을 가진 블루와 그린 칩용 인듐 갈륨 나이트라이드(InGaN), 그리고 더 긴 파장(레드/오렌지)에 해당하는 더 좁은 밴드갭을 가진 오렌지 칩용 알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AlInGaP). 확산 백색 렌즈는 칩을 캡슐화하여 기계적 보호를 제공하고, 빛 출력 빔을 형성하며, 여러 칩이 활성화될 때 색상을 혼합합니다.

13. 기술 트렌드

LTST-C19FD1WT와 같은 SMD LED의 개발은 광전자 분야의 더 넓은 트렌드인 통합 증가, 소형화 및 효율 향상을 따릅니다. 향후 버전은 더 얇은 패키지, 더 높은 광 효율(와트당 더 많은 빛 출력), 혼합 백색 응용 분야를 위한 개선된 색 재현 지수(CRI)를 특징으로 할 수 있습니다. 또한 고급 디스플레이 응용 분야를 위해 더 일관된 색상과 밝기를 제공하기 위해 더 엄격한 빈닝 허용 오차를 향한 트렌드도 있습니다. 고급 저전력 디지털 논리(예: 1.8V 또는 3.3V 시스템)와 호환되도록 낮은 전압 동작을 위한 추진은 또 다른 지속적인 개발 영역입니다.