오렌지 SMD LED LTSA-G6SVUAETU 데이터시트 - 자동차 등급 - 140mA - 3.2V (전형적) - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 자동화된 조립 공정과 공간 제약이 있는 애플리케이션을 위해 설계된 고휘도 표면 실장 LED의 완전한 기술 사양을 제공합니다. 이 부품의 주요 목표 시장은 자동차 산업으로, 특히 다양한 환경 조건에서의 신뢰성과 성능이 가장 중요한 액세서리 애플리케이션을 대상으로 합니다.

이 소자는 InGaN(인듐 갈륨 나이트라이드) 기술을 사용하여 황색 광원을 생성한 후, 오렌지 렌즈를 통해 여과하여 최종 출력 색상을 구현합니다. 이 조합은 효율적인 광 생성과 정밀한 색상 제어를 가능하게 합니다. 패키지는 표준 적외선 리플로우 솔더링 공정과 호환되도록 설계되어 인쇄 회로 기판(PCB) 상의 대량 생산에 적합합니다.

1.1 핵심 특징 및 장점

• 자동차 인증:본 소자는 자동차 애플리케이션에서 개별 반도체의 스트레스 테스트 인증을 정의하는 AEC-Q101D 표준을 참조하여 인증되었습니다. 이는 차량 내 일반적인 가혹한 조건에서의 신뢰성을 보장합니다.
• RoHS 준수:재료 및 제조 공정은 유해 물질 제한 지침을 준수하여, 엄격한 환경 규제가 있는 글로벌 시장에 적합합니다.
• 제조 준비성:부품은 7인치 직경 릴에 감긴 12mm 테이프 상의 표준 EIA 패키지 형식으로 공급됩니다. 이 포장은 자동화 피크 앤 플레이스 장비와 호환되어 조립 라인을 간소화합니다.
• 열 관리:캐소드 리드 프레임은 반도체 접합부에서 발생하는 열 에너지의 방출을 돕는 방열판 역할도 하도록 설계되어, 성능과 수명 유지에 매우 중요합니다.
• IC 호환성:전기적 특성은 표준 집적 회로 구동 전압 및 전류와 호환되도록 설계되었습니다.

2. 기술 파라미터 및 특성

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 소자에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이러한 조건에서의 동작은 보장되지 않습니다.

• 전력 소산 (Pd):900 mW
• DC 순방향 전류 (IF):250 mA
• 피크 순방향 전류:500 mA (펄스 조건 하: 1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)
• 역방향 전압 (VR):본 소자는 역방향 동작을 위해 설계되지 않았습니다. 역방향 바이어스를 인가하면 즉시 고장이 발생할 수 있습니다.
• 동작 온도 범위 (Topr):-40°C ~ +110°C
• 보관 온도 범위 (Tstg):-40°C ~ +110°C

2.2 열적 특성

열저항은 반도체 접합부에서 환경으로 열이 얼마나 효과적으로 전달되는지를 나타내는 핵심 파라미터입니다. 낮은 값이 열 관리에 유리합니다.

• 접합부-주변 열저항 (RθJA):45 °C/W (전형적). 16mm² 구리 패드가 있는 FR4 기판(두께 1.6mm) 상에서 측정됨.
• 접합부-솔더 접점 열저항 (RθJS):25 °C/W (전형적). 이 낮은 값은 리드를 통해 칩에서 PCB로 더 직접적인 열 경로가 있음을 나타냅니다.
• 최대 접합부 온도 (Tj):150 °C. 반도체의 내부 온도는 이 한계를 초과해서는 안 됩니다.

2.3 25°C에서의 전기-광학적 특성

이 파라미터들은 표준 테스트 조건(Ta=25°C, IF=140mA) 하에서 측정되며, LED의 핵심 성능을 정의합니다.

• 광도 (Iv):4.5 cd (최소) ~ 11.2 cd (최대) 범위이며, 전형값은 이 범위 내에 있습니다. 광도는 CIE 명시도 눈 반응 곡선에 맞춰 필터링된 센서를 사용하여 측정됩니다.
• 시야각 (2θ½):120도 (전형적). 이 넓은 시야각은 람베르시안 또는 준-람베르시안 방출 패턴을 나타내며, 집속된 빔보다는 넓은 조명이 필요한 애플리케이션에 적합합니다.
• 색도 좌표 (Cx, Cy):전형값은 x=0.56, y=0.42입니다. CIE 1931 색도도 상의 이 좌표는 오렌지 색상점을 정의합니다.
• 순방향 전압 (VF):140mA에서 2.8V ~ 3.6V 범위이며, 전형값은 약 3.2V입니다. 특정 빈 내에서 허용 오차는 ±0.1V입니다.
• 역방향 전류 (IR):역방향 전압 5V가 인가될 때 10 µA (최대). 본 소자가 역방향 바이어스 동작을 위한 것이 아니므로, 이 테스트는 특성화 목적으로만 사용됩니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산 시 색상과 밝기의 일관성을 보장하기 위해, LED는 주요 파라미터에 따라 빈으로 분류됩니다. 배치 코드 형식은 Vf/Iv/Hue (예: 24/EA/A20)입니다.

3.1 순방향 전압 (Vf) 빈닝

LED는 테스트 전류 140mA에서의 순방향 전압 강하에 따라 그룹화됩니다.

• 빈 24:2.8V ≤ Vf< 3.0V
• 빈 64:3.0V ≤ Vf< 3.2V
• 빈 A4:3.2V ≤ Vf< 3.4V
• 빈 E4:3.4V ≤ Vf ≤ 3.6V

각 빈 내 허용 오차는 ±0.1V입니다.

3.2 광도 (Iv) 빈닝

LED는 측정된 광 출력에 따라 분류됩니다.

• 빈 DA:4.5 cd ≤ Iv<5.6 cd (13.1 lm ~ 16.0 lm)
• 빈 DB:5.6 cd ≤ Iv<7.1 cd (16.0 lm ~ 20.6 lm)
• 빈 EA:7.1 cd ≤ Iv<9.0 cd (20.6 lm ~ 26.1 lm)
• 빈 EB:9.0 cd ≤ Iv ≤ 11.2 cd (26.1 lm ~ 32.5 lm)

각 광도 빈의 허용 오차는 ±11%입니다.

3.3 색상 (Hue) 빈닝

LED는 정밀한 색상 일관성을 보장하기 위해 CIE 색도도 상의 특정 사변형으로 분류됩니다. 빈(A10, A20, B10, B20)은 목표 오렌지 색상점(전형 x=0.56, y=0.42) 주변의 작고 인접한 영역을 정의합니다. 각 색조 빈 내 (x, y) 좌표의 허용 오차는 ±0.01로, 균일한 외관이 중요한 애플리케이션을 위해 매우 엄격한 색상 일치를 보장합니다.

4. 기계적 및 패키지 정보

4.1 패키지 치수 및 극성

본 소자는 표준 표면 실장 패키지를 사용합니다. 별도로 명시되지 않는 한 모든 치수는 밀리미터 단위이며 일반 허용 오차는 ±0.2mm입니다. 중요한 설계 사항은 캐소드 리드 프레임이 LED 다이의 주요 방열판에 내부적으로 연결되어 있다는 점입니다. 따라서 캐소드(일반적으로 패키지에 표시되거나 풋프린트에 표시됨)의 올바른 식별은 정확한 전기적 연결뿐만 아니라 최적의 열 관리에도 중요합니다. 캐소드에 연결된 적절한 열 패드로 소자를 장착하여 열 방출을 극대화하는 것이 권장됩니다.

4.2 권장 PCB 부착 패드 레이아웃

신뢰할 수 있는 솔더 접합 형성, 리플로우 중 적절한 자체 정렬, 캐소드 열 패드에서 PCB 구리로의 효과적인 열 전달을 보장하기 위해 적외선 리플로우 솔더링을 위한 권장 랜드 패턴(풋프린트)이 제공됩니다.

5. 조립 및 취급 지침

5.1 솔더링 공정: IR 리플로우 프로파일

본 부품은 무연(Pb-free) 솔더링 공정에 적합합니다. 권장 리플로우 프로파일은 J-STD-020 표준을 따릅니다. 주요 파라미터는 일반적으로 다음을 포함합니다:

• 예열/상승:플럭스를 활성화하고 열 충격을 최소화하기 위한 제어된 상승.
• 소킹 영역:부품과 기판의 균일한 가열을 보장하기 위한 고온 유지 기간.
• 리플로우 영역:피크 온도는 신뢰할 수 있는 솔더 접합을 형성하기에 충분히 높아야 하지만, LED 패키지의 최대 온도 허용 오차(절대 최대 정격 및 수분 민감도 등급에 정의됨)를 초과해서는 안 됩니다.
• 냉각 속도:솔더 접합을 고화시키고 응력을 최소화하기 위한 제어된 냉각.

열 응력이나 과도한 온도로 인한 손상을 방지하기 위해 이 프로파일을 준수하는 것이 필수적입니다.

5.2 세척

조립 후 세척이 필요한 경우, 지정된 용제만 사용해야 합니다. LED를 상온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 1분 미만 담그는 것은 허용됩니다. 지정되지 않았거나 강력한 화학 세척제를 사용하면 에폭시 렌즈나 패키지 재료가 손상되어 광 출력 감소나 조기 고장을 초래할 수 있습니다.

5.3 수분 민감도 및 보관

본 제품은 JEDEC 표준 J-STD-020에 따라 수분 민감도 등급(MSL) 2로 분류됩니다.

• 밀봉 패키지:습기 방지 백에 건조제와 함께 보관할 경우, ≤30°C 및 ≤70% RH 조건에서 유통 기한은 1년입니다.
• 개봉 후:보호 백을 개봉한 후에는, 부품을 ≤30°C 및 ≤60% RH 조건에서 보관해야 합니다. 개봉 후 1년 이내에 IR 리플로우 공정을 완료하는 것이 권장됩니다.
• 장기 보관/베이킹:원래 포장 밖에서 1년 이상 보관된 부품의 경우, 솔더링 전 약 60°C에서 최소 48시간 베이킹하여 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 중 \"팝콘 현상\"(패키지 균열)을 방지하는 것이 권장됩니다.

6. 포장 및 주문

표준 포장 구성은 7인치 릴당 1000개입니다. 부품은 커버 테이프로 밀봉된 12mm 너비의 엠보싱 캐리어 테이프에 공급됩니다. 테이프 및 릴 치수는 ANSI/EIA-481 사양을 준수합니다. 풀 릴 미만의 수량의 경우, 잔여 재고에 대해 최소 포장 수량 500개가 적용됩니다. 포장은 자동화 조립 장비 피더와의 호환성을 보장합니다.

7. 애플리케이션 노트 및 설계 고려사항

7.1 목표 애플리케이션

본 LED는 자동차 액세서리 애플리케이션을 위해 명시되었습니다. 이는 견고한 인증(AEC-Q101)이 요구되는 실내 분위기 조명, 계기판 표시등, 스위치 백라이트, 또는 외부 액센트 조명을 포함할 수 있습니다. 사전 협의 및 추가 인증 없이는 헤드라이트, 브레이크등, 방향지시등과 같은 안전 관련 애플리케이션을 위한 것이 아닙니다.

7.2 회로 설계 고려사항

• 전류 구동:LED는 전류 구동 소자입니다. 순방향 전류(IF)를 설정하기 위해 정전류원 또는 전압원과 직렬로 연결된 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 전형적인 동작 조건은 140mA이지만, 적절한 열 설계를 통해 최대 DC 정격 250mA까지 구동할 수 있습니다.
• 열 설계:LED에서 소산되는 전력(Pd ≈ VF * IF)은 열을 발생시킵니다. 열저항 값(RθJA, RθJS)을 사용하여 설계자는 주변 온도 대비 예상 접합부 온도 상승(ΔTj = Pd * Rθ)을 계산할 수 있습니다. 접합부 온도(Tj = Ta + ΔTj)는 150°C 미만으로 유지되어야 합니다. PCB 상의 캐소드 패드에 연결된 구리 면적을 최대화하는 것이 RθJS를 줄이고 온도를 관리하는 가장 효과적인 방법입니다.
• ESD 보호:제공된 데이터시트 발췌문에 명시적으로 언급되지는 않았지만, InGaN LED는 정전기 방전(ESD)에 민감할 수 있습니다. 조립 중 표준 ESD 취급 주의사항을 준수해야 합니다.

7.3 신뢰성 및 수명

AEC-Q101D 인증에는 고온 동작 수명(HTOL), 온도 사이클링, 내습성 등을 포함한 자동차 수명 주기를 시뮬레이션하는 일련의 가속 스트레스 테스트가 포함됩니다. 이는 극한 온도, 진동, 습도가 일반적인 도전적인 자동차 환경에서 사용하기 위한 소자의 신뢰성에 대한 확신을 제공합니다. 광도와 순방향 전압 특성은 수만 시간의 동작에 걸쳐 점진적으로 변화할 것이며, 이 변화율은 동작 중 접합부 온도를 가능한 한 낮게 유지하는 데 크게 의존합니다.