오렌지 SMD LED LTST-C170KFKT 데이터시트 - 패키지 치수 - 순방향 전압 2.4V - 광도 90mcd - 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 고성능 표면 실장 오렌지 LED의 완전한 기술 사양을 제공합니다. 이 소자는 고광 효율과 오렌지-레드 스펙트럼에서 우수한 색 순도로 알려진 초고휘도 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 칩을 사용합니다. 환경 안전성을 보장하는 RoHS 준수 그린 제품으로 설계되었습니다. LED는 대량 전자 제조에 사용되는 자동 픽 앤 플레이스 조립 장비와 완벽하게 호환되도록 7인치 직경 릴에 감긴 업계 표준 8mm 테이프로 공급됩니다. 그 설계는 현대 PCB 조립 라인에 표준인 적외선(IR) 및 기상 리플로우 솔더링 공정 모두와 호환됩니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

소자의 작동 한계는 주변 온도(Ta) 25°C에서 정의됩니다. 이 정격을 초과하면 영구적인 손상을 초래할 수 있습니다. 최대 연속 DC 순방향 전류는 30 mA입니다. 펄스 동작의 경우, 1/10 듀티 사이클과 0.1ms 펄스 폭 조건에서 80 mA의 피크 순방향 전류가 허용됩니다. 최대 전력 소산은 75 mW입니다. 소자는 최대 5 V의 역방향 전압을 견딜 수 있습니다. 작동 및 저장 온도 범위는 -55°C에서 +85°C로 지정되어 광범위한 환경 조건에 적합함을 나타냅니다. 중요한 솔더링 조건도 정의됩니다: 260°C에서 5초 동안 웨이브 및 적외선 솔더링, 215°C에서 3분 동안 기상 솔더링.

2.2 전기적 및 광학적 특성

주요 성능 파라미터는 Ta=25°C 및 순방향 전류(IF) 20 mA에서 측정됩니다. 광도(Iv)의 전형적인 값은 90.0 밀리칸델라(mcd)이며 최소값은 45.0 mcd입니다. 광도가 축상 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도로 정의되는 시야각(2θ1/2)은 130도로, 넓은 방사 패턴을 제공합니다. 피크 방출 파장(λP)은 전형적으로 611 nm이고, 주 파장(λd)은 605 nm로, 출력을 확실히 오렌지 색 영역에 위치시킵니다. 스펙트럼 선 반폭(Δλ)은 17 nm로, 상대적으로 좁은 스펙트럼 대역폭을 나타냅니다. 순방향 전압(VF)은 20 mA에서 2.0 V에서 2.4 V까지 범위입니다. 역방향 전류(IR)는 VR=5V에서 최대 100 µA이며, 접합 커패시턴스(C)는 0V 및 1 MHz에서 측정 시 전형적으로 40 pF입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

본 제품은 광도에 따라 유닛을 분류하는 빈닝 시스템을 사용합니다. 이는 균일한 조명이 필요한 응용 분야에서 밝기 일관성을 보장합니다. IF=20mA에서의 빈 코드 및 해당 광도 범위는 다음과 같습니다: 빈 P (45.0 - 71.0 mcd), 빈 Q (71.0 - 112.0 mcd), 빈 R (112.0 - 180.0 mcd), 빈 S (180.0 - 280.0 mcd). 각 광도 빈에는 +/-15%의 허용 오차가 적용됩니다. 설계자는 응용 분야에 필요한 원하는 밝기 수준을 보장하기 위해 주문 시 필요한 빈 코드를 지정해야 합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 다양한 조건에서 소자 동작을 이해하는 데 필수적인 전형적인 성능 곡선을 참조합니다. 이러한 곡선에는 일반적으로 순방향 전류(IF)와 순방향 전압(VF) 간의 관계(다이오드의 특성 지수 함수형 턴온을 보여줌)가 포함됩니다. 광도와 순방향 전류 간의 관계는 구동 전류 선택에 중요합니다. 주변 온도에 따른 광도 및 주 파장의 변화를 나타내는 곡선은 온도 변동에 노출되는 설계에서 열 관리 및 색상 안정성 분석에 중요합니다. 각도별 광도 분포 패턴은 130도 원뿔 전체에 걸쳐 빛이 어떻게 방사되는지 보여주는 시야각 사양에 의해 암시됩니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

5.1 패키지 치수

LED는 EIA 표준 표면 실장 패키지 외곽선을 준수합니다. PCB 풋프린트 설계를 위한 모든 중요 치수는 별도로 명시되지 않는 한 일반 공차 ±0.10 mm로 밀리미터 단위로 제공됩니다. 렌즈는 비확산 고휘도 LED에 전형적인 "Water Clear"로 설명됩니다. 상세한 기계 도면은 본체 길이, 너비, 높이, 리드 간격 및 렌즈 형상을 보여줍니다.

5.2 솔더링 패드 레이아웃 및 극성

리플로우 중 신뢰할 수 있는 솔더 조인트 형성과 적절한 정렬을 보장하기 위해 제안된 솔더링 패드 치수 레이아웃이 제공됩니다. 패드 설계는 열 완화 및 솔더 필렛 형성을 고려합니다. LED의 극성(애노드 및 캐소드)은 패키지 도면에 명확히 표시되며, 일반적으로 본체의 표시 또는 비대칭 패드 설계를 통해 이루어지며, 이는 올바른 PCB 조립에 매우 중요합니다.

5.3 테이프 및 릴 사양

소자는 7인치(178mm) 직경 릴에 감긴 8mm 너비의 엠보싱 캐리어 테이프에 포장됩니다. 표준 릴 수량은 3000개입니다. 포장은 ANSI/EIA 481-1-A-1994 사양을 따릅니다. 주요 테이프 치수에는 포켓 피치, 포켓 크기 및 커버 테이프 사양이 포함됩니다. 참고 사항에는 빈 포켓이 밀봉됨, 잔여물 최소 포장 수량 500개, 연속 누락 부품 최대 수 2개 등이 명시되어 있습니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 권장 리플로우 프로파일

두 가지 제안된 적외선(IR) 리플로우 솔더링 프로파일이 제공됩니다: 하나는 표준 주석-납(SnPb) 솔더 공정용이고, 다른 하나는 일반적으로 SAC(Sn-Ag-Cu) 합금을 사용하는 무연(Pb-free) 솔더 공정용입니다. 무연 프로파일은 절대 최대 정격에 표시된 대로 약 260°C의 더 높은 피크 온도가 필요합니다. 프로파일은 중요한 파라미터를 정의합니다: 예열 온도 및 시간, 온도 상승 속도, 액상선 이상 시간(TAL), 피크 온도 및 냉각 속도. LED의 플라스틱 패키지 및 내부 와이어 본드에 대한 열 손상을 방지하려면 이러한 프로파일을 준수해야 합니다.

6.2 저장 조건

LED는 30°C 및 70% 상대 습도를 초과하지 않는 환경에 보관해야 합니다. 원래의 습기 차단 포장에서 꺼낸 후에는 672시간(28일) 이내에 IR 리플로우 솔더링 공정을 완료하는 것이 권장됩니다. 원래 백 외부에서 더 오래 보관할 경우, LED는 건조제가 들어 있는 밀폐 용기 또는 질소 퍼지 건조기에 보관해야 합니다. 672시간을 초과하여 보관된 부품은 솔더링 전에 약 60°C에서 최소 24시간 동안 베이킹하여 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 중 "팝콘 현상"을 방지해야 합니다.

6.3 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우 지정된 용제만 사용해야 합니다. 지정되지 않은 화학 물질은 LED의 에폭시 렌즈나 패키지를 손상시킬 수 있습니다. 권장 방법은 LED를 상온의 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 1분 미만으로 담그는 것입니다. 강력한 세척이나 초음파 세척은 권장되지 않습니다.

7. 응용 권장 사항

7.1 전형적인 응용 시나리오

이 고휘도 오렌지 SMD LED는 선명하고 가시적인 표시등이 필요한 광범위한 응용 분야에 적합합니다. 일반적인 용도로는 소비자 가전(라우터, 프린터, 충전기)의 상태 표시등, 소형 디스플레이 또는 아이콘의 백라이트, 자동차 실내 조명, 간판 및 범용 패널 표시등이 있습니다. 자동 배치와의 호환성으로 인해 비용 효율적인 대량 생산에 이상적입니다.

7.2 구동 회로 설계

LED는 전류 구동 소자입니다. 병렬로 여러 LED를 구동할 때 균일한 밝기를 보장하려면 각 개별 LED와 직렬로 전류 제한 저항을 사용하는 것이 강력히 권장됩니다(회로 모델 A). 단일 전류원에서 직접 여러 LED를 병렬로 구동하는 것(회로 모델 B)은 권장되지 않습니다. 각 LED의 순방향 전압(Vf) 특성의 작은 변동으로 인해 전류 분배에 상당한 차이가 발생하고 결과적으로 인지되는 밝기에 차이가 생길 수 있기 때문입니다. 직렬 저항은 각 LED를 통과하는 전류를 안정화시킵니다.

7.3 정전기 방전(ESD) 보호

LED는 정전기 방전에 민감합니다. ESD 손상은 높은 역방향 누설 전류, 낮은 순방향 전압 또는 낮은 전류에서 점등되지 않는 것으로 나타날 수 있습니다. 취급 및 조립 중 예방 조치를 구현해야 합니다: 작업자는 접지된 손목 스트랩 또는 방진 장갑을 착용해야 합니다; 모든 장비, 작업대 및 보관 랙은 적절히 접지되어야 합니다; 취급 마찰로 인해 플라스틱 렌즈에 축적될 수 있는 정전기를 중화시키기 위해 이온화기를 사용해야 합니다. 낮은 전류에서 "점등" 및 Vf를 확인하면 ESD 손상 유닛을 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다.

8. 기술 비교 및 차별화

이 LED의 주요 차별화 요소는 AlInGaP 반도체 재료를 사용한다는 점으로, 오렌지/빨간색에 대한 표준 GaP와 같은 구형 기술에 비해 우수한 효율성과 색상 안정성을 제공합니다. 넓은 130도 시야각은 협각 LED와 달리 넓은 가시성이 필요한 응용 분야에 적합하게 합니다. 엄격한 리플로우 솔더링 프로파일(IR 및 기상 모두) 준수는 표준 SMT 조립 열 응력을 견딜 수 있는 견고한 패키지 구조를 나타냅니다. 상세한 빈닝 시스템은 설계자에게 제품의 밝기 균일성을 정밀하게 제어할 수 있게 해줍니다.

9. 자주 묻는 질문(FAQ)

Q: 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇인가요?

A: 피크 파장(λP)은 방출된 광 전력이 최대가 되는 단일 파장입니다. 주 파장(λd)은 CIE 색도도에서 유도되며 빛의 인지된 색상과 가장 잘 일치하는 단일 파장을 나타냅니다. 이 LED와 같은 단색 광원의 경우 두 값은 가깝지만, 색상 사양에는 λd가 더 관련이 있습니다.

Q: 이 LED를 최대 DC 전류 30mA로 연속 구동할 수 있나요?

A: 가능은 하지만 최적의 수명과 신뢰성을 위해 권장되지 않습니다. 절대 최대 정격 근처에서 작동하면 접합 온도가 상승하고 열화가 가속화됩니다. 설계자는 밝기와 수명의 더 나은 균형을 위해 20mA 또는 그 이하의 전형적인 작동 조건을 사용해야 합니다.

Q: 부품이 너무 오래 보관된 경우 솔더링 전에 베이킹 공정이 필요한 이유는 무엇인가요?

A: 플라스틱 SMD 패키지는 대기 중의 수분을 흡수할 수 있습니다. 고온 리플로우 솔더링 공정 중에 갇힌 이 수분이 빠르게 기화하여 내부 압력을 생성하여 패키지가 균열되거나 내부 계면이 박리될 수 있습니다("팝콘 현상"). 베이킹은 이 흡수된 수분을 제거합니다.

Q: 올바른 전류 제한 저항 값을 어떻게 선택하나요?

A: 옴의 법칙을 사용하세요: R = (공급 전압 - LED_Vf) / LED_전류. 5V 공급, 전형적인 Vf 2.4V, 원하는 전류 20mA의 경우: R = (5 - 2.4) / 0.02 = 130 옴. 모든 조건에서 전류가 원하는 값을 초과하지 않도록 하기 위해 이 계산에는 데이터시트의 최대 Vf(2.4V)를 항상 사용하세요.

10. 설계 사례 연구

동일한 오렌지 LED 표시등 10개가 있는 네트워크 스위치용 상태 표시 패널을 설계하는 경우를 고려해 보세요. 균일한 밝기를 보장하기 위해 설계자는 공급자로부터 빈 Q(71-112 mcd)를 지정합니다. 5V 레일을 사용하는 구동 회로가 설계됩니다. 최대 Vf 2.4V와 목표 전류 18mA(여유를 위해 전형값보다 약간 낮음)를 사용하여 직렬 저항을 계산하면 R = (5V - 2.4V) / 0.018A ≈ 144 옴이 됩니다. 표준 150 옴, 1% 허용 오차 저항이 선택됩니다. PCB에 10개의 동일한 회로가 배치되며, 각각 자체 저항을 가집니다. PCB 풋프린트는 권장 패드 치수를 따릅니다. 조립 업체는 제공된 무연 리플로우 프로파일을 사용합니다. 조립 후, 10개의 LED 모두 예상된 빈 Q 범위 내에서 일관된 밝기를 나타내며, 개별 전류 제한 저항 사용과 신중한 빈 선택이라는 설계 접근 방식을 검증합니다.

11. 작동 원리

이 LED는 반도체 p-n 접합에서의 전계 발광 원리로 작동합니다. 활성 영역은 AlInGaP로 구성됩니다. 다이오드의 턴온 전압(약 2.0V)을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 활성 영역으로 주입됩니다. 이러한 전하 캐리어가 재결합할 때 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. AlInGaP 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접적으로 방출되는 빛의 파장(색상)을 결정합니다. 이 경우 약 605-611 nm의 오렌지색입니다. "Water Clear" 렌즈는 빛이 최소한의 산란으로 패키지를 빠져나가게 하여 높은 축상 광도를 제공합니다.

12. 기술 동향

AlInGaP 재료의 사용은 호박색, 오렌지색 및 빨간색 LED를 위한 확립된 고효율 기술을 나타냅니다. 업계의 지속적인 동향에는 전기 와트당 더 많은 광 출력을 의미하는 더 높은 광 효율 추구가 포함되어 에너지 효율성을 향상시킵니다. 또한 온도 및 작동 수명에 걸친 색상 안정성 향상에도 초점이 맞춰져 있습니다. 패키징 동향은 더 높은 구동 전류를 처리하기 위해 열 성능을 유지하거나 개선하면서 더 작은 폼 팩터를 목표로 합니다. 더 나아가, 지능형 드라이버와의 통합 및 더 높은 온도의 무연 솔더링 공정과 호환되는 LED 개발은 진화하는 환경 규제 및 제조 수요를 충족시키기 위한 활발한 개발 영역으로 남아 있습니다.