오렌지 SMD LED LTST-C150KFKT 데이터시트 - EIA 패키지 - 20mA - 90mcd - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTST-C150KFKT은 신뢰할 수 있고 효율적인 오렌지 표시등 조명이 필요한 현대 전자 애플리케이션을 위해 설계된 고휘도 표면 실장 LED입니다. 이 부품은 오렌지-레드 스펙트럼에서 높은 광도와 우수한 효율을 생산하는 것으로 알려진 첨단 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 칩을 사용합니다. 이 구성 요소는 표준 EIA 호환 형식으로 패키징되어 대량 생산에 일반적으로 사용되는 자동 피크 앤 플레이스 조립 시스템과 호환됩니다. 장치는 7인치 직경 릴에 장착된 8mm 테이프로 공급되어 효율적인 취급 및 처리가 가능합니다.

주요 설계 목표는 일관된 광학 성능, 무연(Pb-free) 솔더링 공정과의 호환성, RoHS(유해 물질 제한)와 같은 환경 표준 준수를 제공하는 것입니다. "Water Clear" 렌즈 재질은 내재된 칩 색상이 상당한 확산이나 색상 변화 없이 방출되도록 하여 포화된 오렌지 출력을 생성합니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 스트레스 한계를 정의합니다. 이 한계에서 또는 그 이하에서의 동작은 보장되지 않으며 신뢰할 수 있는 장기 성능을 위해 피해야 합니다.

• 전력 소산 (Pd):75 mW. 이는 주변 온도(Ta) 25°C에서 패키지가 열로 소산할 수 있는 최대 총 전력입니다. 이 한계를 초과하면 반도체 접합부의 과열 위험이 있습니다.
• DC 순방향 전류 (IF):30 mA. 적용할 수 있는 최대 연속 순방향 전류입니다.
• 피크 순방향 전류:80 mA. 이는 짧은 전류 서지를 처리하기 위해 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서만 허용됩니다.
• 디레이팅 계수:25°C 이상에서 0.4 mA/°C. 주변 온도가 25°C 이상으로 1°C 상승할 때마다 열 과부하를 방지하기 위해 허용 가능한 최대 DC 순방향 전류를 0.4 mA 감소시켜야 합니다.
• 역방향 전압 (VR):5 V. 이보다 큰 역방향 전압을 가하면 항복 및 고장이 발생할 수 있습니다.
• 동작 및 보관 온도 범위:-55°C ~ +85°C. 장치는 이 전체 범위 내에서 기능하고 보관될 수 있습니다.
• 솔더링 온도 내성:이 장치는 260°C에서 5초 동안 웨이브 또는 적외선 솔더링, 215°C에서 3분 동안 증기상 솔더링을 견딜 수 있습니다.

2.2 전기 및 광학 특성

이는 표준 테스트 조건인 Ta=25°C 및 IF=20mA에서 측정된 일반적인 성능 파라미터입니다.

• 광도 (Iv):45.0 mcd (최소), 90.0 mcd (일반). 이는 밀리칸델라로 측정된 광 출력입니다. 이 값은 명시(인간 눈) 반응 곡선(CIE)에 맞게 필터링된 센서를 사용하여 측정됩니다.
• 시야각 (2θ1/2):130° (일반). 이 넓은 시야각은 광이 넓고 람베르트 패턴으로 방출됨을 나타내며, 넓은 가시성이 필요한 애플리케이션에 적합합니다.
• 피크 방출 파장 (λP):611 nm (일반). 스펙트럼 출력이 가장 강한 특정 파장입니다.
• 주 파장 (λd):605 nm (일반). 이는 LED의 색상을 정의하는 인간의 눈이 인지하는 단일 파장으로, CIE 색도도에서 도출됩니다.
• 스펙트럼 선 반폭 (Δλ):17 nm (일반). 이는 스펙트럼 순도를 나타냅니다. 더 좁은 폭은 더 단색(순수한 색상) 출력을 의미합니다.
• 순방향 전압 (VF):IF=20mA에서 2.0V (최소), 2.4V (일반). LED가 동작할 때 걸리는 전압 강하입니다. 이는 전류 제한 회로 설계에 매우 중요합니다.
• 역방향 전류 (IR):VR=5V에서 10 µA (최대). 장치가 역바이어스될 때의 작은 누설 전류입니다.
• 정전 용량 (C):VF=0V, f=1MHz에서 40 pF (일반). 접합 용량으로, 고속 스위칭 애플리케이션에서 관련될 수 있습니다.

3. 빈닝 시스템 설명

LED의 광도는 배치마다 다를 수 있습니다. 최종 사용자에게 일관성을 보장하기 위해 제품은 측정된 성능을 기반으로 "빈"으로 분류됩니다. LTST-C150KFKT의 경우, 주요 빈닝은 20mA에서의 광도에 대한 것입니다.

• 빈 코드 P:45.0 - 71.0 mcd
• 빈 코드 Q:71.0 - 112.0 mcd
• 빈 코드 R:112.0 - 180.0 mcd빈 코드 S:180.0 - 280.0 mcd

각 광도 빈에 +/-15%의 허용 오차가 적용됩니다. 균일한 밝기가 중요한 시스템(예: 다중 LED 디스플레이 또는 백라이트)을 설계할 때, 단일 빈 코드를 지정하거나 빈 범위를 이해하는 것은 가시적인 밝기 불일치를 피하는 데 필수적입니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트(그림 1, 그림 6)에서 특정 그래프가 참조되지만, 그 함축된 특성은 AlInGaP LED에 표준적이며 설계에 중요합니다.

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

관계는 지수적입니다. 턴온 임계값(~1.8V)을 넘어서는 전압의 작은 증가는 전류의 큰 증가를 유발합니다. 이것이 열 폭주 및 파괴를 방지하기 위해 LED가 일정 전압원이 아닌 전류 제한 소스에 의해 구동되어야 하는 이유입니다.

4.2 광도 대 순방향 전류

광 출력은 일반적으로 동작 범위 내에서 순방향 전류에 비례합니다. 그러나 효율(와트당 루멘)은 일반적으로 최대 정격보다 낮은 전류에서 최고점에 도달하고, 열 증가로 인해 더 높은 전류에서 감소합니다.

4.3 온도 의존성

광도와 순방향 전압은 온도에 의존합니다. 접합 온도가 증가함에 따라:

• 광도 감소:출력이 크게 떨어질 수 있으며, 이는 열 관리에서 고려해야 할 요소입니다.
• 순방향 전압 감소:VF는 음의 온도 계수를 가집니다(AlInGaP의 경우 일반적으로 약 -2 mV/°C). 주변 온도가 크게 변동하면 단순한 저항 제한 회로의 전류에 영향을 줄 수 있습니다.

4.4 스펙트럼 분포

스펙트럼 출력 곡선은 611 nm 피크를 중심으로 할 것입니다. 17 nm 반폭은 상대적으로 좁은 스펙트럼을 나타내며, AlInGaP와 같은 직접 밴드갭 반도체의 특징으로 순수한 오렌지 색상을 생성합니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

장치는 표준 EIA 표면 실장 패키지 외형을 따릅니다. 주요 치수 정보는 다음과 같습니다:

• 모든 주요 치수는 밀리미터 단위입니다.달리 명시되지 않는 한 ±0.10 mm의 표준 허용 오차가 적용됩니다.

데이터시트에는 LED 본체에 대한 상세한 치수 도면이 포함되어 있으며, 이는 PCB 풋프린트(랜드 패턴)를 생성하는 데 필수적입니다. 신뢰할 수 있는 솔더 접합과 리플로우 중 적절한 정렬을 보장하기 위해 제안된 솔더링 패드 레이아웃도 제공됩니다. 극성은 장치의 캐소드 마크(일반적으로 패키지 한쪽의 노치, 녹색 선 또는 기타 시각적 표시)로 표시됩니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

데이터시트는 두 가지 제안된 적외선(IR) 리플로우 프로파일을 제공합니다:

1. 일반 공정용:주석-납(SnPb) 솔더에 적합한 표준 프로파일입니다.
2. 무연 공정용:SAC(Sn-Ag-Cu)와 같은 무연 솔더 페이스트에 최적화된 프로파일입니다. 이 프로파일은 일반적으로 무연 합금의 더 높은 녹는점을 수용하기 위해 더 높은 피크 온도(최대 260°C)를 가집니다. 액상선 이상 시간(TAL)과 램프 속도는 열 충격을 방지하고 LED의 에폭시 패키지를 손상시키지 않으면서 적절한 솔더 접합 형성을 보장하는 데 중요합니다.

6.2 보관 조건

LED는 습기에 민감한 장치입니다. 장기간 주변 습도에 노출되면 흡수된 수분의 급속한 증발로 인해 고온 리플로우 솔더링 공정 중 "팝콘 현상"(패키지 균열)이 발생할 수 있습니다.

• 권장 보관:30°C 및 상대 습도 70%를 초과하지 않습니다.
• 백 외부 노출 시간:원래의 습기 차단 백에서 제거된 경우, LED는 일주일 이내에 리플로우되어야 합니다.
• 장기 보관/베이킹:원래 포장 외부에서 일주일 이상 보관하는 경우, 건조제가 있는 밀폐 용기나 질소 환경에 보관하십시오. 이렇게 일주일 이상 보관된 LED는 솔더링 전에 수분을 제거하기 위해 약 60°C에서 최소 24시간 동안 베이킹해야 합니다.

6.3 세척

지정된 세정제만 사용해야 합니다. 지정되지 않은 화학 물질은 에폭시 렌즈나 패키지를 손상시킬 수 있습니다. 솔더링 후 세척이 필요한 경우, 상온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 1분 미만 담그는 것이 권장됩니다.

7. 패키징 및 주문 정보

제품은 자동 조립을 위한 산업 표준 패키징으로 공급됩니다:

• 테이프 및 릴:8mm 너비의 엠보싱 캐리어 테이프.
• 릴 크기:7인치 직경.
• 릴당 수량:3000개.
• 최소 주문 수량 (MOQ):잔여 수량의 경우 500개.
• 패키징 표준:ANSI/EIA-481-1-A-1994 사양을 준수합니다. 테이프의 빈 포켓은 커버 테이프로 밀봉됩니다.

부품 번호 LTST-C150KFKT는 일반적인 제조업체 코딩 시스템을 따르며, 요소는 시리즈, 색상, 광도 빈, 렌즈 유형 및 패키징을 나타낼 가능성이 높습니다.

8. 애플리케이션 제안

8.1 일반적인 애플리케이션 시나리오

이 LED는 오렌지 상태 표시, 백라이트 또는 장식 조명이 필요한 다양한 애플리케이션에 적합합니다. 포함 사항:

• 소비자 가전(오디오/비디오 장비, 가전제품).
• 산업 제어 패널 및 계측기.
• 자동차 실내 조명(비중요).
• 간판 및 장식 조명.
• PCB의 범용 표시등.

중요 참고:데이터시트는 이 LED가 "일반 전자 장비"용임을 명시적으로 언급합니다. 고장이 생명이나 건강을 위협할 수 있는 예외적인 신뢰성이 필요한 애플리케이션(항공, 의료, 운송 안전 시스템)의 경우, 설계 전에 제조업체와 상담이 필요합니다.

8.2 설계 고려사항 및 회로 구성

구동 방법:LED는 전류 구동 장치입니다. 가장 중요한 설계 규칙은 순방향 전류를 제어하는 것입니다.

• 권장 회로 (회로 A):각 LED마다 직렬 전류 제한 저항을 사용하십시오. 이는 여러 LED를 병렬로 연결할 때 필수적입니다. 개별 LED의 순방향 전압(VF)의 자연적 변동을 보상하기 때문입니다. 개별 저항 없이는 VF가 약간 낮은 LED가 불균형적으로 더 많은 전류를 끌어들여 불균일한 밝기와 잠재적인 과전류 고장으로 이어질 수 있습니다.
• 비권장 회로 (회로 B):단일 공유 전류 제한 저항으로 여러 LED를 직접 병렬 연결하는 것은 위에서 설명한 전류 독점 위험으로 인해 권장되지 않습니다.

직렬 저항(R)의 값은 옴의 법칙을 사용하여 계산됩니다: R = (공급 전압 - LED_VF) / 원하는 전류. 보수적인 설계를 위해 항상 데이터시트의 일반 또는 최대 VF를 사용하십시오.

8.3 정전기 방전 (ESD) 보호

LED는 정전기 방전에 민감합니다. ESD는 잠재적 또는 치명적인 손상을 일으킬 수 있으며, 높은 역방향 누설 전류, 낮은 순방향 전압 또는 낮은 전류에서 점등되지 않는 것으로 나타납니다.

예방 조치에는 다음이 포함됩니다:

• 처리 시 전도성 손목 스트랩 또는 방전 장갑 사용.
• 모든 작업대, 장비 및 보관 랙이 적절하게 접지되었는지 확인.
• 플라스틱 렌즈에 축적될 수 있는 정전기를 중화시키기 위해 이온화기 사용.

잠재적 ESD 손상을 테스트하려면 LED가 점등되는지 확인하고 낮은 테스트 전류(예: 1-5mA)에서 VF를 측정하십시오. 비정상적인 판독값은 가능한 손상을 나타냅니다.

9. 기술 비교 및 차별화

LTST-C150KFKT의 주요 차별화 요소는 재료 시스템과 패키지 설계에 뿌리를 두고 있습니다:

• AlInGaP 칩 기술:표준 GaAsP와 같은 오래된 기술과 비교하여, AlInGaP는 훨씬 더 높은 발광 효율과 밝기, 더 나은 온도 안정성 및 더 긴 동작 수명을 제공합니다. 이는 높은 가시성과 신뢰성이 요구되는 애플리케이션에 우수합니다.
• Water Clear 렌즈:광을 산란시키고 색상 순도를 낮출 수 있는 확산 또는 착색 렌즈와 비교하여 더 포화되고 생생한 색상을 제공합니다. 이는 색상 정의가 중요한 애플리케이션에 이상적입니다.
• 무연 및 RoHS 준수:현대 환경 규정을 충족하며, 이는 오늘날 판매되는 대부분의 전자제품에 대한 필수 요구 사항입니다.
• 넓은 시야각 (130°):우수한 축외 가시성을 제공하며, 다양한 각도에서 볼 수 있어야 하는 패널 표시등에 유리합니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

10.1 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇인가요?

피크 파장 (λP)는 LED가 가장 많은 광 출력을 방출하는 물리적 파장으로, 스펙트럼에서 직접 측정됩니다.주 파장 (λd)는 우리가 보는 단일 색상을 가장 잘 나타내는 인간의 색상 인지(CIE 차트)를 기반으로 계산된 값입니다. 이 오렌지 LED와 같은 단색 LED의 경우 종종 가깝지만, 설계에서 색상 사양을 위한 더 관련성 있는 파라미터는 λd입니다.

10.2 왜 20mA 테스트 전류를 사용하나요?

20mA는 역사적으로 많은 소신호 LED의 표준 구동 전류였으며, 밝기, 효율 및 전력 소산 사이의 좋은 균형을 제공합니다. 이는 다른 LED 모델을 비교하기 위한 공통 참조점 역할을 합니다. 애플리케이션은 다른 전류를 사용할 수 있지만, 모든 성능 파라미터(Iv, VF)는 그에 따라 비례하며, 절대 최대 정격 내에 머물러야 합니다.

10.3 올바른 광도 빈을 어떻게 선택하나요?

애플리케이션의 밝기 요구 사항과 균일성 허용 오차를 기반으로 빈을 선택하십시오. 단일 표시등의 경우 어떤 빈이든 충분할 수 있습니다. 모든 LED가 동일하게 밝게 보여야 하는 배열의 경우, 단일하고 좁은 빈(예: 빈 Q)을 지정하고 잔여 사소한 변동을 가리기 위해 광학 확산을 구현해야 합니다.

10.4 이 LED를 3.3V 또는 5V 마이크로컨트롤러 핀에서 직접 구동할 수 있나요?

아니요, 직접은 안 됩니다.마이크로컨트롤러 GPIO 핀은 전압원이며 전류원이 아니며, 일반적으로 출력 전압을 유지하면서 일관된 20mA를 공급할 수 없습니다. 더 중요한 것은 LED의 음의 온도 계수에 대한 보호 기능이 없다는 것입니다. 당신은반드시8.2절에서 설명한 대로 직렬 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 3.3V 공급 및 20mA 목표에 대한 저항 값은 대략 (3.3V - 2.4V) / 0.02A = 45 옴입니다. 표준 47 옴 저항이 적합한 선택이 될 것입니다.

11. 실용적인 설계 및 사용 사례 연구

시나리오:"시스템 활성"을 신호하기 위해 세 개의 밝고 균일한 오렌지 LED가 필요한 산업 장비용 상태 표시 패널 설계.

1. 구성 요소 선택:LTST-C150KFKT는 높은 밝기(빈 S에서 최대 280mcd), 오렌지 색상 및 자동 조립에 적합한 SMD 패키지로 선택되었습니다.
2. 회로 설계:시스템 전원 레일은 5V입니다. 균일한 밝기를 보장하기 위해 세 개의 동일한 구동 회로가 사용되며, 각 LED마다 하나씩입니다. 일반 VF 2.4V와 설계 전류 20mA를 사용하여 직렬 저항 값을 계산합니다: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 옴. 가장 가까운 표준 값인 130 또는 120 옴이 선택됩니다. 저항의 전력 정격은 (5V-2.4V)*0.02A = 0.052W이므로, 표준 1/8W(0.125W) 저항이 충분히 적합합니다.
3. PCB 레이아웃:데이터시트의 제조업체 제안 솔더링 패드 치수를 사용하여 PCB 풋프린트를 생성합니다. 열 방출을 위해 LED 사이에 충분한 간격을 유지합니다.
4. 열 고려사항:패널은 외장 내부에 있습니다. 광 출력을 감소시킬 수 있는 온도 상승을 완화하기 위해, LED 패드 근처에 작은 열 릴리프 비아를 배치하여 열을 다른 PCB 레이어로 전도하고, 외장에는 환기구가 있습니다.
5. 조달:시각적 균일성을 보장하기 위해, 생산에 필요한 모든 3,000개에 대해 "빈 코드 S"를 지정합니다.

12. 동작 원리

LTST-C150KFKT의 발광은 AlInGaP 재료로 만들어진 반도체 p-n 접합의 전계 발광을 기반으로 합니다. 순방향 전압이 가해지면 n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 접합을 가로질러 주입됩니다. 이러한 전하 캐리어가 반도체의 활성 영역에서 재결합할 때 에너지를 방출합니다. AlInGaP와 같은 직접 밴드갭 재료에서 이 에너지는 주로 광자(빛) 형태로 방출됩니다. 방출된 빛의 특정 파장(색상)은 반도체 재료의 밴드갭 에너지에 의해 결정되며, 이는 약 2.03 eV로 결정 성장 과정 중에 설계되어 약 611 nm의 오렌지 빛에 해당합니다. "Water Clear" 에폭시 캡슐은 칩을 보호하고 기계적 안정성을 제공하며, 광 출력 빔을 형성하는 렌즈 역할을 합니다.

13. 기술 트렌드

LED 기술의 발전은 LTST-C150KFKT와 같은 구성 요소와 관련된 몇 가지 주요 영역에 계속 초점을 맞추고 있습니다:

• 효율 증가 (lm/W):지속적인 재료 과학 연구는 비방사 재결합을 줄이고 칩에서의 광 추출을 개선하여 동일한 전류에서 더 밝은 LED 또는 더 낮은 전력에서 동일한 밝기를 제공하는 것을 목표로 합니다.
• 색상 일관성 및 빈닝 개선:에피택셜 성장 및 제조 공정 제어의 발전으로 파라미터 분포가 더욱 좁아져 광범위한 빈닝 필요성을 줄이고 생산 직후 더 일관된 성능을 제공합니다.
• 소형화:더 작은 전자 장치를 위한 추진력은 광학 출력을 유지하거나 개선하면서 더 작은 패키지 풋프린트의 LED를 요구합니다.
• 더 높은 신뢰성 및 수명:패키징 재료(에폭시, 실리콘) 및 다이 부착 기술의 개선으로 열 사이클링, 습도 및 기타 환경 스트레스에 대한 저항성이 향상되어 동작 수명이 연장됩니다.
• 통합:다중 LED 칩(예: RGB), 제어 회로 또는 심지어 드라이버를 단일 패키지에 통합하여 최종 사용자 설계를 단순화하고 PCB 공간을 줄이는 추세입니다.

LTST-C150KFKT와 같은 구성 요소는 이러한 진화에서 성숙하고 최적화된 지점을 나타내며, 표준 표시등 애플리케이션을 위한 신뢰할 수 있고 고성능 솔루션을 제공합니다.