오렌지 SMD LED LTST-M670KFKT 데이터시트 - AlInGaP - 120° 시야각 - 20mA - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 표면 실장 장치(SMD) 발광 다이오드(LED)에 대한 완전한 기술 사양을 제공합니다. 본 장치는 광원으로 알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AlInGaP) 반도체 물질을 사용하는 오렌지 LED로, 투명 렌즈 패키지에 장착되어 있습니다. 자동화 조립 공정에 맞게 설계되었으며 적외선 리플로우 솔더링 기술과 호환되어 인쇄 회로 기판(PCB) 상의 대량 생산에 적합합니다. 본 제품은 유해 물질 제한(RoHS) 지침을 준수하여 친환경 제품으로 분류됩니다.

1.1 핵심 장점 및 목표 시장

본 LED의 주요 장점은 생산을 간소화하는 자동 피크 앤 플레이스 장비와의 호환성, 그리고 현대적인 환경 및 제조 표준에 부합하는 무연 적외선 리플로우 솔더링 프로파일 적격성입니다. EIA(전자 산업 연합) 표준 패키지는 산업 표준 실장 시스템과의 기계적 호환성을 보장합니다. 또한 본 장치는 I.C.(집적 회로) 호환으로 설명되며, 이는 구동 특성이 일반적인 논리 레벨 출력과 직접 인터페이싱하기에 적합함을 의미합니다. 목표 애플리케이션은 신뢰할 수 있는 표시등 조명이 필요한 일반 전자 장비를 포함하여 광범위합니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 주변 온도(Ta) 25°C에서 지정됩니다.

• 전력 소산(Pd):72 mW. 이는 열 한계를 초과하지 않고 장치가 열로 소산할 수 있는 최대 전력량입니다.
• 피크 순방향 전류(IFP):80 mA. 이는 과열을 방지하기 위해 일반적으로 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서 지정되는 최대 허용 순간 순방향 전류입니다.
• DC 순방향 전류(IF):30 mA. 이는 정상 상태 조건에서 LED에 인가될 수 있는 최대 연속 순방향 전류입니다.
• 역방향 전압(VR):5 V. 역방향으로 이 값을 초과하는 전압을 인가하면 항복이 발생하여 LED 접합을 손상시킬 수 있습니다.
• 동작 온도 범위:-40°C ~ +85°C. 장치가 지정된 파라미터 내에서 동작이 보장되는 주변 온도 범위입니다.
• 보관 온도 범위:-40°C ~ +100°C. 장치가 전원이 공급되지 않을 때 안전하게 보관할 수 있는 온도 범위입니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성

이는 별도로 명시되지 않는 한 Ta=25°C 및 시험 전류(IF) 20 mA에서 측정된 일반적인 성능 파라미터입니다.

• 광도(Iv):최소 140 mcd에서 일반 최대 450 mcd까지 범위입니다. 이는 CIE 명시 응답 곡선에 근사하는 필터를 사용하여 인간의 눈이 인지하는 LED의 밝기를 측정합니다.
• 시야각(2θ1/2):120도. 이는 광도가 중심축(0°)에서 측정된 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도입니다. 120° 각도는 넓은 시야 패턴을 나타냅니다.
• 피크 발광 파장(λP):611 nm. 이는 LED의 스펙트럼 파워 출력이 최대가 되는 파장입니다.
• 주 파장(λd):600 nm ~ 612 nm 범위입니다. 이는 CIE 색도도에서 도출되며 빛의 인지된 색상을 가장 잘 설명하는 단일 파장을 나타냅니다. 색상 사양을 위한 핵심 파라미터입니다.
• 스펙트럼 선 반치폭(Δλ):17 nm. 이는 최대 파워의 절반에서의 발광 스펙트럼 폭(반치폭)입니다. 17nm 값은 AlInGaP 오렌지 LED의 전형적인 값으로, 상대적으로 순수한 색상을 나타냅니다.
• 순방향 전압(VF):IF=20mA에서 1.8 V ~ 2.4 V 범위입니다. 이는 LED가 전류를 흘릴 때 LED 양단에 걸리는 전압 강하입니다.
• 역방향 전류(IR):VR=5V에서 최대 10 μA. 이는 지정된 역방향 전압이 인가될 때 흐르는 작은 누설 전류입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산의 일관성을 보장하기 위해 LED는 주요 파라미터에 따라 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 색상 및 전기적 성능에 대한 특정 요구 사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 순방향 전압 빈닝 (단위: V @20mA)

LED는 순방향 전압 강하에 따라 분류됩니다:
빈 코드 D2: 1.8V (최소) ~ 2.0V (최대)
빈 코드 D3: 2.0V (최소) ~ 2.2V (최대)
빈 코드 D4: 2.2V (최소) ~ 2.4V (최대)
각 빈의 허용 오차는 +/-0.1V입니다.

3.2 광도 빈닝 (단위: mcd @20mA)

LED는 밝기 출력에 따라 분류됩니다:
빈 코드 R2: 140.0 ~ 180.0 mcd
빈 코드 S1: 180.0 ~ 224.0 mcd
빈 코드 S2: 224.0 ~ 280.0 mcd
빈 코드 T1: 280.0 ~ 355.0 mcd
빈 코드 T2: 355.0 ~ 450.0 mcd
각 빈의 허용 오차는 +/-11%입니다.

3.3 주 파장 빈닝 (단위: nm @20mA)

LED는 정확한 색상(주 파장)에 따라 분류됩니다:
빈 코드 P: 600.0 ~ 603.0 nm
빈 코드 Q: 603.0 ~ 606.0 nm
빈 코드 R: 606.0 ~ 609.0 nm
빈 코드 S: 609.0 ~ 612.0 nm
각 빈의 허용 오차는 +/- 1nm입니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 다양한 조건에서의 장치 동작을 이해하는 데 필수적인 일반적인 특성 곡선을 참조합니다. 특정 그래프는 본문에 재현되지 않았지만, 그 함의는 아래에서 분석됩니다.

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

LED의 I-V 곡선은 지수적입니다. 20mA에서 지정된 순방향 전압 범위 1.8V ~ 2.4V의 경우, 설계자는 동작점이 이 범위 내에 있을 것으로 예상할 수 있습니다. 이 곡선은 적절한 전류 제한 저항 선택 및 구동 회로의 전압 요구 사항 이해에 도움이 됩니다.

4.2 광도 대 순방향 전류

이 곡선은 일반적으로 광도가 순방향 전류와 함께 증가하지만, 특히 전류가 최대 정격에 접근함에 따라 반드시 선형적인 방식으로 증가하지는 않음을 보여줍니다. 원하는 밝기 수준을 달성하는 데 필요한 구동 전류를 결정하는 데 중요합니다.

4.3 온도 특성

LED 성능은 온도에 의존합니다. 일반적으로 순방향 전압은 접합 온도가 증가함에 따라 감소하고, 광도도 감소합니다. 이러한 곡선을 이해하는 것은 전체 -40°C ~ +85°C 범위에서 동작하는 애플리케이션에서 일관된 성능을 보장하기 위해 중요합니다.

4.4 스펙트럼 분포

스펙트럼 출력 곡선은 피크 파장 611nm를 중심으로 반치폭 17nm로 다양한 파장에 걸쳐 방출되는 빛의 강도를 보여줍니다. 이는 오렌지 빛의 색상 순도를 정의합니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

5.1 장치 패키지 치수

LED는 표준 SMD 패키지로 공급됩니다. 데이터시트에는 모든 중요 치수(밀리미터 및 인치)가 포함된 상세한 치수 도면이 포함되어 있습니다. 주요 치수에는 본체 길이, 너비, 높이, 리드 간격 및 패드 권장 사항이 포함됩니다. 별도로 명시되지 않는 한 허용 오차는 일반적으로 ±0.2mm입니다. 이 정보는 PCB 랜드 패턴 설계에 중요합니다.

5.2 극성 식별

SMD LED는 PCB 상에서 올바르게 방향이 지정되어야 합니다. 데이터시트 도면은 패키지 본체의 표시 또는 비대칭 특징을 통해 캐소드(음극) 및 애노드(양극) 단자를 나타냅니다.

5.3 테이프 및 릴 패키징

자동화 조립을 위해 LED는 엠보싱 캐리어 테이프 및 릴에 공급됩니다.
테이프 치수:피더와의 호환성을 보장하기 위해 테이프 너비, 포켓 치수 및 커버 테이프 사양이 제공됩니다.
릴 사양:LED는 직경 7인치(178mm) 릴에 패키징됩니다. 각 릴에는 2000개가 들어 있습니다. 잔여 부품의 최소 포장 수량은 500개입니다. 패키징은 ANSI/EIA-481 사양을 준수합니다. 참고 사항은 빈 포켓이 밀봉되고 최대 두 개의 연속 누락 부품이 허용됨을 명시합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 적외선 리플로우 솔더링 프로파일

본 장치는 적외선 리플로우 솔더링 공정과 호환됩니다. 무연 솔더링을 위한 J-STD-020B를 준수하는 제안 프로파일이 제공됩니다. 이 프로파일의 주요 파라미터는 다음과 같습니다:
예열:150-200°C.
예열 시간:최대 120초.
피크 온도:최대 260°C.
액상선 온도 이상 시간:적절한 솔더 접합 형성에 중요합니다 (3페이지의 프로파일 곡선에서 참조된 특정 시간).
이 프로파일은 일반적인 목표입니다. 최종 보드 레벨 프로파일은 특정 PCB 설계, 솔더 페이스트 및 사용된 오븐을 기반으로 특성화되어야 합니다.

6.2 핸드 솔더링 (솔더링 아이언)

핸드 솔더링이 필요한 경우 다음 제한 사항이 적용됩니다:
아이언 온도:최대 300°C.
솔더링 시간:접합당 최대 3초.
열 응력을 피하기 위해 핸드 솔더링은 한 번만 수행해야 합니다.

6.3 세척

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

6.4 보관 조건

적절한 보관은 솔더링성을 유지하는 데 필수적이며, 특히 습기에 민감한 부품의 경우 그렇습니다.
밀봉 패키지:≤30°C 및 ≤70% 상대 습도(RH)에서 보관하십시오. 건조제가 포함된 원래의 방습 백에 보관할 경우 유통 기한은 1년입니다.
개봉 패키지:밀봉 백에서 꺼낸 부품의 경우 보관 환경은 30°C 및 60% RH를 초과해서는 안 됩니다. 노출 후 168시간(7일) 이내에 IR 리플로우 솔더링을 완료하는 것이 권장됩니다. 더 오래 보관할 경우 부품은 건조제가 포함된 밀봉 용기 또는 질소 건조기에 보관해야 합니다. 168시간 이상 노출된 부품은 조립 전 약 60°C에서 최소 48시간 동안 베이킹하여 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 중 \"팝콘 현상\"을 방지해야 합니다.

7. 애플리케이션 제안 및 설계 고려 사항

7.1 일반적인 애플리케이션 회로

LED는 전류 구동 장치입니다. 가장 일반적인 구동 방법은 직렬 전류 제한 저항을 사용하는 것입니다. 저항 값(R)은 옴의 법칙을 사용하여 계산됩니다: R = (Vcc - VF) / IF, 여기서 Vcc는 공급 전압, VF는 LED 순방향 전압(신뢰성을 위해 빈 또는 데이터시트의 최대값 사용), IF는 원하는 순방향 전류(예: 20mA)입니다. 여러 LED의 경우 직렬로 연결하면 각 LED를 통해 동일한 전류가 흐르게 되어 균일한 밝기를 촉진합니다. 개별 저항 없이 병렬 연결은 권장되지 않습니다. VF의 약간의 변동이 상당한 전류 불균형을 초래할 수 있기 때문입니다.

7.2 PCB 패드 설계 (랜드 패턴)

데이터시트는 적외선 또는 증기상 리플로우 솔더링을 위한 권장 패드 레이아웃을 제공합니다. 이 권장 사항을 따르는 것은 신뢰할 수 있는 솔더 접합 달성, 적절한 정렬 및 툼스토닝 최소화에 중요합니다. 패드 설계는 열 질량 및 솔더 용량을 고려합니다.

7.3 열 관리

전력 소산이 상대적으로 낮지만(최대 72mW), PCB 상의 적절한 열 설계는 더 낮은 접합 온도를 유지하는 데 도움이 되어 발광 효율 및 장기 신뢰성을 향상시킵니다. 여기에는 열 비아 사용 또는 LED 패드에 연결된 충분한 구리 면적 보장이 포함될 수 있습니다.

7.4 적용 범위 및 주의 사항

본 LED는 사무 장비, 통신 장치 및 가전 제품과 같은 일반 전자 장비에서 사용하기 위한 것입니다. 고장이 생명이나 건강을 위협할 수 있는 예외적인 신뢰성이 필요한 애플리케이션(예: 항공, 의료 시스템, 안전 장치)의 경우 사용 전 특별한 상담 및 적격성이 필요합니다.

8. 기술 비교 및 차별화

이 AlInGaP 오렌지 LED는 특정 장점을 제공합니다. 기존 기술과 비교하여 AlInGaP는 더 높은 효율성과 시간 및 온도에 따른 더 나은 색상 안정성을 제공합니다. 120도 시야각은 SMD 표시 LED로서 특히 넓어서 축외 위치에서도 좋은 가시성을 제공합니다. 무연 솔더링을 위한 표준 IR 리플로우 프로파일과의 호환성은 현대적인 제조 라인에 적합한 현대적이고 친환경적인 선택입니다. 포괄적인 빈닝 구조는 색상 및 밝기 요구 사항에 기반한 정밀한 선택을 가능하게 하며, 이는 여러 표시기에 걸쳐 시각적 일관성이 필요한 애플리케이션에 중요합니다.

9. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 이 LED를 어떤 전류로 구동해야 합니까?
A: 일반적인 시험 조건은 20mA이며, 최대 연속 전류는 30mA입니다. 일반 표시기 사용 및 긴 수명을 위해 20mA로 구동하는 것이 표준입니다. 항상 직렬 전류 제한 저항을 사용하십시오.

Q: 광도 값을 어떻게 해석해야 합니까?
A: 광도(mcd)는 특정 방향에서의 밝기 측정값입니다. 20mA에서의 140-450 mcd 범위와 120° 시야각이 결합되면 축상에서 볼 때 밝게 보이고 넓은 영역에 걸쳐 가시성을 유지함을 의미합니다.

Q: 이 LED를 야외에서 사용할 수 있습니까?
A: -40°C ~ +85°C의 동작 온도 범위는 광범위한 주변 조건을 견딜 수 있음을 시사합니다. 그러나 패키지는 방수 또는 자외선 저항에 대해 특별히 등급이 매겨지지 않았습니다. 야외 사용의 경우 추가적인 환경 보호(컨포멀 코팅, 외함)가 필요합니다.

Q: 보관 조건이 왜 그렇게 중요합니까?
A: SMD 패키지는 공기 중의 수분을 흡수할 수 있습니다. 습한 부품이 리플로우 솔더링의 고온에 노출되면 수분의 급속한 증발로 인해 내부 박리 또는 균열(\"팝콘 현상\")이 발생하여 고장을 일으킬 수 있습니다. 보관 및 베이킹 지침을 준수하면 이를 방지할 수 있습니다.

10. 실용적인 설계 및 사용 사례

시나리오: 네트워크 라우터용 상태 표시 패널 설계.
패널에는 다양한 링크 및 활동 상태를 나타내기 위해 여러 개의 오렌지 LED가 필요합니다. 사용자 경험을 위해 균일한 색상과 밝기가 중요합니다.
설계 단계:
1. 빈닝 선택:주 파장(예: 빈 R: 606-609nm) 및 광도(예: 빈 T1: 280-355 mcd)에 대한 빈을 지정하여 패널의 모든 LED가 동일하게 보이도록 합니다.
2. 회로 설계:라우터의 논리 공급 전압은 3.3V입니다. 최대 VF 2.4V(빈 D4 기준) 및 목표 IF 20mA를 사용하여 직렬 저항을 계산합니다: R = (3.3V - 2.4V) / 0.020A = 45 옴. 표준 47옴 저항이 사용됩니다.
3. PCB 레이아웃:데이터시트의 권장 패드 치수를 사용하십시오. 광학적 크로스토크를 방지하기 위해 넓은 120° 시야각에 충분한 간격으로 LED를 배치하십시오.
4. 조립:공장에서 제공된 J-STD-020B 리플로우 프로파일을 따르도록 하십시오. 개봉된 릴의 부품이 168시간 이내에 사용되거나 적절히 베이킹되었는지 확인하십시오.
5. 결과:넓은 각도 범위에서도 선명하게 보이는 일관되게 밝고 균일한 색상의 오렌지 표시기가 있는 패널.

11. 동작 원리 소개

발광 다이오드는 전기발광을 통해 빛을 방출하는 반도체 장치입니다. p-n 접합에 순방향 전압이 인가되면 n형 물질의 전자가 활성 영역에서 p형 물질의 정공과 재결합합니다. 이 재결합은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 방출된 빛의 특정 파장(색상)은 사용된 반도체 물질의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. 본 장치에서 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 화합물 반도체는 오렌지 빛에 해당하는 밴드갭을 가지며, 주 파장은 600-612 nm 범위에 있습니다. 투명 에폭시 렌즈는 반도체 다이를 캡슐화하고 기계적 보호를 제공하며 지정된 120도 시야각을 달성하도록 빛 출력을 형성합니다.

12. 기술 동향

LED 기술의 발전은 본 장치와 같은 표시기 LED와 관련된 여러 핵심 영역에 계속 초점을 맞추고 있습니다. 효율성 개선(단위 전기 입력당 더 많은 빛 출력)은 지속적인 동향으로, 더 낮은 구동 전류에서 유사한 밝기를 가능하게 하여 전력 소비 및 열 발생을 줄일 수 있습니다. 패키징 재료의 발전은 고온 및 고습 조건에서 장기 신뢰성 및 색상 안정성을 향상시키는 것을 목표로 합니다. 또한 광학 성능을 유지하거나 개선하면서 패키지의 추가 소형화 추세도 있습니다. 더 나아가, 구동 전자 장치 또는 제어 기능(내장 전류 조정 또는 PWM 디밍과 같은)을 LED 패키지에 직접 통합하는 것은 더 고급 표시기 애플리케이션을 위한 개발 영역으로, 최종 사용자를 위한 회로 설계를 단순화합니다.