역방향 장착 칩 LED LTST-C230KSKT 데이터시트 - 노란색 - 20mA - 2.4V - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 기술을 활용한 고휘도 역방향 장착 칩 LED의 사양을 상세히 설명합니다. 이 소자는 표면 실장 응용을 위해 설계되었으며 노란색 빛을 방출하는 워터클리어 렌즈를 특징으로 합니다. 7인치 직경 릴에 감긴 8mm 테이프에 패키징되어 자동 피크 앤 플레이스 조립 시스템 및 표준 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정과 완벽하게 호환됩니다. 본 제품은 RoHS(유해물질 제한) 지침을 준수하여 친환경 제품으로 분류됩니다.

1.1 핵심 특징 및 목표 시장

이 LED의 주요 특징은 특정 광학적 또는 기계적 레이아웃에 유리할 수 있는 역방향 장착 설계와 높은 효율성과 안정성으로 알려진 초고휘도 AlInGaP 칩의 사용을 포함합니다. 패키지는 EIA(전자 산업 연합) 표준을 준수하여 광범위한 호환성을 보장합니다. I.C.(집적 회로) 호환 구동 특성으로 마이크로컨트롤러 출력 또는 구동 회로와 직접 인터페이싱하는 데 적합합니다. 이 LED는 신뢰할 수 있는 자동화 조립이 필요한 소비자 가전, 산업용 표시등, 자동차 실내 조명 및 일반 백라이트 응용 분야를 목표로 합니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

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

• 전력 소산(Pd):75 mW. 이는 LED 패키지가 열로 소산할 수 있는 최대 전력량입니다.
• 피크 순방향 전류(I_F(PEAK)):80 mA. 이는 과열을 방지하기 위해 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서만 허용됩니다.
• DC 순방향 전류(I_F):30 mA. 이는 신뢰할 수 있는 장기 작동을 위해 권장되는 최대 연속 전류입니다.
• 역방향 전압(V_R):5 V. 역방향 바이어스에서 이 전압을 초과하면 접합 파괴가 발생할 수 있습니다.
• 작동 및 저장 온도 범위:-55°C ~ +85°C. 소자는 이 넓은 산업용 온도 범위에서 작동 및 저장이 가능하도록 정격화되었습니다.
• 적외선 솔더링 조건:무연(Pb-free) 리플로우 솔더링 프로파일을 준수하여 260°C 피크 온도를 10초 동안 견딥니다.

2.2 전기 및 광학적 특성

이는 달리 명시되지 않는 한 Ta=25°C 및 I_F=20mA에서 측정한 대표적인 성능 파라미터입니다.

• 광도(I_V):18.0 - 60.0 mcd (밀리칸델라). 실제 광도는 빈닝됩니다(섹션 3 참조). 측정은 CIE 눈 반응 곡선을 따릅니다.
• 시야각(2θ_1/2):130도. 이 넓은 시야각은 영역 조명에 적합한 확산된, 비집속 광 방출 패턴을 나타냅니다.
• 피크 방출 파장(λ_P):588 nm. 이는 스펙트럼 파워 출력이 최대가 되는 파장입니다.
• 주 파장(λ_d):587 nm. CIE 색도도에서 유도된 이 단일 파장은 LED의 지각된 색상(노란색)을 가장 잘 나타냅니다.
• 스펙트럼 선 반폭(Δλ):15 nm. 이 좁은 대역폭은 AlInGaP LED의 특징으로, 포화된 색 순도를 제공합니다.
• 순방향 전압(V_F):20mA에서 2.0V (최소), 2.4V (대표). 이 파라미터는 전류 제한 회로 설계에 매우 중요합니다.
• 역방향 전류(I_R):V_R=5V에서 10 μA (최대).
• 정전용량(C):V_F=0V, f=1MHz에서 40 pF (대표). 고속 스위칭 응용과 관련이 있습니다.

3. 빈닝 시스템 설명

LED의 광도는 일관성을 보장하기 위해 빈으로 분류됩니다. 빈 코드는 20mA에서 측정된 최소 및 최대 광도 범위를 정의합니다. 각 빈 내의 허용 오차는 +/-15%입니다.

• 빈 M:18.0 - 28.0 mcd
• 빈 N:28.0 - 45.0 mcd
• 빈 P:45.0 - 71.0 mcd
• 빈 Q:71.0 - 112.0 mcd
• 빈 R:112.0 - 180.0 mcd

이 시스템을 통해 설계자는 응용 분야에 필요한 밝기 수준의 LED를 선택할 수 있어 다중 LED 어레이에서 시각적 균일성을 보장합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에서 특정 그래프가 참조되지만(예: 그림1, 그림5), 이러한 LED의 대표적인 곡선은 다음과 같습니다:

• I-V(전류-전압) 곡선:순방향 전압과 전류 사이의 지수적 관계를 보여줍니다. 무릎 전압은 약 2.0-2.4V입니다.
• 광도 대 순방향 전류:광도는 최대 정격 전류까지 전류에 거의 선형적으로 증가합니다.
• 광도 대 주변 온도:양자 효율 감소 및 비방사적 재결합 증가로 인해 주변 온도가 증가함에 따라 광도는 일반적으로 감소합니다.
• 스펙트럼 분포:광 출력 대 파장을 보여주는 그래프로, 15nm 반폭으로 588nm에서 피크를 이룹니다.
• 시야각 패턴:광도가 온축 값의 절반으로 떨어지는 130도 전체 시야각을 보여주는 극좌표 다이어그램입니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

LED는 표준 SMD 패키지로 제공됩니다. 데이터시트에는 부품 자체에 대한 상세한 치수 도면(mm)이 포함되어 있습니다. 주요 기계적 참고사항은 다음과 같습니다:

• 대부분의 치수에 대한 허용 오차는 ±0.10mm입니다.
• 패키지는 역방향 장착을 위해 설계되었습니다.
• 신뢰할 수 있는 솔더 접합과 리플로우 중 적절한 정렬을 보장하기 위해 권장 솔더 패드 치수가 제공됩니다.
• 소자에 극성이 표시되어 있으며, 이는 올바른 설치에 매우 중요합니다.

5.1 테이프 및 릴 패키징

LED는 상단 커버 테이프로 밀봉된 8mm 캐리어 테이프에 공급되며, 7인치(178mm) 직경 릴에 감겨 있습니다.

• 릴당 수량:3000개.
• 최소 주문 수량(MOQ):잔여 수량의 경우 500개.
• 패키징 표준:ANSI/EIA-481 사양을 준수합니다.
• 누락된 부품:릴 표준당 최대 2개의 연속된 빈 포켓이 허용됩니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

무연 공정을 위한 권장 IR 리플로우 프로파일이 제공됩니다. 주요 파라미터는 다음과 같습니다:

• 예열:150-200°C.
• 예열 시간:최대 120초.
• 피크 온도:최대 260°C.
• 액상선 온도 이상 시간(피크에서):최대 10초. LED는 리플로우를 두 번 이상 적용해서는 안 됩니다.

이 프로파일은 JEDEC 표준을 기반으로 합니다. 설계자는 보드 설계, 솔더 페이스트 및 오븐 특성을 고려하여 특정 PCB 조립 공정을 특성화해야 합니다.

6.2 핸드 솔더링

핸드 솔더링이 필요한 경우:

• 인두 온도:최대 300°C.
• 솔더링 시간:리드당 최대 3초.
• 솔더링 사이클은 한 번으로 제한합니다.

6.3 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우:

• 지정된 용제만 사용하십시오: 상온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올.
• 침지 시간은 1분 미만이어야 합니다.
• 지정되지 않은 화학 물질은 LED 패키지를 손상시킬 수 있습니다.

6.4 저장 조건

• 밀봉 패키지(건조제 포함):≤30°C 및 ≤90% RH에서 저장하십시오. 1년 이내에 사용하십시오.
• 개봉 패키지:≤30°C 및 ≤60% RH에서 저장하십시오. 방습 포장에서 꺼낸 부품의 경우, 672시간(28일, MSL 2a) 이내에 IR 리플로우를 완료하는 것이 권장됩니다.
• 장기 저장(백 외부):건조제가 있는 밀폐 용기 또는 질소 건조기에 보관하십시오. 672시간 이상 보관한 경우, 솔더링 전에 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 중 "팝콘 현상"을 방지하기 위해 최소 20시간 동안 60°C에서 베이킹하십시오.

7. 응용 제안 및 설계 고려사항

7.1 대표적인 응용 시나리오

• 상태 표시등:소비자 가전, 가전제품 및 네트워킹 장비에서.
• 백라이트:키패드의 키, 멤브레인 스위치 또는 소형 LCD 패널용.
• 자동차 실내 조명:계기판 아이콘, 스위치 조명 또는 분위기 조명용.
• 산업용 패널 표시등:제어판에서 명확한 시각적 상태를 제공합니다.

7.2 구동 방식 및 회로 설계

LED는 전류 구동 소자입니다. 안정적인 광 출력과 긴 수명을 보장하려면:

• 항상 전류 제한 저항 또는 정전류 구동기를 사용하십시오.전압원에 직접 연결하지 마십시오.
• 직렬 저항을 다음 공식으로 계산하십시오: R = (V_공급- V_F) / I_F. 보수적인 설계를 위해 데이터시트의 최대 V_F를 사용하십시오.
• 예를 들어, 5V 공급 전압과 I_F=20mA를 목표로 할 때: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ω. 표준 130Ω 또는 150Ω 저항이 적합합니다.
• PWM(펄스 폭 변조) 디밍의 경우, 가시적인 깜빡임을 피하기 위해 주파수가 충분히 높아야 합니다(>100Hz).

7.3 정전기 방전(ESD) 주의사항

LED는 ESD에 민감합니다. 취급 및 조립 중 항상 다음 주의사항을 따르십시오:

• 접지된 손목 스트랩 또는 정전기 방지 장갑을 사용하십시오.
• 모든 작업대, 도구 및 기계가 적절하게 접지되어 있는지 확인하십시오.
• ESD 안전 포장에 LED를 저장 및 운송하십시오.

8. 기술 비교 및 차별화

기존의 스루홀 LED 또는 다른 SMD 유형과 비교하여, 이 소자는 다음과 같은 여러 가지 장점을 제공합니다:

• 역방향 장착 설계:발광 표면이 PCB에 더 가깝거나 특정 광 추출 각도가 필요한 광학 설계에 유연성을 제공합니다.
• AlInGaP 기술:GaAsP와 같은 오래된 기술에 비해 더 높은 효율성과 더 나은 온도 안정성을 제공하여 더 밝고 일관된 노란색 광 출력을 제공합니다.
• 완전한 SMD 호환성:테이프 및 릴 패키징과 IR 리플로우 호환성으로 고속, 저비용 자동화 조립이 가능하여 제조 시간과 수작업 오류 가능성을 줄입니다.
• 넓은 시야각:130도의 각도는 좁은 빔이 아닌 넓고 균일한 조명을 제공하여 표시등 응용에 이상적입니다.

9. 자주 묻는 질문(FAQ)

Q1: 피크 파장(588nm)과 주 파장(587nm)의 차이는 무엇입니까?

A1: 피크 파장은 최대 스펙트럼 출력의 물리적 지점입니다. 주 파장은 인간의 눈이 지각하는 색상과 가장 잘 일치하는 색도 측정에서 계산된 값입니다. 이러한 단색 LED의 경우 두 값은 종종 매우 가깝습니다.

Q2: 이 LED를 30mA로 연속 구동할 수 있습니까?

A2: 예, 30mA는 최대 정격 DC 순방향 전류입니다. 그러나 최적의 수명과 높은 주변 온도를 고려하여, 일반적인 20mA 이하로 구동하는 것이 권장됩니다. 항상 PCB의 열 관리를 고려하십시오.

Q3: "역방향 장착"이 무엇을 의미합니까?

A3: 표준 SMD LED에서는 렌즈가 PCB에서 멀어지는 방향을 향합니다. 역방향 장착 설계에서는 LED가 렌즈가 PCB쪽을 향하도록장착됩니다. 이는 빛이 빠져나갈 수 있도록 PCB에 구멍이나 개구부가 필요한 경우가 많아 독특한 광학 통합을 가능하게 합니다.

Q4: 파트 번호의 빈 코드를 어떻게 해석합니까?

A4: 빈 코드(예: KSKT)는 발췌문에 완전히 상세히 설명되어 있지 않지만 일반적으로 특정 광도 범위 및 때로는 색도에 해당합니다. 제공된 별도의 빈 목록(M, N, P, Q, R)은 주문된 광도 등급을 지정하는 데 사용됩니다. 파트 번호 접미사의 정확한 매핑을 위해 제조사의 전체 빈닝 문서를 참조하십시오.

10. 실용적인 설계 사례 연구

시나리오:3.3V 마이크로컨트롤러 레일로 구동되는 휴대용 장치용 저전력 노란색 상태 표시등 설계.

설계 단계:

1. 전류 선택:낮은 전력 소모와 좋은 가시성을 유지하기 위해 10mA의 구동 전류를 선택합니다. 대표적인 곡선에 따르면, 10mA에서의 광도는 전류에 거의 비례할 것입니다(20mA 값의 약 절반).
2. 저항 계산:대표적인 V_F= 2.4V 및 공급 전압 = 3.3V를 사용합니다. R = (3.3V - 2.4V) / 0.01A = 90 Ω. 가장 가까운 표준 값은 91 Ω입니다.
3. 전력 소산 확인:LED의 전력: P_LED= V_F* I_F= 2.4V * 0.01A = 24 mW, 최대 75 mW보다 훨씬 낮습니다. 저항의 전력: P_R= (0.01A)^2 * 91Ω = 9.1 mW.
4. PCB 레이아웃:데이터시트의 권장 솔더 패드 치수를 따르십시오. 풋프린트의 극성 표시가 LED의 캐소드 표시와 일치하는지 확인하십시오. 역방향 장착 기능을 사용하는 경우, LED 위치 아래 PCB에 적절한 개구부를 설계하십시오.
5. ESD 및 조립:조립 가이드에 ESD 주의사항을 명시하십시오. 공정 검증을 위한 시작점으로 권장 리플로우 프로파일 파라미터를 사용하십시오.

11. 기술 원리 소개

이 LED는 기판 위에 성장된 AlInGaP 반도체 재료를 기반으로 합니다. p-n 접합에 순방향 전압이 가해지면 전자와 정공이 활성 영역으로 주입되어 재결합합니다. AlInGaP와 같은 직접 밴드갭 재료에서 이 재결합은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 노란색 빛(~587-588 nm)의 특정 파장은 AlInGaP 합금 조성의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. 워터클리어 에폭시 렌즈는 칩을 캡슐화하여 기계적 보호를 제공하고, 광 출력을 형성하며(130도 시야각), 광 추출 효율을 향상시킵니다.

12. 산업 동향

SMD LED 시장은 계속해서 다음과 같은 방향으로 진화하고 있습니다:

• 더 높은 효율성:와트당 더 많은 루멘(lm/W), 동일한 광 출력에 대한 에너지 소비 감소.
• 소형화:더 작은 패키지 크기(예: 0402, 0201), PCB에서의 더 높은 밀도 가능.
• 개선된 색상 일관성:광도 및 색도 좌표에 대한 더 엄격한 빈닝 허용 오차, 균일한 외관이 필요한 응용 분야에 중요.
• 향상된 신뢰성:고온 및 고습 조건에서 더 나은 성능, 자동차와 같은 까다로운 환경에서 작동 수명 연장.
• 통합 솔루션:내장 전류 제한 저항, ESD 보호용 제너 다이오드 또는 심지어 드라이버 IC가 내장된 LED, 회로 설계 단순화.

이 역방향 장착 AlInGaP LED는 이러한 광범위한 동향 내에서 성숙하고 신뢰할 수 있는 솔루션을 나타내며, 다양한 표시등 응용 분야에 대해 성능, 비용 및 제조 가능성의 균형을 제공합니다.