LTW-S225DSKS-PH SMD LED 데이터시트 - 사이드 뷰 듀얼 컬러(화이트/옐로우) - 패키지 치수 - 전압 2.5-3.7V/1.6-2.4V - 전력 72/62.5mW - 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 LTW-S225DSKS-PH, 즉 단일 콤팩트 패키지에 두 개의 별도 발광 칩을 통합한 사이드 뷰 듀얼 컬러 표면 실장 장치(SMD) LED의 완전한 기술 사양을 제공합니다. 이 부품은 자동화 조립 공정을 위해 설계되었으며, 주된 적용 분야는 신뢰할 수 있는 상태 표시 또는 백라이트 기능이 필요한 공간 제약이 있는 전자 장치입니다.

1.1 핵심 특징 및 타겟 시장

LTW-S225DSKS-PH는 현대 전자 제조에 적합하도록 설계된 몇 가지 핵심 특징을 갖추고 있습니다. 환경 규제 준수를 보장하는 RoHS(유해물질 제한) 지침을 준수합니다. 이 장치는 향상된 솔더링성을 위해 주석 도금 리드 프레임을 사용합니다. 화이트 발광을 위한 InGaN 기술 기반 칩과 옐로우 발광을 위한 AlInGaP 기술 기반 칩, 이 두 개의 초고휘도 반도체 칩을 통합하고 있습니다.

패키지는 EIA(전자 산업 연합) 표준을 준수하는 7인치 직경 릴에 표준 8mm 테이프 형식으로 공급되어 대량 생산에 일반적으로 사용되는 고속 자동 피크 앤 플레이스 장비와의 호환성을 용이하게 합니다. 또한 이 장치는 무연(Pb-free) PCB 조립의 표준인 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정과 호환되도록 설계되었습니다.

주요 타겟 적용 분야는 통신 장비(휴대전화 및 무선 전화 등), 사무 자동화 장치(노트북 컴퓨터 등), 네트워크 시스템, 다양한 가전 제품 및 실내 간판 또는 디스플레이 응용 분야에 걸쳐 있습니다. 구체적인 용도로는 키패드 또는 키보드 백라이트, 전원, 연결성 또는 시스템 상태를 위한 상태 표시등, 마이크로 디스플레이, 일반 신호 또는 심볼 조명 등이 있습니다.

2. 기술 파라미터: 심층 객관적 해석

LTW-S225DSKS-PH의 성능은 표준 조건(별도 명시되지 않는 한 Ta=25°C)에서 측정된 포괄적인 전기, 광학 및 열적 파라미터 세트로 정의됩니다. 이러한 파라미터를 이해하는 것은 적절한 회로 설계와 신뢰할 수 있는 동작에 매우 중요합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 한계에서 또는 그 이상으로 동작하는 것은 보장되지 않으며 장기적인 신뢰성 있는 성능을 위해 피해야 합니다.

• 전력 소산(Pd):화이트 칩의 경우 72 mW, 옐로우 칩의 경우 62.5 mW입니다. 이는 LED가 열로 소산할 수 있는 최대 전력량입니다.
• 피크 순방향 전류(I_FP):화이트의 경우 100 mA, 옐로우의 경우 60 mA입니다. 이는 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서 허용되는 최대 순간 전류입니다.
• DC 순방향 전류(I_F):화이트의 경우 20 mA, 옐로우의 경우 25 mA입니다. 이는 정상 동작을 위해 권장되는 최대 연속 순방향 전류입니다.
• 동작 온도 범위:-20°C ~ +80°C. LED가 기능하도록 설계된 주변 온도 범위입니다.
• 보관 온도 범위:-30°C ~ +85°C. 전원이 공급되지 않은 상태에서 장치를 보관할 수 있는 온도 범위입니다.
• 적외선 솔더링 조건:260°C에서 10초 동안 견딥니다. 이는 무연 리플로우 솔더링의 일반적인 프로파일입니다.

2.2 전기 및 광학 특성

이는 표준 테스트 전류 I_F= 20mA에서 측정된 일반적인 성능 파라미터입니다.

• 광도(I_V):화이트 LED의 경우, 광도는 최소 112.0 mcd에서 최대 450.0 mcd까지의 범위를 가집니다. 옐로우 LED의 경우, 범위는 45.0 mcd에서 180.0 mcd까지입니다. 특정 유닛의 실제 값은 해당 빈 등급에 따라 다릅니다(섹션 4 참조). 측정은 CIE 명시적 눈 반응 곡선에 근사하도록 필터링된 센서를 사용합니다.
• 시야각(2θ_1/2):두 색상 모두 일반적으로 130도입니다. 이는 광도가 중심축(0°)에서 측정된 광도의 절반이 되는 전체 각도입니다. 이러한 넓은 시야각은 사이드 뷰 LED의 특징입니다.
• 주 파장(λ_d):옐로우 LED에만 적용되며, 584.0 nm에서 596.0 nm까지의 범위를 가집니다. 이는 색상을 정의하는 인간의 눈이 인지하는 단일 파장입니다.
• 피크 방출 파장(λ_P):옐로우 LED의 경우 일반적으로 591.0 nm로, 스펙트럼 전력 분포의 피크를 나타냅니다.
• 색도 좌표(x, y):화이트 LED의 경우, 일반적인 좌표는 x=0.31, y=0.31로, CIE 1931 색도도에서 "쿨 화이트" 영역에 위치합니다. 옐로우 LED의 색상은 주 파장 빈에 의해 정의됩니다.
• 스펙트럼 선 반치폭(Δλ):옐로우 LED의 경우 일반적으로 15 nm로, 방출되는 빛의 스펙트럼 순도 또는 대역폭을 나타냅니다.
• 순방향 전압(V_F):화이트 LED: 최소 2.5V, 최대 3.7V. 옐로우 LED: 최소 1.6V, 최대 2.4V. 이는 20mA로 구동될 때 LED 양단에 걸리는 전압 강하입니다. 두 색상 간의 V_F차이는 상당하며, 특히 공통 전류원에서 구동될 경우 회로 설계 시 반드시 고려해야 합니다.
• 역방향 전류(I_R):역방향 전압(V_R) 5V에서 두 색상 모두 최대 10.0 μA입니다.중요 참고사항:데이터시트는 역방향 전압 조건이 적외선(IR) 테스트에만 적용되며, 이 장치는 역방향 동작을 위해 설계되지 않았다고 명시합니다. 적용 회로에서 역방향 바이어스를 인가하는 것은 권장되지 않습니다.

2.3 열적 고려사항

전력 소산 정격(72mW/62.5mW)은 열 관리와 직접적으로 관련이 있습니다. 이 한계를 초과하면 접합 온도가 증가하여 가속된 광속 감소(시간 경과에 따른 광 출력 감소), 색도 좌표의 이동 및 궁극적으로 장치 고장으로 이어질 수 있습니다. -20°C ~ +80°C의 동작 온도 범위는 주변 조건을 정의합니다. 설계자는 주변 온도와 전력 소산으로 인한 자체 발열의 복합 효과가 LED의 접합 온도를 안전한 한계 내로 유지하도록 해야 합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

대량 생산의 일관성을 보장하기 위해 LED는 주요 성능 파라미터에 따라 "빈"으로 분류됩니다. LTW-S225DSKS-PH는 다차원 빈닝 시스템을 사용합니다.

3.1 광도(I_V) 빈닝

LED는 20mA에서 측정된 광 출력을 기준으로 분류됩니다.

화이트 LED 빈:

• 빈 R:112.0 – 180.0 mcd
• 빈 S:180.0 – 280.0 mcd
• 빈 T:280.0 – 450.0 mcd

각 빈 내 허용 오차는 +/- 15%입니다.

옐로우 LED 빈:

• 빈 P:45.0 – 71.0 mcd
• 빈 Q:71.0 – 112.0 mcd
• 빈 R:112.0 – 180.0 mcd

각 빈 내 허용 오차는 +/- 15%입니다.

3.2 색조/색도 빈닝

화이트 LED의 경우, 색상 일관성은 CIE 1931 도표상의 특정 사각형(예: S1-1, S1-2, S2-1 등)으로 정의된 색도 좌표(x, y) 빈을 통해 관리됩니다. 각 색조 빈의 허용 오차는 x 및 y 좌표 모두에서 +/- 0.01입니다. 옐로우 LED의 경우, 더 간단한 주 파장 빈닝이 사용됩니다:

• 빈 H:584.0 – 590.0 nm
• 빈 J:590.0 – 596.0 nm

각 파장 빈의 허용 오차는 +/- 1 nm입니다.

이 빈닝 시스템은 설계자가 응용 분야에 대한 특정 밝기 및 색상 일관성 요구 사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있게 하여, 균일성이 중요한 다중 LED 백라이트 또는 상태 배열과 같은 응용 분야에 매우 중요합니다.

4. 성능 곡선 분석

구체적인 그래프가 제공된 텍스트에 완전히 상세히 설명되지는 않았지만, 이러한 LED의 일반적인 곡선은 다음과 같으며, 명시되지 않는 한 모두 25°C 주변 온도에서 측정됩니다:

4.1 전류 대 전압(I-V) 곡선

이 그래프는 순방향 전류(I_F)와 순방향 전압(V_F) 사이의 관계를 보여줍니다. 이는 다이오드 특성상 비선형입니다. AlInGaP(옐로우) 칩의 곡선은 일반적으로 InGaN(화이트) 칩(~3.0V)에 비해 더 낮은 무릎 전압(~1.8V)을 가집니다. 이 곡선은 간단한 저항 또는 정전류 드라이버를 사용하든, 전류 제한 회로 설계에 필수적입니다.

4.2 상대 광도 대 순방향 전류

이 그래프는 광 출력이 구동 전류에 따라 어떻게 증가하는지 보여줍니다. 일반적으로 일정 범위 내에서 선형이지만, 효율 저하 및 열적 효과로 인해 더 높은 전류에서 포화됩니다. 절대 최대 DC 전류(20/25mA) 근처 또는 그 이상에서 동작하는 것은 효율성과 수명을 감소시키므로 권장되지 않습니다.

4.3 상대 광도 대 주변 온도

LED 광 출력은 접합 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 이 곡선은 그 관계를 정량화합니다. AlInGaP LED(옐로우)의 경우, 감소가 일반적으로 InGaN LED(화이트)보다 더 두드러집니다. 이는 높은 주변 온도 또는 PCB상 열 관리가 좋지 않은 응용 분야에 대한 중요한 고려사항입니다.

4.4 스펙트럼 분포

옐로우 AlInGaP LED의 경우, 이는 591 nm를 중심으로 한 상대적으로 좁은 피크를 보여줄 것입니다. 화이트 InGaN LED의 경우, 스펙트럼은 훨씬 더 넓으며, 청색 InGaN 칩 방출과 형광체 층의 빛이 결합되어 가시 파장 전체에 걸친 연속 스펙트럼을 생성합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수 및 핀 할당

LTW-S225DSKS-PH는 사이드 뷰 SMD 패키지입니다. 주요 치수 참고사항: 모든 치수는 밀리미터 단위이며, 별도 명시되지 않는 한 표준 허용 오차는 ±0.1 mm입니다. 핀 할당은 올바른 방향을 위해 매우 중요합니다:

• 핀 1과 2는 AlInGaP 옐로우 칩에 할당됩니다.
• 핀 3과 4는 InGaN 화이트 칩에 할당됩니다.

물리적 레이아웃은 주 빛 방출이 패키지의 상단이 아닌 측면에서 나오도록 보장합니다.

5.2 권장 PCB 패드 설계 및 극성

데이터시트에는 인쇄 회로 기판상의 권장 솔더 패드 풋프린트에 대한 다이어그램이 포함되어 있습니다. 이 설계를 준수하면 신뢰할 수 있는 솔더링, 적절한 정렬 및 우수한 기계적 강도를 촉진합니다. 패드 패턴은 필요한 열 완화 및 솔더 볼륨도 제공합니다. 극성은 핀 번호로 표시되며, 애노드와 캐소드를 올바르게 연결하는 것이 필수적입니다. 역방향 전압을 인가하면 LED가 손상될 수 있습니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 적외선 리플로우 솔더링 공정

이 장치는 무연 조립의 표준인 적외선(IR) 리플로우 솔더링과 호환됩니다. 최대 정격 조건은 260°C에서 10초입니다. 실제로는 피크 온도가 240°C에서 260°C 사이이고, 솔더 페이스트에 적합한 액상선 온도 이상 시간(TAL)을 가진 표준 무연 리플로우 프로파일을 사용해야 합니다. LED 패키지 또는 내부 와이어 본드에 열 충격이나 손상을 피하기 위해 데이터시트의 제안 프로파일을 따라야 합니다.

6.2 세정

솔더링 후 세정은 주의해서 수행해야 합니다. 지정된 화학 물질만 사용해야 합니다. 데이터시트는 세정이 필요한 경우 상온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 1분 미만 담그는 것을 권장합니다. 지정되지 않았거나 강력한 화학 액체를 사용하면 LED의 에폭시 렌즈 또는 포장 재료가 손상되어 광 출력 감소 또는 조기 고장으로 이어질 수 있습니다.

6.3 보관 및 취급

정전기 방전(ESD) 주의:LED는 정전기 및 전압 서지에 민감합니다. 취급 시 정전기 방지 손목띠나 장갑을 사용하는 것이 권장됩니다. 모든 장비 및 작업대는 적절하게 접지되어야 합니다.

습기 민감도:LED는 건조제와 함께 습기 차단 백에 포장됩니다. 밀봉된 상태에서는 30°C 이하 및 90% 상대 습도(RH) 이하에서 보관해야 하며, 권장 유통 기한은 1년입니다. 원래 포장을 개봉한 후에는 보관 주변이 30°C 또는 60% RH를 초과해서는 안 됩니다. 드라이 팩에서 꺼낸 부품은 1주일 이내에 IR 리플로우 솔더링을 거쳐야 합니다(습기 민감도 레벨 3, MSL-3). 원래 백 외부에서 더 오래 보관할 경우, 건조제와 함께 밀폐 용기에 보관해야 합니다. 1주일 이상 개방 상태로 보관된 경우, 리플로우 중 "팝콘 현상"을 방지하기 위해 솔더링 전 약 60°C에서 최소 20시간 동안 베이크아웃이 필요합니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 사양

LTW-S225DSKS-PH는 산업 표준 엠보싱 캐리어 테이프, 8mm 너비, 7인치(178mm) 직경 릴에 감겨 공급됩니다. 각 릴에는 4000개가 들어 있습니다. 테이프 포켓은 운송 및 취급 중 부품을 보호하기 위해 상단 커버 테이프로 밀봉됩니다. 포장은 ANSI/EIA-481 사양을 준수합니다. 풀 릴 미만의 수량의 경우, 잔여물에 대해 최소 포장 수량 500개가 지정됩니다. 테이프는 최대 두 개의 연속 누락 부품(빈 포켓)을 허용하도록 설계되었습니다.

8. 적용 제안 및 설계 고려사항

8.1 일반적인 적용 회로

LTW-S225DSKS-PH 내의 각 색상 칩은 서로 다른 순방향 전압 특성으로 인해 독립적으로 구동되어야 합니다. 가장 간단한 구동 방법은 각 칩에 대해 직렬 전류 제한 저항을 사용하는 것입니다. 저항 값은 R = (V_공급- V_F) / I_F로 계산되며, 여기서 I_F는 원하는 구동 전류(예: 20mA)이고 V_F는 설계 마진에 따라 데이터시트의 일반적 또는 최대 순방향 전압입니다. 특히 온도 또는 공급 전압 변동에 걸쳐 더 나은 일관성과 안정성을 위해 정전류 드라이버 회로를 권장합니다.

8.2 설계 시 열 관리

SMD LED는 작지만, 효과적인 열 관리는 성능과 수명에 매우 중요합니다. PCB가 주요 방열판 역할을 합니다. LED의 열 패드에 연결된 충분한 구리 면적을 가진 권장 패드 설계를 사용하면 열을 효과적으로 발산하는 데 도움이 됩니다. 고전력 또는 고주변 온도 응용 분야의 경우, 패키지 아래에 추가 열 비아 또는 더 큰 구리 영역이 LED 접합에서 열을 전달하기 위해 필요할 수 있습니다.

8.3 광학 설계 고려사항

사이드 뷰 LED로서, 주 빛 방출은 PCB 표면과 평행합니다. 이는 에지 라이팅 도광판, 측면 발광 표시등 조명 또는 측면에서 키 백라이트에 이상적입니다. 설계자는 라이트 파이프, 렌즈 또는 확산판을 설계할 때 130도의 시야각을 고려하여 균일한 조명과 원하는 시각적 효과를 보장해야 합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

LTW-S225DSKS-PH의 주요 차별화 요소는 단일 SMD 패키지 내의 듀얼 컬러, 사이드 뷰 구성입니다. 이는 두 개의 별도 사이드 뷰 LED를 사용하는 것에 비해 PCB 공간을 절약합니다. 옐로우에 AlInGaP를 사용하는 것은 높은 효율성과 우수한 색 순도를 제공하며, InGaN 기반 화이트는 현대적인 쿨 화이트 광원을 제공합니다. 넓은 130도 시야각과 자동화 조립 및 리플로우 공정과의 호환성의 결합은 비용 효율적인 대량 생산을 위한 다목적 선택이 되게 합니다.

10. 자주 묻는 질문(기술 파라미터 기반)

Q: 화이트와 옐로우 칩을 동일한 전류 제한 저항으로 구동할 수 있나요?
A: 아니요. 순방향 전압(V_F20mA에서 화이트 약 3.2V 대 옐로우 약 2.0V)의 상당한 차이로 인해, 단일 저항과 병렬로 연결하면 심각한 전류 불균형이 발생하여 한 칩은 과구동되고 다른 칩은 저구동될 수 있습니다. 각 칩은 자체 독립적인 전류 제어가 필요합니다.

Q: 광도 빈 코드(예: R, S, T)의 의미는 무엇인가요?
A: 빈 코드는 표준 테스트 전류(20mA)로 구동될 때 해당 특정 LED의 보장된 광 출력 범위를 나타냅니다. 예를 들어, 빈 T의 화이트 LED는 빈 R(112-180 mcd)의 LED보다 더 밝을 것입니다(280-450 mcd). 설계자는 제품의 밝기 일관성을 보장하기 위해 필요한 빈을 지정합니다.

Q: 이 LED는 실외 적용에 적합한가요?
A: 데이터시트는 동작 온도 범위를 -20°C ~ +80°C로 지정하고 일반적인 실내 적용 분야를 나열합니다. 실외 사용의 경우, 더 넓은 온도 극한, 에폭시를 분해시키는 UV 노출 및 습기 침투와 같은 요소를 평가해야 합니다. 이 장치는 가혹한 환경을 위해 특별히 등급이 매겨지지 않았습니다.

Q: 습기 차단 백을 개봉한 후 1주일 리플로우 마감 기한은 얼마나 중요한가요?
A: 신뢰성에 매우 중요합니다. MSL-3 부품이 공기 중에서 너무 많은 습기를 흡수한 후 리플로우 솔더링의 고열에 노출되면, 습기의 급속한 기화로 인해 내부 박리 또는 균열("팝콘 현상")이 발생하여 즉각적 또는 잠재적 고장으로 이어질 수 있습니다. 마감 기한을 초과할 경우 베이킹 지침을 준수하십시오.

11. 실용 적용 예시

예시 1: 모바일 장치 상태 표시등:단일 LTW-S225DSKS-PH로 여러 상태를 제공할 수 있습니다. 화이트 LED는 "전원 켜짐" 또는 "완전 충전"을 나타낼 수 있고, 옐로우 LED는 "충전 중" 또는 "배터리 부족"을 나타낼 수 있습니다. 측면 방출은 빛이 장치 케이싱의 가장자리까지 이어지는 도광판에 결합되어 세련된 표시등을 만들 수 있게 합니다.

예시 2: 산업용 제어판 백라이트:이러한 LED 배열을 멤브레인 스위치 패널의 가장자리를 따라 배치할 수 있습니다. 화이트 LED는 저조도 조건에서 모든 키에 대한 일반 백라이트를 제공합니다. 옐로우 LED는 특정 기능 키(예: 비상 정지, 경고)에 연결되어 활성화될 때 뚜렷하고 주목을 끄는 색상을 제공할 수 있으며, 모두 동일한 콤팩트 부품 풋프린트를 사용합니다.

12. 동작 원리 소개

발광 다이오드(LED)는 전기발광을 통해 빛을 방출하는 반도체 장치입니다. p-n 접합에 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 재결합하여 광자의 형태로 에너지를 방출합니다. 빛의 색상은 반도체 재료의 에너지 밴드갭에 의해 결정됩니다.

• AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드):이 재료 시스템은 옐로우 LED에 사용됩니다. 스펙트럼의 적색, 주황색, 호박색 및 황색 영역에서 빛 방출에 해당하는 밴드갭을 가집니다. 이러한 색상에서 높은 효율성으로 알려져 있습니다.
• InGaN(인듐 갈륨 나이트라이드):이 재료 시스템은 화이트 LED에 사용됩니다. 일반적으로 청색 발광 InGaN 칩이 형광체 코팅과 결합됩니다. 칩의 청색광이 형광체를 여기시키면, 형광체는 더 넓은 스펙트럼에 걸쳐 빛을 재방출하여 화이트 빛의 인식을 초래합니다. 형광체의 특정 혼합물이 화이트 포인트(예: 쿨 화이트, 웜 화이트)를 결정합니다.

사이드 뷰 패키지 구조는 반사 캐비티와 성형된 에폭시 렌즈를 사용하여 주 빛 출력을 부품 본체의 측면으로 향하게 합니다.

13. 기술 트렌드

광전자 산업은 LTW-S225DSKS-PH와 같은 부품과 관련된 몇 가지 주요 분야에서 계속 발전하고 있습니다. 지속적인 추진력은증가된 광효율(전기 입력 와트당 더 많은 광 출력)으로, 에너지 효율성을 향상시키고 더 낮은 구동 전류 또는 더 밝은 출력을 가능하게 합니다.향상된 색 재현성및 더 넓은 범위의 사용 가능한 화이트 포인트(CCT - 상관 색온도)는 특히 화이트 LED의 트렌드입니다.소형화는 계속되어, 비교 가능하거나 더 나은 성능을 가진 더 작은 패키지 크기를 가능하게 합니다. 또한,향상된 신뢰성 및 수명은 더 높은 온도 및 습도 조건에서 진행 중인 개발 목표로, SMD LED의 잠재적 적용 환경을 확장하고 있습니다. 다중 기능(다중 색상 또는 심지어 통합 드라이버와 같은)을 단일 패키지에 통합하는 것도 부품 설계의 중요한 트렌드를 나타냅니다.