LTST-S110KRKT SMD LED 사양서 - 사이드뷰 - 적색 - 20mA - 2.4V - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTST-S110KRKT는 측면 발광 광원이 필요한 애플리케이션을 위해 설계된 표면 실장 장치(SMD) 발광 다이오드(LED)입니다. 주된 적용 분야는 공간이 제한되고 빛을 측면으로 방향 조절해야 하는 LCD 백라이트 모듈입니다. 이 장치는 적색 스펙트럼에서 높은 효율과 밝기로 알려진 Ultra Bright AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 칩을 사용합니다. 패키지는 투명하여 렌즈 재료로 인한 색조 없이 최대 광 출력을 가능하게 합니다.

이 LED의 주요 장점은 유해 물질 제한(RoHS) 지침을 준수하여 환경 친화적인 "그린 제품"이라는 점입니다. 7인치 직경 릴에 감긴 8mm 테이프에 포장되어 있으며, 표준 EIA(전자 산업 연합) 포장 및 자동 피크 앤 플레이스 조립 장비와 호환됩니다. 이 호환성은 효율적인 대량 생산을 보장합니다. 또한 이 장치는 현대 전자 조립에서 표준인 적외선(IR) 및 증기상 리플로우를 포함한 일반적인 솔더링 공정을 견딜 수 있도록 설계되었습니다.

2. 절대 최대 정격

절대 최대 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이 정격은 주변 온도(Ta) 25°C에서 지정됩니다. 최대 연속 순방향 전류(DC)는 30mA입니다. 펄스 동작의 경우, 특정 조건(1/10 듀티 사이클 및 0.1ms 펄스 폭)에서 80mA의 피크 순방향 전류가 허용됩니다. 최대 전력 소산은 75mW입니다. 더 높은 온도에서의 신뢰성 있는 동작을 보장하기 위해, 50°C 이상부터 0.4mA/°C의 디레이팅 팩터가 선형적으로 적용됩니다. 이는 50°C를 초과하여 온도가 증가함에 따라 허용 가능한 순방향 전류가 감소함을 의미합니다.

이 장치는 최대 5V의 역전압을 견딜 수 있습니다. 동작 및 보관 온도 범위는 -55°C에서 +85°C로 지정되어 광범위한 환경 조건에 적합함을 나타냅니다. 솔더링의 경우, LED는 260°C에서 5초 동안 웨이브 솔더링, 260°C에서 5초 동안 적외선 리플로우, 215°C에서 3분 동안 증기상 리플로우를 견딜 수 있습니다. 조립 공정 중 장치 무결성을 유지하기 위해 이러한 한계를 준수하는 것이 중요합니다.

3. 전기광학적 특성

전기광학적 특성은 표준 테스트 조건인 Ta=25°C 및 동작 전류(IF) 20mA에서 측정됩니다. 인지된 밝기의 척도인 광도(Iv)는 최소 18.0밀리칸델라(mcd)에서 일반적으로 54.0밀리칸델라(mcd)의 값을 가집니다. 강도가 축상 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도로 정의되는 시야각(2θ1/2)은 130도로, 백라이트에 적합한 매우 넓은 빔 패턴을 제공합니다.

피크 발광 파장(λP)은 639나노미터(nm)로, 가시 스펙트럼의 적색 영역에 위치합니다. 인지된 색상을 정의하는 주 파장(λd)은 631nm입니다. 스펙트럼 선 반폭(Δλ)은 20nm로, 방출된 빛의 스펙트럼 순도를 나타냅니다. 순방향 전압(VF)은 일반적으로 20mA에서 2.4V이며 최대 2.4V입니다. 역전류(IR)는 역전압(VR) 5V에서 최대 10마이크로암페어(μA)입니다. 장치 커패시턴스(C)는 제로 바이어스 및 1MHz 주파수에서 측정 시 40피코패럿(pF)입니다.

4. 빈닝 시스템

LED의 광도는 생산 애플리케이션에서 밝기 일관성을 보장하기 위해 빈으로 분류됩니다. 빈닝은 20mA에서 측정된 최소 및 최대 광도 값을 기준으로 합니다. 빈 코드와 해당 범위는 다음과 같습니다: 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). 각 광도 빈에는 +/- 15%의 허용 오차가 적용됩니다. 이 시스템을 통해 설계자는 특정 애플리케이션에 대해 보장된 밝기 범위의 LED를 선택할 수 있어, 다수의 LED를 사용할 때 균일한 조명을 보장합니다.

5. 솔더링 및 조립 가이드라인

5.1 리플로우 솔더링 프로파일

이 데이터시트는 표준(주석-납) 및 무연(Pb-free) 솔더 공정 모두에 대한 권장 적외선(IR) 리플로우 프로파일을 제공합니다. 일반적으로 SnAgCu 솔더 페이스트를 사용하는 무연 공정의 경우, 프로파일은 조립 라인과 부품의 내열 라인 사이에 유지되어야 합니다. 이러한 온도-시간 프로파일을 준수하는 것은 적절한 솔더 접합 형성을 보장하면서 LED 패키지의 박리 또는 균열과 같은 열 손상을 방지하는 데 중요합니다.

5.2 세척

솔더링 후 LED를 세척할 때는 주의가 필요합니다. 지정되지 않은 화학 액체는 플라스틱 패키지를 손상시킬 수 있으므로 사용해서는 안 됩니다. 세척이 필요한 경우, LED를 상온의 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 1분 미만으로 담그는 것이 권장됩니다. 장시간 노출 또는 강력한 용제 사용은 렌즈 재료 또는 에폭시 캡슐런트를 열화시킬 수 있습니다.

5.3 보관 및 취급

장기 보관을 위해 LED는 30°C 이하 및 상대 습도 70% 이하의 환경에 보관해야 합니다. 원래의 습기 차단 포장에서 꺼낸 경우, LED는 1주일 이내에 IR 리플로우 솔더링을 거쳐야 합니다. 원래 포장 외부에서 1주일 이상 보관할 경우, 건조제가 들어 있는 밀폐 용기나 질소 분위기에 보관해야 합니다. 이렇게 1주일 이상 보관된 LED는 조립 전 약 60°C에서 최소 24시간 동안 베이킹하여 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 중 "팝콘 현상"을 방지해야 합니다.

6. 기계적 및 포장 정보

LED는 자동 조립과 호환되는 테이프 및 릴 형식으로 공급됩니다. 테이프 폭은 8mm이며 표준 7인치(178mm) 직경 릴에 감겨 있습니다. 각 릴에는 3000개가 들어 있습니다. 풀 릴 미만의 수량의 경우, 잔여분에 대해 최소 포장 수량 500개가 지정됩니다. 포장은 ANSI/EIA 481-1-A-1994 사양을 따릅니다. 테이프의 빈 부품 포켓은 상단 커버 테이프로 밀봉됩니다. 허용되는 연속 누락 부품(빈 포켓)의 최대 수는 2개로, 자동화 장비의 공급 신뢰성을 보장합니다. PCB 설계 및 조립 공정 설정을 지원하기 위해 테이프, 릴 및 PCB 상의 권장 솔더링 패드 레이아웃에 대한 상세 치수 도면이 제공됩니다.

7. 애플리케이션 노트 및 설계 고려사항

7.1 구동 회로 설계

LED는 전류 구동 장치입니다. 병렬로 여러 LED를 구동할 때 균일한 밝기를 보장하기 위해, 각 LED와 직렬로 전류 제한 저항을 사용하는 것을 강력히 권장합니다(회로 모델 A). 개별 저항 없이 LED를 직접 병렬로 구동하는 것(회로 모델 B)은 권장하지 않습니다. 개별 LED 간의 순방향 전압(VF) 특성의 작은 변동이 심한 전류 불균형을 유발하여 밝기 차이가 눈에 띄게 나타나고 일부 장치에 과부하가 걸릴 수 있습니다.

7.2 정전기 방전 (ESD) 보호

LED는 정전기 방전(ESD) 및 서지 전압에 민감하여 즉각적 또는 잠재적 손상을 일으킬 수 있습니다. ESD 손상을 방지하려면 적절한 취급 절차를 따라야 합니다: 작업자는 도전성 손목 스트랩 또는 방진 장갑을 사용해야 합니다. 모든 장비, 작업대 및 보관 랙은 적절하게 접지되어야 합니다. 이온화기(이온 블로어)는 취급 중 마찰로 인해 플라스틱 렌즈에 축적될 수 있는 정전기를 중화시키는 데 사용할 수 있습니다. ESD 손상을 입은 LED는 광 출력 감소, 누설 전류 증가 또는 완전 고장과 같은 비정상적인 동작을 나타낼 수 있습니다.

7.3 적용 범위 및 신뢰성

이 LED는 사무 장비, 통신 장치 및 가전 제품을 포함한 일반 전자 장비에서 사용하기 위한 것입니다. 고장이 생명이나 건강을 위협할 수 있는 항공, 운송, 의료 시스템 또는 안전 장치와 같은 예외적인 신뢰성이 필요한 애플리케이션의 경우, 사용 전 추가 상담 및 자격 심사가 필요합니다.

8. 성능 곡선 및 일반 특성

이 데이터시트는 다양한 매개변수 간의 관계를 그래픽으로 나타내는 일반 성능 곡선을 참조합니다. 일반적으로 순방향 전류 또는 주변 온도에 대해 그려지는 이러한 곡선에는 순방향 전압(VF) 대 순방향 전류(IF), 광도(Iv) 대 순방향 전류(IF), 광도 대 주변 온도가 포함됩니다. 이러한 곡선을 분석하면 설계자가 다양한 동작 조건에서 장치의 동작을 이해하는 데 도움이 됩니다. 예를 들어, 광도는 일반적으로 주변 온도가 상승함에 따라 감소하며, 이는 열 관리에서 고려되어야 합니다. 순방향 전압은 음의 온도 계수를 가지며, 접합 온도가 증가함에 따라 약간 감소함을 의미합니다.

9. 기술 비교 및 장점

적색 칩에 AlInGaP 기술을 사용하는 것은 GaAsP(갈륨 비소 포스파이드)와 같은 오래된 기술에 비해 뚜렷한 장점을 제공합니다. AlInGaP LED는 일반적으로 더 높은 광 효율, 더 나은 온도 안정성 및 더 긴 동작 수명을 제공합니다. 사이드뷰 패키지 형상은 장착 평면과 평행하게 빛을 방출할 수 있게 하는 핵심 차별화 요소입니다. 이는 소비자 가전, 자동차 계기판 및 산업용 패널의 LCD 디스플레이에서 흔히 볼 수 있는 수직 공간이 극도로 제한된 에지 라이트 백라이트 시스템에 필수적입니다. 넓은 130도 시야각은 백라이트 영역 전체에 걸쳐 좋은 빛 확산과 균일성을 보장합니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

Q: 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇인가요?

A: 피크 파장(λP)은 광 출력이 최대가 되는 파장입니다. 주 파장(λd)은 CIE 색도도에서 도출되며 빛의 인지된 색상과 가장 잘 일치하는 단일 파장을 나타냅니다. 이 적색 LED와 같은 단색 LED의 경우, 두 값은 종종 가깝지만 동일하지는 않습니다.

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

A: 가능은 하지만, 애플리케이션에 필요한 경우가 아니라면 최적의 수명과 신뢰성을 위해 권장하지 않습니다. 일반적인 20mA 조건 또는 그 이하에서 동작하면 열 스트레스를 줄이고 수명을 연장할 수 있습니다. 항상 주변 온도 50°C 이상에서의 디레이팅을 고려하십시오.

Q: 병렬 연결된 각 LED에 직렬 저항이 필요한 이유는 무엇인가요?

A: LED의 순방향 전압(VF)에는 제조 공차가 있습니다. 개별 저항이 없으면 VF가 약간 낮은 LED가 불균형적으로 더 많은 전류를 끌어당겨 밝기 불일치 및 잠재적인 과전류 고장을 초래할 수 있습니다. 저항은 각 LED에 대한 간단하고 효과적인 전류 조정기 역할을 합니다.

Q: 솔더링 전에 항상 베이킹이 필요한가요?

A: 베이킹은 LED가 원래의 습기 차단 포장에서 꺼내져 비제어 환경에 1주일 이상 보관된 경우에만 필요합니다. 이 공정은 흡수된 수분을 제거하여 고온 리플로우 솔더링 공정 중 증기압 손상을 방지합니다.

11. 설계 및 사용 사례 연구

휴대용 의료 기기 내 소형 단색 LCD 디스플레이용 백라이트를 설계하는 경우를 고려해 보겠습니다. 디스플레이는 야간 가독성을 위해 균일한 적색 백라이트가 필요합니다. LTST-S110KRKT는 측면 발광 프로파일로 인해 슬림 베젤에 맞도록 선택되었습니다. 네 개의 LED가 도광판의 한 가장자리를 따라 배치됩니다. 필요한 밝기와 도광판 효율을 기반으로 설계자는 충분한 강도를 보장하기 위해 빈 N(28-45 mcd)의 LED를 선택합니다. 상수 전류 드라이버가 사용되며, 각 LED에는 5V 공급 전압에서 20mA 구동 전류를 위해 계산된 자체 100옴 직렬 저항이 있습니다. PCB 레이아웃은 적절한 솔더링 및 정렬을 보장하기 위해 권장 패드 치수를 따릅니다. 조립 중에는 ESD 예방 조치를 엄격히 따르고 권장 무연 리플로우 프로파일을 사용합니다. 최종 제품은 낮은 전력 소비와 높은 신뢰성으로 균일한 조명을 달성합니다.

12. 동작 원리

LED는 반도체 p-n 접합 다이오드입니다. 순방향 전압이 인가되면 n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 접합 영역으로 주입됩니다. 이러한 전하 캐리어가 재결합할 때 에너지는 광자(빛) 형태로 방출됩니다. 방출된 빛의 특정 파장(색상)은 반도체 재료의 에너지 밴드갭에 의해 결정됩니다. 이 LED에 사용된 AlInGaP 재료 시스템은 적색광에 해당하는 밴드갭을 가집니다. 사이드뷰 패키지는 성형된 플라스틱 렌즈를 포함하여 방출된 빛을 형성하고 부품의 상단 표면에서 측면으로 방향을 조절합니다.

13. 기술 동향

LED 기술의 일반적인 동향은 더 높은 효율(와트당 더 많은 루멘), 개선된 색 재현성 및 더 큰 신뢰성으로 향하고 있습니다. 표시기 및 백라이트 애플리케이션의 경우 소형화가 지속되며 더 작은 패키지 크기가 표준이 되고 있습니다. 또한 열에 민감한 기판을 수용하기 위해 고급 저온 솔더링 공정과의 호환성 향상에 중점을 두고 있습니다. 더 나아가, 더 작은 패키지에서 더 높은 밝기를 위한 추진력은 패키지 내부의 칩 설계 및 열 관리 발전을 촉진합니다. 사이드뷰 LED 형식은 모바일 및 웨어러블 전자 제품의 초슬림 디스플레이 설계에 여전히 중요합니다.