LTST-FS63HBGED SMD LED 데이터시트 - 사이드 룩 풀 컬러 - 0.30mm 초박형 - 블루/그린/레드 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTST-FS63HBGED는 현대의 공간 제약이 있는 전자 애플리케이션을 위해 설계된 고집적 표면 실장(SMD) LED 램프입니다. 이 장치는 자동화된 인쇄 회로 기판(PCB) 조립 공정에 특화된 미니어처 LED 패밀리 내의 특수 구성입니다. 단일의 매우 얇은 패키지 내에 세 가지 별개의 반도체 광원을 결합하여 최소한의 공간에서 풀 컬러 기능을 구현합니다.

1.1 핵심 장점 및 제품 포지셔닝

이 LED의 주요 경쟁력은 0.30mm의 초박형 프로파일에 있으며, 이는 사이드 룩 컴포넌트로 만듭니다. 이 폼 팩터는 초슬림 모바일 기기, 웨어러블 기술, 엣지 라이트 패널과 같이 수직 공간이 극도로 제한된 애플리케이션에 매우 중요합니다. 블루(InGaN), 그린(InGaN), 레드(AlInGaP) 칩의 통합은 개별 또는 결합 제어를 통해 광범위한 색상 스펙트럼을 생성할 수 있게 하여 여러 개의 단일 색상 LED가 필요 없게 합니다. 패키지는 화이트 확산 렌즈를 사용하여 세 칩의 빛을 혼합하고 오프 액시스에서 볼 때 더 균일한 외관을 제공합니다.

1.2 타겟 시장 및 애플리케이션

이 장치는 다양한 전자 장비 제조업체를 대상으로 합니다. 주요 애플리케이션 분야는 다음과 같습니다:

• 소비자 가전:무선/휴대폰, 노트북 컴퓨터, 태블릿, 리모컨의 키패드, 키보드 및 상태 표시등 백라이트.
• 사무 자동화 및 네트워크 시스템:라우터, 스위치, 모뎀, 프린터, 외장 저장 장치의 상태 및 활동 표시등.
• 가전 제품 및 산업 장비:사용자 인터페이스 조명, 작동 상태 표시등, 제어판의 상징적 표시기.
• 디스플레이 기술:마이크로 디스플레이 및 소규모 신호 및 상징 조명을 위한 컴팩트 광원으로 적합.

이 장치는 대량 자동화 실장 장비 및 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정과 완벽하게 호환되며, 현대적인 RoHS 준수 제조 라인에 부합합니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

신뢰할 수 있는 회로 설계와 원하는 성능 달성을 위해서는 전기적 및 광학적 특성에 대한 철저한 이해가 필수적입니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이 한계에서 또는 그 이상에서의 동작은 보장되지 않습니다.

• 전력 소산(Pd):색상별로 다름: 블루: 97.5 mW, 그린: 100.5 mW, 레드: 81.0 mW. 이 파라미터는 열 저항(디레이팅 곡선으로 암시됨)과 결합되어 상승된 주변 온도에서 최대 지속 가능 순방향 전류를 결정합니다.
• 순방향 전류:연속 DC 순방향 전류는 세 가지 색상 모두 30 mA로 정격됩니다. 100 mA의 더 높은 피크 순방향 전류는 허용되지만, 접합 온도를 관리하기 위해 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서만 가능합니다.
• 정전기 방전(ESD) 임계값:2000V(HBM) 정격. 이는 소비자 등급 컴포넌트의 표준 수준으로, 조립 중 표준 ESD 처리 주의가 필요합니다.
• 온도 범위:동작: -40°C ~ +85°C; 저장: -40°C ~ +100°C. 넓은 동작 범위는 소비자 및 일부 산업 환경 모두에 적합하게 합니다.
• 솔더링 조건:260°C 피크 온도에서 10초 동안 IR 리플로우를 견딤, 무연 솔더 공정과 호환.

2.2 전기적 및 광학적 특성 (Ta=25°C에서의 전형값)

이는 설계 및 빈닝에 사용되는 표준 테스트 조건 및 전형적인 성능 값입니다.

• 광도(Iv):특정 테스트 전류(블루: 12mA, 그린: 30mA, 레드: 30mA)에서 측정됨. 전형값은 2750 mcd(밀리칸델라)이며, 최소 1735 mcd, 최대 4265 mcd입니다. 이 변동은 빈닝 시스템으로 처리됩니다.
• 시야각(2θ1/2):매우 넓은 130도(전형적). 이는 광도가 온 액시스 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도로, 확산 렌즈를 가진 사이드 방출 LED의 특징이며, 넓고 균일한 조명을 제공합니다.
• 파장 파라미터:
  • 피크 방출 파장(λP): 블루: 466 nm, 그린: 516 nm, 레드: 632 nm(전형적).
  • 주 파장(λd): 이 범위는 인지되는 색상을 정의합니다. 블루: 467-477 nm, 그린: 516-526 nm, 레드: 618-628 nm.
  • 스펙트럼 선 반폭(Δλ): 블루: 25 nm, 그린: 35 nm, 레드: 20 nm(전형적). 이는 스펙트럼 순도를 나타냅니다; 더 작은 Δλ는 더 단색광에 가까움을 의미합니다.
• 순방향 전압(Vf):테스트 전류에서 LED 양단의 전압 강하. 범위는: 블루: 2.45-3.25V, 그린: 2.55-3.35V, 레드: 1.90-2.70V. 이 범위는 드라이버 설계, 특히 정전압 공급 시 고려해야 합니다.
• 역방향 전류(Ir):역방향 전압(Vr) 5V에서 최대 10 μA. 이 테스트는 품질 보증용입니다; 장치는 역바이어스 동작을 위해 설계되지 않았습니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산에서 색상과 밝기 일관성을 보장하기 위해 LED는 빈으로 분류됩니다. LTST-FS63HBGED는 두 가지 주요 빈닝 기준을 사용합니다.

3.1 광도(Iv) 등급

LED는 표준 테스트 전류에서 측정된 광도에 따라 분류됩니다. 빈은 다음과 같이 정의됩니다:

- 빈 BB:1735 mcd(최소) ~ 2340 mcd(최대).

- 빈 CC:2340 mcd(최소) ~ 3160 mcd(최대).

- 빈 DD:3160 mcd(최소) ~ 4265 mcd(최대).

각 빈 내에서 +/-15%의 허용 오차가 적용됩니다. 설계자는 애플리케이션에 필요한 최소 밝기 수준을 보장하기 위해 필요한 빈을 지정해야 합니다.

3.2 색조(색도) 등급

이는 CIE 1931 (x, y) 색도 좌표를 기반으로 한 더 복잡한 2차원 빈닝입니다. 데이터시트는 빈의 매트릭스(예: B0, B1, B2, B3, C0, C1... D3)를 제공합니다. 각 빈은 색상 차트의 사변형 영역으로 정의됩니다. 예를 들어, 빈 B0는 (x: 0.2685-0.2885, y: 0.2730-0.3010)으로 정의된 경계 내의 좌표를 포함합니다. 빈 내에서 각 (x, y) 좌표에 대해 +/- 0.01의 허용 오차가 허용됩니다. 이 시스템은 특정 색조 빈 내의 모든 LED가 표준 조건에서 시각적으로 동일한 색상으로 보이도록 보장하며, 이는 여러 표시기에 걸쳐 균일한 색상 외관이 필요한 애플리케이션에 중요합니다.

4. 성능 곡선 분석

제공된 특성 곡선은 다양한 조건에서의 장치 동작에 대한 깊은 통찰력을 제공합니다.

4.1 상대 강도 대 파장 (그림 1)

이 스펙트럼 분포 곡선은 각 파장에서의 상대적 광 출력 전력을 보여줍니다. 각 색상 칩에 대한 피크 파장(λP)과 스펙트럼 반폭(Δλ)을 시각적으로 확인합니다. InGaN(블루 및 그린)의 곡선은 일반적으로 AlInGaP(레드)에 비해 더 날카로운 피크를 보이며, 후자는 약간 더 넓은 스펙트럼을 가질 수 있습니다.

4.2 순방향 전류 대 순방향 전압 (그림 2)

이 IV 곡선은 본질적으로 비선형이고 지수적이며, 다이오드의 전형적 특성입니다. 곡선은 레드(AlInGaP, ~1.9V)와 블루/그린(InGaN, ~2.5-3.0V)에 대해 다른 턴온 전압을 보여줍니다. 동작 영역에서의 곡선 기울기는 LED의 동적 저항을 나타냅니다. 이 그래프는 순방향 전압 범위에서 안정적인 동작을 보장하기 위한 정전류 드라이버 설계에 매우 중요합니다.

4.3 순방향 전류 디레이팅 곡선 (그림 3)

이것은 신뢰성에 있어 가장 중요한 그래프 중 하나입니다. 이는 주변 온도(Ta)의 함수로서 최대 허용 연속 순방향 전류를 보여줍니다. Ta가 증가함에 따라 LED 접합 온도가 한계를 초과하는 것을 방지하기 위해 최대 전류를 줄여야 하며, 이는 루멘 감소를 가속화하고 수명을 단축시킵니다. 곡선은 일반적으로 25°C에서 지정된 전류에서 최대 접합 온도(최대 동작 온도로 암시됨)에서 0까지 선형적으로 디레이팅되는 것을 보여줍니다.

4.4 상대 광도 대 순방향 전류 (그림 4)

이 곡선은 광 출력(광도)이 순방향 전류와 함께 증가함을 보여주지만, 특히 열 증가로 인해 효율이 떨어질 수 있는 높은 전류에서 관계가 완벽하게 선형적이지 않습니다. 이는 설계자가 밝기와 효율성 및 장수명을 균형 있게 조정하는 동작 전류를 선택하는 데 도움이 됩니다.

4.5 방사 패턴 (그림 5 및 그림 6)

이 극좌표 다이어그램은 광 강도의 공간적 분포를 보여줍니다. 확산 렌즈를 가진 사이드 룩 LED는 일반적으로 넓고 람베르시안과 유사한 방사 패턴을 보입니다. 그림 5(수평)와 그림 6(수직)은 중심축에서 각도의 함수로서 강도를 보여주며, 130도의 시야각을 확인시켜 줍니다. 패턴은 일관된 오프 액시스 외관을 위해 대칭적이어야 합니다.

5. 기계적, 패키징 및 조립 정보

5.1 패키지 치수 및 핀 할당

이 장치는 EIA 표준 패키지 외곽에 부합합니다. 중요한 치수는 전체 길이, 너비 및 매우 중요한 0.30mm 두께를 포함합니다. 핀 할당은 명확히 정의됩니다: 핀 3은 공통 캐소드(또는 애노드, 내부 구성에 따라 다름; 데이터시트는 이를 세 가지 색상 모두의 공통 핀으로 명시). 레드 칩의 애노드는 핀 1, 그린은 핀 2, 블루는 핀 4입니다. 이 정보는 조립 중 올바른 PCB 레이아웃 및 방향 설정에 매우 중요합니다.

5.2 권장 PCB 패드 설계 및 솔더링 방향

데이터시트에는 랜드 패턴 권장 사항이 포함되어 있습니다. 이는 신뢰할 수 있는 솔더 접합을 보장하면서 툼스토닝(리플로우 중 한쪽 끝으로 컴포넌트가 서는 현상)을 최소화하기 위한 PCB 상의 구리 패드의 최적 크기와 모양을 보여줍니다. 또한 자동화 피크 앤 플레이스 머신을 위한 테이프 상의 LED의 적절한 방향을 나타냅니다.

5.3 테이프 및 릴 패키징 사양

LED는 8mm 너비의 엠보싱 캐리어 테이프에 공급되며, 7인치(178 mm) 직경 릴에 감겨 있습니다. 주요 사양은 다음과 같습니다:

- 포켓 치수:LED를 안전하게 고정하기 위한 정밀한 캐비티 크기.

- 피치:컴포넌트 포켓 사이의 거리(예: 4mm).

- 릴 치수:허브 직경, 플랜지 직경 및 전체 너비.

- 수량:완전한 릴당 4000개.

- 커버 테이프:포켓을 밀봉하는 데 사용됨; 피크 앤 플레이스 머신에 적합한 올바른 필 강도를 가져야 함.

- 패키징 표준:ANSI/EIA-481 준수.

- 품질 규칙:최대 2개의 연속 누락 컴포넌트 허용; 잔여물 최소 포장 수량은 500개.

6. 조립, 취급 및 애플리케이션 지침

6.1 솔더링 공정

이 장치는 무연 프로파일을 가진 적외선(IR) 리플로우 솔더링에 적합합니다. 중요한 파라미터는 절대 최대 정격에 정의된 대로 260°C 피크 온도에서 10초 동안 유지하는 것입니다. 설계자는 플라스틱 패키지나 내부 와이어 본드를 손상시키지 않도록 리플로우 오븐 프로파일이 이 한계 내에 머물도록 보장해야 합니다.

6.2 세척

솔더링 후 세척은 주의해서 수행해야 합니다. 지정된 용매만 사용해야 합니다. 데이터시트는 상온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 1분 미만 담그는 것을 권장합니다. 더 강한 화학 물질이나 장기간 노출은 에폭시 렌즈나 패키지 마킹을 손상시킬 수 있습니다.

6.3 정전기 방전(ESD) 주의 사항

2000V HBM 정격이지만, 이 장치는 ESD 손상에 취약합니다. 적절한 취급 절차가 필수적입니다: 접지된 손목 스트랩, 방진 매트 사용 및 모든 장비가 적절히 접지되었는지 확인하십시오. LED는 맨손으로 직접 취급해서는 안 됩니다.

6.4 저장 조건

유통 기한을 보존하기 위해 LED는 원래의 습기 차단 백에 30°C 이하 및 상대 습도 90% 이하의 조건에서 저장해야 합니다. 권장 사용 기간은 이러한 조건에서 저장 시 출하일로부터 1년입니다. 백이 열렸거나 습도 표시 카드에 과도한 습기 노출이 표시된 경우, "팝콘 현상"(급속한 증기 팽창으로 인한 패키지 균열)을 방지하기 위해 리플로우 전 베이킹이 필요할 수 있습니다.

6.5 애플리케이션 주의 사항

데이터시트는 "일반 전자 장비"용으로 의도된 사용을 명시적으로 명시합니다. 고장이 생명이나 건강을 위협할 수 있는 예외적인 신뢰성이 필요한 애플리케이션(항공, 의료, 운송 안전 시스템)의 경우, 제조업체와 사전 협의 및 적격성 평가가 필요합니다. 이는 안전-중요 애플리케이션에 대한 추가 검증 없이는 상업/산업용으로 분류된 컴포넌트임을 강조합니다.

7. 설계 고려 사항 및 전형적인 애플리케이션 회로

7.1 LED 구동

지수적 IV 특성으로 인해 LED는 안정적인 광 출력을 위해 전압원이 아닌 전류원으로 구동되어야 합니다. 가장 간단한 방법은 전압 공급과 함께 직렬 전류 제한 저항을 사용하는 것입니다. 저항 값(R)은 R = (V_공급 - Vf_LED) / If로 계산되며, 여기서 Vf_LED는 원하는 전류(If)에서 특정 색상 칩의 순방향 전압입니다. Vf에는 범위가 있으므로, 최소 Vf에서도 If가 최대 정격을 초과하지 않도록 저항을 선택해야 합니다. 정밀도나 배터리 구동 애플리케이션의 경우, 전용 정전류 LED 드라이버 IC를 권장합니다. 각 색상 칩은 풀 컬러 혼합을 가능하게 하기 위해 독립적으로 구동되어야 합니다.

7.2 열 관리

작은 크기에도 불구하고, 접합 온도 관리는 장수명의 핵심입니다. 열 방산의 주요 경로는 솔더 패드를 통해 PCB 구리로 전도되는 것입니다. 따라서 권장 패드 레이아웃을 사용하고 패드에 연결된 구리 면적(열 릴리프)을 최대화하는 것이 중요합니다. 특히 높은 주변 온도에서 절대 최대 전류로 동작하는 것을 피하고, 디레이팅 곡선을 참조하십시오.

7.3 광학적 통합

화이트 확산 렌즈는 혼합된 광 출력을 제공합니다. 특정 빔 패턴이 필요한 애플리케이션의 경우, LED 주위에 2차 광학(라이트 가이드, 반사판)을 설계할 수 있습니다. 넓은 시야각은 버튼 백라이트에 일반적으로 사용되는 얇은 라이트 가이드의 엣지 라이팅에 적합하게 합니다.

8. 기술 비교 및 차별화

LTST-FS63HBGED의 시장에서의 주요 차별화 요소는 다음과 같습니다:

1. 폼 팩터:0.30mm 두께는 초박형 설계의 핵심 요소이며, 일반적으로 더 높은 표준 탑 방출 SMD LED와 차별화됩니다.

2. 통합:세 가지 기본 색상 칩을 하나의 패키지에 결합하여 PCB 공간을 절약하고 세 개의 별도 LED를 사용하는 것에 비해 조립을 단순화합니다.

3. 성능:블루/그린에 InGaN, 레드에 AlInGaP를 사용하여 높은 효율과 좋은 색 채도를 제공합니다.

4. 제조 가능성:자동화된 고속 SMT 조립 라인과의 완전한 호환성으로 대량 생산에 비용 효율적입니다.

9. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 세 가지 색상을 모두 각각 최대 DC 전류 30mA로 동시에 구동할 수 있나요?

A: 아닙니다. 총 전력 소산을 고려해야 합니다. 각각 30mA로 동시 동작하면 패키지의 총 전력 소산 능력을 초과하여 과열될 가능성이 높습니다. 디레이팅 곡선과 개별 Pd 정격을 사용하여 주변 온도를 기반으로 안전한 동시 동작 전류를 결정해야 합니다.

Q: 왜 블루(12mA)와 그린/레드(30mA) 칩의 테스트 전류가 다른가요?

A: 이는 서로 다른 반도체 재료(InGaN 대 AlInGaP)의 고유 효율성과 동작 특성과 관련이 있습니다. 제조업체는 열과 수명을 관리하면서 목표 광도를 달성하기 위해 각 칩에 대한 전형적이고 효율적인 동작 지점을 나타내는 테스트 전류를 선택했습니다.

Q: 이 RGB LED로 백색광을 어떻게 얻나요?

A: 백색광은 세 가지 기본 색상을 특정 강도 비율로 혼합하여 생성됩니다. 이는 각 칩의 독립적인 펄스 폭 변조(PWM) 또는 아날로그 전류 제어가 필요합니다. 정확한 비율은 사용된 특정 LED의 색도 빈과 목표 백색점(예: 쿨 화이트, 웜 화이트)에 따라 다릅니다.

Q: 역전압 보호가 필요한가요?

A: 이 장치는 5V 역바이어스 테스트를 견딜 수 있지만, 역방향 동작을 위해 설계된 것은 아닙니다. 회로에 역전압이 인가될 가능성이 있는 경우(예: 유도성 부하 또는 AC 결합 신호), 구성에 따라 직렬 또는 병렬로 외부 보호 다이오드를 사용해야 합니다.