LTW-326DSKS-5A SMD LED 데이터시트 - 사이드 룩킹 - 화이트 & 옐로우 - 20mA - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTW-326DSKS-5A는 LCD 백라이트 애플리케이션을 위해 특별히 설계된 듀얼 칩 사이드 룩킹 표면 실장 장치(SMD) LED입니다. 이 부품은 하나의 EIA 표준 패키지 내에 두 가지 별개의 반도체 기술을 통합합니다: 백색광 발광을 위한 초고휘도 InGaN(인듐 갈륨 나이트라이드) 칩과 황색광 발광을 위한 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 칩입니다. 주된 설계 목적은 공간 제약과 균일한 광 분포가 중요한 액정 디스플레이를 위한 효율적이고 신뢰할 수 있으며 컴팩트한 에지 조명을 제공하는 것입니다. 사이드 발광 렌즈 프로파일은 도광판을 가로질러 측면으로 빛을 전달하도록 최적화되어 있으며, 이는 균일한 백라이트 조명을 달성하기 위한 기본 요구사항입니다. 이 장치는 7인치 직경 릴에 장착된 8mm 테이프에 공급되어 현대 전자 제조에 사용되는 고속 자동 픽 앤 플레이스 조립 장비와 완벽하게 호환됩니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 절대 최대 정격

절대 최대 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 백색 InGaN 칩의 경우, 최대 연속 DC 순방향 전류는 20mA로 지정되며, 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서 100mA의 피크 순방향 전류가 허용됩니다. 황색 AlInGaP 칩은 동일한 20mA DC 전류 한계를 공유하지만 80mA의 더 낮은 피크 전류 정격을 가집니다. 최대 전력 소산은 주변 온도(Ta) 25°C에서 계산 시 백색 칩은 72mW, 황색 칩은 48mW입니다. 이러한 정격은 최종 애플리케이션의 열 관리에 매우 중요합니다. 장치는 작동 온도 범위 -20°C ~ +80°C 및 보관 온도 범위 -40°C ~ +85°C로 정격되어 있습니다. 조립을 위한 핵심 사양은 일반 무연 솔더링 프로파일과 일치하는, 10초 동안 260°C의 피크 온도로 정격된 적외선 리플로우 솔더링 조건입니다.

2.2 전기 및 광학 특성

전기 및 광학 특성은 Ta=25°C 및 순방향 전류(IF) 5mA의 표준 테스트 조건에서 측정됩니다. 백색 LED의 경우, 발광 강도(Iv)는 최소 28.0 mcd에서 최대 112.0 mcd까지의 범위를 가집니다. 황색 LED는 더 낮은 Iv 범위인 7.1 mcd에서 71.0 mcd까지를 가집니다. 두 색상의 일반적인 시야각(2θ1/2)은 130도로, 백라이트 확산에 적합한 넓은 발광 패턴을 제공합니다. 순방향 전압(VF)은 백색의 경우 일반적으로 2.55V(최대 3.15V), 황색의 경우 2.0V(최대 2.4V)입니다. 역방향 전류(IR)는 역방향 전압(VR) 5V에서 최대 10 µA로 제한됩니다; 이 장치는 역방향 바이어스 하에서 작동하도록 설계되지 않았음을 유의하는 것이 중요합니다. 황색 LED의 광학 특성은 일반적인 피크 발광 파장(λP) 591 nm, 주 파장(λd) 590 nm 및 스펙트럼 반치폭(Δλ) 15 nm로 추가 정의됩니다. 색도 좌표는 지정된 테스트 조건에 대해 CIE 1931 다이어그램 상에서 일반적으로 x=0.3, y=0.3입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

이 제품은 핵심 성능 파라미터를 기반으로 LED를 분류하여 생산 배치 내 일관성을 보장하는 포괄적인 빈닝 시스템을 활용합니다. 이는 균일한 색상과 밝기를 요구하는 애플리케이션에 필수적입니다.

3.1 백색 LED 순방향 전압(VF) 빈닝

백색 LED는 IF=5mA에서의 순방향 전압에 따라 세 개의 VF 빈(A, B, C)으로 분류됩니다. 빈 A는 2.55V ~ 2.75V, 빈 B는 2.75V ~ 2.95V, 빈 C는 2.95V ~ 3.15V를 포함합니다. 각 빈에는 ±0.1V의 허용 오차가 적용됩니다.

3.2 발광 강도(Iv) 빈닝

백색과 황색 LED에 대해 별도의 Iv 빈닝 테이블이 존재합니다. 백색의 경우: 빈 N (28.0-45.0 mcd), 빈 P (45.0-71.0 mcd), 빈 Q (71.0-112.0 mcd). 황색의 경우: 빈 K (7.10-11.2 mcd), 빈 L (11.2-18.0 mcd), 빈 M (18.0-28.0 mcd), 빈 N (28.0-45.0 mcd), 빈 P (45.0-71.0 mcd). 각 강도 빈에는 ±15%의 허용 오차가 적용됩니다.

3.3 색조(색도) 빈닝

관련 LED 색상에 적용되는 색조 빈닝은 CIE 1931 색도 좌표를 사용합니다. 여섯 개의 빈(S1 ~ S6)이 정의되며, 각각 (x, y) 좌표 차트 상의 사변형 영역을 지정합니다. 이 사변형 각 모서리의 좌표는 데이터시트에 정확히 나열되어 있습니다. 각 색조 빈 좌표에는 ±0.01의 허용 오차가 적용됩니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 비표준 조건에서의 장치 동작을 이해하는 데 필수적인 일반적인 전기 및 광학 특성 곡선을 참조합니다. 특정 그래프는 제공된 텍스트에 재현되지는 않았지만, 일반적으로 드라이버 회로 설계에 중요한 비선형 특성을 보이는 순방향 전류(IF) 대 순방향 전압(VF)의 관계를 포함합니다. 또 다른 표준 곡선은 발광 강도(Iv) 대 순방향 전류(IF)를 보여주며, 출력이 구동 전류에 따라 어떻게 변하는지 설명하고 더 높은 전류에서의 효율 감소를 강조합니다. 발광 강도와 주변 온도 간의 관계도 매우 중요합니다. LED 출력은 일반적으로 접합 온도가 증가함에 따라 감소하기 때문입니다. 황색 LED의 경우, 스펙트럼 분포 그래프는 일반적으로 590-591 nm 피크를 중심으로 하는 파장 대비 상대 강도를 보여주며, 15 nm 반치폭이 색 순도를 정의합니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

5.1 장치 치수 및 핀아웃

LED는 EIA 표준 패키지 외곽선을 따릅니다. 사이드 룩킹 렌즈는 핵심 기계적 특징입니다. 핀 할당은 명확히 정의됩니다: 핀 C2는 녹색/백색 InGaN 칩용이고, 핀 C1은 황색 AlInGaP 칩용입니다. 패키지 도면의 모든 치수는 밀리미터 단위이며, 별도로 명시되지 않는 한 표준 허용 오차는 ±0.10 mm입니다. 이 정밀한 치수 데이터는 정확한 PCB 풋프린트 생성 및 조립 내 적절한 장착을 보장하는 데 필요합니다.

5.2 권장 솔더 패드 설계 및 극성

데이터시트는 리플로우 중 신뢰할 수 있는 솔더 접합과 적절한 정렬을 보장하기 위한 권장 솔더 패드 치수를 제공합니다. 또한 테이프 릴 방향에 대한 권장 솔더링 방향을 나타내어 배치 공정을 최적화하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 배치 중 올바른 극성 식별은 매우 중요합니다. 역방향 설치 시 LED가 점등되지 않기 때문입니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 리플로우 솔더링 공정

이 장치는 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정과 완벽하게 호환됩니다. 절대 최대 조건은 260°C에서 10초입니다. 일반적으로 예열 구역, 열 침지 구역, 제어된 피크 온도와 액상선 이상 시간(TAL)을 가진 리플로우 구역, 제어된 냉각 구역을 포함하는 권장 리플로우 프로파일이 암시됩니다. LED의 에폭시 렌즈와 내부 와이어 본드를 손상시키지 않도록 260°C/10s 한계를 초과하지 않는 프로파일을 준수하는 것이 중요합니다.

6.2 세척 및 취급

세척은 주의해서 수행해야 합니다. 지정된 화학 물질만 사용해야 합니다. 데이터시트는 세척이 필요한 경우 상온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 1분 미만 침지할 것을 권장합니다. 지정되지 않은 화학 물질은 패키지 재료를 손상시킬 수 있습니다. 중요한 취급 주의사항은 정전기 방전(ESD)에 대한 보호를 강조합니다. 일부 IC처럼 항상 고도로 ESD 민감한 것으로 간주되지는 않지만, LED는 정전기 및 서지에 의해 손상될 수 있습니다. 손목 스트랩이나 방전 장갑을 사용하고 모든 장비가 적절히 접지되었는지 확인하는 것이 권장됩니다.

6.3 보관 조건

보관 조건은 습기 민감 패키지가 밀봉되었는지 개봉되었는지에 따라 다릅니다. 원래 밀봉된 백(건조제 포함)이 온전할 때는 LED를 ≤30°C 및 ≤90% 상대 습도(RH)에서 보관하고 1년 이내에 사용해야 합니다. 방습 백이 개봉되면 보관 환경이 30°C 또는 60% RH를 초과해서는 안 됩니다. 원래 포장에서 꺼낸 장치는 1주일 이내에 IR 리플로우를 거칠 것을 강력히 권장합니다. 원래 백 외부에서 장기 보관할 경우, 습기 흡수를 방지하기 위해 건조제가 들어 있는 밀폐 용기나 질소 퍼지 건조기에 보관해야 하며, 습기 흡수는 리플로우 중 "팝콘 현상"을 일으킬 수 있습니다.

7. 패키징 및 주문 정보

제품은 자동 조립과 호환되는 테이프-릴 형식으로 공급됩니다. 테이프 너비는 8mm입니다. 릴은 직경 7인치이며 일반적으로 릴당 3000개를 포함합니다. 3000의 배수가 아닌 주문 수량의 경우, 나머지에 대해 최소 포장 수량 500개가 지정됩니다. 패키징은 ANSI/EIA 481 사양을 따릅니다. 릴에 대한 주요 품질 참고사항은 다음과 같습니다: 빈 부품 포켓은 커버 테이프로 밀봉되며, 릴 상의 연속 누락 부품(램프)의 최대 개수는 2개입니다.

8. 애플리케이션 노트 및 설계 고려사항

8.1 목표 애플리케이션 시나리오

LTW-326DSKS-5A의 주요 및 설계된 애플리케이션은 소비자 및 산업용 전자제품의 LCD 백라이트 유닛(BLU)용 에지 광원입니다. 여기에는 모니터, 텔레비전, 노트북 디스플레이, 계기판 및 사이니지가 포함됩니다. 사이드 룩킹 렌즈는 빛을 도광판(LGP)의 가장자리에 효율적으로 결합하도록 특별히 설계되었으며, 이는 마이크로 구조체나 확산 패턴을 사용하여 디스플레이 영역 전체에 빛을 균일하게 분배합니다.

8.2 회로 설계 고려사항

LED는 전류 구동 장치이므로 설계자는 적절한 전류 제한 메커니즘을 구현해야 합니다. 저전류 애플리케이션에는 간단한 직렬 저항이 일반적이지만, 특히 밝기 균일성이 중요한 경우 더 나은 안정성과 수명을 위해 정전류 드라이버를 권장합니다. 회로는 순방향 전류, 역방향 전압 및 전력 소산에 대한 절대 최대 정격을 준수해야 합니다. 열 관리도 중요합니다. 패키지 자체가 열을 발산하지만, 충분한 PCB 구리 면적 또는 열 비아를 확보하면 더 낮은 접합 온도를 유지하여 광 출력과 장치 수명을 보존하는 데 도움이 될 수 있습니다.

8.3 광학 설계 고려사항

130도의 시야각은 도광 및 확산 시스템의 광학 설계에서 고려되어야 합니다. LED 발광 표면에서 도광판 가장자리까지의 거리, 그리고 LED 주변의 반사 테이프 사용은 결합 효율과 핫스팟 형성에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 이 패키지에서 이색 LED(백색 및 황색)의 사용은 두 칩을 독립적으로 구동하여 제어함으로써 색상 혼합이나 특정 색온도 조정이 필요할 수 있는 애플리케이션을 시사합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

이 부품의 핵심 차별화 특징은 표준 SMD 풋프린트 내에서 사이드 룩킹 렌즈 형상과 듀얼 칩(백색/황색) 구성의 결합입니다. 탑 에미팅 LED와 비교할 때, 사이드 에미터는 빛을 도광판의 평면에 수직이 아니라 평면으로 전달하여 광학 손실을 줄이므로 에지 라이트 백라이트 애플리케이션에 본질적으로 더 적합합니다. 두 색상의 통합은 단일 색상 사이드 에미팅 패키지에서는 사용할 수 없는 설계 유연성을 허용합니다. 백색에 InGaN, 황색에 AlInGaP를 사용하는 것은 각각의 색상에 대해 표준적이고 신뢰할 수 있는 반도체 기술을 나타내며, 우수한 효율성과 안정성을 제공합니다.

10. 자주 묻는 질문(FAQ)

Q: 백색과 황색 칩을 각각 최대 DC 전류 20mA로 동시에 구동할 수 있나요?

A: 예, 하지만 총 전력 소산을 고려해야 합니다. 백색 칩은 최대 72mW, 황색 칩은 최대 48mW를 소산하여 총 120mW입니다. PCB의 열 설계는 이 결합된 열 부하를 관리해야 합니다.

Q: 빈닝 코드의 목적은 무엇인가요?

A: 빈닝은 전기적 및 광학적 일관성을 보장합니다. 균일한 백라이트를 위해 일반적으로 동일한 Iv 및 색조 빈에서 나온 LED를 지정하여 디스플레이 전체에 걸쳐 가시적인 밝기 또는 색상 변동을 피합니다.

Q: 데이터시트에 "피크 순방향 전류" 정격이 언급되어 있습니다. PWM 디밍에 사용할 수 있나요?

A: 예, 피크 전류 정격(백색 100mA, 황색 80mA, 1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 조건)은 짧은 과구동을 허용하며, 이는 더 넓은 동적 범위를 달성하기 위해 특정 PWM 디밍 방식에서 사용될 수 있습니다. 그러나 시간에 따른 평균 전류는 여전히 DC 순방향 전류 정격을 준수해야 하며, 깨끗하고 빠른 전류 펄스를 전달하도록 드라이버 회로를 신중하게 설계해야 합니다.

Q: 방습 백 개봉 후 1주일 리플로우 기한이 얼마나 중요하나요?

A: 습기 유발 결함을 방지하기 위한 강력한 권장사항입니다. 기한을 초과할 경우, LED는 리플로우 전에 적절한 습기 민감도 수준(MSL) 프로파일에 따라 흡수된 습기를 제거하기 위해 베이킹되어야 합니다.

11. 실용 애플리케이션 예시

일반적인 사용 사례는 7인치 산업용 터치스크린 디스플레이입니다. 설계는 높은 균일성과 특정 색온도를 가진 에지 라이트 백라이트를 요구합니다. 엔지니어는 LTW-326DSKS-5A LED를 선택합니다. 디스플레이 캐비티의 하단 가장자리를 따라 12개의 LED를 배치한 PCB를 설계합니다. 솔더 패드 레이아웃은 데이터시트의 권장 치수를 따릅니다. 각 LED 스트링에 안정적인 5mA를 제공하기 위해 정전류 드라이버 IC가 선택됩니다. 원하는 4500K 백색점을 달성하기 위해 설계자는 백색 InGaN 칩만 구동하기로 결정합니다. 색상과 밝기 일관성을 보장하기 위해 모든 LED를 색조 빈 S3 및 발광 강도 빈 P에서 지정합니다. 조립 중에는 테이프-릴 패키징이 자동 픽 앤 플레이스 머신과 함께 사용됩니다. 보드는 피크 온도를 260°C 미만으로 신중하게 제어한 무연 리플로우 공정을 거칩니다. 조립 후, 도광판과 광학 필름이 상부에 조립되어 LCD를 위한 밝고 균일한 백라이트를 생성합니다.

12. 기술 원리 소개

이 장치는 반도체 재료의 전계 발광 원리로 작동합니다. LED 칩의 p-n 접합에 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 활성 영역으로 주입되어 재결합합니다. 이 재결합은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 방출된 빛의 파장(색상)은 반도체 재료의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. InGaN 칩은 더 넓은 밴드갭을 가지며, 청색광을 발광하도록 설계되었습니다. 이 청색광은 패키지 내부의 형광체 코팅을 여기시켜 일부 청색광을 더 긴 파장(황색, 적색)으로 하향 변환하여 백색광으로 인지되게 합니다. 이는 형광체 변환 백색으로 알려진 방법입니다. AlInGaP 칩은 더 좁은 밴드갭을 가지며, 형광체 변환이 필요 없이 스펙트럼의 황색/호박색 영역에서 직접 빛을 방출합니다. 사이드 룩킹 렌즈는 성형된 에폭시 또는 실리콘으로 만들어져 빛 출력 패턴을 형성합니다.

13. 산업 동향 및 발전

특히 소비자 전자제품에서 LCD 백라이트의 동향은 소형화와 높은 효율성으로 향하고 있습니다. 이는 더 높은 발광 효율(와트당 더 많은 루멘)을 가진 LED의 개발을 촉진하여 동일한 밝기를 달성하기 위해 더 적은 LED 또는 더 낮은 구동 전류를 사용하여 에너지를 절약하고 열을 줄입니다. 더 나은 색역 커버리지에 대한 동향도 있으며, 종종 더 좁은 발광 스펙트럼을 가진 LED를 사용하거나 여러 원색(RGB)을 결합합니다. 이 특정 제품이 백색+황색 조합을 사용하는 반면, 다른 솔루션은 청색 LED + 적색 형광체 또는 여러 단색 칩을 사용할 수 있습니다. 매우 얇은 디스플레이의 경우, 점점 더 얇아지는 도광판에 대한 사이드 에미팅 LED의 정밀한 광학 결합은 여전히 핵심 공학적 과제로 남아 있습니다. 더욱이, 패널 뒤에 매우 작은 탑 에미팅 LED 배열을 사용하는 다이렉트 라이트 미니 LED 백라이트의 부상은 고동적범위(HDR) 디스플레이를 위한 대안 기술 경로를 나타내지만, 이 LED가 가능하게 하는 에지 라이트 솔루션은 비용 민감 및 공간 제약 애플리케이션에서 여전히 지배적입니다.