LTST-S220KSKT 노란색 SMD LED 데이터시트 - EIA 패키지 - 전압 2.4V - 전력 75mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTST-S220KSKT는 현대 전자 조립 공정을 위해 설계된 표면 실장 장치(SMD) 발광 다이오드(LED)입니다. 이 제품은 측면 발광 칩 LED 계열에 속하며, 주 발광 방향이 인쇄 회로 기판(PCB)의 장착 평면과 평행하게 이루어집니다. 이러한 방향은 기기의 측면에서 볼 수 있는 에지 조명이나 상태 표시등이 필요한 응용 분야에 특히 유용합니다. 이 LED는 노란색에서 적색 스펙트럼에서 고효율 빛을 생성하는 것으로 알려진 알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AlInGaP) 반도체 재료를 사용합니다. 장치는 빛을 확산시키지 않는 워터클리어 렌즈로 캡슐화되어 있어, 표시등 용도에 적합한 더 집중되고 강렬한 빔을 생성합니다.

이 부품의 핵심 장점은 RoHS(유해 물질 제한) 지침을 준수하여 엄격한 환경 규제가 있는 글로벌 시장에 적합하다는 점입니다. 향상된 납땜성과 내식성을 위한 주석 도금 리드를 특징으로 합니다. 패키지는 EIA(전자 산업 연합) 사양에 따라 표준화되어 대량 생산에 사용되는 다양한 자동 피크 앤 플레이스 장비와의 호환성을 보장합니다. 또한, 표면 실장 기술에서 무연(Pb-free) 솔더 접합을 조립하는 표준인 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정을 견딜 수 있도록 설계되었습니다.

이 LED의 목표 시장은 소비자 가전, 산업용 제어판, 자동차 실내 조명, 계측기 및 자동화 조립 라인을 사용하여 통합할 수 있는 신뢰할 수 있고 밝은 노란색 상태 표시등이 필요한 모든 응용 분야를 포함합니다.

2. 기술 파라미터 심층 해석

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 한계 이하 또는 이 한계에서의 동작은 보장되지 않습니다. 절대 최대 정격은 주변 온도(Ta) 25°C에서 지정됩니다.

• 전력 소산 (Pd):75 mW. 이는 LED 패키지가 성능이나 수명을 저하시키지 않고 열로 방산할 수 있는 최대 전력량입니다. 이 한계를 초과하면 열 손상의 위험이 있습니다.
• 피크 순방향 전류 (IFP):80 mA. 이는 최대 허용 순간 순방향 전류로, 일반적으로 과도한 접합 온도 상승을 방지하기 위해 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서 지정됩니다.
• DC 순방향 전류 (IF):30 mA. 이는 신뢰할 수 있는 장기 작동을 위해 권장되는 최대 연속 순방향 전류입니다. 광학 특성을 테스트하는 일반적인 작동 조건은 20 mA입니다.
• 역방향 전압 (VR):5 V. 이보다 높은 역방향 전압을 가하면 LED의 PN 접합에 항복 및 비가역적 손상을 일으킬 수 있습니다.
• 작동 온도 범위:-30°C ~ +85°C. LED는 이 주변 온도 범위 내에서 작동하도록 설계되었습니다.
• 보관 온도 범위:-40°C ~ +85°C. 장치는 이 더 넓은 온도 범위 내에서 작동 없이 보관할 수 있습니다.
• 적외선 솔더링 조건:260°C에서 10초. 이는 무연 조립에 중요한 리플로우 솔더링 공정의 피크 온도 및 시간 허용 오차를 정의합니다.

2.2 전기-광학 특성

이 파라미터는 표준 테스트 조건(Ta=25°C, IF=20mA)에서 측정되며 장치의 성능을 정의합니다.

• 광도 (Iv):18.0 - 54.0 mcd (일반값). 이는 인간의 눈(명시야)이 인지하는 LED의 밝기를 측정합니다. 넓은 범위는 빈닝 시스템이 사용됨을 나타냅니다(섹션 3 참조). 광도는 CIE 눈 반응 곡선을 시뮬레이션하는 필터로 측정됩니다.
• 시야각 (2θ1/2):130도 (일반값). 이는 광도가 중심축(0°)에서의 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도입니다. 130° 각도는 상대적으로 넓은 시야 패턴을 나타냅니다.
• 피크 발광 파장 (λP):591 nm (일반값). 이는 LED의 스펙트럼 전력 출력이 최대가 되는 파장입니다. 가시 스펙트럼의 노란색 영역에 속합니다.
• 주 파장 (λd):589 nm (일반값). 이는 CIE 색도도에서 유도되며 인지된 빛의 색상을 가장 잘 설명하는 단일 파장을 나타냅니다. 이 장치의 피크 파장과 매우 가깝습니다.
• 스펙트럼 선 반폭 (Δλ):20 nm (일반값). 이는 최대 전력의 절반에서의 발광 스펙트럼의 폭입니다. 20 nm 값은 중간 정도 순도의 노란색을 나타냅니다.
• 순방향 전압 (VF):2.0 V (최소), 2.4 V (일반), (20mA에서 최대값 미지정). 이는 지정된 전류에서 작동할 때 LED 양단의 전압 강하입니다. 전류 제한 회로 설계에 매우 중요합니다.
• 역방향 전류 (IR):VR=5V에서 10 μA (최대). 이는 지정된 역방향 전압이 인가될 때 흐르는 작은 누설 전류입니다.

ESD 참고 사항:데이터시트는 정전기 및 서지가 LED를 손상시킬 수 있다고 경고합니다. 접지된 손목 스트랩, 방진 장갑 사용 및 모든 장비의 접지 보장과 같은 적절한 정전기 방전(ESD) 예방 조치를 취할 것을 강력히 권장합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산 로트 간 밝기 일관성을 보장하기 위해 LED는 표준 테스트 전류(20mA)에서 측정된 광도에 따라 빈으로 분류됩니다. LTST-S220KSKT는 다음 빈 코드 목록을 사용합니다:

• 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 빈의 허용 오차는 +/- 15%입니다. 이는 빈 N으로 표시된 LED의 실제 광도가 약 23.8 mcd에서 51.75 mcd 사이일 수 있음을 의미합니다. 설계자는 응용 분야의 밝기 요구 사항을 지정할 때 이 변동을 고려해야 합니다. 데이터시트는 이 특정 부품 번호에 대해 파장이나 순방향 전압에 대한 별도의 빈을 나타내지 않으며, 해당 파라미터에 대해 더 엄격한 제어 또는 단일 빈 사양이 있음을 시사합니다.

4. 성능 곡선 분석

구체적인 그래프는 제공된 텍스트에 자세히 설명되어 있지 않지만, 이러한 LED의 일반적인 곡선은 다음과 같습니다:

• 상대 광도 대 순방향 전류 (I-V 곡선):이 곡선은 광 출력이 순방향 전류에 따라 어떻게 증가하는지 보여줍니다. 일반적으로 낮은 전류에서는 선형이지만, 열 효과 및 효율 저하로 인해 높은 전류에서는 포화될 수 있습니다.
• 상대 광도 대 주변 온도:이 그래프는 주변(또는 접합) 온도가 증가함에 따라 광 출력의 디레이팅을 보여줍니다. AlInGaP LED는 일반적으로 온도 상승에 따라 출력이 감소합니다.
• 순방향 전압 대 순방향 전류:이는 다이오드의 지수 관계 특성을 보여줍니다. 전압은 전류에 따라 증가합니다.
• 순방향 전압 대 주변 온도:순방향 전압은 일반적으로 음의 온도 계수를 가지며, 이는 온도가 상승함에 따라 약간 감소함을 의미합니다.
• 스펙트럼 분포:상대 복사 전력 대 파장의 플롯으로, 약 591 nm에서 피크를 보이며 반치폭은 약 20 nm입니다.

이 곡선들은 비표준 작동 조건에서 장치의 동작을 이해하고 열 관리 설계를 위해 필수적입니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

5.1 패키지 치수

LED는 EIA 표준 SMD 패키지 외형을 따릅니다. 달리 명시되지 않는 한 모든 치수는 일반적으로 ±0.10 mm의 허용 오차로 밀리미터 단위로 제공됩니다. 데이터시트에는 PCB 풋프린트 설계에 필요한 길이, 너비, 높이, 리드 간격 및 기타 중요한 기계적 특징을 보여주는 상세한 치수 도면이 포함되어 있습니다.

5.2 패드 설계 및 극성

데이터시트는 PCB 레이아웃을 위한 권장 솔더링 패드 치수를 제공합니다. 이러한 권장 사항을 준수하면 리플로우 중에 신뢰할 수 있는 솔더 접합과 적절한 정렬이 보장됩니다. 부품에는 일반적으로 패키지 본체에 노치 또는 캐소드 표시와 같은 극성 표시가 있습니다. LED는 전류가 한 방향으로만 흐를 수 있으므로 올바른 방향이 매우 중요합니다.

5.3 테이프 및 릴 패키징

LED는 자동화 조립 장비와의 호환성을 위해 산업 표준 8mm 테이프에 7인치 직경 릴로 공급됩니다. 주요 패키징 참고 사항은 다음과 같습니다:

• 빈 부품 포켓은 상단 커버 테이프로 밀봉됩니다.
• 각 7인치 릴에는 4000개가 들어 있습니다.
• 잔여 부품의 최소 포장 수량은 500개입니다.
• 릴 사양당 최대 2개의 연속 누락 LED(빈 포켓)가 허용됩니다.
• 패키징은 ANSI/EIA 481 사양을 따릅니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

무연(Pb-free) 솔더링 공정을 위한 권장 적외선(IR) 리플로우 프로파일이 제공됩니다. 중요한 파라미터는 다음과 같습니다:

• 예열 온도:150–200°C
• 예열 시간:최대 120초
• 피크 온도:최대 260°C
• 피크 온도 유지 시간:최대 10초 (그리고 최대 두 번의 리플로우 사이클 허용).

프로파일은 JEDEC 표준을 기반으로 합니다. 데이터시트는 최적의 프로파일이 특정 PCB 설계, 구성 요소, 솔더 페이스트 및 오븐에 따라 달라지므로 특성화가 필요하다고 강조합니다.

6.2 핸드 솔더링

핸드 솔더링이 필요한 경우 다음 한계가 적용됩니다:

• 솔더링 아이언 온도:최대 300°C
• 솔더링 시간:최대 3초 (한 번만).

6.3 세척

지정되지 않은 화학 세척제는 LED 패키지를 손상시킬 수 있으므로 사용해서는 안 됩니다. 세척이 필요한 경우, 상온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 1분 미만 담그는 것이 권장됩니다.

6.4 보관 조건

• 밀봉 패키지:≤30°C 및 ≤90% 상대 습도(RH)에서 보관하십시오. 제습제가 들어 있는 원래의 방습 봉지에 보관할 경우 유통 기한은 1년입니다.
• 개봉 패키지:보관 환경은 30°C 또는 60% RH를 초과해서는 안 됩니다. 원래 포장에서 꺼낸 LED는 1주일 이내에 IR 리플로우해야 합니다.
• 장기 보관 (개봉):1주일 이상 보관하는 경우, LED를 제습제가 들어 있는 밀폐 용기나 질소 데시케이터에 보관하십시오. 포장 없이 1주일 이상 보관된 LED는 솔더링 전에 약 60°C에서 최소 20시간 동안 베이킹하여 수분 흡수를 제거하고 리플로우 중 "팝콘 현상"을 방지해야 합니다.

7. 응용 제안

7.1 일반적인 응용 시나리오

이 측면 발광 노란색 LED는 PCB 상단 표면에 공간이 제한되거나 표시등을 가장자리에서 봐야 하는 응용 분야에 이상적입니다. 일반적인 용도는 다음과 같습니다:

• 소비자 가전(라우터, 셋톱박스, 충전기)의 상태 표시등.
• 멤브레인 스위치 또는 측면 조명 패널의 백라이트.
• 자동차 실내의 계기판 및 대시보드 조명.
• 산업 장비 상태 및 오류 표시등.
• 휴대용 장치의 배터리 수준 또는 충전 표시등.

7.2 설계 고려사항

• 전류 구동:LED는 전류 구동 장치입니다. 특히 여러 LED가 병렬로 연결된 경우 균일한 밝기를 보장하려면 전류 제한 메커니즘이 필수적입니다. 이는 일반적으로 직렬 저항 또는 정전류 구동 회로를 사용하여 달성됩니다. 저항 값은 공식 R = (Vcc - VF) / IF를 사용하여 계산할 수 있습니다. 여기서 Vcc는 공급 전압, VF는 LED 순방향 전압(안전을 위해 최대 또는 일반값 사용), IF는 원하는 순방향 전류(예: 20mA)입니다.
• 열 관리:전력 소산은 낮지만, 접합 온도를 한계 내로 유지하는 것은 수명과 안정적인 광 출력에 매우 중요합니다. 높은 주변 온도 또는 최대 전류 근처에서 작동하는 경우 충분한 PCB 구리 면적 또는 열 비아를 확보하십시오.
• ESD 보호:LED에 연결된 민감한 신호 라인에 ESD 보호 다이오드를 통합하거나, 특히 LED가 사용자가 접근 가능한 경우 구동 회로에 내재된 보호 기능이 있는지 확인하십시오.
• 광학 설계:워터클리어 렌즈는 집중된 빔을 생성합니다. 확산되거나 더 넓은 조명 패턴이 필요한 경우, 기계적 설계에서 외부 확산판 또는 도광판을 고려해야 합니다.

8. 기술 비교 및 차별화

다른 노란색 표시등 LED와 비교하여 LTST-S220KSKT의 주요 차별점은 다음과 같습니다:

• 측면 시야 패키지:상단 발광 LED와 달리, 이 폼 팩터는 수직 공간을 절약하고 독특한 조명 형상을 가능하게 하여 뚜렷한 기계적 이점을 제공합니다.
• AlInGaP 기술:기존의 노란색 갈륨 포스파이드(GaP) 기반 LED에 비해 더 높은 효율과 더 나은 온도 안정성을 제공하여 더 밝고 일관된 출력을 제공합니다.
• 완전한 공정 호환성:테이프 및 릴 패키징, 자동 배치 및 IR 리플로우 솔더링을 위한 설계로 인해 비용 효율적이고 대량의 자동화 제조에 선호되는 선택입니다.
• RoHS 준수:많은 시장에서 필수 요구 사항인 현대 환경 표준을 충족합니다.

9. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q1: 5V 공급 전압에 필요한 저항은 무엇입니까?

A: 일반 순방향 전압(VF) 2.4V와 목표 전류(IF) 20mA를 사용하면 직렬 저항 값은 R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 옴입니다. 표준 130Ω 또는 150Ω 저항이 적합합니다. 실제 밝기를 항상 확인하고 보수적인 설계를 위해 최대 VF를 사용하는 것을 고려하십시오.

Q2: 3.3V 마이크로컨트롤러 핀으로 이 LED를 구동할 수 있습니까?

A: 예, 하지만 사용 가능한 전압 여유는 작습니다. VF_min은 2.0V, VF_typ은 2.4V입니다. 3.3V에서 저항 계산은 R = (3.3V - 2.4V) / 0.02A = 45 옴이 됩니다. 이는 가능하지만, VF 및 공급 전압의 변동으로 인해 상당한 전류 변화가 발생할 수 있습니다. 중요한 응용 분야의 경우 정전류 구동기 또는 신중한 특성화를 권장합니다.

Q3: 시야각이 왜 그렇게 넓습니까(130°)?

A: 측면 발광 패키지와 워터클리어 렌즈 설계는 넓은 반구에 걸쳐 빛을 방출하도록 최적화되었습니다. 이는 확산 렌즈가 필요 없이 다양한 각도에서 볼 수 있어야 하는 표시등에 유리합니다.

Q4: 주문서의 빈 코드(예: N)를 어떻게 해석합니까?

A: 빈 코드는 보장된 광도 범위를 지정합니다. 빈 N을 주문하면 20mA에서 28.0에서 45.0 mcd 사이의 광도를 가진 LED를 받게 됩니다. 최소 밝기가 필요한 응용 분야의 경우 적절한 빈을 지정하거나 공급업체와 가용성을 상담하십시오.

10. 실제 사용 사례

시나리오: 네트워크 라우터용 상태 표시등 설계

설계자는 얇은 라우터의 전면에서 볼 수 있는 전원/활동 표시등이 필요합니다. PCB는 수직으로 장착되므로 측면 발광 LED가 완벽합니다. 그들은 LTST-S220KSKT를 PCB 가장자리에 배치하여 라우터 전면 패널의 작은 창으로 빛을 전달하는 도광판을 향하게 합니다. 47Ω 직렬 저항을 사용하여 3.3V 시스템 레일에서 구동하여 약 19mA((3.3V-2.4V)/47Ω)의 전류를 얻습니다. 도광판을 통해 충분한 밝기가 보이도록 빈 P LED를 선택합니다. 설계는 데이터시트에 명시된 자동 피크 앤 플레이스 및 리플로우 공정을 활용하여 신뢰할 수 있고 빠른 조립을 보장합니다.

11. 원리 소개

발광 다이오드(LED)는 전류가 흐를 때 빛을 방출하는 반도체 장치입니다. 이 현상을 전기발광이라고 합니다. LTST-S220KSKT에서 활성 영역은 알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AlInGaP)로 만들어집니다. 순방향 전압이 인가되면 n형 반도체의 전자와 p형 반도체의 정공이 활성 영역으로 주입됩니다. 전자가 정공과 재결합하면 더 높은 에너지 상태에서 더 낮은 상태로 떨어지면서 광자(빛 입자) 형태로 에너지를 방출합니다. AlInGaP 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 방출되는 빛의 파장(색상)을 결정합니다. 이 경우 노란색(~589-591 nm)입니다. 측면 발광 패키지는 생성된 빛을 측면으로 방출하도록 반사 캐비티와 성형 에폭시 렌즈를 포함합니다.

12. 발전 동향

이와 같은 SMD 표시등 LED의 동향은 몇 가지 주요 영역으로 계속 발전하고 있습니다:

• 효율 증가:지속적인 재료 과학 개선은 와트당 더 많은 루멘(효율)을 생산하여 동일한 밝기에 대한 전력 소비를 줄이는 것을 목표로 합니다.
• 소형화:패키지 크기는 광학 성능을 유지하거나 개선하면서 계속 축소(예: 0603에서 0402 메트릭 크기로)되어 더 밀집된 PCB 설계를 가능하게 합니다.
• 높은 신뢰성 및 안정성:패키징 재료 및 다이 부착 기술의 개선으로 수명과 시간 및 온도에 따른 색상 안정성이 향상됩니다.
• 더 넓은 색 영역 및 일관성:파장 및 광도에 대한 더 엄격한 빈닝 허용 오차가 표준이 되어 설계자에게 더 예측 가능한 성능을 제공합니다.
• 통합:여러 LED(예: RGB), 제어 IC 및 심지어 수동 소자를 단일, 더 스마트한 모듈식 패키지로 통합하는 추세가 증가하고 있습니다.

LTST-S220KSKT와 같은 구성 요소는 진화하는 환경 내에서 성능, 비용 및 제조 가능성의 균형을 맞춘 성숙하고 고도로 최적화된 솔루션을 나타냅니다.