SMD LED LTST-T680TBWT 데이터시트 - 블루 확산형 - 20mA - 80mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 표면 실장 장치(SMD) LED의 사양을 상세히 설명합니다. 이 부품은 자동화된 인쇄 회로 기판(PCB) 조립 공정을 위해 설계되었으며, 공간이 중요한 제약 조건인 애플리케이션에 적합합니다. 이 LED는 확산 렌즈를 특징으로 하여, 투명 또는 워터클리어 렌즈에 비해 더 넓고 균일한 빛 분포를 제공합니다. 이는 눈부심 감소가 요구되는 표시등 및 백라이트 용도에 이상적입니다.

1.1 핵심 장점 및 목표 시장

이 LED의 주요 장점은 RoHS(유해 물질 제한) 지침을 준수하여 엄격한 환경 규제가 있는 글로벌 시장에 적합하다는 점입니다. 7인치 직경 릴에 감긴 8mm 테이프에 포장되어 대량 전자 제조에 사용되는 표준 자동 픽 앤 플레이스 장비와 호환됩니다. 또한 이 장치는 SMD 조립의 산업 표준인 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정과 호환되도록 설계되었습니다. I.C.(집적 회로) 호환 구동 특성은 회로 설계를 단순화합니다. 이 부품의 주요 목표 시장은 통신 장비, 사무 자동화 장치, 가전 제품 및 산업 장비로, 상태 표시, 신호 및 심볼 조명, 전면 패널 백라이트에 일반적으로 사용됩니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

이 섹션은 표준 테스트 조건(Ta=25°C)에서 LED의 작동 한계 및 성능 특성에 대한 상세한 분석을 제공합니다. 이러한 파라미터를 이해하는 것은 신뢰할 수 있는 회로 설계와 부품의 수명을 보장하는 데 중요합니다.

2.1 절대 최대 정격

절대 최대 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이는 연속 작동 조건이 아닙니다.

• 전력 소산 (Pd):80 mW. 이는 LED 패키지가 열로 방산할 수 있는 최대 전력량입니다. 이 한계를 초과하면 과열 및 반도체 재료의 가속화된 열화를 초래할 수 있습니다.
• 피크 순방향 전류 (I_FP):100 mA. 이는 허용 가능한 최대 순간 순방향 전류로, 일반적으로 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서 지정됩니다. 이는 연속 전류 정격보다 훨씬 높으며, 짧고 고강도의 섬광과 관련이 있습니다.
• DC 순방향 전류 (I_F):20 mA. 이는 정상 작동을 위한 권장 최대 연속 순방향 전류입니다. 이 전류 이하로 LED를 구동하면 최적의 성능과 수명을 보장합니다.
• 작동 온도 범위 (T_opr):-40°C ~ +85°C. 이 주변 온도 범위 내에서 장치가 사양 내에서 작동함이 보장됩니다.
• 보관 온도 범위 (T_stg):-40°C ~ +100°C. 전원이 공급되지 않을 때 이 온도 범위 내에서 장치가 열화 없이 보관될 수 있습니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성

이러한 파라미터는 권장 조건(I_F= 20mA, Ta=25°C) 내에서 작동할 때 LED의 일반적인 성능을 설명합니다.

• 광도 (I_V):140.0 - 450.0 mcd (밀리칸델라). 이는 방출된 빛의 인지된 세기를 측정한 것입니다. 넓은 범위는 장치가 다른 밝기 빈(섹션 3 참조)으로 제공됨을 나타냅니다. 광도는 인간 눈의 명시 응답(CIE 곡선)과 일치하도록 필터링된 센서를 사용하여 측정됩니다.
• 시야각 (2θ_1/2):120도 (일반적). 시야각은 광도가 축상(0도)에서 측정된 세기의 절반이 되는 전체 각도로 정의됩니다. 120도 각도는 확산 렌즈의 특징인 매우 넓은 빔을 나타냅니다.
• 피크 방출 파장 (λ_P):468 nm (일반적). 이는 방출된 빛의 스펙트럼 전력 분포가 최대가 되는 파장입니다. 사용된 InGaN(인듐 갈륨 나이트라이드) 반도체 재료의 물리적 특성입니다.
• 주 파장 (λ_d):465 - 475 nm. 이는 CIE 색도도에서 도출된, 빛의 인지된 색상을 가장 잘 나타내는 단일 파장입니다. 색상 빈닝에 사용되는 파라미터입니다.
• 스펙트럼 선 반폭 (Δλ):20 nm (일반적). 이는 최대 세기의 절반에서 측정된 스펙트럼 대역폭(반치폭 - FWHM)입니다. 20nm 값은 블루 InGaN LED의 일반적인 값입니다.
• 순방향 전압 (V_F):3.3 V (일반적), 3.8 V (최대). 이는 20mA로 구동될 때 LED 양단의 전압 강하입니다. 전류 제한 회로(예: 직렬 저항 또는 정전류 드라이버 선택) 설계에 중요한 파라미터입니다.
• 역방향 전류 (I_R):10 μA (최대) at V_R= 5V. LED는 역방향 바이어스 작동을 위해 설계되지 않았습니다. 이 파라미터는 역전압이 실수로 인가될 경우 매우 작은 누설 전류를 나타냅니다. 최대 정격을 초과하는 역전압을 인가하면 즉시 고장을 일으킬 수 있습니다.

3. 빈닝 시스템 설명

대량 생산에서 일관성을 보장하기 위해, LED는 제조 후 성능 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 애플리케이션에 필요한 특정 밝기, 색상 및 전압 요구 사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 순방향 전압 (V_f) 빈닝

LED는 20mA에서의 순방향 전압 강하를 기준으로 분류됩니다. 빈(D7 ~ D11)은 각 빈 내에서 ±0.1V의 허용 오차를 가집니다. 예를 들어, 빈 D9는 V_f가 3.2V에서 3.4V 사이인 LED를 포함합니다. 동일한 V_f빈에서 LED를 선택하면 여러 LED가 공통 전류 제한 저항과 병렬로 연결될 때 균일한 밝기를 보장하는 데 도움이 될 수 있습니다.

3.2 광도 (I_V) 빈닝

이것은 밝기 빈닝입니다. 빈은 R2(140.0-180.0 mcd)에서 T2(355.0-450.0 mcd)까지 범위하며, 각 빈에 대해 11%의 허용 오차가 있습니다. 특정 밝기 수준이 필요한 애플리케이션은 원하는 광도 빈 코드를 지정할 수 있습니다.

3.3 주 파장 (W_d) 빈닝

이것은 색상 빈닝입니다. 이 블루 LED의 경우, 빈은 AC(465.0-470.0 nm)와 AD(470.0-475.0 nm)이며, ±1nm의 엄격한 허용 오차를 가집니다. 이는 조립체 내 모든 LED에서 일관된 블루 색조를 보장하여 미적 및 신호 애플리케이션에 중요합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에서 특정 그래프(예: 그림 1, 그림 5)가 참조되지만, 여기서는 그 일반적인 의미를 분석합니다. 이러한 곡선은 비표준 조건에서의 성능을 이해하는 데 필수적입니다.

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

LED의 I-V 특성은 지수적입니다. 무릎 전압을 넘어 순방향 전압이 약간 증가하면 전류가 크게 증가합니다. 이 비선형 관계는 LED가 전류원 또는 전류 제한 저항으로 구동되어야 하는 이유입니다; 정전압원은 열 폭주와 파괴를 초래할 것입니다. 20mA에서의 일반적인 V_F값 3.3V는 이 곡선 상의 한 점을 나타냅니다.

4.2 광도 대 순방향 전류

광도는 작동 범위 내에서 순방향 전류에 거의 비례합니다. 그러나 효율(와트당 루멘)은 최대 정격보다 낮은 전류에서 최고점에 도달할 수 있습니다. 최대 연속 전류(20mA)로 LED를 구동하면 가장 높은 출력을 제공하지만, 낮은 구동 전류에 비해 효율이 약간 감소할 수 있습니다.

4.3 온도 의존성

LED 성능은 온도에 민감합니다. 접합 온도가 증가함에 따라:

- 순방향 전압 (V_F) 감소합니다. 이는 정전압 공급원에서 단순 저항으로 구동되는 경우 전류 증가를 초래할 수 있습니다.

- 광도 (I_V) 감소합니다. 온도가 상승함에 따라 빛 출력이 떨어지며, 이 현상을 열 드룹(thermal droop)이라고 합니다.

- 주 파장이 약간 이동하여 미묘한 색상 변화를 일으킬 수 있습니다.

따라서 일관된 성능을 유지하기 위해서는 적절한 열 관리(예: 방열을 위한 충분한 PCB 구리 면적)가 필수적입니다.

4.4 스펙트럼 분포

스펙트럼 출력 곡선은 468 nm를 중심으로 하는 단일 피크와 일반적인 반폭 20 nm를 보여줍니다. 이는 블루 InGaN LED의 특징입니다. 가시 스펙트럼의 다른 부분에서는 최소한의 방출만 있어 포화된 블루 색상을 생성합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수 및 극성

LED는 표준 산업 SMD 패키지에 장착됩니다. 캐소드는 일반적으로 부품 상단의 녹색 점 또는 패키지 본체 한쪽의 노치/모따기로 표시됩니다. 배치 시 올바른 극성을 준수해야 합니다. 이 패키지는 적외선 리플로우 및 증기상 솔더링 공정과 호환되도록 설계되었습니다.

5.2 권장 PCB 부착 패드

데이터시트에는 PCB용 권장 랜드 패턴(풋프린트)이 포함되어 있습니다. 이 패턴을 준수하는 것은 신뢰할 수 있는 솔더 접합, 리플로우 중 적절한 자체 정렬, LED에서 PCB로의 효과적인 열 전달을 달성하는 데 중요합니다. 패드 설계는 일반적으로 솔더링성과 열 방산을 균형 있게 조정하기 위한 열 릴리프 연결을 포함합니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 IR 리플로우 솔더링 프로파일

이 부품은 무연(Pb-free) 솔더링 공정에 적합합니다. J-STD-020B를 준수하는 제안된 리플로우 프로파일이 제공됩니다. 주요 파라미터는 다음과 같습니다:

- 예열/소킹:150°C에서 200°C로 상승, 최대 120초 동안 유지하여 플럭스를 활성화하고 열 충격을 최소화합니다.

- 리플로우 (액상):피크 온도는 260°C를 초과해서는 안 되며, 217°C 이상(SAC 솔더의 일반적인 액상 온도)에서의 시간은 권장 값(예: 30-60초)으로 제한해야 합니다.

- 냉각:솔더 접합 및 부품에 가해지는 응력을 최소화하기 위해 제어된 냉각 속도.

특정 PCB 조립체에 대한 프로파일을 특성화하는 것이 중요합니다. 보드 두께, 부품 밀도 및 오븐 유형이 LED에 가해지는 열 프로파일에 영향을 미치기 때문입니다.

6.2 핸드 솔더링

핸드 솔더링이 필요한 경우, 각별한 주의를 기울여 수행해야 합니다. 권장 사항은 최대 온도 300°C의 솔더링 아이언을 사용하고, 패드당 솔더링 시간을 3초로 제한하는 것입니다. 플라스틱 패키지와 내부 와이어 본드에 열 손상을 피하기 위해 한 번만 수행해야 합니다.

6.3 세척

솔더링 후 세척은 지정된 용제로만 수행해야 합니다. 이소프로필 알코올(IPA) 또는 에틸 알코올을 권장합니다. LED는 상온에서 1분 미만으로 담가야 합니다. 강력하거나 지정되지 않은 화학 물질은 플라스틱 렌즈와 패키지 재료를 손상시킬 수 있습니다.

6.4 보관 및 습도 민감도

LED는 건조제와 함께 습기 차단 백에 포장됩니다. 원래 밀봉된 백이 개봉되면 부품은 주변 습도에 노출됩니다. 백 개봉 후 168시간(7일) 이내에 IR 리플로우 솔더링 공정을 완료하는 것이 강력히 권장됩니다. 개봉 후 장기 보관을 위해서는 LED를 건조제가 있는 밀폐 용기 또는 질소 환경에 보관해야 합니다. 부품이 168시간 이상 노출된 경우, 솔더링 전 약 60°C에서 최소 48시간 동안 베이크아웃을 수행하여 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 중 "팝콘 현상"(패키지 균열)을 방지해야 합니다.

7. 애플리케이션 노트 및 설계 고려 사항

7.1 구동 방법

LED는 전류 구동 장치입니다. 가장 일반적이고 간단한 구동 방법은 전압 공급원에 연결된 직렬 전류 제한 저항입니다. 저항 값은 옴의 법칙을 사용하여 계산됩니다: R = (V_supply- V_F) / I_F. 예를 들어, 5V 공급원, V_F3.3V, 원하는 I_F20mA: R = (5V - 3.3V) / 0.02A = 85 Ohms. 표준 82 또는 100 Ohm 저항이 적합합니다. 여러 LED가 필요한 애플리케이션의 경우, 직렬로 연결하면 각 LED를 통해 동일한 전류가 흐르게 되어 균일한 밝기를 촉진합니다. 병렬 연결도 가능하지만, 전류 편중을 방지하기 위해 각 LED의 V_F를 신중하게 맞추거나 개별 저항을 사용해야 합니다.

7.2 열 관리

전력 소산이 상대적으로 낮지만(최대 80mW), 효과적인 방열은 수명과 색상 안정성에 여전히 중요합니다. 구리 평면에 적절한 열 연결을 가진 권장 PCB 패드를 사용하면 열을 방산하는 데 도움이 됩니다. 환기 없이 밀폐된 공간에 LED를 배치하지 마십시오.

7.3 애플리케이션 제한 사항

이 부품은 범용 전자 장비용으로 설계되었습니다. 고신뢰성이 최우선이고 고장이 안전을 위협할 수 있는 애플리케이션(예: 항공, 의료 생명 유지 장치, 운송 제어)에 대해 특별히 적격화된 것은 아닙니다. 이러한 애플리케이션의 경우 적절한 자격을 갖춘 부품을 조달해야 합니다.

8. 포장 및 주문 정보

8.1 테이프 및 릴 사양

LED는 보호 커버 테이프가 있는 엠보싱 캐리어 테이프에 공급됩니다. 테이프 폭은 8mm입니다. 릴 직경은 7인치(178mm)입니다. 각 릴에는 2000개가 들어 있습니다. 포장은 자동 조립 장비와의 호환성을 보장하기 위해 ANSI/EIA-481 표준을 준수합니다. 테이프에는 픽 앤 플레이스 중 올바른 극성을 보장하기 위한 방향 포켓이 있습니다.

9. 자주 묻는 질문 (FAQ)

Q: 저항 없이 3.3V 공급원으로 이 LED를 구동할 수 있나요?

A: 아니요. 일반적인 V_F는 3.3V이지만, 빈에 따라 2.8V에서 3.8V까지 변동할 수 있습니다. 3.3V 공급원에 직접 연결하면 낮은 V_F단위의 경우 과도한 전류가 흐르거나 높은 V_F단위의 경우 빛이 나지 않을 수 있습니다. 직렬 저항 또는 정전류 드라이버가 항상 필요합니다.

Q: 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇인가요?

A: 피크 파장 (λ_P)은 빛 스펙트럼의 물리적 피크입니다. 주 파장 (λ_d)은 색 좌표에서 계산된 인간 눈이 인지하는 단일 파장입니다. λ_d는 색상 사양 및 빈닝에 사용됩니다.

Q: 백을 개봉한 후 168시간의 플로어 라이프가 있는 이유는 무엇인가요?

A: SMD 플라스틱 패키지는 공기 중의 수분을 흡수합니다. 고온 리플로우 솔더링 공정 중에 이 수분이 빠르게 증기로 변하여 패키지를 균열시킬 수 있는 내부 압력("팝콘 현상")을 일으킬 수 있습니다. 168시간 제한은 부품의 습도 민감도 수준(MSL)을 기반으로 합니다.

Q: 다중 LED 어레이에서 균일한 밝기를 어떻게 달성하나요?

A: 가장 좋은 방법은 LED를 직렬로 연결하여 각 LED를 통해 동일한 전류가 흐르도록 하는 것입니다. 병렬 구성이 필요한 경우, 동일한 V_F및 I_V빈의 LED를 사용하고 V_F variations.