SMD LED LTST-108TBL 데이터시트 - Blue InGaN - 3.2x1.6x1.1mm - 최대 3.4V - 102mW - 영어 기술 문서

1. 제품 개요

LTST-108TBL은 자동화된 인쇄 회로 기판(PCB) 조립을 위해 설계된 표면 실장 장치(SMD) 발광 다이오드(LED)입니다. 그 미니어처 크기는 광범위한 전자 장비에서 공간이 제한된 응용 분야에 적합합니다.

1.1 핵심 장점

• 미니어처 풋프린트: 컴팩트한 EIA 표준 패키지는 고밀도 PCB 레이아웃을 가능하게 합니다.
• 자동화 호환성: 7인치 릴에 8mm 테이프로 공급되며, 자동 픽앤플레이스 장비와 완벽하게 호환됩니다.
• 강건한 제조: 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정과 호환되며, 무연(Pb-free) 조립 라인을 지원합니다.
• 환경 규정 준수: 해당 제품은 RoHS (유해물질 제한) 지침을 준수합니다.
• 신뢰성: 장치는 JEDEC Level 3 수분 민감도 수준으로 가속화되도록 사전 컨디셔닝되어, 솔더링 과정 중 신뢰성을 보장합니다.

1.2 Target Market & Applications

이 LED는 신뢰할 수 있고 저프로파일 상태 표시가 필요한 소비자, 상업 및 산업용 전자 제품에 사용하도록 설계되었습니다.

• Telecommunications: 라우터, 모뎀 및 네트워크 스위치의 상태 표시기.
• Office Automation & Computing: 노트북, 데스크톱 PC 및 주변 장치의 전원/활동 표시등.
• 홈 Appliances & Consumer Electronics: 제어판의 표시등.
• 산업용 장비: 기계 상태 및 고장 표시등.
• 일반 목적: 전면 패널 백라이트, 신호 및 심볼 조명 응용.

2. Technical Parameters: In-Depth Objective Interpretation

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이러한 조건에서의 동작은 보장되지 않습니다.

• Power Dissipation (Pd): Ta=25°C에서 102 mW. 이는 패키지가 열로 방산할 수 있는 최대 전력입니다.
• DC 순방향 전류 (IF): 연속 30 mA. 이 전류를 초과하면 접합 온도가 크게 상승하고 루멘 감소가 가속화됩니다.
• 최대 순방향 전류: 80 mA, 단순 신호 버스트에 대해서만 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭) 하에서 허용됨.
• 감액 계수: 25°C부터 0.38 mA/°C로 선형 증가. 접합 온도 한계를 초과하지 않도록 주변 온도 상승에 따라 허용 최대 DC 전류를 감소시켜야 합니다.
• Operating & Storage Temperature: 각각 -40°C ~ +85°C 및 -40°C ~ +100°C로, 동작 시와 비동작 시의 환경적 한계를 정의합니다.

2.2 Electro-Optical Characteristics

별도로 명시하지 않는 한, Ta=25°C, IF=20mA 조건에서 측정된 값입니다. 이는 일반적인 성능 파라미터입니다.

• 광도 (Iv): 330.0 mcd(최소)에서 520.0 mcd(최대)까지의 범위를 가지며, 대표값은 빈 랭크에 따라 다릅니다. CIE 명시도(photopic) 눈 반응 곡선에 맞춰 필터링된 센서로 측정하였습니다.
• 시야각 (2θ½): 광시야각 110도(대표값)로, 축상(정면) 광도의 절반이 되는 축 이탈 각도로 정의됩니다.
• 피크 파장 (λp): 일반적으로 471 nm로, 방출되는 빛의 스펙트럼 피크를 나타냅니다.
• 주도 파장 (λd): 457 nm에서 467 nm 사이입니다. 이는 색상(파란색)을 정의하는 데 인간의 눈이 인지하는 단일 파장입니다. 허용 오차는 빈(bin)당 ±1 nm입니다.
• 스펙트럼 선 반폭 (Δλ): 일반적으로 26 nm로, 방출되는 청색광의 스펙트럼 순도 또는 대역폭을 설명합니다.
• 순방향 전압 (VF): 20mA에서 2.6V(최소)와 3.4V(최대) 사이. 이 파라미터는 회로 설계의 일관성을 위해 빈(Binned) 처리됩니다.
• 역전류 (IR): VR=5V에서 최대 5 µA. 본 소자는 역바이어스 동작을 위해 설계되지 않았으며, 이 시험은 품질 보증용입니다.
• 정전용량 (C): 일반적으로 VF=0V, f=1 MHz에서 40 pF이며, 고속 스위칭 고려사항과 관련이 있습니다.

3. Bin Rank 시스템 설명

제품은 핵심 파라미터에 따라 빈(Bin)으로 분류되어 생산 배치 내 성능 일관성을 보장합니다. 설계자는 애플리케이션 요구사항에 맞게 빈을 지정할 수 있습니다.

3.1 순방향 전압(VF) 등급

단위: 볼트 @ 20mA. 각 빈의 허용 오차는 ± 0.10V입니다.

• F4: 2.6V (최소) - 2.8V (최대)
• F5: 2.8V - 3.0V
• F6: 3.0V - 3.2V
• F7: 3.2V - 3.4V

3.2 광도 (Iv) 등급

단위: 밀리칸델라 (mcd) @ 20mA. 각 빈의 허용 오차는 ± 11%입니다.

• T2: 330.0 mcd (최소) - 410.0 mcd (최대)
• U1: 410.0 mcd - 520.0 mcd

3.3 주 파장 (WD) 등급

단위: 나노미터 (nm) @ 20mA. 각 빈의 허용 오차는 ± 1 nm입니다.

• AC: 457.0 nm (최소) - 462.0 nm (최대)
• AD: 462.0 nm - 467.0 nm

4. 성능 곡선 분석

대표적인 특성 곡선은 다양한 조건에서의 소자 동작을 보여줍니다. 특별히 명시되지 않는 한, 모든 곡선은 25°C 조건에서 측정된 것입니다.

4.1 Relative Luminous Intensity vs. Forward Current

이 곡선은 권장 동작 범위 내에서 순방향 전류(IF)와 광 출력(Iv) 사이에 거의 선형적인 관계가 있음을 보여줍니다. LED를 20mA 이상으로 구동하면 효율이 체감적으로 증가하고 발열이 증가합니다.

4.2 상대 발광 강도 대 주변 온도

주변 온도가 상승함에 따라 광 출력이 감소합니다. 이러한 열적 소광 효과는 반도체 LED의 특징이며, 고온에서 동작하는 설계 시 반드시 고려해야 합니다.

4.3 순방향 전압 대 순방향 전류

이 지수 곡선은 다이오드의 I-V 특성을 보여줍니다. 20mA에서 지정된 VF는 일반적인 동작점입니다. 이 곡선은 전류 제한 회로 설계에 도움이 됩니다.

4.4 Spectral Distribution

그래프는 약 471 nm(전형적)를 중심으로 반폭 약 26 nm의 단일 피크를 보여주며, InGaN 반도체 재료의 단색 청색 발광을 확인시켜 줍니다.

5. Mechanical & Package Information

5.1 Package Dimensions

LTST-108TBL은 표준 SMD 패키지에 장착되어 있습니다. 주요 치수(단위: 밀리미터, 특별히 명시되지 않은 한 공차 ±0.2mm)는 본체 크기가 약 3.2mm(길이) x 1.6mm(폭) x 1.1mm(높이)를 포함합니다. 렌즈는 투명(Water Clear)합니다. 캐소드는 일반적으로 패키지 상의 표시 또는 렌즈의 녹색 색조로 식별됩니다.

5.2 권장 PCB 부착 패드 레이아웃

적외선 또는 기상 재유동 솔더링을 위한 랜드 패턴 설계가 제공됩니다. 이 패턴은 조립 중 적절한 솔더 필렛 형성, 기계적 안정성 및 열 완화를 보장합니다. 이 레이아웃을 준수하는 것은 신뢰할 수 있는 솔더 접합을 달성하고 LED 다이의 열 방출을 관리하는 데 중요합니다.

6. Soldering & Assembly Guidelines

6.1 IR 재유동 솔더링 프로파일 (무연 공정)

무연 조립을 위해 J-STD-020B에 부합하는 상세한 온도 프로파일이 규정되어 있습니다.

• 예열: 150°C ~ 200°C.
• 예열 시간: 최대 120초.
• 피크 온도: 최대 260°C.
• 액상선 이상 시간: 권장 프로파일은 특정 지속 시간을 나타냅니다.
• 솔더링 시간: 피크 온도에서 최대 10초 (최대 두 번의 리플로우 사이클).

참고: 최적의 프로파일은 특정 PCB 설계, 솔더 페이스트 및 오븐에 따라 다릅니다. 제공된 프로파일은 JEDEC 표준을 기반으로 한 일반적인 목표치 역할을 합니다.

6.2 핸드 솔더링 (필요한 경우)

• 인두 온도: 최대 300°C.
• 솔더링 시간: 패드당 최대 3초(단 1회만 가능).

6.3 보관 조건

• 밀봉 패키지: 30°C 이하, 상대습도 70% 이하에서 보관하십시오. 습기방지 백과 건조제가 손상되지 않은 상태에서 1년 이내에 사용하십시오.
• 개봉 패키지: 30°C 이하, 상대습도 60% 이하에서 보관하십시오. 개봉 후 168시간(1주일) 이내에 IR 리플로우 공정을 완료하는 것을 권장합니다.
• 확장 저장 (개봉 후): Store in a sealed container with desiccant or in a nitrogen ambient. If exposed for >168 hours, bake at approximately 60°C for at least 48 hours before soldering to remove moisture and prevent \"popcorning\" during reflow.

6.4 세정

납땜 후 세척이 필요한 경우 지정된 용제만 사용하십시오. LED를 상온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 1분 미만 담그십시오. 초음파 세척이나 지정되지 않은 화학 물질은 사용하지 마십시오.

7. Packaging & Ordering Information

7.1 테이프 및 릴 사양

본 장치는 ANSI/EIA 481 규격에 따른 엠보싱 캐리어 테이프로 공급됩니다.

• 테이프 폭: 8 mm.
• 릴 직경: 7 inches (178 mm).
• 릴 당 수량: 4000개.
• 최소 주문 수량 (MOQ): 잔여 수량 500개.
• 포켓 밀봉: 빈 포켓은 커버 테이프로 밀봉됩니다.
• 누락 부품: 사양에 따라 최대 두 개의 연속된 램프 누락이 허용됩니다.

8. Application Suggestions & 설계 고려사항

8.1 구동 방식

LED는 전류 구동 소자입니다. 균일한 휘도를 보장하기 위해, 특히 여러 LED를 병렬로 연결할 때는 각 LED가 정전류원으로 구동되거나 자체 전류 제한 저항을 가져야 합니다. 직렬 저항 없이 정전압원으로 구동하는 것은 VF의 음의 온도 계수로 인해 열 폭주를 초래할 수 있으므로 권장되지 않습니다.

8.2 열 관리

패키지는 작지만, 장기적인 수명을 위해서는 적절한 열 설계가 필수적입니다. PCB 패드 설계가 충분한 열 방출을 제공하는지 확인하십시오. 디레이팅 계수(0.38 mA/°C)를 고려하지 않고 높은 주변 온도에서 최대 전류(30mA)로 동작하는 것을 피하십시오. 높은 접합 온도는 광속 감가를 가속화하고 작동 수명을 단축시킬 수 있습니다.

8.3 광학 설계

110도의 넓은 시야각은 이 LED가 넓은 가시성이 필요한 응용 분야에 적합하게 만듭니다. 집중되거나 방향성이 있는 빛이 필요한 경우, 2차 광학 소자(렌즈, 도광판)가 필요할 수 있습니다. 워터클리어 렌즈는 진정한 칩 색상을 원하는 응용 분야에 최적입니다.

9. Technical Comparison & Differentiation

GaP 기반 블루 LED와 같은 구형 기술에 비해, 이 InGaN (Indium Gallium Nitride) LED는 훨씬 더 높은 발광 효율과 더욱 선명한 블루 색상을 제공합니다. 이 폼 팩터 내에서 주요 차별점은 넓은 시야각, 색상 및 광도 일관성을 위한 특정 빈닝 구조, 그리고 모든 저가형 SMD LED에 존재하지 않을 수 있는 IR 리플로우 호환성을 위한 견고한 구조를 포함합니다.

10. Frequently Asked Questions (Based on Technical Parameters)

10.1 이 LED를 30mA로 지속적으로 구동할 수 있나요?

예, 30mA는 25°C에서의 최대 정격 DC 순방향 전류입니다. 그러나 최적의 수명과 신뢰성을 위해, 절대 최대 정격 이하(예: 20mA의 테스트 조건)에서 LED를 구동하는 것이 종종 권장됩니다. 주변 온도가 25°C를 초과할 경우 항상 감액 계수를 적용하십시오.

10.2 피크 파장(Peark Wavelength)과 주파장(Dominant Wavelength)의 차이는 무엇인가요?

피크 파장 (λp) LED의 스펙트럼 파워 분포에서 최고점에 해당하는 파장입니다(일반적으로 471 nm). 주파장 (λd) CIE 색도도에서 유도된 색도량으로, LED의 지각된 색상(457-467 nm)과 가장 잘 일치하는 단일 파장입니다. λd는 시각 응용 분야에서 색상 규격 지정에 더 관련이 있습니다.

10.3 개봉 후 보관 기한이 존재하는 이유는 무엇입니까?

SMD 패키지는 대기 중의 수분을 흡수할 수 있습니다. 고온 리플로우 솔더링 공정 중에 갇힌 이 수분이 급격하게 기화되어 내부 압력을 생성하며, 이로 인해 패키지가 층간 분리되거나 다이에 균열이 발생할 수 있습니다("팝콘 현상"). 168시간의 플로어 라이프와 베이킹 절차는 이러한 고장 모드에 대한 대응책입니다.

11. Practical Application Case Study

시나리오: 24개의 동일한 파란색 전원/활동 LED가 있는 네트워크 스위치용 상태 표시기 패널 설계.

설계 고려사항:

1. 전류 구동: 정전류 구동 IC 또는 24개의 동일한 전류 제한 저항 사용 (시스템 전압과 LED의 VF 빈(예: F5: ~2.9V typ)으로부터 ~20mA로 계산).
2. 휘도 균일성: 공급업체로부터 엄격한 Iv 빈(예: U1: 410-520 mcd)과 VF 빈(예: F5)을 지정하여 24개의 LED가 모두 동일하게 밝게 보이도록 하십시오.
3. PCB 레이아웃: 신뢰할 수 있는 자동 납땜과 방열을 보장하기 위해 각 LED에 권장되는 솔더 패드 레이아웃을 구현하십시오.
4. 조립: 지정된 무연 리플로우 프로파일을 따르십시오. LED 릴 개봉 후 168시간 이내에 패널을 조립하거나, 더 오래 보관된 경우 LED를 적절하게 베이킹했는지 확인하십시오.

12. 동작 원리 소개

LED는 반도체 p-n 접합 다이오드입니다. 순방향 전압이 인가되면, n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 활성 영역(접합부)으로 주입됩니다. 이들 전하 캐리어가 재결합할 때, 에너지가 광자(빛)의 형태로 방출됩니다. 빛의 특정 파장(색상)은 활성 영역에 사용된 반도체 재료의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. LTST-108TBL은 질화인듐갈륨(InGaN) 화합물 반도체를 사용하며, 이는 청색 스펙트럼(~470 nm)에서 광자를 방출하도록 설계되었습니다.

13. 기술 동향

효율적인 청색 InGaN LED의 개발은 고체 조명의 기초적인 성과로, 백색 LED(인광체 변환을 통해)와 전색역 디스플레이의 구현을 가능하게 했습니다. SMD LED 기술의 현재 동향은 광효율(루멘/와트)의 지속적인 개선, 더 작은 패키지에서의 더 높은 최대 전력 밀도, 백색 LED의 향상된 색 재현 지수(CRI), 그리고 내장 드라이버나 제어 회로와 같은 더 정교한 기능의 통합을 포함합니다. 이 데이터시트에서 볼 수 있듯이, 소형화와 고급 조립 공정과의 호환성을 위한 노력은 업계 전반에 걸쳐 일관되게 지속되고 있습니다.