SMD LED LTST-108TBKT 데이터시트 - 사이즈 3.2x2.8x1.9mm - 전압 2.8-3.8V - 전력 80mW - 블루 InGaN - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 표면 실장 장치(SMD) 발광 다이오드(LED)의 완전한 기술 사양을 제공합니다. 이 부품은 자동화된 인쇄 회로 기판(PCB) 조립 공정을 위해 설계되어 대량 생산에 적합합니다. 소형 폼 팩터는 다양한 전자 분야에서 공간 제약이 있는 애플리케이션의 요구 사항을 충족시킵니다.

1.1 특징

• RoHS(유해 물질 제한) 지침을 준수합니다.
• 자동 픽 앤 플레이스 장비용 7인치 직경 릴에 8mm 테이프로 포장됩니다.
• 설계 호환성을 위한 표준화된 EIA 패키지 아웃라인.
• 입력 로직 호환, 표준 디지털 회로에서 직접 구동에 적합합니다.
• 자동 배치 및 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정과의 호환성을 위해 설계되었습니다.
• JEDEC Moisture Sensitivity Level 3에 사전 조건 처리됨.

1.2 적용 분야

이 LED는 다양한 전자 장비에서 상태 표시기, 백라이트 요소 또는 신호 조명으로 사용하기 위한 것입니다. 일반적인 적용 분야는 다음과 같습니다:

• 통신 장치(예: 무선 전화기, 휴대 전화).
• 사무 자동화 장비(예: 노트북 컴퓨터, 네트워크 시스템).
• 소비자 가전 제품.
• 산업 제어 및 모니터링 장비.
• 실내 간판 및 전면 패널 조명.

2. 기술 파라미터: 심층 객관적 해석

다음 섹션에서는 부품의 성능과 작동 한계를 정의하는 중요한 전기적, 광학적 및 환경적 파라미터에 대해 자세히 설명합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 한계에서 또는 이 한계를 초과하여 작동하는 것은 보장되지 않습니다. 모든 값은 주변 온도(Ta) 25°C에서 지정됩니다.

• 소비 전력 (Pd):80 mW. 이는 주로 순방향 전류에서 발생하는 열로 인한 장치 내 최대 허용 전력 손실입니다.
• 피크 순방향 전류 (I_F(PEAK)):100 mA. 이는 최대 순간 순방향 전류로, 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서만 허용됩니다.
• DC 순방향 전류 (I_F):20 mA. 이는 신뢰할 수 있는 장기 작동을 위한 권장 최대 연속 순방향 전류입니다.
• 작동 온도 범위 (T_opr):-40°C ~ +85°C. 장치가 작동하도록 설계된 주변 온도 범위입니다.
• 보관 온도 범위 (T_stg):-40°C ~ +100°C. 비작동 상태 보관을 위한 온도 범위입니다.

2.2 전기-광학 특성

이 특성은 표준 테스트 조건(Ta=25°C, I_F=20mA)에서 측정되며 일반적인 성능을 나타냅니다.

• 광도 (I_V):112.0 - 280.0 mcd (밀리칸델라). CIE 명시적 눈 반응에 맞춰 필터링된 센서로 측정한 LED의 인지된 밝기입니다. 넓은 범위는 빈닝 시스템을 통해 관리됩니다.
• 시야각 (2θ_1/2):110° (일반적). 광도가 축방향(온-액시스) 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도로 정의됩니다. 110° 각도는 표시기 애플리케이션에 적합한 넓고 확산된 방출 패턴을 나타냅니다.
• 피크 방출 파장 (λ_p):468 nm (일반적). 광 출력 전력이 최대가 되는 파장입니다.
• 주 파장 (λ_d):465 - 475 nm. 이는 색상(파란색)을 정의하는 인간의 눈이 인지하는 단일 파장입니다. CIE 색도 좌표에서 도출됩니다.
• 스펙트럼 선 반폭 (Δλ):25 nm (일반적). 최대 강도의 절반에서 측정된 스펙트럼 대역폭(반치폭 - FWHM)입니다.
• 순방향 전압 (V_F):2.8 - 3.8 V. 지정된 순방향 전류(20mA)로 구동될 때 LED 양단에 걸리는 전압 강하입니다.
• 역방향 전류 (I_R):V_R=5V에서 10 μA (최대). 이 장치는 역방향 바이어스 작동을 위해 설계되지 않았습니다. 이 파라미터는 테스트 목적으로만 사용됩니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산 시 색상과 밝기의 일관성을 보장하기 위해 LED는 성능 그룹 또는 "빈"으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 특정 애플리케이션 요구 사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 순방향 전압 (V_F) 빈닝

단위는 I_F= 20mA에서 볼트(V)입니다. 각 빈 내 허용 오차는 ±0.10V입니다.

• 빈 D7: 2.8V (최소) - 3.0V (최대)
• 빈 D8: 3.0V - 3.2V
• 빈 D9: 3.2V - 3.4V
• 빈 D10: 3.4V - 3.6V
• 빈 D11: 3.6V - 3.8V

3.2 광도 (I_V) 빈닝

단위는 I_F= 20mA에서 밀리칸델라(mcd)입니다. 각 빈 내 허용 오차는 ±11%입니다.

• 빈 R1: 112 mcd - 140 mcd
• 빈 R2: 140 mcd - 180 mcd
• 빈 S1: 180 mcd - 224 mcd
• 빈 S2: 224 mcd - 280 mcd

3.3 주 파장 (λ_d) 빈닝

단위는 I_F= 20mA에서 나노미터(nm)입니다. 각 빈 내 허용 오차는 ±1nm입니다.

• 빈 AC: 465.0 nm - 470.0 nm
• 빈 AD: 470.0 nm - 475.0 nm

4. 성능 곡선 분석

일반적인 성능 곡선은 파라미터가 작동 조건에 따라 어떻게 변화하는지에 대한 통찰력을 제공합니다. 이는 견고한 회로 설계에 필수적입니다.

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

I-V 곡선은 전류와 전압 사이의 지수 관계를 보여줍니다. LED를 작동시키려면 전압의 작은 증가가 전류의 큰 증가로 이어질 수 있으므로 최대 전류 정격을 초과하지 않도록 전류 제한 메커니즘(예: 직렬 저항 또는 정전류 드라이버)이 필요합니다.

4.2 광도 대 순방향 전류

이 곡선은 일반적으로 권장 작동 범위 내에서 구동 전류와 광 출력 사이에 거의 선형적인 관계를 보여줍니다. 그러나 매우 높은 전류에서는 열 효과 증가로 인해 효율이 떨어질 수 있습니다.

4.3 스펙트럼 분포

스펙트럼 출력 곡선은 468 nm의 피크 파장을 중심으로 하며 일반적인 반폭은 25 nm로, 파란색 순도를 정의합니다.

4.4 온도 의존성

순방향 전압 및 광도와 같은 주요 파라미터는 온도에 의존합니다. 순방향 전압은 일반적으로 접합 온도가 증가함에 따라 감소하는 반면, 광도는 일반적으로 감소합니다. 설계자는 특히 고출력 또는 고주변 온도 애플리케이션에서 열 관리를 고려해야 합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

이 부품은 표준 SMD 패키지를 특징으로 합니다. 주요 치수는 길이 약 3.2mm, 너비 2.8mm, 높이 1.9mm의 본체 크기를 포함합니다. 별도로 명시되지 않는 한 모든 치수 허용 오차는 ±0.2mm입니다. 렌즈 색상은 워터클리어이며 광원 색상은 InGaN 블루입니다.

5.2 권장 PCB 부착 패드 레이아웃

PCB 풋프린트 설계를 위한 랜드 패턴 다이어그램이 제공됩니다. 이 패턴은 적외선 또는 기상 리플로우 솔더링 중 신뢰할 수 있는 솔더 접합 형성을 위해 최적화되어 적절한 기계적 부착 및 열 방산을 보장합니다.

5.3 극성 식별

캐소드는 일반적으로 패키지의 노치, 녹색 점 또는 모서리 절단과 같은 시각적 표시자로 표시됩니다. 올바른 극성은 조립 시 반드시 준수하여 정상 작동을 보장해야 합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 IR 리플로우 솔더링 프로파일

무연(Pb-free) 솔더링 공정을 위한 J-STD-020B를 준수하는 제안된 온도 프로파일이 제공됩니다. 주요 파라미터는 다음과 같습니다:

• 예열 온도:150-200°C
• 예열 시간:최대 120초.
• 피크 온도:최대 260°C.
• 액상선 이상 시간:제공된 프로파일 곡선에 따름.
• 총 솔더링 시간:피크 온도에서 최대 10초(최대 두 번의 리플로우 사이클 허용).

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

6.2 핸드 솔더링

핸드 솔더링이 필요한 경우 온도가 300°C를 초과하지 않는 솔더링 아이언을 사용하십시오. 접촉 시간은 최대 3초로 제한해야 하며, 이 작업은 한 번만 수행해야 합니다.

6.3 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우 지정된 용제만 사용하십시오. LED를 상온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 1분 미만 담그는 것은 허용됩니다. 지정되지 않은 화학 세척제는 패키지 재료를 손상시킬 수 있습니다.

6.4 보관 및 취급

• 밀봉 패키지:≤30°C 및 ≤70% 상대 습도(RH)에서 보관하십시오. 제습제가 들어 있는 원래의 방습 백에 보관할 경우 유통 기한은 1년입니다.
• 개봉 패키지:방습 백에서 꺼낸 부품의 경우 보관 환경은 30°C 및 60% RH를 초과하지 않아야 합니다. 노출 후 168시간(7일) 이내에 IR 리플로우 솔더링을 완료하는 것이 좋습니다.
• 장기 노출:168시간 이상 노출된 LED는 솔더 조립 전에 약 60°C에서 최소 48시간 동안 베이킹하여 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 중 "팝콘 현상"을 방지해야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 사양

부품은 커버 테이프가 있는 엠보싱 캐리어 테이프로 공급됩니다.

• 캐리어 테이프 폭: 8mm.
• 릴 직경:7인치(178mm).
• 릴당 수량:4000개.
• 최소 주문 수량 (MOQ):잔여 수량의 경우 500개.
• 포장은 ANSI/EIA-481 사양을 준수합니다.

8. 애플리케이션 제안 및 설계 고려 사항

8.1 일반적인 애플리케이션 회로

LED는 전류 제한 장치로 구동되어야 합니다. 가장 간단한 방법은 직렬 저항입니다. 저항 값 (R_s)은 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다: R_s= (V_공급- V_F) / I_F. 데이터시트의 최대 V_F(예: 3.8V)를 사용하여 모든 조건에서 충분한 전류를 보장하십시오. 예를 들어, 5V 공급 및 목표 I_F20mA: R_s= (5V - 3.8V) / 0.020A = 60Ω. 62Ω 또는 68Ω 표준 저항이 적합합니다. 정밀도나 안정성을 위해 정전류 드라이버를 권장합니다.

8.2 열 관리

소비 전력이 낮지만(80mW), 수명과 안정적인 성능을 위해 PCB의 효과적인 열 설계는 여전히 중요합니다. 특히 고주변 온도 또는 밀폐된 공간에서 그렇습니다. PCB 패드 설계가 적절한 열 방산을 제공하는지 확인하고 열 방산을 위한 전체 보드 레이아웃을 고려하십시오.

8.3 광학 설계

넓은 110° 시야각은 이 LED를 넓은 가시성이 필요한 애플리케이션에 적합하게 만듭니다. 집중되거나 지시된 빛의 경우 2차 광학(렌즈, 도광판)이 필요합니다. 워터클리어 렌즈는 진정한 색상 방출에 최적입니다.

9. 기술 비교 및 차별화

이 부품은 표준 SMD LED 제품군에 속합니다. 주요 차별화 요소는 블루 InGaN 칩의 특정 조합, 넓은 시야각 및 V_F, I_V, 및 λ_d에 대한 빈닝 구조를 포함합니다. 빈닝되지 않거나 넓게 빈닝된 대안과 비교하여, 설계자에게 다중 LED 어레이에서 색상 일관성과 밝기 일치에 대한 더 큰 제어력을 제공하며, 이는 균일한 외관이 필요한 백라이트 또는 상태 표시기와 같은 애플리케이션에 중요합니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

10.1 피크 파장과 주 파장의 차이점은 무엇입니까?

피크 파장 (λ_p)는 LED가 가장 많은 광 출력을 방출하는 물리적 파장입니다.주 파장 (λ_d)는 우리가 보는 색상을 가장 잘 나타내는 인간의 색상 인지(CIE 좌표)를 기반으로 한 계산 값입니다. 이 파란색 LED와 같은 단색 LED의 경우 종종 가깝지만, λ_d가 색상 일치를 위한 관련 파라미터입니다.

10.2 저항 없이 3.3V 공급으로 이 LED를 구동할 수 있습니까?

No.이는 권장되지 않으며 LED를 손상시킬 가능성이 있습니다. 순방향 전압 범위는 2.8V에서 3.8V입니다. 3.3V에서 범위의 하단에 있는 V_F(예: 2.9V)를 가진 LED는 제어되지 않고 파괴적인 전류 서지를 경험할 것입니다. 항상 전류 제한 메커니즘을 사용하십시오.

10.3 방습 백을 개봉한 후 168시간의 플로어 라이프가 있는 이유는 무엇입니까?

SMD 패키지는 대기 중의 수분을 흡수할 수 있습니다. 고온 리플로우 솔더링 공정 중에 갇힌 이 수분이 빠르게 증발하여 패키지 균열("팝콘 현상" 또는 "박리")을 일으킬 수 있는 내부 압력을 생성할 수 있습니다. 168시간 제한은 베이킹이 필요하기 전에 지정된 Moisture Sensitivity Level (MSL 3)에 대한 안전한 노출 시간입니다.

11. 실용적인 설계 및 사용 사례

시나리오: 네트워크 라우터용 다중 표시기 상태 패널 설계.패널에는 링크 활동 및 전원 상태를 표시하기 위해 10개의 동일한 파란색 LED가 필요합니다. 모든 LED가 동일하게 밝고 동일한 파란색 음영으로 보이도록 하려면 설계자는 주문 시 엄격한 빈 코드를 지정해야 합니다. 예를 들어, 광도에 대해 빈 S1(180-224 mcd) 및 파장에 대해 빈 AC(465-470 nm)를 지정하면 패널 전체에 걸쳐 시각적 일관성이 보장됩니다. 구동 회로는 각 LED에 대해 개별 68Ω 직렬 저항과 함께 공통 5V 레일을 사용하며, 최대 V_F를 기반으로 계산되어 더 높은 전압 빈에 있는 LED에 대해서도 충분한 전류를 보장합니다.

12. 작동 원리 소개

발광 다이오드(LED)는 전기발광을 통해 빛을 방출하는 반도체 장치입니다. p-n 접합에 순방향 전압이 가해지면 n형 물질의 전자가 활성 영역에서 p형 물질의 정공과 재결합합니다. 이 재결합 과정은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 방출된 빛의 특정 색상(파장)은 활성 영역에 사용된 반도체 물질의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. 이 특정 LED는 인듐갈륨질화물(InGaN)을 활성 물질로 사용하여 청색 스펙트럼에서 고효율 빛을 생성할 수 있습니다.

13. 기술 동향

SMD LED의 개발은 몇 가지 주요 영역에 계속 초점을 맞추고 있습니다: 증가된 광 효율(전기 와트당 더 많은 광 출력), 향상된 색 재현성 및 일관성, 패키지의 추가 소형화, 더 높은 온도 및 전류 작동 조건에서 향상된 신뢰성. InGaN과 같은 고급 반도체 물질의 사용은 고휘도 청색 및 녹색 LED를 달성하는 데 핵심적이었으며, 이는 인광체 변환을 통해 백색광을 생산하는 데도 기본적입니다. 자동화 및 사물인터넷(IoT)으로의 추세는 이 부품과 같은 신뢰할 수 있고 컴팩트하며 에너지 효율적인 표시기 솔루션에 대한 수요를 주도하고 있습니다.