LTST-S320TBKT 사이드뷰 SMD 블루 LED 데이터시트 - 3.2x1.6x1.2mm - 2.8-3.8V - 76mW - InGaN 블루 칩 - 중국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 초소형 사이드-발광 표면 실장 소자(SMD) 발광 다이오드(LED)의 완전한 기술 사양을 제공합니다. 이 소자는 자동화된 인쇄 회로 기판(PCB) 조립을 위해 설계되었으며, 공간이 제한된 중요한 응용 분야에 적합합니다. 컴팩트한 외형 치수와 신뢰할 수 있는 성능으로 현대 전자 장치의 이상적인 구성 요소입니다.

1.1 핵심 경쟁력 및 목표 시장

이 LED의 주요 장점은 다음과 같습니다: 질화인듐갈륨(InGaN) 반도체 칩을 채택한 초고휘도 출력, 130도의 넓은 시야각, 그리고 대량 생산에 사용되는 표준 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정과의 완전한 호환성을 포함합니다. 패키지는 납땜성을 향상시키기 위해 주석 도금 처리가 되며, 업계 표준인 8mm 타이핑 및 7인치 릴 형태로 공급되어 효율적인 픽앤플레이스 자동화 생산을 용이하게 합니다.

그 목표 응용 분야는 광범위한 소비자 가전 및 산업 전자 분야를 포괄합니다. 상태 표시, 키보드 백라이트, 제어판의 심볼 조명 및 미니 디스플레이에 통합하는 데 흔히 사용됩니다. 그 신뢰성과 성능은 통신 장비, 사무 자동화 장비, 가전 제품 및 다양한 산업 제어 시스템에 적합하게 합니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

전기 및 광학 파라미터에 대한 철저한 이해는 정확한 회로 설계와 기대 성능 구현에 필수적입니다.

2.1 절대 최대 정격값

이러한 정격은 소자에 영구적 손상을 줄 수 있는 한계 조건을 정의합니다. 이는 주변 온도(Ta) 25°C에서 지정된 값입니다.

• 전력 소비(Pd):76 mW. 이는 장치가 열로 안전하게 소산할 수 있는 최대 전력입니다.
• 연속 순방향 전류(IF):20 mA DC. 이는 장기간 안정적인 작동을 위한 권장 최대 전류입니다.
• 첨두 순방향 전류:100 mA, 펄스 조건에서만 허용됨 (듀티 사이클 1/10, 펄스 폭 0.1ms). 직류 전류 정격을 짧게 초과하더라도 LED 성능 저하를 초래할 수 있습니다.
• 동작 온도 범위:-20°C ~ +80°C. 이 환경 온도 범위 내에서 장치의 정상 작동을 보장합니다.
• 저장 온도 범위:-30°C ~ +100°C.
• 용접 온도:무연(Pb-free) 조립 공정 표준에 부합하는, 최대 10초 동안 260°C의 피크 온도를 견딜 수 있는 적외선 리플로우 용접.

2.2 광전 특성

이는 Ta=25°C, 순방향 전류(IF) 20 mA 조건에서 측정된 대표적인 성능 파라미터이며, 별도로 명시하지 않는 한 이 조건을 기준으로 합니다.

• 발광 강도 (Iv):범위는 최소 28.0 밀리칸델라(mcd)에서 최대 180.0 mcd까지입니다. 실제 값은 장치의 등급(binning grade)에 따라 결정됩니다(제3절 참조).
• 시야각 (2θ1/2):130도. 이는 발광 강도가 중심축 측정값의 절반으로 감소할 때의 전체 각도입니다. 측면 발광 패키지는 장착 평면에 수직으로 빛을 발산하도록 설계되어, 이 매개변수가 측면 조명 응용 분야에서 매우 중요합니다.
• 피크 발광 파장 (λP):전형적인 값은 468 나노미터(nm)로, 가시광선 스펙트럼의 청색 영역에 위치합니다.
• 주 파장 (λd)：465.0 nm에서 475.0 nm까지의 범위를 가집니다. 이는 인지가 느끼는, 색상을 정의하는 단일 파장입니다.
• 스펙트럼 선 반폭 (Δλ)：약 25 nm. 이는 방출되는 청색광의 스펙트럼 순도 또는 대역폭을 나타냅니다.
• 순방향 전압 (VF)：20 mA 전류에서 2.8V부터 3.8V까지의 범위를 가집니다. 이는 LED가 동작할 때 양단에 걸리는 전압 강하로, 구동기 설계에 매우 중요합니다.
• 역방향 전류 (IR):5V 역방향 전압(VR)이 인가되었을 때 최대 10 마이크로암페어(μA)입니다. LED는 역방향 바이어스 동작을 위해 설계된 것이 아니며, 이 파라미터는 테스트 목적으로만 사용됩니다.

3. 등급 시스템 설명

제조 공정의 차이로 인해 LED는 성능에 따라 등급이 분류됩니다. 이 시스템을 통해 설계자는 특성이 엄격하게 통제된 소자를 선택하여 애플리케이션 성능의 일관성을 보장할 수 있습니다.

3.1 순방향 전압 (VF) 등급

LED는 20 mA에서의 순방향 전압 강하에 따라 그룹화됩니다. 등급 범위는 D7 (2.80V - 3.00V)부터 D11 (3.60V - 3.80V)까지이며, 각 등급의 허용 오차는 ±0.1V입니다. 동일한 VF 등급에서 LED를 선택하면 여러 소자를 병렬로 연결할 때 밝기와 전류 분포가 균일해집니다.

3.2 발광 강도 (Iv) 등급 분류

이것은 주요 밝기 등급입니다. 등급은 N (28.0-45.0 mcd), P (45.0-71.0 mcd), Q (71.0-112.0 mcd), R (112.0-180.0 mcd)로 정의되며, 각 등급의 허용 오차는 ±15%입니다. 이를 통해 최종 응용 제품에서 광 출력 수준을 정밀하게 제어할 수 있습니다.

3.3 주 파장 (λd) 등급 분류

LED는 색점에 따라 분류됩니다. 이 청색 LED의 경우, 등급은 AC (465.0-470.0 nm)와 AD (470.0-475.0 nm)이며, ±1 nm의 엄격한 허용 오차를 가집니다. 이는 어레이나 디스플레이 내 서로 다른 LED 간의 색상 차이를 최소화합니다.

4. 성능 곡선 분석

그래프 데이터는 다양한 조건에서 소자의 거동에 대한 더 깊은 통찰력을 제공합니다.

4.1 순방향 전류와 순방향 전압의 관계 (I-V 곡선)

I-V 특성은 비선형적입니다. 곡선은 전압이 개방 문턱값(약 2.8V)을 초과한 후, 약간의 증가만으로도 전류가 급격히 상승함을 보여줍니다. 따라서 열 폭주와 손상을 방지하기 위해 LED를 구동할 때는 정전압원이 아닌 정전류원을 사용해야 합니다.

4.2 발광 강도와 순방향 전류의 관계

해당 곡선은 정격 작동 범위 내에서 광 출력이 순방향 전류와 대략 비례함을 나타냅니다. 그러나 매우 높은 전류에서는 발열 증가로 인해 효율(루멘/와트)이 감소할 수 있습니다.

4.3 스펙트럼 분포

스펙트럼 출력 그래프는 약 468 nm를 중심으로 하는 단일 피크를 보여주며, 이는 InGaN 기반 청색 LED의 특징입니다. 상대적으로 좁은 반치폭은 우수한 색채 포화도를 나타냅니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

5.1 패키지 치수

이 소자는 산업 표준 SMD 패키지 크기를 준수합니다. 주요 치수는 본체 길이 약 3.2 mm, 너비 1.6 mm, 높이 1.2 mm를 포함합니다. 모든 공차는 일반적으로 ±0.1 mm입니다. 측면 발광 설계는 주요 발광면이 패키지의 더 작은 측면에 위치함을 의미합니다.

5.2 PCB 패드 레이아웃 및 극성

PCB 설계를 위한 권장 패드 패턴(풋프린트)이 제공됩니다. 캐소드(음극) 단자는 일반적으로 LED 패키지 상의 노치, 녹색 점, 또는 모서리 절단과 같은 시각적 표시로 식별됩니다. PCB 실크스크린은 조립 오류를 방지하기 위해 극성을 명확히 표시해야 합니다. 올바른 패드 크기와 간격은 신뢰할 수 있는 솔더 접합을 달성하고 리플로우 공정 중 툼스톤 현상을 방지하는 데 중요합니다.

6. 납땜 및 조립 가이드

6.1 적외선 리플로우 솔더링 온도 프로파일

이 부품은 무연(Pb-free) 솔더링 공정에 적합합니다. 권장되는 온도 프로파일은 예열 구간(150-200°C), 제어된 상승 과정, 최고 온도 260°C 이하, 그리고 최고 온도에서의 체류 시간 최대 10초를 포함합니다. 리플로우 사이클 총 횟수는 2회 이내로 제한해야 합니다. 이 프로파일은 패키지 무결성과 신뢰할 수 있는 전기적 연결을 보장하기 위해 JEDEC 표준을 기반으로 합니다.

6.2 저장 및 취급

LED는 습기에 민감합니다(MSL 3). 건제와 함께 원래의 밀봉 방습 백에 보관할 경우, ≤30°C 및 ≤90% RH 조건에서 유통기한은 1년입니다. 일단 백을 개봉하면, 부품은 ≤30°C 및 ≤60% RH의 환경 조건에서 1주일 이내에 사용해야 합니다. 더 오랜 시간 노출된 경우, 흡수된 수분을 제거하고 "팝콘" 현상(리플로우 과정 중 패키지 균열)을 방지하기 위해 솔더링 전 최소 20시간, 60°C에서 베이킹이 필요합니다.

6.3 청소

납땜 후 세척이 필요한 경우, 이소프로필 알코올(IPA) 또는 에탄올과 같은 알코올 계 용제만 사용해야 합니다. LED는 상온에서 1분 미만으로 담가야 합니다. 자극적이거나 지정되지 않은 화학 물질을 사용하면 에폭시 렌즈나 패키지가 손상될 수 있습니다.

6.4 정전기 방전 (ESD) 방지 대책

이 LED는 정전기 방전(ESD)에 의해 손상되기 쉽습니다. 취급 및 조립 과정에서 적절한 ESD 관리 대책을 반드시 취해야 합니다. 여기에는 접지된 작업대, 접지 손목띠, 도전성 바닥 매트 및 방진 포장재 사용이 포함됩니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 테이핑 및 릴 규격

부품은 8mm 폭의 엠보싱 캐리어 테이프 형태로 공급됩니다. 캐리어 테이프는 표준 7인치 (178 mm) 직경 릴에 감겨 있습니다. 각 릴에는 3000개가 포함되어 있습니다. 캐리어 테이프는 보호용 커버 테이프로 밀봉됩니다. 포장은 ANSI/EIA-481 표준을 준수합니다.

7.2 최소 주문 수량

표준 포장 수량은 1卷 (3000片)입니다. 1卷 미만의 수량에 대해서는 500片 단위의 최소 포장으로 제공 가능한 재고가 있습니다.

8. 응용 설명 및 설계 고려사항

8.1 구동 회로 설계

전압원을 사용하여 전원을 공급할 때는 반드시 정전류 구동기 또는 LED와 직렬로 연결된 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 저항값은 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다: R = (전원 전압 - LED 순방향 전압) / 희망 전류. 순방향 전압 범위(2.8-3.8V)를 고려하여 설계 시 최악의 경우를 고려해야 하며, 낮은 순방향 전압을 가진 소자를 사용하더라도 전류가 절대 최대 정격값을 초과하지 않도록 해야 합니다.

8.2 열 관리

소비 전력이 낮지만(76 mW), 수명 연장과 광 출력 유지를 위해서는 효과적인 열 관리가 여전히 중요합니다. PCB에 LED의 방열 패드(해당되는 경우) 또는 솔더 패드에 연결하여 열을 전도할 수 있는 충분한 구리 면적이 있는지 확인하십시오. 높은 주변 온도 또는 최대 전류에서 동작하면 장치의 수명이 단축됩니다.

8.3 광학 통합

측면 발광 특성은 도광판의 가장자리 조명, 수직 표면의 기호 조명 또는 PCB 인접 키의 백라이트에 매우 적합합니다. 라이트 가이드 또는 확산판 설계 시 130도의 시야각을 고려하여 목표 영역의 균일한 조명을 확보해야 합니다.

9. 기술 대비 및 차별화

상부 발광 SMD LED와 비교하여, 이 측면 발광 모델은 공간이 제한되고 빛이 PCB 평면과 평행하게 방출되어야 하는 설계에서 독특한 기계적 이점을 제공합니다. 구형 기술 대비 인듐 갈륨 질화물(InGaN) 칩 사용은 더 높은 효율과 더 밝은 청색 출력을 제공합니다. 표준 적외선 리플로우 솔더링 및 테이프 앤 릴 패키징과의 호환성은 자동화된 대량 생산에서 비용 효율성을 부여하며, 수동 납땜이 필요한 LED와 차별화됩니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

10.1 이 LED를 5V 전원으로 직접 구동할 수 있나요?

아니요. 5V에 직접 연결하면 과대 전류가 흘러 LED가 즉시 손상됩니다. 반드시 직렬 전류 제한 저항이나 전용 정전류 LED 드라이버를 사용해야 합니다.

10.2 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇인가요?

피크 파장(λP)은 스펙트럼 파워 출력이 최대값에 도달하는 파장입니다. 주 파장(λd)은 CIE 색도도 상의 색좌표에서 유래하며, 지각되는 색상을 나타냅니다. 이러한 청색 LED와 같은 단색 광원의 경우, 두 값은 매우 유사하지만 색상 규격 측면에서는 λd가 더 관련성이 높습니다.

10.3 개봉 후 저장 조건이 왜 그렇게 엄격한가요?

에폭시 수지 봉재 재료는 공기 중의 수분을 흡수합니다. 고온 리플로우 공정 중에 이 흡수된 수분이 급격히 기화되어 내부 압력을 발생시켜, 봉재체 균열("팝콘" 현상)을 유발할 수 있습니다. MSL 3 등급과 베이킹 절차는 이러한 고장 모드를 방지하기 위한 것입니다.

11. 실제 적용 사례

시나리오: 네트워크 라우터용 상태 표시등 패널 설계.이 패널에는 상태 아이콘(전원, 인터넷, Wi-Fi)용의 소형 수직 슬롯이 있습니다. 측면 발광 LED가 각 슬롯 바로 뒤의 메인 PCB에 장착되어 있습니다. 130도의 시야각은 아이콘이 슬롯 내부에서 균일하게 조명되도록 보장합니다. 설계자는 동일한 발광 강도 등급(예: Q 등급) 및 순방향 전압 등급(예: D9 등급)의 LED를 선택하여 모든 상태 표시등이 공통 전류원으로 구동될 때 동일한 밝기와 색상을 갖도록 했습니다. PCB 레이아웃은 권장 패드 형상을 따르며, 조립 공장에서는 지정된 JEDEC 표준 리플로우 솔더링 온도 프로파일을 사용합니다.

12. 작동 원리

이것은 반도체 광자 소자입니다. 인듐갈륨질화물(InGaN) 헤테로구조를 기반으로 합니다. 순방향 바이어스가 인가되면, 전자와 정공이 각각 n형 및 p형 반도체 층에서 활성 영역으로 주입됩니다. 이 캐리어들은 복사적 재결합을 일으켜 광자의 형태로 에너지를 방출합니다. 인듐갈륨질화물(InGaN) 소재의 특정 밴드갭 에너지는 방출되는 빛의 파장을 결정하며, 본 예에서는 청색 스펙트럼(약 468 nm)에 위치합니다. 에폭시 수지 렌즈가 칩을 캡슐화하여 기계적 보호를 제공하고 광 출력 빔의 형태를 형성합니다.

13. 기술 트렌드

청색 LED의 기초 기술인 질화인듐갈륨(InGaN)은 고체 조명 분야의 획기적인 발전으로, 이를 통해 형광체 변환 방식의 백색 LED와 전색 디스플레이 구현이 가능해졌습니다. 현재 SMD LED 기술의 트렌드는 발광 효율 향상(와트당 더 많은 광 출력), 백색 LED의 색 재현 지수(CRI) 개선, 더 높은 신뢰성과 더 긴 수명 달성, 그리고 초소형 애플리케이션을 위한 더 작은 패키지 크기 구현에 집중되어 있습니다. 패키지 소재의 발전 또한 열 관리를 개선하고, 더 넓은 시야각 또는 더 제어된 빔 패턴을 제공하는 것을 목표로 합니다.