SMD LED LTST-T180KEKT 데이터시트 - AlInGaP 적색 - 120° 시야각 - 30mA - 75mW - 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 이상적입니다. 소형 폼 팩터는 다양한 전자 분야의 공간 제약이 있는 애플리케이션에 적합합니다.

1.1 핵심 장점 및 목표 시장

이 LED의 주요 장점은 RoHS(유해 물질 제한) 지침 준수, 자동 픽 앤 플레이스 머신용 7인치 릴에 감긴 산업 표준 8mm 테이프 포장, 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정과의 완전한 호환성을 포함합니다. JEDEC Level 3 수분 민감도 표준에 따라 사전 처리되어 조립 중 신뢰성을 보장합니다. 목표 애플리케이션은 통신 장비, 사무 자동화 장치, 가전 제품 및 산업 제어 시스템의 상태 표시기, 신호 및 심볼 조명, 전면 패널 백라이트를 포함하여 광범위합니다.

2. 기술 파라미터: 심층적 객관적 해석

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 한계 이하 또는 이 한계에서의 동작은 보장되지 않습니다. 주요 한계에는 최대 연속 순방향 전류(I_F) 30 mA, 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서 최대 80 mA의 피크 순방향 전류, 최대 역전압(V_R) 5V, 소비 전력(P_D) 한계 75 mW가 포함됩니다. 동작 및 저장 온도 범위는 -40°C ~ +100°C로 지정됩니다.

2.2 열적 특성

열 관리는 LED 성능과 수명에 매우 중요합니다. 최대 허용 접합 온도(T_j)는 115°C입니다. 접합에서 주변 공기로의 일반적인 열 저항(R_θJA)은 140 °C/W입니다. 이 파라미터는 반도체 접합에서 열이 얼마나 효과적으로 전달되는지를 나타냅니다. 값이 낮을수록 좋습니다. 특히 높은 전류에서 동작할 때 접합 온도를 안전한 한계 내로 유지하려면 적절한 열 방출을 갖춘 PCB 레이아웃이 필수적입니다.

2.3 전기적 및 광학적 특성

이는 표준 테스트 조건(T_a=25°C, I_F=20mA)에서 측정된 일반적인 성능 파라미터입니다. 광도(I_V)는 최소 140 mcd에서 최대 420 mcd까지 범위하며, 특정 값은 빈 랭크에 의해 결정됩니다. 시야각(2θ_1/2)은 120도로, 광도가 축상 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도로 정의되며 넓고 확산된 방출 패턴을 나타냅니다. 주 파장(λ_d)은 615 nm에서 628 nm 사이에 있으며, 인지되는 적색을 특성화합니다. 순방향 전압(V_F)은 테스트 전류에서 일반적으로 1.7V에서 2.5V 사이입니다.

3. 빈 랭크 시스템 설명

LED의 광 출력은 배치마다 다를 수 있습니다. 빈닝 시스템은 일관된 성능을 가진 장치를 그룹으로 분류하는 데 사용됩니다. 이 LED는 광도(I_V) 빈 랭크 시스템을 사용합니다. 빈은 R2, S1, S2, T1로 표시되며, 20 mA에서 해당하는 최소 및 최대 광도 값(예: S1: 185-240 mcd, T1: 315-420 mcd)을 가집니다. 각 빈 내에서 +/-11%의 허용 오차가 적용됩니다. 이 시스템을 통해 설계자는 애플리케이션에 필요한 밝기 일관성을 가진 LED를 선택할 수 있습니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에서 특정 그래픽 데이터가 참조되지만, 이러한 장치의 일반적인 곡선에는 설계 분석에 중요한 다음 관계가 포함됩니다:

• I-V 곡선 (전류 대 전압):순방향 전류와 순방향 전압 사이의 지수 관계를 보여줍니다. 무릎 전압은 일반적으로 지정된 V_F 범위 근처입니다. 이 곡선은 전류 제한 구동 회로 설계에 매우 중요합니다.
• 광도 대 순방향 전류:광 출력이 전류에 따라 어떻게 증가하는지 보여주며, 일반적으로 동작 범위 내에서 거의 선형 관계를 가지며, 더 높은 전류에서 포화되거나 과도한 열을 발생시키기 전까지입니다.
• 광도 대 주변 온도:주변(또는 접합) 온도가 증가함에 따라 광 출력의 디레이팅을 보여줍니다. 이는 고온 환경에서 작동하는 애플리케이션에 매우 중요합니다.
• 스펙트럼 분포:상대 복사 전력 대 파장의 그래프로, 약 630 nm 근처의 피크 방출 파장(λ_P)과 약 15 nm의 스펙트럼 반폭(Δλ)을 보여주며, 협대역 적색 방출을 확인시켜 줍니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

LED는 표준 SMD 패키지로 제공됩니다. 렌즈 색상은 투명하며, 광원 색상은 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 재료로 생산된 적색입니다. 상세한 패키지 치수는 데이터시트 도면에 길이, 너비, 높이 및 패드 간격을 포함하여 제공됩니다. 별도로 명시되지 않는 한 모든 치수는 표준 허용 오차 ±0.2 mm의 밀리미터 단위입니다. 극성은 물리적 표시 또는 패드 설계(일반적으로 캐소드 마크)로 표시됩니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 권장 IR 리플로우 프로파일

이 장치는 무연(Pb-free) 솔더링 공정과 호환됩니다. 권장 적외선 리플로우 프로파일은 J-STD-020B 표준을 준수해야 합니다. 주요 파라미터에는 150-200°C의 예열 온도, 최대 120초의 예열 시간, 260°C를 초과하지 않는 피크 온도, 솔더 페이스트 사양에 따른 액상선 이상 시간(TAL)이 포함됩니다. 피크 온도의 5°C 이내 총 시간은 최대 10초로 제한해야 하며, 리플로우는 두 번 이상 수행해서는 안 됩니다.

6.2 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우 지정된 용제만 사용해야 합니다. LED를 상온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 1분 미만 담그는 것은 허용됩니다. 지정되지 않은 화학 세척제는 에폭시 렌즈 또는 패키지를 손상시킬 수 있습니다.

6.3 저장 및 취급

LED는 수분에 민감합니다. 건조제와 함께 원래의 방습 봉지에 밀봉된 상태에서는 ≤30°C 및 ≤70% RH에서 저장하고 1년 이내에 사용해야 합니다. 봉지를 개봉한 후 저장 환경은 30°C 및 60% RH를 초과해서는 안 됩니다. 주변 조건에 168시간 이상 노출된 부품은 리플로우 중 "팝콘 현상"을 방지하고 흡수된 수분을 제거하기 위해 솔더링 전 약 60°C에서 최소 48시간 동안 베이킹해야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

표준 포장은 7인치(178 mm) 직경 릴에 감긴 8mm 너비의 엠보싱 캐리어 테이프입니다. 각 릴에는 5000개가 들어 있습니다. 잔여 주문에 대해서는 최소 500개의 포장 수량이 가능합니다. 테이프는 커버 테이프로 밀봉됩니다. 포장은 ANSI/EIA-481 사양을 준수합니다.

8. 애플리케이션 권장 사항

8.1 일반적인 애플리케이션 회로

LED는 전류 구동 장치입니다. 특히 여러 LED가 병렬로 연결된 경우 균일한 밝기를 보장하고 전류 편중을 방지하려면 각 LED와 직렬로 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 저항 값(R)은 옴의 법칙을 사용하여 계산됩니다: R = (V_공급- V_F) / I_F, 여기서 V_F는 원하는 전류 I_F에서 LED의 순방향 전압입니다. 전류 제한 없이 전압 소스에서 LED를 직접 구동하는 것은 권장되지 않으며 장치를 파괴할 가능성이 높습니다.

8.2 설계 고려 사항 및 주의 사항

이 제품은 일반 목적 전자 장비용입니다. 고장이 안전을 위협할 수 있는 탁월한 신뢰성이 필요한 애플리케이션(예: 항공, 의료, 운송)의 경우 특정 자격 및 상담이 필요합니다. PCB 패드 레이아웃은 적절한 솔더링 및 기계적 안정성을 보장하기 위해 데이터시트의 권장 설계를 따라야 합니다. 특히 밀폐된 공간이나 높은 주변 온도에서 75 mW의 열 방출을 관리하기 위해 PCB의 열 설계에 주의를 기울여야 합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

GaAsP(갈륨 비소 포스파이드) 적색 LED와 같은 오래된 기술과 비교하여, 이 장치에 사용된 AlInGaP 재료는 훨씬 더 높은 발광 효율을 제공하여 동일한 전류에서 더 밝은 출력과 더 나은 온도 안정성을 제공합니다. 120도 시야각은 축외 각도에서 보기가 필요한 패널 표시기에 적합한 매우 넓고 균일한 조명 패턴을 제공하며, 집중된 빛에 사용되는 좁은 각도 LED와 대조됩니다. 표준 IR 리플로우 공정과의 호환성은 수동 또는 웨이브 솔더링이 필요한 LED와 차별화되어 비용 효율적인 고속 자동화 조립을 가능하게 합니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 이 LED를 5V 공급 전원으로 직접 구동할 수 있나요?

A: 아니요. 직렬 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 예를 들어, 20mA에서 일반적인 V_F가 2.0V이고 5V 공급 전원인 경우, R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω입니다. 저항은 필수입니다.

Q: 적색 LED의 "투명" 렌즈는 무엇을 의미하나요?

A: 렌즈 재료 자체는 무색/투명합니다. 적색은 내부의 AlInGaP 반도체 칩에 의해서만 방출됩니다. 투명 렌즈는 염색된 확산 렌즈에 비해 더 넓은 시야각과 더 적은 색상 왜곡을 허용하는 경우가 많습니다.

Q: 최대 전류는 30mA이지만 테스트 조건은 20mA입니다. 어느 것을 사용해야 하나요?

A: 20mA 조건은 광학적 특성을 지정하기 위한 표준 테스트 포인트입니다. LED를 최대 절대 한계인 30mA DC까지의 모든 전류에서 동작시킬 수 있지만, 광도와 순방향 전압은 그에 따라 비례합니다(성능 곡선 참조). 더 낮은 전류에서 동작하면 수명이 증가하고 열이 감소합니다.

Q: 저장 습도가 왜 그렇게 중요하나요?

A: SMD 패키지는 공기 중의 수분을 흡수할 수 있습니다. 고온 리플로우 솔더링 공정 중에 갇힌 이 수분이 빠르게 증발하여 패키지를 균열시키거나 내부 결합을 박리시킬 수 있는 내부 압력을 생성할 수 있습니다. 이를 "팝콘 현상"이라고 합니다.

11. 실용 애플리케이션 사례 연구

시나리오: 네트워크 라우터용 상태 표시 패널 설계.여러 LED(전원, LAN, WAN, Wi-Fi)가 필요합니다. 이 LED 모델을 사용하여 설계자는 다음을 수행합니다: 1) 권장 패드 풋프린트에 따라 전면 패널 PCB 레이아웃에 LED를 배치합니다. 2) 각 LED에 대해 시스템의 3.3V 논리 공급 전원과 목표 전류 15mA(밝기와 전력의 균형을 위해)를 기반으로 직렬 저항을 계산합니다. V_F= 2.0V라고 가정하면, R = (3.3V - 2.0V)/0.015A ≈ 87 Ω (82 Ω 또는 100 Ω 표준 값 사용). 3) PCB 레이아웃이 LED 패드 아래에 약간의 열 방출 구리 영역을 제공하는지 확인합니다. 4) BOM(부품 목록)에서 모든 LED에 대해 동일한 광도 빈 코드(예: S1)를 지정하여 패널 전체에 걸쳐 균일한 밝기를 보장합니다. 5) 조립 중 권장 리플로우 프로파일을 따릅니다.

12. 동작 원리 소개

발광 다이오드는 반도체 p-n 접합 다이오드입니다. 순방향 전압이 인가되면 n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 접합 영역으로 주입됩니다. 이러한 전하 캐리어가 재결합할 때 에너지가 방출됩니다. 표준 실리콘 다이오드에서는 이 에너지가 주로 열로 방출됩니다. LED에서는 반도체 재료(이 경우 AlInGaP)가 직접 밴드갭을 가지며, 이는 에너지가 광자(빛)의 형태로 방출됨을 의미합니다. 빛의 특정 파장(색상)은 반도체 재료의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. 더 넓은 밴드갭은 더 짧은 파장(더 푸른) 빛을 생성합니다.

13. 기술 동향 및 발전

SMD 표시기 LED의 일반적인 동향은 더 높은 효율성(전기 입력 와트당 더 많은 광 출력)을 향하고 있으며, 이는 전력 소비와 열 발생을 줄입니다. 이를 통해 동일한 전류에서 더 밝은 표시기를 얻거나 더 낮은 전류에서 동일한 밝기를 얻어 장치 배터리 수명을 연장할 수 있습니다. 패키지 크기는 계속 축소되어 더 밀집된 표시기 어레이와 더 작은 소비자 가전 제품으로의 통합을 가능하게 합니다. 또한 고급 빈닝 기술과 더 안정적인 반도체 재료를 통해 온도와 수명에 걸친 색상 일관성과 안정성을 개선하는 데 중점을 두고 있습니다. 글로벌 환경 규정을 준수하는 무연 및 무할로겐 재료의 광범위한 채택을 위한 추진력은 여전히 주요 산업 동인입니다.