SMD LED LTST-E212KRKGWT 데이터시트 - 크기 2.0x1.25x0.8mm - 전압 1.8-2.5V - 전력 75mW - 적색/녹색 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTST-E212KRKGWT는 공간이 제한된 애플리케이션에서 자동화된 인쇄 회로 기판(PCB) 조립을 위해 설계된 소형 표면 실장 LED입니다. 확산 렌즈를 특징으로 하며, 두 가지 별개의 광원 기술로 제공됩니다: 적색 발광용 AlInGaP와 녹색 발광용 InGaN입니다. 단일 패키지 풋프린트 내에서의 이중 색상 기능은 하나의 부품 위치에서 여러 색상이 필요한 상태 표시, 백라이트, 사인보드에 다용도로 사용할 수 있게 합니다.

1.1 핵심 장점

• 소형화된 폼 팩터:작은 패키지 크기는 현대 휴대용 및 소비자 가전 제품에서 볼 수 있는 고밀도 PCB 레이아웃에 이상적입니다.
• 이중 색상 광원:호환 가능한 핀 할당으로 적색과 녹색 옵션을 제공하여 설계 유연성을 제공하고, 이중 색상 애플리케이션을 위한 재고 관리와 PCB 설계를 단순화합니다.
• 자동화 호환성:7인치 릴에 8mm 테이프로 포장되어 고속 자동 픽 앤 플레이스 장비와 완벽하게 호환되어 제조 공정을 간소화합니다.
• 견고한 공정 호환성:무연(Pb-free) 솔더 조립에 필요한 공정을 포함한 표준 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정을 견딜 수 있도록 설계되었습니다.
• 환경 규정 준수:본 제품은 RoHS(유해 물질 제한) 지침을 준수합니다.

1.2 목표 시장 및 애플리케이션

이 LED는 광범위한 전자 장비에 적합합니다. 주요 적용 분야로는 통신 장치(무선 및 휴대폰), 휴대용 컴퓨팅(노트북, 태블릿), 네트워크 시스템, 가전 제품, 실내 사인보드 또는 디스플레이 패널이 있습니다. 일관된 성능과 효율적인 조립이 중요한 소비자 및 산업용 전자 제품에서 신뢰성과 작은 크기로 선호되는 선택입니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

다음 섹션은 주변 온도(Ta) 25°C에서 측정된 LTST-E212KRKGWT LED에 대해 명시된 주요 전기 및 광학 파라미터에 대한 상세하고 객관적인 해석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이 한계에서 또는 그 이상으로 동작하는 것은 보장되지 않습니다.

• 전력 소산(Pd):적색 및 녹색 변형 모두 75 mW입니다. 이 파라미터는 LED 칩 내에서 빛과 열로 변환될 수 있는 총 전기 전력(순방향 전류 * 순방향 전압)을 제한합니다.
• 피크 순방향 전류(I_FP):80 mA, 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서만 허용됩니다. DC 동작에서 이를 초과하면 과열이 발생할 가능성이 높습니다.
• DC 순방향 전류(I_F):30 mA. 이는 신뢰할 수 있는 장기 동작을 위한 권장 최대 연속 전류입니다.
• 온도 범위:동작 및 저장 온도 범위는 -40°C ~ +100°C로, 넓은 온도 변화가 있는 환경에 적합함을 나타냅니다.

2.2 전기 및 광학 특성

이는 표준 테스트 조건(I_F= 20mA)에서의 일반적인 성능 파라미터입니다.

• 광도(I_V):일반적인 광 출력은 적색 LED의 경우 75 mcd, 녹색 LED의 경우 65 mcd이며, 둘 다 보장된 최소값은 28 mcd입니다. 이 강도는 인간의 눈의 명시 응답과 일치하도록 필터링된 센서를 사용하여 측정됩니다.
• 시야각(2θ_1/2):120도의 일반적인 값이 명시되어 있습니다. 확산 렌즈의 특징인 이 넓은 시야각은 넓은 영역에서 좋은 가시성을 보장하여 패널 표시기에 적합하게 합니다.
• 파장:
  • 적색 (AlInGaP):피크 발광 파장(λ_P)은 일반적으로 639 nm입니다. 주 파장(λ_d)은 일반적으로 631 nm입니다.
  • 녹색 (InGaN):피크 발광 파장(λ_P)은 일반적으로 574 nm입니다. 주 파장(λ_d)은 일반적으로 566 nm입니다.
  피크 파장과 주 파장 사이의 약간의 차이는 정상이며, 발광 스펙트럼의 형태와 관련이 있습니다.
• 스펙트럼 선 반폭(Δλ):두 색상 모두 일반적으로 20 nm로, 방출된 빛의 스펙트럼 순도 또는 대역폭을 나타냅니다.
• 순방향 전압(V_F):20mA에서 1.8V(최소) ~ 2.5V(최대) 범위입니다. 설계를 위한 일반적인 값은 중간점 근처로 고려해야 하지만, 회로는 전체 범위를 수용해야 합니다. ±0.1V의 허용 오차가 있습니다.
• 역방향 전류(I_R):역방향 전압(V_R) 5V에서 최대 10 µA입니다. 이 장치는역방향 동작을 위해 설계되지 않았음을 주목하는 것이 중요합니다. 이 테스트는 품질 검증용일 뿐입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

대량 생산에서 일관성을 보장하기 위해 LED는 성능 빈으로 분류됩니다. LTST-E212KRKGWT는 광도와 녹색 버전의 경우 주 파장에 대해 별도의 빈을 사용합니다.

3.1 광도(I_V) 빈닝

적색 및 녹색 LED 모두 동일한 광도 빈 코드를 공유하며, 20mA에서 밀리칸델라(mcd)로 측정됩니다. 각 빈은 11%의 허용 오차를 가집니다.

• 빈 N:28.0 – 45.0 mcd
• 빈 P:45.0 – 71.0 mcd
• 빈 Q:71.0 – 112.0 mcd
• 빈 R:112.0 – 180.0 mcd

예를 들어, 광도에 대해 빈 Q로 표시된 LED는 일반적으로 71에서 112 mcd 사이의 출력을 가집니다. 설계자는 애플리케이션에서 최소 밝기 수준을 보장하기 위해 필요한 빈을 지정해야 합니다.

3.2 녹색용 주 파장(WD) 빈닝

녹색 LED만 지정된 파장 빈을 가지며, 20mA에서 나노미터(nm)로 측정되고, 빈당 ±1 nm 허용 오차를 가집니다.

• 빈 G1:566.0 – 569.0 nm
• 빈 G2:569.0 – 572.0 nm
• 빈 G3:572.0 – 575.0 nm

이 빈닝은 녹색의 정확한 색조를 더 엄격하게 제어할 수 있게 하여, 다중 LED 디스플레이의 색상 일치 또는 특정 미적 요구 사항에 중요할 수 있습니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에서 특정 그래프(예: 스펙트럼 분포용 그림 1, 시야각용 그림 6)가 참조되지만, 여기서는 그 일반적인 의미를 분석합니다.

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압(I-V 곡선)

LED의 I-V 특성은 비선형입니다. LTST-E212KRKGWT의 경우, 일반적인 동작 전류 20mA에서 순방향 전압은 1.8V에서 2.5V 사이입니다. 곡선은 순방향 전압이 다이오드의 턴온 임계값을 초과하면 전류가 급격히 증가함을 보여줍니다. 이는 전압원에서 전원을 공급할 때 열 폭주를 방지하기 위해 LED와 직렬로 전류 제한 저항 또는 정전류 드라이버를 사용해야 함을 의미합니다.

4.2 광도 대 순방향 전류

광 출력(광도)은 일반적으로 장치의 동작 범위 내에서 순방향 전류에 비례합니다. 그러나 매우 높은 전류에서는 열 증가로 인해 효율이 떨어질 수 있습니다. 권장되는 20mA에서 동작하면 밝기와 수명 사이의 최적의 균형을 보장합니다.

4.3 스펙트럼 분포

참조된 스펙트럼 그래프는 각 색상에 대해 단일의 지배적인 피크(적색 약 639nm, 녹색 약 574nm)와 일반적인 반폭 20nm를 보여줄 것입니다. AlInGaP 적색 LED는 일반적으로 다른 일부 적색 기술에 비해 더 좁은 스펙트럼을 가지는 반면, InGaN 녹색 스펙트럼은 그 유형에 대해 표준입니다. 확산 렌즈는 이 파장들의 각도 분포를 약간 넓히지만, 피크 스펙트럼 출력을 크게 변경하지는 않습니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수 및 극성

SMD 패키지는 명목상의 풋프린트를 가집니다. 중요한 치수로는 본체 크기와 리드 간격이 있습니다. 핀 할당은 올바른 방향을 위해 중요합니다:

• 적색 LED (AlInGaP):애노드와 캐소드는 핀 1과 3에 할당됩니다.
• 녹색 LED (InGaN):애노드와 캐소드는 핀 1과 4에 할당됩니다.

이 차이는 단일 PCB 풋프린트가 어느 색상이든 수용할 수 있음을 의미하지만, 구동 회로는 올바른 핀에 연결되어야 합니다. 정확한 치수와 패드 위치를 위해 항상 패키지 외곽도(데이터시트에 암시됨)를 참조해야 합니다.

5.2 권장 PCB 부착 패드 레이아웃

적절한 솔더링과 기계적 안정성을 보장하기 위해 제안된 랜드 패턴이 제공됩니다. 패드 설계는 일반적으로 솔더링을 용이하게 하면서 열 방산과 강한 접착을 위한 충분한 구리 면적을 제공하는 열 완화 구조를 포함합니다. 이 권장 사항을 따르면 툼스토닝(리플로우 중 한쪽 끝이 들림)을 방지하고 신뢰할 수 있는 솔더 접합을 보장하는 데 도움이 됩니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 IR 리플로우 솔더링 프로파일

데이터시트는 무연 공정 조건에 대해 J-STD-020B를 참조합니다. 주요 한계를 가진 일반적인 프로파일이 제안됩니다:

• 예열:150°C ~ 200°C.
• 예열 시간:최대 120초로 온도를 천천히 상승시키고 플럭스를 활성화합니다.
• 피크 온도:최대 260°C. 액상선 온도(예: 217°C) 이상의 시간은 솔더 페이스트 사양에 따라 제어되어야 합니다.
• 피크에서의 솔더링 시간:최대 10초, 그리고 리플로우는 두 번 이상 수행되어서는 안 됩니다.

최적의 프로파일은 특정 PCB 어셈블리에 따라 다르며, 특성화가 필요함이 강조됩니다.

6.2 핸드 솔더링

수동 솔더링이 필요한 경우, 솔더링 아이언 온도는 300°C를 초과해서는 안 되며, 접촉 시간은 단일 작업에 대해 최대 3초로 제한해야 합니다. 과도한 열이나 시간은 LED 패키지나 내부 와이어 본드를 손상시킬 수 있습니다.

6.3 저장 및 취급

LED는 습기에 민감합니다. 주요 저장 규칙은 다음과 같습니다:

• 밀봉 패키지:≤ 30°C 및 ≤ 70% RH에서 저장합니다. 드라이팩 날짜로부터 1년 이내에 사용하십시오.
• 개봉 패키지:습기 장벽 백에서 꺼낸 부품의 경우, 주변 환경은 ≤ 30°C 및 ≤ 60% RH이어야 합니다.
• 플로어 라이프:원래 포장을 개봉한 후 168시간(7일) 이내에 IR 리플로우를 완료하는 것이 권장됩니다.
• 재베이킹:노출 시간이 168시간을 초과하는 경우, 솔더링 전에 약 60°C에서 최소 48시간 동안 베이킹하여 흡수된 수분을 제거하고 \"팝콘 현상\"(리플로우 중 패키지 균열)을 방지해야 합니다.

6.4 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우, 상온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올과 같은 지정된 알코올 기반 용제만 1분 미만으로 사용해야 합니다. 지정되지 않은 화학 물질은 플라스틱 렌즈나 패키지 재료를 손상시킬 수 있습니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 사양

제품은 보호 커버 테이프가 있는 엠보싱 캐리어 테이프에 표준으로 공급되며, 7인치(178mm) 직경 릴에 감겨 있습니다. 표준 릴 수량은 3000개입니다. 나머지 주문에 대해 최소 포장 수량 500개가 가능합니다. 테이프 및 릴 치수는 ANSI/EIA-481 사양을 준수하여 표준 자동화 조립 장비 피더와의 호환성을 보장합니다.

8. 애플리케이션 노트 및 설계 고려 사항

8.1 일반적인 애플리케이션 회로

가장 일반적인 구동 방법은 전압원(V_CC)과 직렬로 연결된 전류 제한 저항(R_S)입니다. 저항 값은 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다: R_S= (V_CC- V_F) / I_F. 예를 들어, 5V 공급, 일반적인 V_F2.2V, 원하는 I_F20mA: R_S= (5 - 2.2) / 0.02 = 140 Ω입니다. 가장 가까운 표준 값(예: 150 Ω)이 선택되어 전류를 약간 줄입니다. 저항의 정격 전력은 최소 I_F²* R_S.

이어야 합니다.

8.2 열 관리

전력 소산이 낮지만(최대 75mW), 적절한 열 설계는 LED 수명을 연장합니다. 권장 PCB 패드가 히트싱크 역할을 할 수 있는 충분한 구리 면적에 연결되도록 하십시오. 고주변 온도에서 절대 최대 전류(30mA DC)를 연속적으로 동작하는 것은 광속 감소를 가속화하므로 피하십시오.

8.3 역방향 전압 보호

장치가 역방향 바이어스를 위해 설계되지 않았으므로, 역방향 전압이 가능한 회로(예: 백투백 LED 구성 또는 유도성 부하)에서 보호 장치를 포함하는 것이 현명합니다. LED와 병렬로 연결된 간단한 다이오드(캐소드에서 애노드로)가 이 보호 기능을 제공할 수 있습니다.

9. 기술 비교 및 차별화

LTST-E212KRKGWT의 주요 차별화 요소는 표준화된 SMD 패키지 내에서의 이중 광원(AlInGaP/InGaN), 이중 색상 기능에 있습니다. 단색 LED와 비교하여 설계 유연성을 제공합니다. 다른 이중 색상 LED에 비해 성숙하고 효율적인 반도체 재료(적색용 AlInGaP, 녹색용 InGaN)를 사용하여 일반적으로 좋은 발광 효율과 온도에 따른 안정적인 성능을 제공합니다. 확산 렌즈의 넓은 120도 시야각은 좁은 각도 LED에 비해 주요 특징으로, 넓은 영역 가시성이 필요한 애플리케이션에서 우수합니다.

10. 자주 묻는 질문(FAQ)

10.1 이 LED를 3.3V 또는 5V 마이크로컨트롤러 핀에서 직접 구동할 수 있나요?답변:

아니요, 직접은 안 됩니다. 마이크로컨트롤러 GPIO 핀은 제한된 전류 공급/싱크 능력(종종 20-25mA)을 가진 전압원입니다. LED를 직접 연결하면 LED의 최대 전류와 GPIO 핀의 정격을 모두 초과할 위험이 있어 둘 다 손상될 수 있습니다. 항상 직렬 전류 제한 저항이나 트랜지스터 드라이버 회로를 사용하십시오.

10.2 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇인가요?답변:_P피크 파장(λ_d)은 스펙트럼 전력 분포가 최대인 단일 파장입니다. 주 파장(λ_d)은 지정된 백색 기준과 결합했을 때 LED의 지각된 색상과 일치하는 단색광의 단일 파장입니다. λ

는 인간의 색상 지각과 더 밀접하게 관련되어 있습니다.

10.3 저장 조건이 왜 그렇게 엄격한가요?답변:

플라스틱 LED 패키지는 공기 중의 습기를 흡수할 수 있습니다. 고온 리플로우 솔더링 공정 중에 갇힌 이 습기는 빠르게 증발하여 내부 압력을 생성하여 패키지 박리나 다이 균열(\"팝콘 현상\")을 일으킬 수 있습니다. 엄격한 저장 및 베이킹 절차는 이 고장 모드를 방지하기 위해 수분 함량을 제어합니다.

11. 실용적인 설계 사례 연구시나리오:

매우 컴팩트한 공간에 적색(고장/오류) 및 녹색(작동/준비) 표시기가 필요한 네트워크 라우터용 상태 표시 패널 설계.구현:

LTST-E212KRKGWT를 사용하면 단일 PCB 풋프린트를 두 상태 색상 모두에 사용할 수 있습니다. PCB 레이아웃에는 권장 패드 패턴이 포함됩니다. 마이크로컨트롤러 펌웨어는 두 개의 GPIO 핀을 제어하며, 각각은 적절한 전류 제한 저항(예: 5V 공급용 150Ω)을 통해 LED의 핀 1(공통 애노드)에 연결됩니다. 하나의 GPIO는 핀 3(적색 캐소드)을 구동하고, 다른 하나는 핀 4(녹색 캐소드)를 구동합니다. 이 설계는 두 개의 별도 단색 LED를 사용하는 것에 비해 필요한 PCB 공간을 절반으로 줄이고 조립을 단순화합니다.

12. 동작 원리

발광 다이오드(LED)는 전기발광을 통해 빛을 방출하는 반도체 장치입니다. p-n 접합에 순방향 전압이 가해지면 n형 영역의 전자가 활성층 내에서 p형 영역의 정공과 재결합합니다. 이 재결합은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 방출된 빛의 특정 파장(색상)은 사용된 반도체 재료의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. LTST-E212KRKGWT는 적색광용 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드)와 녹색광용 InGaN(인듐 갈륨 나이트라이드)을 사용하며, 각 재료는 해당 스펙트럼에서의 효율성과 색상 순도 때문에 선택되었습니다.

13. 기술 동향