SMD LED LTST-T680QSWT 데이터시트 - 확산형 노란색 AlInGaP - 20mA - 130mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 표면 실장 장치(SMD) LED의 기술 사양을 제공합니다. 이 부품은 공간이 제한된 응용 분야에 적합한 초소형 폼 팩터를 특징으로 하며, 자동화된 인쇄 회로 기판(PCB) 조립 공정을 위해 설계되었습니다. LED는 확산형 노란색 광 출력을 생성하기 위해 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 재료를 사용합니다. 주요 기능은 다양한 전자 시스템에서 상태 표시기, 신호 조명 또는 전면 패널 백라이트로 사용되는 것입니다.

1.1 특징

• RoHS(유해 물질 제한) 지침을 준수합니다.
• 자동화 피크 앤 플레이스 장비를 위해 7인치 직경 릴에 8mm 테이프로 포장됩니다.
• 표준화된 EIA(전자 산업 연합) 패키지 풋프린트.
• 표준 집적 회로(IC) 논리 레벨과 호환되는 입력.
• 자동화된 부품 배치 시스템과의 호환성을 위해 설계되었습니다.
• 표준 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정을 견딥니다.
• JEDEC(공동 전자 소자 공학 위원회) 습기 민감도 레벨 3에 가속하기 위해 사전 조건화되었습니다.

1.2 응용 분야

이 LED는 광범위한 소비자, 상업 및 산업용 전자 장비에서 사용하기 위한 것입니다. 일반적인 응용 분야에는 통신 장치(예: 무선/휴대폰), 사무 자동화 장비(예: 노트북 컴퓨터, 네트워크 시스템), 가전 제품 및 일반 산업용 제어 패널이 포함됩니다. 구체적인 역할은 상태 표시기, 신호 또는 심볼 조명, 전면 패널 백라이트입니다.

2. 기술 파라미터: 심층 객관적 해석

다음 섹션에서는 표준 테스트 조건(Ta=25°C)에서 LED의 주요 성능 파라미터에 대한 상세한 분석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 한계에서 또는 그 이하에서의 동작은 보장되지 않으며 신뢰할 수 있는 장기 성능을 위해 피해야 합니다.

• 전력 소산 (Pd):130 mW. 이는 패키지가 열로 소산할 수 있는 최대 전력량입니다.
• 피크 순방향 전류 (I_F(피크)):100 mA. 이는 최대 허용 순간 순방향 전류로, 일반적으로 과열을 방지하기 위해 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서 지정됩니다.
• 연속 순방향 전류 (I_F):50 mA. 이는 연속 동작을 위한 최대 권장 DC 전류입니다.
• 역방향 전압 (V_R):5 V. 이 값을 초과하는 역방향 바이어스 전압을 가하면 접합 파괴가 발생할 수 있습니다.
• 동작 온도 범위:-40°C ~ +85°C. 장치가 기능하도록 설계된 주변 온도 범위입니다.
• 보관 온도 범위:-40°C ~ +100°C. 비동작 상태에서 보관하기 위한 온도 범위입니다.

2.2 전기-광학적 특성

이 파라미터는 정상 동작 조건(I_F= 20mA, Ta=25°C)에서 장치의 성능을 정의합니다.

• 광도 (I_V):710 - 1400 mcd (밀리칸델라). 이는 단위 입체각당 인지되는 광도입니다. 넓은 범위는 등급 분류 시스템이 사용됨을 나타냅니다(섹션 3 참조). 측정은 CIE 명시적 눈 반응 곡선을 따릅니다.
• 시야각 (2θ_1/2):120° (일반적). 이는 광축(0°)에서의 광도 값의 절반이 되는 전체 각도입니다. 120° 각도는 광범위한 영역 조명에 적합한 넓고 확산된 방출 패턴을 나타냅니다.
• 피크 방출 파장 (λ_P):592 nm (일반적). 스펙트럼 복사 강도가 최대가 되는 파장입니다.
• 주 파장 (λ_d):584.5 - 594.5 nm. 이는 CIE 색도도에서 도출된 빛의 인지된 색상을 가장 잘 나타내는 단일 파장입니다. 색상 사양을 위한 핵심 파라미터입니다.
• 스펙트럼 선 반폭 (Δλ):15 nm (일반적). 최대 강도의 절반에서의 방출 스펙트럼 폭입니다. 15nm 값은 AlInGaP 재료의 특징으로, 상대적으로 순수한 노란색을 나타냅니다.
• 순방향 전압 (V_F):20mA에서 2.1V (일반적), 2.6V (최대). 지정된 순방향 전류가 흐를 때 LED 양단에 걸리는 전압 강하입니다.
• 역방향 전류 (I_R):V_R=5V에서 10 μA (최대). 장치가 최대 정격 내에서 역방향 바이어스될 때 흐르는 작은 누설 전류입니다.

3. 등급 분류 시스템 설명

대량 생산에서 일관성을 보장하기 위해 LED는 성능 등급으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 응용 분야에 대한 특정 전압, 밝기 및 색상 요구 사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 순방향 전압 (V_f) 등급

LED는 20mA에서의 순방향 전압 강하를 기준으로 등급이 분류됩니다. 이는 전류 제한 회로 설계 및 병렬 배열에서 균일한 밝기를 보장하는 데 중요합니다.

• 등급 D2:1.8V - 2.0V
• 등급 D3:2.0V - 2.2V
• 등급 D4:2.2V - 2.4V
• 등급 D5:2.4V - 2.6V
• 등급당 허용 오차: ±0.1V

3.2 광도 (I_V) 등급

이 등급 분류는 주어진 제품 코드에 대한 최소 밝기 수준을 보장합니다.

• 등급 U2:710 mcd - 900 mcd
• 등급 V1:900 mcd - 1120 mcd
• 등급 V2:1120 mcd - 1400 mcd
• 등급당 허용 오차: ±11%

3.3 주 파장 (W_d) 등급

이 등급 분류는 LED에서 방출되는 노란색의 정확한 색조를 제어합니다.

• 등급 H:584.5 nm - 587.0 nm
• 등급 J:587.0 nm - 589.5 nm
• 등급 K:589.5 nm - 592.0 nm
• 등급 L:592.0 nm - 594.5 nm
• 등급당 허용 오차: ±1 nm

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에서 특정 그래픽 데이터가 참조되지만, AlInGaP LED의 일반적인 성능 추세를 설명할 수 있습니다.

4.1 전류 대 전압 (I-V) 특성

순방향 전압(V_F)은 순방향 전류(I_F)와 대수 관계를 보입니다. 턴온 전압(~1.8V for AlInGaP) 미만에서는 전류가 최소입니다. 이 역치 이상에서는 V_F가 I_F에 비해 상대적으로 선형적으로 증가하며, 그 기울기는 다이오드의 동적 저항에 의해 결정됩니다. 권장 20mA에서 동작하면 일반적인 V_F range.

4.2 광도 대 순방향 전류

광도(I_V)는 정상 동작 범위에서 순방향 전류(I_F)에 거의 비례합니다. 그러나 매우 높은 전류에서는 접합 온도 증가 및 기타 비선형 효과로 인해 효율이 감소할 수 있습니다. LED를 지정된 연속 전류(50mA) 이하에서 구동하는 것은 정격 출력 및 수명 유지에 필수적입니다.

4.3 온도 특성

LED의 성능은 온도에 의존합니다. 일반적으로 순방향 전압(V_F)은 음의 온도 계수를 가지며, 접합 온도가 상승함에 따라 감소합니다. 반대로, 광도는 일반적으로 접합 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 응용 분야에서 적절한 열 관리(예: 방열을 위한 충분한 PCB 구리 면적)는 지정된 동작 온도 범위에서 일관된 광 출력 및 장치 신뢰성을 유지하는 데 중요합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

LED는 표준 표면 실장 패키지에 장착됩니다. 달리 명시되지 않는 한 모든 중요 치수는 일반 허용 오차 ±0.2mm로 밀리미터 단위로 제공됩니다. 패키지에는 넓은 120° 시야각을 생성하는 확산 렌즈가 포함됩니다.

5.2 권장 PCB 부착 패드 레이아웃

적외선 또는 증기상 리플로우 솔더링을 위한 랜드 패턴 설계가 제공됩니다. 이 권장 풋프린트를 준수하면 적절한 솔더 조인트 형성, 리플로우 중 자체 정렬 및 신뢰할 수 있는 기계적 부착이 보장됩니다. 패드 설계는 또한 LED 패키지에서의 열 방산을 돕습니다.

5.3 극성 식별

표면 실장 LED는 일반적으로 캐소드(음극) 단자를 나타내기 위해 패키지에 표시 또는 형상 특징(노치 또는 모따기된 모서리 등)이 있습니다. 장치가 기능하려면 PCB에서 올바른 극성 방향이 필수적입니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 IR 리플로우 솔더링 프로파일 (무연 공정)

데이터시트는 J-STD-020B를 준수하는 프로파일을 참조합니다. 일반적인 무연 리플로우 프로파일은 다음을 포함합니다:

• 예열/램프:플럭스를 활성화하고 열 충격을 최소화하기 위해 ~150-200°C까지 점진적으로 상승합니다.
• 소킹 영역:일반적으로 150-200°C 사이의 플래토로 최대 120초 동안 유지하여 PCB 전체에 온도 균형을 맞춥니다.
• 리플로우 영역:최대 260°C의 피크 온도까지 급격한 온도 상승. 액상선(예: 217°C) 이상의 시간은 제어되어야 합니다.
• 냉각:솔더 조인트를 고체화하기 위한 제어된 냉각 단계.
• 참고:특정 프로파일은 보드 두께, 부품 밀도 및 솔더 페이스트 사양을 고려하여 실제 PCB 조립에 맞게 최적화되어야 합니다.

6.2 보관 및 취급

• 밀봉 패키지:≤30°C 및 ≤70% RH에서 보관하십시오. 건제제가 포함된 습기 차단 백에 포장된 경우 포장일로부터 1년 이내에 사용하십시오.
• 개봉 패키지:건조 팩에서 꺼낸 부품의 경우 권장 보관 환경은 ≤30°C 및 ≤60% RH입니다. 부품은 노출 후 168시간(1주일) 이내에 IR 리플로우를 거쳐야 합니다. 더 긴 노출의 경우, 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 중 "팝콘 현상"을 방지하기 위해 솔더링 전 60°C에서 48시간 베이킹을 권장합니다.

6.3 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우, 이소프로필 알코올(IPA) 또는 에틸 알코올과 같은 알코올 기반 용제를 사용하십시오. 침지는 상온에서 1분 미만으로 해야 합니다. LED 렌즈 또는 패키지 재료를 손상시킬 수 있는 지정되지 않은 화학 세척제는 피하십시오.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 사양

부품은 보호 커버 테이프가 있는 엠보싱 캐리어 테이프에 공급되며, 7인치(178mm) 직경 릴에 감겨 있습니다. 표준 릴 수량은 릴당 2000개입니다. 포장은 자동화 조립 장비와의 호환성을 보장하기 위해 ANSI/EIA-481 사양을 준수합니다.

8. 응용 제안

8.1 일반적인 응용 회로

LED는 전류 구동 장치입니다. 전압 소스에 연결할 때 직렬 전류 제한 저항이 필수적입니다. 저항 값(R_s)은 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다: R_s= (V_공급- V_F) / I_F. 여러 LED를 병렬로 구동할 때 균일한 밝기를 위해 전체 병렬 배열에 단일 저항을 사용하는 것보다 각 LED에 대해 별도의 전류 제한 저항을 사용하는 것이 강력히 권장됩니다. 이는 개별 LED 간의 순방향 전압(V_F)의 자연적 변동을 보상합니다.

8.2 설계 고려 사항

• 열 관리:특히 최대 전류 정격 근처에서 동작할 때 PCB 레이아웃이 적절한 열 방출을 제공하는지 확인하십시오. LED의 열 패드에 연결된 구리 푸어는 열 방산에 도움이 될 수 있습니다.
• ESD 보호:모든 LED에 대해 명시적으로 언급되지는 않지만, LED에 연결된 신호 라인에 기본 ESD 보호를 구현하는 것은 민감한 환경에서 좋은 설계 관행입니다.
• 광학 설계:확산 렌즈는 넓은 시야를 제공합니다. 지향성 빛의 경우 외부 광학 장치(반사기, 라이트 파이프)가 필요할 수 있습니다.

9. 기술 비교 및 차별화

이 AlInGaP 기반 노란색 LED는 특정 장점을 제공합니다. GaAsP(갈륨 비소 포스파이드) 노란색 LED와 같은 오래된 기술에 비해, AlInGaP는 상당히 높은 광 효율을 제공하여 동일한 구동 전류에서 더 밝은 출력과 온도 및 수명에 걸쳐 더 나은 색상 안정성을 제공합니다. 확산 렌즈를 통한 넓은 120° 시야각은 집중된 빔보다는 넓고 균일한 조명이 필요한 응용 분야를 위한 핵심 기능으로, 지향성 빛을 위해 설계된 좁은 시야각 LED와 차별화됩니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

10.1 5V 공급 전압으로 어떤 저항 값을 사용해야 합니까?

20mA에서 일반적인 V_F2.1V를 사용합니다: R = (5V - 2.1V) / 0.02A = 145 옴. 가장 가까운 표준 값인 150 옴을 사용하면 I_F≈ 19.3mA가 되어 허용 가능합니다. 최소 전류가 밝기 요구 사항에 충분한지 확인하기 위해 항상 최대 V_F(2.6V)를 사용하여 계산하십시오: R_최소= (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 옴.

10.2 정전류 소스를 사용하여 전류 제한 저항 없이 이 LED를 구동할 수 있습니까?

예, 20mA로 설정된 정전류 드라이버는 순방향 전압 변동과 무관하게 정확한 전류 조절을 보장하므로 LED를 구동하는 훌륭한 방법입니다. 이는 중요한 밝기 응용 분야에서 종종 선호됩니다.

10.3 연속 전류(50mA)보다 높은 피크 전류 정격(100mA)이 있는 이유는 무엇입니까?

피크 전류 정격은 더 높은 전류의 짧은 펄스를 허용하며, 이는 멀티플렉싱 방식이나 짧고 밝은 섬광을 생성하는 데 유용할 수 있습니다. 낮은 듀티 사이클(1/10)은 평균 전력 소산 및 접합 온도가 안전 한계 내에 유지되도록 하여 열 손상을 방지합니다.

11. 실제 사용 사례 예시

시나리오: 네트워크 라우터용 전면 패널 상태 표시기

설계자는 라우터 전면 패널에 전원, 인터넷 연결 및 Wi-Fi 활동을 나타내는 여러 노란색 상태 LED가 필요합니다. 그들은 다양한 각도에서 빛이 보이도록 보장하는 넓은 시야각 때문에 이 LED를 선택합니다. LED는 마이크로컨트롤러의 GPIO 핀을 통해 15mA(더 긴 수명을 위해 20mA 테스트 조건보다 낮음)로 구동됩니다. 각 LED에 대해 150옴 직렬 저항이 사용되며, 3.3V 레일에 연결됩니다. 확산 렌즈는 가정/사무실 환경에 적합한 부드럽고 눈부심 없는 빛을 제공합니다. LED는 권장 패드 레이아웃에 따라 PCB에 배치되고 표준 무연 리플로우 프로파일을 사용하여 조립됩니다.

12. 동작 원리 소개

LED는 반도체 다이오드입니다. 재료의 밴드갭 에너지를 초과하는 순방향 전압이 가해지면 전자와 정공이 p-n 접합에서 재결합합니다. AlInGaP LED에서 이 재결합 사건은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 알루미늄, 인듐, 갈륨 및 포스파이드 층의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접적으로 방출되는 빛의 파장(색상)을 정의합니다—이 경우 노란색 스펙트럼(~590nm)입니다. 반도체 칩을 둘러싼 확산 에폭시 렌즈는 빛을 산란시켜 넓은 방출 패턴을 생성합니다.

13. 기술 동향

LED 기술의 일반적인 동향은 더 높은 효율(와트당 더 많은 루멘), 개선된 색 재현성 및 더 큰 신뢰성으로 향하고 있습니다. 표시기형 LED의 경우, 광 출력을 유지하거나 증가시키면서 소형화가 계속되고 있습니다. 또한 SMD 패키지에서 사용 가능한 색 영역을 확대하는 데 초점이 맞춰져 있습니다. 노란색, 호박색 및 적색 LED에 AlInGaP를 사용하는 것은 확립된 고성능 기술을 나타냅니다. 미래 발전은 더 좁은 스펙트럼 방출 또는 고온에서 더 높은 효율을 달성하기 위해 새로운 재료 시스템 또는 나노 구조를 포함할 수 있습니다.