SMD LED LTST-E681VEWT 데이터시트 - 크기 2.8x3.5x1.9mm - 전압 2.2V - 전력 196mW - 적색 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTST-E681VEWT은 신뢰성 있고 효율적인 표시등 조명이 필요한 현대 전자 응용 분야를 위해 설계된 고휘도 표면 실장 LED입니다. 이 장치는 생동감 있는 적색광 출력을 생성하기 위해 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 재료를 사용합니다. 자동화 조립 공정과 호환되는 컴팩트한 산업 표준 패키지에 장착되어 대량 생산에 적합합니다.

이 LED의 핵심 장점은 환경 안전성을 보장하는 RoHS(유해 물질 제한) 지침을 준수한다는 점입니다. 자동 피크 앤 플레이스 장비의 표준인 7인치 직경 릴에 감겨진 8mm 테이프에 포장됩니다. 또한 표면 실장 기술(SMT) 보드 조립의 주류 방법인 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정과 호환되도록 설계되었습니다. 주요 타겟 시장은 공간이 제한적이고 신뢰성이 핵심인 소비자 가전, 산업 제어 패널, 자동차 실내 조명 및 범용 표시기 응용 분야를 포함합니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이 값을 초과하는 조건에서 LED를 동작시키는 것은 권장되지 않습니다.

• 소비 전력 (Pd):196 mW. 이는 주변 온도(Ta) 25°C에서 LED 패키지가 열로 방산할 수 있는 최대 전력량입니다. 이 한계를 초과하면 반도체 접합부가 과열되어 수명이 단축되거나 파괴적 고장이 발생할 위험이 있습니다.
• 피크 순방향 전류 (I_FP):100 mA. 이는 1/10 듀티 사이클과 1ms 펄스 폭 조건에서 지정된 최대 허용 펄스 순방향 전류입니다. DC 정격보다 훨씬 높아 짧고 고강도의 섬광을 허용합니다.
• DC 순방향 전류 (I_F):70 mA. 이는 정상 작동 조건에서 LED에 인가할 수 있는 최대 연속 순방향 전류입니다.
• 작동 온도 범위:-40°C ~ +85°C. LED는 이 주변 온도 범위 내에서 정상적으로 기능하도록 설계되었습니다.
• 보관 온도 범위:-40°C ~ +100°C. 장치는 작동하지 않을 때 이 더 넓은 온도 범위 내에서 열화 없이 보관될 수 있습니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성

이 파라미터들은 별도로 명시되지 않는 한 Ta=25°C 및 I_F=50mA의 표준 테스트 조건에서 측정됩니다. 이들은 장치의 일반적인 성능을 정의합니다.

• 광도 (I_V):900 ~ 2800 mcd (밀리칸델라). 이는 특정 방향으로 방출되는 빛의 지각된 세기를 측정한 것입니다. 넓은 범위는 빈닝 시스템이 사용됨을 나타냅니다(섹션 3에서 상세 설명). 측정은 인간 눈의 명시 응답(CIE 곡선)에 근사하도록 필터링된 센서를 사용합니다.
• 시야각 (2θ_1/2):120도. 이는 광도가 축상(0°)에서 측정된 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도입니다. 120° 각도는 넓고 확산된 빛 패턴을 나타내며, 넓은 가시성이 필요한 응용 분야에 적합합니다.
• 피크 발광 파장 (λ_P):632 nm (일반값). 이는 방출된 빛의 스펙트럼 전력 분포가 최대가 되는 파장입니다. 가시 스펙트럼의 적색 영역에 속합니다.
• 주 파장 (λ_d):624 nm (일반값). CIE 색도도에서 유도된 이 파라미터는 LED의 지각된 색상을 가장 잘 나타내는 단일 파장입니다. 색상 사양을 위한 핵심 파라미터입니다.
• 스펙트럼 선 반치폭 (Δλ):20 nm (일반값). 이는 최대 전력의 절반에서의 스펙트럼 방출 폭입니다. 20nm 값은 AlInGaP 적색 LED의 특징으로, 상대적으로 순수한 색상을 나타냅니다.
• 순방향 전압 (V_F):2.2 V (일반값) ±0.1V 허용 오차. 이는 지정된 50mA 전류로 구동될 때 LED 양단에 걸리는 전압 강하입니다. 전류 제한 회로 설계에 매우 중요합니다.
• 역방향 전류 (I_R):10 μA (최대) V_R=5V 조건. 이 파라미터는 품질 보증을 위해서만 테스트됩니다. LED는역방향 바이어스 동작을 위해 설계되지 않았으며회로에 역전압을 인가하면 손상될 수 있습니다.

3. 빈닝 시스템 설명

대량 생산의 일관성을 보장하기 위해 LED는 성능 빈으로 분류됩니다. LTST-E681VEWT는 50mA에서의 광도를 기준으로 한 빈닝 시스템을 사용합니다.

빈 코드(V2, W1, W2, X1, X2)는 최소 및 최대 광도의 오름차순 범위를 나타냅니다. 예를 들어, 빈 코드 X2에는 광도가 2240 mcd에서 2800 mcd 사이인 LED가 포함됩니다. 각 빈 내에는 ±11%의 허용 오차가 적용됩니다. 이 시스템을 통해 설계자는 비용과 성능을 균형 있게 고려하여 응용 분야에 적합한 밝기 등급을 선택할 수 있습니다. 이 특정 파트 넘버에 대해서는 주 파장이나 순방향 전압에 대한 별도의 빈이 데이터시트에 표시되지 않아, 제조 과정에서 해당 파라미터에 대한 엄격한 제어가 이루어짐을 시사합니다.

4. 성능 곡선 분석

특정 그래프는 참조되지만 제공된 텍스트에 완전히 상세히 설명되지는 않았지만, 이러한 LED의 일반적인 곡선은 다음과 같을 것입니다:

• I-V (전류-전압) 곡선:순방향 전류와 순방향 전압 사이의 지수 관계를 보여줍니다. 곡선은 약 1.8-2.0V 부근에 뚜렷한 "무릎" 전압을 가지며, 그 이후에는 작은 전압 증가로 전류가 급격히 증가하여 정전류 구동이 필수적인 이유를 강조합니다.
• 광도 대 순방향 전류:광 출력이 순방향 전류에 거의 비례함을 보여주지만, 매우 높은 전류에서 포화 또는 효율 저하를 나타낼 수 있습니다.
• 광도 대 주변 온도:접합 온도가 증가함에 따라 광 출력이 감소함을 보여줍니다. 이는 고온 환경에서 작동하는 응용 분야에 대한 중요한 고려사항입니다.
• 스펙트럼 분포:상대 전력 대 파장의 그래프로, 약 632nm에서 피크를 보이고 피크 전력의 절반에서 약 20nm의 폭을 가집니다.
• 시야각 패턴:광 강도의 각도 분포를 보여주는 극좌표 그래프로, 확산 렌즈로 인한 람베르시안 또는 준-람베르시안 분포와 함께 120° 시야각을 확인시켜 줍니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 장치 치수

LED는 EIA 표준 SMD 패키지를 따릅니다. 주요 치수(mm)는 다음과 같습니다:

• 전체 길이: 3.2 mm
• 전체 너비: 2.8 mm
• 전체 높이: 1.9 mm
• 렌즈 너비: 2.2 mm
• 렌즈 길이: 3.5 mm
• 리드 너비: 0.7 mm
• 리드 길이: 0.8 mm

별도로 명시되지 않는 한 허용 오차는 ±0.2mm입니다. 상세한 치수 도면은 원본 데이터시트에 제공됩니다.

5.2 극성 식별 및 패드 설계

애노드(양극) 연결이 식별됩니다. 신뢰할 수 있는 솔더링을 위해, 적외선 및 증기상 리플로우 솔더링 공정 모두에 최적화된 권장 인쇄 회로 기판(PCB) 부착 패드 레이아웃이 제공됩니다. 적절한 패드 설계는 툼스토닝(한쪽 끝으로 부품이 서는 현상)을 방지하고 올바른 양의 솔더 페이스트로 신뢰할 수 있는 솔더 접합을 보장하는 데 중요합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 리플로우 솔더링 파라미터

이 장치는 무연(Pb-free) IR 리플로우 솔더링과 호환됩니다. 권장 프로파일은 JEDEC 표준 J-STD-020B를 준수해야 합니다. 주요 파라미터는 다음과 같습니다:

• 예열:150-200°C, 최대 120초 동안 보드와 부품을 점진적으로 가열하여 플럭스를 활성화하고 열 충격을 방지합니다.
• 피크 온도:최대 260°C. 액상선 온도(무연 솔더의 경우 일반적으로 217°C) 이상의 시간은 제어되어야 합니다.
• 총 솔더링 시간:피크 온도에서 최대 10초. 리플로우는 최대 두 사이클로 제한해야 합니다.

최적의 프로파일은 특정 PCB 설계, 부품, 솔더 페이스트 및 오븐에 따라 달라지며, 각 응용 분야에 대해 특성화되어야 한다는 점이 강조됩니다.

6.2 핸드 솔더링

핸드 솔더링이 필요한 경우, 각별한 주의가 필요합니다:

• 인두 온도:최대 300°C.
• 솔더링 시간:리드당 최대 3초, 플라스틱 패키지와 내부 와이어 본딩에 과도한 열 스트레스를 방지하기 위해 하나의 솔더링 사이클만 허용됩니다.

6.3 보관 조건

LED는 습기 민감 장치(MSD)입니다.

• 밀봉 패키지:≤30°C 및 ≤70% 상대 습도(RH)에서 보관합니다. 건제와 함께 원래의 방습 백에 보관할 경우 유통 기한은 1년입니다.
• 개봉 패키지:부품은 주변 공기에 노출된 후(≤30°C / ≤60% RH) 168시간(7일) 이내에 사용해야 합니다. 이 시간을 초과할 경우, 솔더링 전에 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 중 증기압으로 인한 패키지 균열("팝콘 현상")을 방지하기 위해 약 60°C에서 최소 48시간 동안 베이크아웃이 필요합니다. 개봉 패키지의 장기 보관을 위해서는 건제가 들어 있는 밀폐 용기나 질소 충전 건조기를 사용하십시오.

6.4 세척

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

7. 포장 및 주문 정보

• 테이프 사양:LED는 8mm 너비의 엠보싱 캐리어 테이프에 공급됩니다.
• 릴 사양:테이프는 표준 7인치(178mm) 직경 릴에 감겨 있습니다.
• 릴당 수량:2000개.
• 최소 주문 수량 (MOQ):잔여 수량의 경우 500개.
• 표준:포장은 ANSI/EIA-481 사양을 준수합니다.
• 파트 넘버:LTST-E681VEWT. 명명 규칙은 일반적으로 시리즈 코드(LTST), 패키지/스타일, 색상/파장 코드(E681VE) 및 기타 변형(WT)을 포함합니다.

8. 응용 노트 및 설계 고려사항

8.1 구동 회로 설계

LED는 전류 구동 장치입니다. 특히 여러 LED를 병렬로 구동할 때 안정적이고 균일한 밝기를 보장하기 위해, 각 LED마다 직렬 전류 제한 저항이필수적입니다. 저항 값(R)은 옴의 법칙을 사용하여 계산됩니다: R = (V_공급- V_F) / I_F. 일반적인 V_F2.2V, 원하는 I_F20mA, 5V 공급 전압을 사용할 경우: R = (5V - 2.2V) / 0.02A = 140 옴. 표준 150 옴 저항이 적합할 것입니다. 전류 제한 없이 전압원에서 LED를 직접 구동하면 과도한 전류가 흘러 빠른 고장을 초래합니다.

8.2 열 관리

소비 전력이 상대적으로 낮지만(196mW), 장기적인 신뢰성과 일관된 광 출력을 유지하기 위해서는 효과적인 열 관리가 여전히 중요합니다. PCB에 LED의 열 패드(해당되는 경우) 또는 리드에 연결된 충분한 구리 면적이 있어 열을 방산할 수 있도록 하십시오. 절대 최대 전류 및 온도 한계에서 장시간 작동하는 것을 피하십시오.

8.3 응용 범위

이 LED는 사무용 기기, 통신 장치 및 가정용 응용 분야와 같은 일반 전자 장비용으로 제작되었습니다. 고장이 생명이나 건강에 위험을 초래할 수 있는 안전 관련 응용 분야(예: 항공, 의료 생명 유지 장치, 교통 제어)를 위해 설계되거나 인증되지 않았습니다. 이러한 응용 분야의 경우 적절한 신뢰성 인증을 가진 부품을 조달해야 합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

LTST-E681VEWT의 동급 제품 대비 주요 차별점은 다음과 같습니다:

• 재료 기술:AlInGaP 사용으로, GaAsP와 같은 구형 기술에 비해 일반적으로 적색 및 호박색에 대해 더 높은 효율과 더 나은 온도 안정성을 제공합니다.
• 밝기:최대 광도 2800mcd로, 표준 패키지 크기에서 높은 밝기를 제공합니다.
• 시야각:확산 렌즈를 통한 120° 넓은 시야각은 우수한 축외 가시성을 제공하며, 이는 좁은 빔 LED보다 상태 표시기에 선호됩니다.
• 공정 호환성:자동화된 SMT 조립 및 표준 무연 리플로우 프로파일과의 완전한 호환성으로 제조 복잡성과 비용을 줄입니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

Q: 전원 공급 장치가 정확히 2.2V라면 직렬 저항 없이 이 LED를 구동할 수 있나요?

A: 아닙니다. 순방향 전압에는 허용 오차(±0.1V)가 있으며 온도에 따라 변합니다. 약간의 과전압은 제어되지 않은 큰 전류 증가를 일으켜 LED를 파괴할 수 있습니다. 항상 전류 제한 메커니즘을 사용하십시오.

Q: 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇인가요?

A> 피크 파장은 물리적으로 가장 많은 빛 에너지가 방출되는 지점입니다. 주 파장은 색도 좌표에서 계산되며 인간 눈이 색상으로 인지하는 것을 나타냅니다. 이 적색 LED와 같은 단색 LED의 경우 종종 가깝지만, 색상 매칭을 위한 핵심 파라미터는 주 파장입니다.

Q: 제 보드는 솔더링 후 세척될 예정입니다. 이 LED와 호환되나요?

A> 데이터시트는 1분 미만으로 알코올 계 용매(이소프로필 또는 에틸 알코올)로만 세척하도록 명시하고 있습니다. 많은 수성 또는 강력한 플럭스 세정제는 패키지를 손상시킬 수 있습니다. 특정 세척 공정과의 호환성을 확인하십시오.

Q: 백을 개봉한 후 168시간의 플로어 라이프가 있는 이유는 무엇인가요?

A> 플라스틱 패키지는 공기 중의 습기를 흡수합니다. 리플로우 솔더링의 고열 중에 이 습기는 빠르게 증기로 변하여 내부 압력을 일으켜 패키지 균열 또는 내부 층 박리("팝콘 현상")를 유발할 수 있습니다. 168시간 제한 및 베이킹 절차는 이 위험을 관리합니다.

11. 실제 응용 예시

시나리오:12V DC 라우터용 전원 상태 표시기 설계.

설계 단계:

1. 구동 전류 선택:긴 수명과 낮은 발열을 위해 보수적인 I_F15mA를 선택합니다.

2. 저항 계산:일반적인 V_F= 2.2V 사용. R = (12V - 2.2V) / 0.015A = 653 옴. 가장 가까운 표준 값인 680 옴을 사용합니다.

3. 저항 전력 계산: P_R= I_F²* R = (0.015)²* 680 = 0.153W. 표준 1/4W(0.25W) 저항으로 충분합니다.

4. PCB 레이아웃:LED와 680Ω 저항을 서로 가깝게 배치합니다. 신뢰할 수 있는 솔더링을 위해 데이터시트의 권장 패드 레이아웃을 따르십시오.

5. 조립:JEDEC 호환 무연 리플로우 프로파일을 사용하십시오. LED 백을 개봉한 지 7일이 지난 후 보드가 조립되는 경우, 먼저 LED를 베이크하십시오.

12. 동작 원리

LTST-E681VEWT의 발광은 AlInGaP 재료로 만들어진 반도체 p-n 접합의 전계발광을 기반으로 합니다. 접합의 내재 전위를 초과하는 순방향 전압이 인가되면, n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 활성 영역으로 주입됩니다. 이 전하 캐리어들이 재결합할 때, 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. AlInGaP 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접적으로 방출되는 빛의 파장(색상)을 정의합니다. 이 경우 약 624-632 nm의 적색입니다. 칩 위의 확산 에폭시 렌즈는 반도체에서 빛을 추출하고 그 각도 분포를 넓은 120도 패턴으로 형성하는 역할을 합니다.

13. 기술 동향

표시기 LED를 위한 광전자 산업은 계속 발전하고 있습니다. LTST-E681VEWT과 같은 장치와 관련된 일반적인 동향은 다음과 같습니다:

• 효율 증가:지속적인 재료 과학 개선은 와트당 더 많은 루멘(lm/W)을 생산하여 동일한 전류에서 더 밝은 출력 또는 동일한 밝기에서 더 낮은 전력 소비와 더 적은 열을 발생시키는 것을 목표로 합니다.
• 소형화:이와 같은 표준 패키지가 여전히 널리 사용되지만, 더 얇은 전자 장치를 위해 실장 면적과 높이를 줄이려는 지속적인 압력이 있습니다.
• 신뢰성 향상:포장 재료, 다이 부착 기술 및 와이어 본딩의 개선은 작동 수명을 연장하고 열 및 기계적 스트레스에 대한 내성을 높이는 것을 목표로 합니다.
• 색상 일관성:더 엄격한 빈닝 허용 오차와 고급 제어 기술은 로트 간 색상 및 밝기 변동을 줄이고 있으며, 이는 여러 LED를 사용하는 응용 분야에 매우 중요합니다.
• 통합:구동 회로, 보호 기능(ESD 다이오드 등) 또는 여러 LED 칩(RGB)을 단일 패키지에 통합하려는 동향이 있지만, 많은 응용 분야에서 단순성과 비용 측면에서 이산 LED는 여전히 기본적입니다.