SMD LED LTST-E142KGKEKT 데이터시트 - 패키지 2.0x1.25x0.8mm - 전압 1.7-2.5V - 전력 75mW - 녹색/적색 듀얼 컬러 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 표면 실장 장치(SMD) 발광 다이오드(LED)인 LTST-E142KGKEKT의 사양을 상세히 설명합니다. 이 부품은 하나의 컴팩트한 패키지 내에 녹색광을 방출하는 칩과 적색광을 방출하는 칩, 두 개의 별도 LED 칩을 통합합니다. 주요 설계 목표는 현대 전자 어셈블리에서 상태 표시, 백라이트 및 상징적 조명을 위한 신뢰할 수 있고 공간 효율적인 솔루션을 제공하는 것입니다.

1.1 핵심 장점 및 타겟 시장

이 장치는 자동화 조립 공정을 위해 설계되었으며, 적외선 리플로우 솔더링 및 표준 피크 앤 플레이스 장비와의 호환성을 특징으로 합니다. 미니어처 풋프린트는 보드 공간이 귀한 응용 분야에 적합합니다. 주요 타겟 시장에는 통신 인프라(예: 네트워크 스위치, 라우터), 소비자 가전(노트북, 모바일 장치), 사무 자동화 장비, 가전제품 및 산업용 제어 패널이 포함됩니다. 주요 기능은 시각적 상태 또는 신호 표시기 역할을 하는 것입니다.

2. 기술 파라미터: 심층 객관적 해석

다음 섹션은 표준 테스트 조건(Ta=25°C)에서 장치의 동작 한계 및 성능 특성에 대한 상세한 분석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 값들은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 한계에서 또는 그 이상으로 동작하는 것은 보장되지 않습니다. 녹색 및 적색 칩 모두에 대해: 최대 연속 DC 순방향 전류는 30 mA입니다; 피크 순방향 전류(펄스 조건: 1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)는 80 mA입니다; 최대 전력 소산은 75 mW입니다. 장치는 -40°C ~ +100°C의 동작 및 보관 온도 범위로 정격화되어 있습니다.

2.2 열적 특성

열 관리는 LED 수명 및 성능 안정성에 매우 중요합니다. 두 칩 모두에 대한 최대 허용 접합 온도(Tj)는 115°C입니다. 접합에서 주변 환경으로의 일반적인 열저항(Rθja)은 155 °C/W입니다. 이 파라미터는 패키지가 열을 얼마나 효과적으로 방출할 수 있는지를 나타냅니다; 낮은 값이 바람직합니다. 최대 접합 온도를 초과하면 루멘 감가가 가속화되고 파괴적인 고장으로 이어질 수 있습니다.

2.3 전기-광학적 특성

이 파라미터들은 표준 테스트 전류 20 mA에서 측정됩니다. 녹색 칩의 광도(Iv) 범위는 최소 56 mcd에서 최대 180 mcd입니다. 적색 칩의 경우 범위는 140 mcd에서 420 mcd입니다. 시야각(2θ1/2)은 광도가 축 방향 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도로 정의되며, 일반적으로 120도로 넓은 방사 패턴을 나타냅니다.

인지되는 색상을 정의하는 주 파장(λd)은 녹색 칩의 경우 564 nm ~ 576 nm 사이, 적색 칩의 경우 616 nm ~ 626 nm 사이로 지정됩니다. 두 색상의 순방향 전압(Vf)은 20 mA에서 1.7 V ~ 2.5 V 범위입니다. 역전류(Ir)는 역전압(Vr) 5V가 인가될 때 최대 10 µA로 지정됩니다. 이 장치는 역바이어스에서 동작하도록 설계되지 않았음을 유의하는 것이 중요합니다; 이 테스트 조건은 정보 제공 목적으로만 사용됩니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산의 일관성을 보장하기 위해 LED는 성능 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 특정 밝기 및 색상 요구 사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 광도 (Iv) 빈닝

녹색 LED 칩은 다섯 개의 광도 빈으로 분류됩니다: P2 (56-71 mcd), Q1 (71-90 mcd), Q2 (90-112 mcd), R1 (112-140 mcd), R2 (140-180 mcd). 적색 LED 칩은 네 개의 빈으로 분류됩니다: P (140-185 mcd), Q (185-240 mcd), R (240-315 mcd), S (315-420 mcd). 각 빈 내에는 ±11%의 허용 오차가 적용됩니다.

3.2 주 파장 (WD) 빈닝

녹색 LED의 경우, 주 파장 빈은 G1 (564-568 nm), G2 (568-572 nm), G3 (572-576 nm)로 정의됩니다. 각 파장 빈의 허용 오차는 ±1 nm입니다. 적색 LED의 주 파장에 대한 빈닝 정보는 제공된 발췌문에 명시적으로 상세히 설명되어 있지 않지만, 엄격한 파장 제어의 유사한 원칙을 따릅니다.

4. 성능 곡선 분석

문서에서 특정 그래픽 데이터(예: 스펙트럼 출력용 그림 1, 시야각용 그림 5)가 참조되지만, 일반적인 특성은 표로 된 데이터에서 추론할 수 있습니다. 순방향 전류(If)와 순방향 전압(Vf) 사이의 관계는 다이오드의 전형적인 비선형입니다. 광도는 최대 정격 한계까지 순방향 전류에 정비례합니다. 접합 온도가 증가함에 따라 성능이 저하됩니다; 따라서 응용 분야의 열 설계는 장치 수명 동안 지정된 광 출력 및 색점을 유지하는 데 가장 중요합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수 및 핀 할당

이 장치는 산업 표준 SMD 패키지 외형을 따릅니다. 주요 치수는 길이 약 2.0 mm, 너비 1.25 mm의 본체 크기와 일반적인 높이 0.8 mm를 포함합니다. 달리 명시되지 않는 한 허용 오차는 ±0.2 mm입니다. 핀 할당은 정확한 동작에 매우 중요합니다: 핀 2와 3은 녹색 AlInGaP 칩에 할당되고, 핀 1과 4는 적색 AlInGaP 칩에 할당됩니다. 렌즈는 투명합니다.

5.2 권장 PCB 어태치먼트 패드 레이아웃

신뢰할 수 있는 솔더링과 적절한 기계적 정렬을 보장하기 위해 인쇄 회로 기판용 권장 랜드 패턴(풋프린트)이 제공됩니다. 이 설계를 준수하면 툼스토닝을 최소화하고 LED 패키지에서 PCB로의 최적 열 전달을 보장합니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 IR 리플로우 솔더링 조건

이 장치는 무연(Pb-free) 솔더 공정과 호환됩니다. J-STD-020B 표준을 준수하는 제안된 적외선(IR) 리플로우 프로파일이 제공됩니다. 주요 파라미터에는 150-200°C의 예열 온도, 260°C를 초과하지 않는 피크 본체 온도, 특정 보드 어셈블리에 맞춤화된 액상선 온도 이상 시간(TAL)이 포함됩니다. 피크 온도에서의 총 솔더링 시간은 최대 10초로 제한해야 하며, 리플로우는 최대 두 번 수행해야 합니다.

6.2 보관 및 취급

LED는 습기에 민감합니다. 원래 밀봉된 방습 백에 건조제와 함께 보관할 때는 ≤30°C 및 ≤70% RH 조건에서 1년 이내에 사용해야 합니다. 백을 개봉한 후, "플로어 라이프"는 30°C 및 60% RH(JEDEC 레벨 3)를 초과하지 않는 조건에서 168시간(7일)입니다. 이 기간을 초과하여 노출된 경우, 리플로우 중 팝콘 크래킹을 방지하기 위해 솔더링 전 약 60°C에서 최소 48시간 베이크아웃이 필요합니다.

6.3 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우, 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올과 같은 지정된 알코올 기반 용제만 사용해야 합니다. LED는 상온에서 1분 미만으로 침지해야 합니다. 지정되지 않은 화학 세척제는 패키지 에폭시 또는 렌즈를 손상시킬 수 있습니다.

7. 포장 및 주문 정보

장치는 자동화 조립을 위해 포장되어 공급됩니다. 8mm 너비의 캐리어 테이프에 장착되어 7인치(178 mm) 직경 릴에 감겨 있습니다. 각 풀 릴에는 4000개가 들어 있습니다. 테이프는 부품을 보호하기 위해 커버 테이프로 밀봉됩니다. 포장은 ANSI/EIA-481 사양을 따릅니다.

8. 응용 제안

8.1 대표적인 응용 시나리오

이 듀얼 컬러 LED는 다중 상태 표시가 필요한 응용 분야에 이상적입니다. 예를 들어, "전원 켜짐/준비"에는 녹색, "고장/대기"에는 적색, 또는 특정 모드에는 둘 다를 표시할 수 있습니다. 일반적인 용도로는 네트워크 장비, 전원 공급 장치 및 소비자 가전의 상태 표시기; 전면 패널 레전드 또는 버튼용 백라이트; 저수준 신호 조명 등이 있습니다.

8.2 설계 고려사항

전류 제한:최대 순방향 전류를 초과하는 것을 방지하기 위해 각 LED 칩에 외부 전류 제한 저항이 필수적입니다. 저항 값은 공급 전압(Vs), 원하는 전류에서의 LED 순방향 전압(Vf) 및 목표 전류(If)를 기반으로 계산됩니다: R = (Vs - Vf) / If. 보수적인 설계를 위해 항상 데이터시트의 최대 Vf를 사용하십시오.
열 설계:특히 최대 정격 근처에서 동작할 경우 열을 방출하는 데 도움이 되도록 LED 패드에 연결된 충분한 PCB 구리 면적(열 릴리프)을 확보하십시오.
ESD 보호:명시적으로 언급되지는 않았지만, 조립 중 표준 ESD 취급 주의 사항을 준수해야 합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

이 부품의 주요 차별화 요소는 하나의 미니어처 SMD 패키지에 두 개의 별도 단색 LED 칩(두 색상 모두 AlInGaP)을 통합한 것입니다. AlInGaP 기술은 이전 기술에 비해 적색 및 호박색/녹색 색조에 대해 높은 발광 효율과 좋은 색 채도를 제공합니다. 120도의 시야각은 전면 패널 응용 분야에 적합한 넓은 방사 패턴을 제공합니다. 듀얼 칩 설계는 두 개의 별도 단색 LED를 사용하는 것에 비해 보드 공간을 절약하고 조립을 단순화합니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 녹색과 적색 LED를 각각 20mA로 동시에 구동할 수 있나요?
A: 예, 하지만 총 전력 소산을 고려해야 합니다. 20mA에서 각각의 일반적인 Vf를 2.1V로 가정하면 총 전력은 (2.1V * 0.02A)*2 = 84 mW가 됩니다. 이는 칩당 절대 최대 전력 소산 75 mW를 초과합니다(단, 정격은 칩당이며 패키지 합계가 아님을 유의하십시오; 열 결합을 고려해야 합니다). 열 한계 내에 머물도록 전류를 감격하거나 펄스 동작을 사용하는 것이 더 안전합니다.

Q: 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇인가요?
A: 피크 파장(λp)은 LED의 스펙트럼 전력 분포 곡선에서 가장 높은 지점의 파장입니다. 주 파장(λd)은 CIE 색도도에서 파생되며 LED와 동일한 색상으로 보이는 단색광의 단일 파장을 나타냅니다. λd는 인지되는 색상과 더 관련이 있습니다.

Q: 역방향으로 동작시키지 말아야 한다면 역전류 사양이 왜 중요한가요?
A: 역전류 테스트(일반적으로 5V)는 품질 및 누설 테스트입니다. 높은 역전류는 반도체 접합의 잠재적 결함을 나타낼 수 있습니다.

11. 실용적인 설계 및 사용 사례

시나리오:5V USB 전원 장치용 듀얼 상태 표시기 설계. 녹색 LED는 "활성"을, 적색 LED는 "충전/오류"를 표시해야 합니다.
설계 단계:
1. 전류 선택:30 mA 최대치 아래에 안전 마진을 유지하면서 좋은 밝기를 위해 15 mA의 구동 전류를 선택합니다.
2. 녹색 LED 저항 계산:일반적인 Vf_green 2.1V 및 Vs=5V 사용. R_green = (5V - 2.1V) / 0.015A ≈ 193 Ω. 가장 가까운 표준 값, 예: 200 Ω 사용.
3. 적색 LED 저항 계산:일반적인 Vf_red 2.0V 사용. R_red = (5V - 2.0V) / 0.015A = 200 Ω.
4. PCB 레이아웃:LED와 그 전류 제한 저항을 서로 가깝게 배치합니다. 데이터시트의 권장 패드 레이아웃을 사용합니다. 열 싱크용으로 캐소드 패드에 연결된 적당한 구리 푸어를 포함합니다.
5. 소프트웨어 제어:마이크로컨트롤러 GPIO 핀을 사용하여 각 LED의 애노드를 독립적으로 제어합니다(저항이 직렬로 연결됨).

12. 동작 원리 소개

발광 다이오드는 반도체 p-n 접합 장치입니다. 순방향 전압이 인가되면, n형 영역의 전자가 활성층 내에서 p형 영역의 정공과 재결합합니다. 이 재결합 과정은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 방출된 빛의 특정 파장(색상)은 사용된 반도체 재료의 에너지 밴드갭에 의해 결정됩니다. LTST-E142KGKEKT는 적색 및 녹색 발광 칩 모두에 적색에서 황록색 스펙트럼에서 높은 효율로 알려진 재료 시스템인 알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AlInGaP)를 사용합니다. 투명 에폭시 패키지는 렌즈 역할을 하여 광 출력 빔을 형성합니다.

13. 기술 트렌드

SMD 표시기 LED의 일반적인 트렌드는 더 높은 발광 효율(전기 와트당 더 많은 광 출력), 증가된 밀도를 위한 더 작은 패키지 크기, 더 엄격한 빈닝을 통한 향상된 색상 일관성으로 계속 이어지고 있습니다. 또한 무연 솔더링에 필요한 더 높은 온도 리플로우 프로파일에서의 신뢰성 향상에 초점이 맞춰져 있습니다. 이 장치에서 볼 수 있듯이 단일 패키지에 여러 칩 또는 심지어 다른 색상의 칩을 통합하는 것은 컴팩트한 설계에서 다기능 표시기의 필요성을 해결합니다. 기초 재료 과학 연구는 가시 스펙트럼 전반에 걸쳐 더 효율적이고 안정적인 반도체 화합물을 개발하는 것을 목표로 합니다.