SMD LED LTST-E142TBKRKT 데이터시트 - 듀얼 컬러 블루/레드 - 20-30mA - 75-76mW - 기술 문서

1. 제품 개요

LTST-E142TBKRKT는 자동화된 인쇄 회로 기판(PCB) 조립을 위해 설계된 표면 실장 장치(SMD) LED입니다. 하나의 컴팩트한 패키지 내에 블루와 레드 LED 칩을 모두 통합한 듀얼 컬러 구성이 특징입니다. 이 설계는 여러 표시 기능이 필요한 공간 제약이 있는 애플리케이션에 특히 유리합니다. 이 부품은 표준 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정과의 호환성을 위해 설계되어 대량 생산 환경에 적합합니다.

1.1 핵심 장점

• 소형화된 풋프린트:SMD 패키지는 고밀도 PCB 레이아웃을 가능하게 하여 귀중한 보드 공간을 절약합니다.
• 듀얼 컬러 기능성:하나의 유닛에 두 개의 별도 광원(블루와 레드)을 통합하여 설계를 단순화하고 부품 수를 줄입니다.
• 자동화 호환성:7인치 릴에 8mm 테이프로 포장되어 자동 픽 앤 플레이스 장비와 완벽하게 호환됩니다.
• 환경 규정 준수:본 제품은 유해물질 제한(RoHS) 지침을 준수합니다.
• 공정 견고성:JEDEC 레벨 3 사전 조건화를 견디며 무연 솔더링 프로파일과 호환됩니다.

1.2 목표 시장 및 애플리케이션

이 LED는 다용도로 사용되며 광범위한 전자 장비에 걸쳐 사용됩니다. 주요 애플리케이션으로는 상태 표시, 신호 및 심볼 조명, 전면 패널 백라이트가 있습니다. 목표 시장은 통신 인프라, 사무 자동화 시스템, 가전 제품 및 신뢰할 수 있는 컴팩트한 시각 표시기가 필수적인 다양한 산업 장비를 포함합니다.

2. 기술 파라미터: 심층 객관적 해석

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 블루 LED의 경우 최대 연속 순방향 전류는 20mA이고 소비 전력은 76mW입니다. 레드 LED는 약간 더 높은 30mA의 연속 전류와 75mW의 소비 전력을 처리할 수 있습니다. 둘 다 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서 80mA의 피크 순방향 전류 정격을 공유합니다. 동작 및 저장 온도 범위는 -40°C에서 +100°C로 지정되어 가혹한 환경에 적합함을 나타냅니다.

2.2 열적 특성

열 관리는 LED 수명에 매우 중요합니다. 두 칩 모두의 최대 접합 온도(Tj)는 140°C입니다. 접합에서 주변 공기까지의 일반적인 열 저항(Rθja)은 145°C/W입니다. 이 파라미터는 특히 더 높은 구동 전류에서 동작 중 접합 온도를 안전한 한계 내로 유지하기 위해 필요한 PCB 열 설계(예: 구리 패드 면적)를 계산하는 데 필수적입니다.

2.3 전기적 및 광학적 특성

이는 표준 테스트 조건(Ta=25°C, IF=20mA)에서 측정된 주요 성능 파라미터입니다.

• 광도(Iv):블루 LED의 최소 광도는 140mcd이고 최대는 420mcd입니다. 레드 LED는 90mcd에서 280mcd까지의 범위를 가집니다. 이 넓은 범위는 빈닝 시스템을 통해 관리됩니다.
• 시야각(2θ1/2):일반적인 시야각은 120도로, 표시기 애플리케이션에 적합한 넓고 확산된 광 방출 패턴을 제공합니다.
• 파장:블루 LED의 주 파장(λd)은 465nm에서 475nm까지이며, 일반적인 피크 방출(λp)은 468nm입니다. 레드 LED의 주 파장은 623nm에서 638nm까지이며, 일반적인 피크는 639nm입니다. 스펙트럼 반치폭은 25nm(블루)와 15nm(레드)로 색 순도를 나타냅니다.
• 순방향 전압(Vf):20mA에서 블루 LED의 Vf는 2.8V에서 3.8V 사이이며, 레드 LED의 Vf는 1.7V에서 2.5V 사이입니다. 이 차이는 회로 설계, 특히 공통 전압 소스에서 두 색상을 구동할 때 매우 중요합니다.
• 역방향 전류(Ir):VR=5V에서 최대 역방향 전류는 둘 다 10µA입니다. 데이터시트는 이 장치가 역방향 동작을 위해 설계되지 않았음을 명시적으로 언급합니다. 이 테스트는 IR 자격 확인만을 위한 것입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산에서 색상과 밝기의 일관성을 보장하기 위해 LED는 빈으로 분류됩니다.

3.1 광도(Iv) 빈닝

블루 LED는 코드 P, Q, R, S로 빈닝되며, 광도 범위는 140-185mcd부터 315-420mcd까지입니다. 레드 LED는 코드 Q2, R1, R2, S1, S2를 사용하며, 90-112mcd부터 224-280mcd까지의 범위를 포함합니다. 각 빈 내에는 ±11%의 허용 오차가 적용됩니다.

3.2 주 파장(Wd) 빈닝

블루 LED에 대해서만 주 파장 빈이 정의됩니다: 코드 AC(465-470nm) 및 코드 AD(470-475nm). 각 빈당 허용 오차는 엄격한 ±1nm입니다. 이 정밀한 제어는 특정 블루 색조가 필요한 애플리케이션에 필수적입니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 전기적 및 광학적 특성에 대한 일반적인 곡선을 참조합니다. 특정 그래프는 제공된 텍스트에 재현되지 않았지만, 일반적으로 다음을 포함합니다:

• IV 곡선:각 색상에 대한 순방향 전류(If)와 순방향 전압(Vf)의 관계를 보여줍니다. 이는 동작점과 필요한 직렬 저항을 결정하는 데 사용됩니다.
• 상대 광도 대 순방향 전류:광 출력이 최대 정격까지 전류에 따라 어떻게 증가하는지 설명합니다.
• 상대 광도 대 주변 온도:접합 온도가 상승함에 따라 광 출력이 감소하는 것을 보여주어 열 설계의 중요성을 강조합니다.
• 스펙트럼 분포:상대 복사 대 파장을 나타내며, 각 색상의 방출 스펙트럼의 피크와 모양을 보여줍니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

LED는 표준 EIA 패키지로 제공됩니다. 모든 주요 치수(길이, 너비, 높이, 리드 간격)는 일반 허용 오차 ±0.2mm로 밀리미터 단위로 제공됩니다. 핀 할당은 명확하게 정의됩니다: 핀 2와 3은 블루 칩용이고, 핀 1과 4는 레드 칩용입니다. 이 정보는 PCB 풋프린트 설계에 필수적입니다.

5.2 권장 PCB 부착 패드

적절한 솔더링, 기계적 안정성 및 최적의 열 성능을 보장하기 위해 랜드 패턴 권장 사항이 제공됩니다. 이 지침을 따르면 툼스토닝을 방지하고 신뢰할 수 있는 전기적 연결을 보장하는 데 도움이 됩니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 IR 리플로우 솔더링 프로파일

무연 공정을 위한 J-STD-020B를 준수하는 제안된 리플로우 프로파일이 포함됩니다. 주요 파라미터로는 150-200°C의 예열 온도, 260°C를 초과하지 않는 피크 온도, LED를 과도한 열 응력에 노출시키지 않고 적절한 솔더 접합 형성을 보장하도록 맞춤화된 액상선 이상 총 시간이 포함됩니다.

6.2 저장 조건

패키지의 습기 민감도(레벨 3)로 인해 엄격한 저장 조건이 요구됩니다. 개봉되지 않은 릴은 ≤30°C 및 ≤70% RH에서 저장하고 1년 이내에 사용해야 합니다. 습기 차단 백이 개봉되면 구성 요소는 ≤30°C 및 ≤60% RH에서 저장하고 168시간 이내에 리플로우 솔더링을 해야 합니다. 이 기간을 초과하면 조립 전에 60°C에서 48시간 동안 베이크아웃이 필요합니다.

6.3 세척

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

7. 포장 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 사양

구성 요소는 7인치(178mm) 직경 릴에 감긴 8mm 너비의 캐리어 테이프에 공급됩니다. 각 릴에는 4000개가 들어 있습니다. 자동화 조립 장비와의 호환성을 보장하기 위해 테이프 포켓과 릴의 상세 치수가 제공됩니다. 포장은 ANSI/EIA 481 사양을 따릅니다.

8. 애플리케이션 제안

8.1 일반적인 애플리케이션 회로

구동 회로를 설계할 때 블루와 레드 칩의 다른 순방향 전압을 고려해야 합니다. 일반적인 설계는 각 LED 애노드와 직렬로 전류 제한 저항이 있는 정전류원 또는 정전압원을 사용합니다. 두 LED의 캐소드는 접지에 연결할 수 있습니다. 각 색상의 독립적인 제어는 해당 애노드에 전압을 스위칭하여 달성됩니다.

8.2 설계 고려 사항

• 전류 제한:최대 DC 순방향 전류(블루 20mA, 레드 30mA)를 초과하지 않도록 항상 직렬 저항이나 능동 전류 제어를 사용하십시오.
• 열 설계:권장 PCB 패드 레이아웃을 사용하고, 특히 최대 정격 근처 또는 높은 주변 온도에서 동작할 경우 열을 방출하기에 충분한 구리 면적을 확보하십시오.
• ESD 보호:명시적으로 언급되지는 않았지만, 취급 중 표준 ESD 예방 조치를 준수해야 합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

이 부품의 주요 차별화 요소는 듀얼 컬러, 단일 패키지 설계에 있습니다. 두 개의 별도 SMD LED를 사용하는 것과 비교하여 PCB 풋프린트를 약 50% 줄이고, 부품 목록(BOM)을 단순화하며, 조립 중 하나의 픽 앤 플레이스 작업만 필요로 하여 처리량을 증가시킵니다. 넓은 120도 시야각은 표시기형 LED의 표준 기능으로, 우수한 축외 가시성을 제공합니다.

10. 자주 묻는 질문(기술 파라미터 기반)

Q: 블루와 레드 LED를 동일한 전류원에서 동시에 구동할 수 있나요?

A: 서로 다른 순방향 전압 특성으로 인해 간단한 직렬 회로에서는 직접적으로 불가능합니다. 각각이 올바른 전류를 받도록 하기 위해 별도의 전류 제한 경로(예: 개별 저항)가 필요합니다.

Q: 부품 번호의 빈 코드는 무엇을 의미하나요?

A: 부품 번호 LTST-E142TBKRKT에는 광도와 파장에 대한 고정 빈 코드가 포함된 것으로 보입니다. 엄격한 색상 또는 밝기 일치가 필요한 특정 프로젝트의 경우, 엔지니어는 전체 빈닝 테이블(섹션 4.1 및 4.2)을 참조하고 주문 시 정확한 빈 코드를 지정해야 할 수 있습니다.

Q: 이 LED는 실외 애플리케이션에 적합한가요?

A: 동작 온도 범위(-40°C ~ +100°C)는 넓은 주변 온도 변화를 처리할 수 있음을 시사합니다. 그러나 데이터시트는 방진 방수(IP) 등급을 지정하지 않습니다. 실외 사용을 위해서는 습기와 먼지로부터 보호하기 위해 추가적인 환경 밀봉(컨포멀 코팅, 인클로저)이 필요합니다.

11. 실제 사용 사례

시나리오: 네트워크 라우터의 듀얼 상태 표시기단일 LTST-E142TBKRKT로 여러 시스템 상태를 표시할 수 있습니다: 꺼짐(전원 없음), 고정 블루(시스템 전원 공급 및 정상 작동), 고정 레드(시스템 오류 또는 부팅 중), 깜빡이는 레드(네트워크 활동 또는 특정 오류). 이는 두 개의 별도 LED가 필요했을 수 있는 것을 하나로 통합하여 더 깔끔한 전면 패널 설계를 만듭니다. 구동 회로는 마이크로컨트롤러의 두 개의 GPIO 핀을 포함하며, 각 핀은 적절한 전류 제한 저항을 통해 하나의 LED 색상 애노드에 연결되고 공통 캐소드는 접지됩니다.

12. 원리 소개

LED의 발광은 반도체 물질의 전계 발광을 기반으로 합니다. p-n 접합에 순방향 전압이 가해지면 전자와 정공이 재결합하여 광자의 형태로 에너지를 방출합니다. 빛의 색상은 반도체 물질의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. 블루 LED는 더 넓은 밴드갭을 가진 인듐 갈륨 나이트라이드(InGaN) 칩을 사용하여 더 높은 에너지(짧은 파장)의 청색광을 생성합니다. 레드 LED는 더 좁은 밴드갭을 가진 알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AlInGaP) 칩을 사용하여 더 낮은 에너지(긴 파장)의 적색광을 생성합니다. 패키지에는 빛 출력을 지정된 시야각으로 형성하는 투명한 렌즈가 포함되어 있습니다.

13. 개발 동향

표시기 및 백라이트용 SMD LED의 일반적인 동향은 더 높은 효율(전기 입력 와트당 더 많은 광 출력), 증가된 소형화 및 더 큰 통합을 지속적으로 향하고 있습니다. 멀티칩 패키지(이 듀얼 컬러 유닛과 같은) 및 심지어 RGB(적-녹-청) 패키지가 점점 더 일반화되어 작은 풋프린트에서 풀 컬러 프로그래밍 가능성을 제공합니다. 또한, 패키징 재료와 형광체 기술의 발전은 지속적으로 신뢰성, 색상 일관성 및 열 및 환경 응력에 대한 저항성을 향상시키고 있습니다. 모든 전자 장치에서 더 낮은 전력 소비를 위한 추진력은 LED 제조업체가 더 낮은 전류에서 필요한 밝기를 제공하는 구성 요소를 개발하도록 압박합니다.