SMD LED LTST-S43FBEGW 데이터시트 - 크기 4.0x3.0x0.4mm - 전압 1.7-3.1V - 전력 30-35mW - 풀 컬러 RGB - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTST-S43FBEGW는 공간이 제한된 애플리케이션에서 풀컬러 표시 또는 백라이트가 필요한 경우를 위해 설계된 컴팩트한 사이드뷰 표면 실장 장치(SMD) LED입니다. 이 부품은 단일의 초박형 0.4mm 프로파일 패키지 내에 세 가지 별개의 반도체 칩을 통합합니다: 청색 발광을 위한 InGaN(인듐 갈륨 질화물) 칩, 적색 발광을 위한 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 인화물) 칩, 그리고 녹색 발광을 위한 두 번째 InGaN 칩입니다. 이 기본 색상(RGB)의 조합을 통해 개별 또는 결합 제어로 넓은 색상 영역을 구현할 수 있습니다. 백색 확산 렌즈는 균일한 광 분포를 보장하여, 일관된 광각 발광이 요구되는 상태 표시등 및 백라이트에 적합합니다.

핵심 장점으로는 RoHS 준수, 자동 픽 앤 플레이스 조립 시스템과의 호환성, 그리고 표준 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정에의 적합성이 포함됩니다. 주요 타겟 시장은 최소 공간에서 신뢰할 수 있는 다중 색상 표시가 중요한 소비자 가전, 통신 장비, 사무 자동화 장치, 가전제품 및 산업용 제어 패널입니다.

1.1 특징

• RoHS(유해 물질 제한) 지침을 준수합니다.
• 두께가 단 0.4mm인 극도로 낮은 프로파일 설계입니다.
• 백색 확산 렌즈를 갖춘 사이드뷰 형태입니다.
• 고효율 InGaN(청색/녹색) 및 AlInGaP(적색) 반도체 칩을 내장합니다.
• 단자는 솔더 접착성 향상을 위해 주석 도금 처리되었습니다.
• 자동 조립을 위해 7인치 직경 릴에 8mm 테이프로 패키징됩니다.
• 표준 EIA(전자 산업 연합) 패키지 개요와 호환됩니다.
• 자동 배치 장비 사용을 위해 설계되었습니다.
• 적외선 리플로우 솔더링 공정에 적합합니다.

1.2 적용 분야

• 모바일 장치 및 컴퓨터의 키패드 및 키보드 백라이트.
• 네트워킹 장비 및 가전제품의 다중 색상 상태 및 전원 표시등.
• 마이크로 디스플레이 및 상징 조명기구 조명.
• 통신 및 산업 장비의 범용 표시등.

2. 기술 파라미터: 심층 객관적 해석

이 섹션은 데이터시트에 정의된 LED의 주요 성능 특성에 대한 상세하고 객관적인 분석을 제공합니다. 별도로 명시되지 않는 한 모든 값은 주변 온도(Ta) 25°C에서 지정됩니다.

2.1 절대 최대 정격

절대 최대 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이는 정상 작동 조건이 아닙니다.

• 전력 소산 (Pd):청색 및 녹색 칩: 35 mW; 적색 칩: 30 mW. 이 파라미터는 LED 패키지 내에서 열로 변환될 수 있는 총 전기 전력을 제한합니다.
• 피크 순방향 전류 (I_F(PEAK)):청색/녹색: 50 mA, 적색: 40 mA. 이는 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서 허용되는 최대 순간 전류입니다. 이를 초과하면 치명적인 고장이 발생할 수 있습니다.
• DC 순방향 전류 (I_F):청색/녹색: 10 mA, 적색: 20 mA. 이는 신뢰할 수 있는 장기 작동을 위해 권장되는 최대 연속 순방향 전류입니다.
• 작동 및 보관 온도:장치는 주변 작동 범위 -20°C ~ +80°C로 정격화되었습니다. 보관 온도 범위는 더 넓어 -30°C ~ +100°C입니다.
• 적외선 솔더링 조건:패키지는 리플로우 솔더링 중 최대 10초 동안 260°C의 피크 온도를 견딜 수 있습니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성

이 파라미터들은 정상 작동 조건(I_F= 5mA)에서 LED의 일반적인 성능을 정의합니다.

• 광도 (I_V):밀리칸델라(mcd)로 측정됩니다. 최소 및 최대 값은 색상별로 다릅니다: 청색 (11.2-45.0 mcd), 적색 (11.2-45.0 mcd), 녹색 (45.0-180.0 mcd). 녹색 칩은 동일한 구동 전류에서 상당히 높은 출력을 보입니다.
• 시야각 (2θ_1/2):130도의 전형적인 값으로, 확산 렌즈를 가진 사이드뷰 LED의 매우 넓은 발광 패턴 특성을 나타냅니다.
• 피크 파장 (λ_P):스펙트럼 파워 출력이 가장 높은 파장입니다. 전형적인 값은 468 nm(청색), 631 nm(적색), 518 nm(녹색)입니다.
• 주 파장 (λ_d):인간의 눈이 인지하는 색상을 정의하는 단일 파장입니다. 범위는 다음과 같습니다: 청색 (465-475 nm), 적색 (619-629 nm), 녹색 (525-540 nm).
• 스펙트럼 선 반폭 (Δλ):최대 강도의 절반에서 방출되는 빛의 대역폭입니다. 전형적인 값은 25 nm(청색), 17 nm(적색), 35 nm(녹색)입니다. 더 좁은 반폭은 스펙트럼적으로 더 순수한 색상을 나타냅니다.
• 순방향 전압 (V_F):5mA로 구동될 때 LED 양단의 전압 강하입니다. 범위는 다음과 같습니다: 청색 (2.60-3.10V), 적색 (1.70-2.30V), 녹색 (2.60-3.10V). 적색 칩은 일반적으로 다른 반도체 재료(AlInGaP 대 InGaN)로 인해 더 낮은 순방향 전압을 가집니다.
• 역방향 전류 (I_R):5V의 역방향 바이어스가 인가될 때 모든 색상에 대해 최대 10 µA입니다. 데이터시트는 이 장치가 역방향 작동을 위해 설계되지 않았음을 명시적으로 경고합니다; 이 테스트는 정보/품질 목적으로만 사용됩니다.

3. 빈닝 시스템 설명

LED의 광도는 생산 로트 내 일관성을 보장하기 위해 빈으로 분류됩니다. 빈 코드는 최소 및 최대 광도 범위를 정의합니다.

3.1 광도 빈닝

각 색상마다 자체적인 빈 코드 세트를 가지며, 각 빈 내에서 허용 오차는 +/-15%입니다.

• 청색 및 적색 광도 빈:
  • 빈 코드 L: 11.2 mcd (최소) ~ 18.0 mcd (최대)
  • 빈 코드 M: 18.0 mcd ~ 28.0 mcd
  • 빈 코드 N: 28.0 mcd ~ 45.0 mcd
• 녹색 광도 빈:
  • 빈 코드 P: 45.0 mcd ~ 71.0 mcd
  • 빈 코드 Q: 71.0 mcd ~ 112.0 mcd
  • 빈 코드 R: 112.0 mcd ~ 180.0 mcd

이 빈닝을 통해 설계자는 색상 혼합 또는 특정 휘도 요구사항이 필요한 애플리케이션을 위해 예측 가능한 좁은 범위의 밝기 수준을 가진 LED를 선택할 수 있습니다.

4. 기계적 및 패키징 정보

4.1 패키지 치수

LTST-S43FBEGW는 표준 SMD 풋프린트를 따릅니다. 주요 치수로는 본체 길이 약 4.0mm, 너비 3.0mm, 그리고 정의된 초박형 높이 0.4mm가 포함됩니다. 별도로 명시되지 않는 한 모든 치수 허용 오차는 ±0.1mm입니다. 핀 할당은 명확히 정의됩니다: 핀 1은 녹색 칩 애노드, 핀 3은 적색 칩 애노드, 핀 4는 청색 칩 애노드입니다. 정확한 PCB 랜드 패턴 설계를 위해서는 상세한 치수 도면이 필수적입니다.

4.2 권장 PCB 패드 설계 및 극성

데이터시트에는 권장 인쇄 회로 기판(PCB) 부착 패드 레이아웃이 포함되어 있습니다. 이 권장 사항을 따르는 것은 적절한 솔더 필렛 형성, 기계적 안정성 보장, 그리고 리플로우 공정 중 신뢰할 수 있는 전기적 연결을 용이하게 하는 데 중요합니다. 패드 설계는 부품의 열 질량을 고려하며 툼스토닝(부품이 세워지는 현상)을 방지하는 데 도움이 됩니다. LED 패키지의 극성 표시는 PCB 실크스크린의 해당 극성 표시와 정렬되어야 합니다.

4.3 테이프 및 릴 패키징

부품은 산업 표준의 엠보싱 캐리어 테이프(폭 8mm)에 공급되며, 7인치(178mm) 직경 릴에 감겨 있습니다. 각 릴에는 4000개가 들어 있습니다. 테이프는 상단 커버로 밀봉되어 부품이 오염과 습기로부터 보호됩니다. 패키징은 ANSI/EIA-481 사양을 준수하여 자동 공급기와의 호환성을 보장합니다. 풀 릴 미만의 수량의 경우, 최소 패키징 수량 500개가 제공됩니다.

5. 솔더링 및 조립 가이드라인

5.1 IR 리플로우 솔더링 프로파일

데이터시트는 무연 공정에 대한 IPC J-STD-020D.1을 준수하는 권장 리플로우 프로파일을 제공합니다. 주요 파라미터는 다음과 같습니다:

• 예열 온도:150°C ~ 200°C.
• 예열 시간:최대 120초로 온도를 점진적으로 상승시키고 플럭스를 활성화합니다.
• 피크 온도:최대 260°C.
• 액상선 온도 이상 시간 (TAL):부품은 최대 10초 동안 피크 온도에 노출되어야 합니다. 리플로우는 최대 두 번 수행되어야 합니다.

최적의 프로파일은 특정 PCB 설계, 솔더 페이스트 및 오븐 특성에 따라 달라지므로, 보드 레벨 특성화를 권장합니다.

5.2 핸드 솔더링

핸드 솔더링이 필요한 경우 극도의 주의가 필요합니다. 권장되는 최대 솔더링 아이언 팁 온도는 300°C이며, 솔더 접합당 최대 접촉 시간은 3초입니다. 플라스틱 패키지 및 내부 와이어 본드에 과도한 열 응력을 방지하기 위해 핸드 솔더링은 단일 수리 사이클로 제한해야 합니다.

5.3 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우, 지정된 용제만 사용해야 합니다. 권장 방법은 조립된 보드를 상온의 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 1분 미만으로 담그는 것입니다. 지정되지 않았거나 강력한 화학 세척제 사용은 LED의 플라스틱 렌즈 및 패키지 재료를 손상시킬 수 있습니다.

6. 보관 및 취급 주의사항

6.1 정전기 방전 (ESD) 민감도

대부분의 반도체 장치와 마찬가지로, 이 LED들은 정전기 방전에 민감합니다. 취급 및 조립 중 적절한 ESD 제어가 이루어져야 합니다. 여기에는 접지된 손목 스트랩, 방진 매트 사용 및 모든 장비의 적절한 접지가 포함됩니다. ESD는 즉각적인 고장 또는 장기 신뢰성을 감소시키는 잠재적 손상을 일으킬 수 있습니다.

6.2 습기 민감도 및 보관

LED는 습기 차단 백에 건조제와 함께 포장됩니다. 이 밀봉 상태에서는 30°C 이하 및 상대 습도(RH) 90% 이하에서 보관해야 하며, 제조일자로부터 권장 유통기한은 1년입니다.

원래 포장이 개봉되면, 부품은 Moisture Sensitivity Level (MSL) 3으로 정격화됩니다. 이는 30°C / 60% RH를 초과하지 않는 환경에 노출된 후 168시간(7일) 이내에 IR 리플로우 솔더링을 거쳐야 함을 의미합니다. 원래 백 외부에서 이 기간을 초과하여 보관해야 하는 경우, 건조제가 들어 있는 밀폐 용기에 보관해야 합니다. 168시간을 초과하여 노출된 부품은 솔더링 전에 "팝콘" 현상이나 리플로우 중 패키지 균열을 방지하기 위해 흡수된 수분을 제거하는 베이킹 공정(약 60°C에서 최소 20시간)이 필요합니다.

7. 적용 제안 및 설계 고려사항

7.1 전류 제한

LED 구동의 기본 요구사항은 전류 제한 저항 또는 정전류 드라이버의 사용입니다. LED의 순방향 전압(V_F)에는 허용 오차가 있으며 온도에 따라 변합니다. LED를 전압원에 직접 연결하면 제어되지 않는 전류가 흐르게 되어 절대 최대 정격을 초과하여 장치를 파괴할 가능성이 높습니다. 저항 값은 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다: R = (V_공급- V_F) / I_F. 모든 조건에서 충분한 전류 제한을 보장하기 위해 데이터시트의 최대 V_F를 사용하십시오.

7.2 열 관리

전력 소산이 낮더라도(30-35 mW), PCB 상의 효과적인 열 관리는 장수명과 안정적인 성능을 위해 여전히 중요합니다. 과도한 접합 온도는 광 출력 감소(루멘 감가), 주 파장 이동(색상 변화) 및 가속화된 노화로 이어집니다. PCB 패드에 적절한 서멀 릴리프가 있고 가능하다면 히트 싱크 역할을 할 구리 영역에 연결되어 있는지 확인하십시오.

7.3 색상 혼합 및 제어

특정 색상(예: 흰색, 노란색, 시안, 마젠타) 또는 동적 색상 효과를 구현하려면 세 개의 칩을 독립적으로 구동해야 합니다. 이는 일반적으로 마이크로컨트롤러의 펄스 폭 변조(PWM)를 통해 구현되는 세 개의 별도 제어 채널이 필요합니다. 균형 잡힌 색상 출력을 달성하기 위해서는 회로 설계 및 제어 소프트웨어에서 각 색상의 다른 광도와 순방향 전압을 고려해야 합니다.

8. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

8.1 피크 전류(50mA)로 LED를 연속 구동할 수 있나요?

No.피크 순방향 전류 정격(청색/녹색의 경우 50mA)은 펄스 작동(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스)에만 해당됩니다. 이 색상에 대해 권장되는 최대 연속 전류(DC 순방향 전류)는 10mA입니다. DC 정격을 초과하면 과도한 발열을 일으켜 급격한 성능 저하 및 고장으로 이어집니다.

8.2 적색 칩의 순방향 전압이 다른 이유는 무엇인가요?

순방향 전압은 반도체 재료의 밴드갭 에너지의 기본적인 특성입니다. 적색 칩은 청색과 녹색에 사용되는 InGaN(~2.5-3.4 eV)에 비해 낮은 밴드갭 에너지(~1.9-2.0 eV)를 가진 AlInGaP를 사용합니다. 낮은 밴드갭은 전자가 이동하는 데 필요한 에너지가 적어 더 낮은 순방향 전압 강하를 초래합니다.

8.3 "피크 파장"과 비교하여 "주 파장"은 무엇을 의미하나요?

피크 파장 (λ_P):LED가 가장 많은 광 파워를 방출하는 물리적 파장입니다. 스펙트로미터로 직접 측정됩니다.
주 파장 (λ_d):지각적 파장입니다. CIE 색도도에서 도출되며, 인간의 눈이 LED의 색상과 가장 가깝게 일치한다고 인지할 순수 스펙트럼 빛의 단일 파장을 나타냅니다. 넓은 스펙트럼을 가진 LED의 경우, λ_d와 λ_P는 다를 수 있습니다.

8.4 주문 시 빈 코드는 어떻게 해석하나요?

이 부품을 생산용으로 지정할 때는 각 색상에 대해 원하는 광도 빈 코드(예: 청색: N, 적색: M, 녹색: Q)를 요청해야 합니다. 이렇게 하면 예측 가능한 좁은 범위의 밝기 수준을 가진 LED를 받을 수 있어, 균일한 외관이나 정밀한 색상 혼합이 필요한 애플리케이션에 중요합니다. 빈을 지정하지 않으면 생산 빈 중 아무 빈의 부품을 받을 수 있습니다.