SMD LED LTST-C19DTGKT-NB 데이터시트 - 0603 패키지 - 2.5-3.1V - 녹색 - 38mW - 영어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 초소형 표면 실장 장치(SMD) LED 램프의 완전한 기술 사양을 제공합니다. 자동화된 인쇄 회로 기판(PCB) 조립을 위해 설계된 이 부품은 다양한 소비자 및 산업용 전자 제품에서 공간이 제한된 응용 분야에 이상적입니다. 컴팩트한 폼 팩터와 대량 생산 공정과의 호환성은 현대 전자 설계에 있어 다목적 선택을 가능하게 합니다.

1.1 주요 특징 및 장점

이 LED는 설계자와 제조업체에게 몇 가지 뚜렷한 장점을 제공합니다. 고효율과 녹색 스펙트럼에서의 우수한 색 순도로 알려진 Ultra Bright InGaN (Indium Gallium Nitride) 반도체 칩을 사용합니다. 이 부품은 유해 물질 제한(RoHS) 지침을 완전히 준수합니다. 업계 표준인 8mm 테이프에 7인치 직경 릴로 공급되어 자동화 피크 앤 플레이스 장비에 의한 효율적인 처리가 용이합니다. 패키지 설계는 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정과 호환되며, 일반적인 무연(Pb-free) 조립 라인과 일치합니다.

1.2 목표 적용 분야 및 시장

이 SMD LED는 신뢰할 수 있고 컴팩트한 표시 또는 백라이트가 필요한 수많은 적용 분야에 적합합니다. 주요 시장에는 통신 장비(예: 휴대전화 및 무선 전화), 사무 자동화 장치(예: 노트북 컴퓨터, 네트워크 시스템) 및 다양한 가전제품이 포함됩니다. 구체적인 용도로는 키보드 또는 키패드 백라이트, 전자 장치의 상태 표시기, 마이크로디스플레이 통합, 일반 신호 또는 상징 조명 등이 있습니다.

2. 패키지 치수 및 기계적 사양

이 LED는 표준 0603 패키지 풋프린트에 장착되어 있으며, 이는 길이 약 1.6mm, 너비 약 0.8mm의 치수를 의미합니다. 이 모델의 특정 렌즈는 블랙 캡이 있는 워터 클리어 타입으로, LED가 꺼져 있을 때 잡광을 줄여 대비를 향상시키는 데 도움이 됩니다. 광원 자체는 InGaN 기반의 녹색 칩입니다. 모든 주요 치수는 밀리미터 단위로 제공되며, 데이터시트에 포함된 상세 기계 도면에 별도로 명시되지 않는 한 표준 공차는 ±0.1mm입니다.

3. 기술 사양 및 특성

3.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이는 주변 온도(Ta) 25°C에서 규정됩니다. 최대 연속 DC 순방향 전류(IF)는 10mA입니다. 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서는 40mA의 더 높은 피크 순방향 전류가 허용됩니다. 최대 전력 소산은 38mW입니다. 본 장치는 Human Body Model(HBM)을 사용하여 2000V의 정전기 방전(ESD) 한계를 견딜 수 있습니다. 허용 작동 온도 범위는 -20°C ~ +80°C이며, 저장 온도 범위는 더 넓은 -30°C ~ +100°C입니다. LED는 최대 10초 동안 최고 온도 260°C의 적외선 리플로우 솔더링을 견딜 수 있습니다.

3.2 무연 공정용 권장 IR 리플로우 프로파일

신뢰성 있는 솔더 접합을 형성하면서 LED를 손상시키지 않도록 권장 리플로우 솔더링 프로파일이 제공됩니다. 이 프로파일은 일반적으로 예열 단계, 열적 침지, 피크 온도를 갖는 리플로우 구역, 냉각 구간을 포함합니다. 특히 260°C 피크 온도를 10초 동안 유지하는 것을 포함하여, 지정된 시간 및 온도 한계를 준수하는 것은 소자 무결성을 유지하는 데 중요합니다.

3.3 Electrical and Optical Characteristics

달리 명시되지 않는 한, 이는 주변 온도(Ta)=25°C, 순방향 전류(IF)=5mA 조건에서 측정한 대표적인 성능 파라미터입니다.

• 광도 (Iv): 최소 45.0 밀리칸델라(mcd)에서 최대 180.0 mcd까지의 범위를 가집니다. 일반적인 값은 이 범위 내에 있습니다. 측정은 CIE 눈 반응 곡선에 따라 진행됩니다.
• 시야각 (2θ½): 50도입니다. 이는 중심축에서 측정된 광도의 절반 값이 되는 전체 각도입니다.
• 최대 발광 파장 (λP): 일반적으로 534.0 나노미터(nm)입니다.
• 주 파장 (λd): 520.0 nm에서 535.0 nm 사이입니다. 이 단일 파장이 LED의 인지되는 색상을 가장 잘 나타냅니다.
• 스펙트럼 선 반폭 (Δλ): 일반적으로 35 nm입니다. 이는 방출되는 빛의 스펙트럼 순도를 나타냅니다.
• 순방향 전압 (VF): IF=5mA에서 2.50V부터 3.10V까지의 범위를 가집니다.
• 역전류 (IR): 역전압(VR) 5V 인가 시 최대 10마이크로암페어(µA). 참고: 본 소자는 역바이어스 동작을 위해 설계되지 않았습니다.

4. Binning and Classification System

적용 시 일관성을 보장하기 위해 LED는 주요 파라미터에 따라 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 특정 회로 또는 미적 요구 사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

4.1 Forward Voltage (VF) Binning

IF=5mA에서의 순방향 전압 강하에 대해 빈(Bin)이 정의됩니다. 코드 E2는 2.5V ~ 2.7V, E3은 2.7V ~ 2.9V, E4는 2.9V ~ 3.1V를 커버합니다. 각 빈 내에서는 ±0.1V의 허용 오차가 적용됩니다.

4.2 광도(Iv) Binning

IF=5mA에서의 광 출력에 대해 빈(Bin)이 정의됩니다. 코드 P는 45.0 ~ 71.0 mcd, Q는 71.0 ~ 112.0 mcd, R는 112.0 ~ 180.0 mcd를 커버합니다. 각 빈 내에서는 ±15%의 허용 오차가 적용됩니다.

4.3 주파장(색조) 빈닝

빈(Bin)은 색좌표(주파장)를 기준으로 정의됩니다. 코드 AP는 520.0~525.0 nm, AQ는 525.0~530.0 nm, AR은 530.0~535.0 nm를 커버합니다. 각 빈 내에서는 ±1nm의 허용 오차가 적용됩니다.

5. 대표적인 성능 곡선 및 그래픽 데이터

데이터시트에는 주변 온도 25°C에서 도시된 여러 특성 곡선이 포함되어 있습니다. 이 그래프들은 다양한 조건에서의 소자 동작을 시각적으로 파악할 수 있게 해줍니다. 대표적인 곡선으로는 순방향 전압과 순방향 전류의 관계(VI 곡선), 순방향 전류에 따른 발광 강도의 변화, 주변 온도가 발광 강도에 미치는 영향, 그리고 피크 파장과 스펙트럼 폭을 보여주는 상대적 분광 파워 분포 등이 있습니다. 이러한 곡선들을 분석하는 것은 적절한 전류 제한 저항을 선택하거나 다른 열적 조건에서의 성능을 이해하는 것과 같은 회로 설계에 필수적입니다.

6. 사용자 가이드 및 취급 지침

6.1 세정 절차

지정되지 않은 화학 세정제는 LED 패키지를 손상시킬 수 있으므로 사용을 피해야 합니다. 납땜 후 또는 오염으로 인해 세정이 필요한 경우, 권장 방법은 LED를 상온의 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 1분 미만으로 담그는 것입니다. 이후 부품을 완전히 건조시켜야 합니다.

6.2 권장 PCB 랜드 패턴

인쇄회로기판(PCB) 상의 권장 솔더 패드 레이아웃에 대한 상세 도면이 제공됩니다. 이 패턴을 따르면 리플로우 공정 중 적절한 솔더 필렛 형성, 우수한 기계적 접착력 및 정확한 정렬이 보장됩니다. 이 설계는 부품의 치수를 고려하여 신뢰할 수 있는 전기적 연결을 촉진합니다.

6.3 테이프 및 릴 포장 사양

LED는 보호 커버 테이프가 있는 엠보싱 캐리어 테이프에 공급되며, 7인치(178mm) 직경 릴에 권취됩니다. 표준 릴 수량은 4000개입니다. 자동화 조립 장비와의 호환성을 보장하기 위해 테이프 포켓, 피치 및 릴 허브의 상세 치수가 규정되어 있습니다. 본 패키징은 ANSI/EIA-481 표준을 준수합니다.

7. 중요한 주의사항 및 응용 노트

7.1 용도 및 신뢰성

본 LED는 표준 전자 장비에서 사용하도록 설계되었습니다. 특별히 높은 신뢰성이 요구되거나 고장 시 생명이나 건강에 위험이 발생할 수 있는 용도(예: 항공, 의료 기기, 안전 시스템)의 경우, 설계 도입 전 적합성 및 추가 선별(screening) 또는 인증(qualifications) 필요성 평가를 위한 전용 기술 상담이 필수입니다.

7.2 보관 조건 및 Moisture Sensitivity

적절한 저장은 습기 흡수를 방지하는 데 중요하며, 이는 리플로우 솔더링 중 "팝콘 현상" 또는 박리 현상을 일으킬 수 있습니다. 개봉되지 않은 습기 차단 백은 ≤30°C 및 ≤90% RH 조건에서 보관해야 하며, 부품은 1년 이내에 사용해야 합니다. 원래 포장 백을 개봉하면 LED는 Moisture Sensitivity Level (MSL) 3 등급을 받습니다. 이는 ≤30°C/60% RH 환경에 노출된 후 168시간(7일) 이내에 IR 리플로우 솔더링을 거쳐야 함을 의미합니다. 원래 포장 백 외부에서 이 기간을 초과하여 보관할 경우, 제습제가 들어 있는 밀폐 용기에 보관해야 합니다. 168시간의 플로어 라이프를 초과한 부품은 솔더링 전에 습기를 제거하기 위한 베이킹 공정(약 60°C에서 최소 20시간)이 필요합니다.

7.3 솔더링 가이드라인

두 가지 납땜 방법이 설명되어 있습니다. 리플로우 납땜의 경우, 프로파일은 예열 온도를 150-200°C로 제한하고 최대 예열 시간은 120초 이내여야 합니다. 피크 온도는 260°C를 초과해서는 안 되며, 이 온도를 초과하는 시간은 최대 10초로 제한해야 합니다. 리플로우는 최대 두 번까지 수행해야 합니다. 인두를 사용한 수동 납땜의 경우, 팁 온도는 300°C를 초과해서는 안 되며, 접점당 접촉 시간은 3초로 제한하고, 이상적으로는 한 번의 작업으로 완료해야 합니다. 최적의 리플로우 프로파일은 특정 PCB 설계, 부품 및 사용된 솔더 페이스트에 따라 달라지므로 이에 따라 특성을 파악해야 한다는 점이 강조됩니다.

8. 정전기 방전(ESD) 예방 조치

LED는 정전기 방전 및 서지 전압에 민감합니다. 잠재적 또는 치명적인 손상을 방지하기 위해 취급 및 조립 과정에서 엄격한 ESD 관리 대책을 시행해야 합니다. 여기에는 접지된 손목 스트랩, 방진 장갑 사용 및 모든 작업대, 도구, 기계의 적절한 접지 확인이 포함됩니다. 2000V HBM 등급은 기본적인 보호 수준을 나타내지만, ESD 발생원에 노출되는 것을 방지하는 것이 항상 최우선 전략입니다.

9. 설계 고려사항 및 회로 통합

이 LED를 회로에 통합할 때는 몇 가지 요소를 계산해야 합니다. 전압원으로 구동할 때는 거의 항상 전류 제한 저항이 필요합니다. 그 값은 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다: R = (V_공급 - VF_LED) / IF, 여기서 VF_LED는 선택한 빈(Bin)의 순방향 전압이고, IF는 원하는 구동 전류입니다(DC 10mA를 초과하지 않아야 함). 예를 들어, 5V 공급 전압과 5mA에서의 일반적인 VF 2.8V를 사용하면, 저항값은 (5 - 2.8) / 0.005 = 440Ω이 됩니다. 표준 470Ω 저항이 적합한 선택이 될 것입니다. 설계자는 주변 온도가 상승하면 광 출력이 감소하고 장기 신뢰성에 영향을 미치므로 열 환경도 고려해야 합니다. PCB상에 충분한 간격을 두는 것이 방열에 도움이 될 수 있습니다.

10. 성능 분석 및 비교 맥락

녹색 발광을 위한 InGaN 칩의 사용은 표준적인 현대 기술을 나타내며, 오래된 기술에 비해 우수한 효율과 색상 안정성을 제공합니다. 0603 패키지는 일반적으로 사용되는 SMD LED 풋프린트 중 가장 작은 축에 속하여 고밀도 레이아웃을 가능하게 합니다. 지정된 광도 범위와 시야각은 이 부품이 직접 시청 상태 표시기 및 저수준 백라이트에 매우 적합하도록 합니다. 상세한 빈닝 구조는 다중 LED 어레이나 디스플레이와 같이 여러 LED 간의 색상 일관성이나 순방향 전압 매칭이 중요한 애플리케이션에서 정밀한 선택을 가능하게 합니다.

11. 자주 묻는 질문 (FAQ)

Q: 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇입니까?
A: 피크 파장(λP)은 발광 스펙트럼의 강도가 최대가 되는 단일 파장입니다. 주도 파장(λd)은 CIE 색도도 상의 색좌표에서 도출되며, LED가 인간의 눈에 보이는 색과 동일하게 보이는 순수 단색광의 단일 파장을 나타냅니다. 색상 규격 지정에는 λd가 더 관련성이 높은 경우가 많습니다.

Q: 전류 제한 저항 없이 이 LED를 구동할 수 있나요?
A: 아니요. LED는 전류 구동 소자입니다. 전압원에 직접 연결하면 과도한 전류가 흘러 최대 정격을 빠르게 초과하여 부품을 파손시킵니다. 직렬 저항이나 정전류 구동 회로가 필수적입니다.

Q: 저장 및 취급 수분 민감도(MSL)가 중요한 이유는 무엇인가요?
A: 플라스틱 SMD 패키지는 공기 중의 수분을 흡수할 수 있습니다. 고온 리플로우 솔더링 공정 중에 갇힌 이 수분이 급격히 기화되어 내부 압력을 생성하며, 이로 인해 패키지가 균열되거나 칩에서 박리될 수 있습니다("팝콘 현상"). MSL 등급과 베이킹 절차를 준수하면 이러한 고장 모드를 방지할 수 있습니다.

Q: 주문 시 빈 코드를 어떻게 해석해야 하나요?
A: 완전한 제품 사양은 VF, Iv 및 Hue에 대한 빈 조합(예: E3-Q-AP)으로 정의됩니다. 생산 런에서 일관된 결과를 얻기 위해서는 주문 시 요구되는 빈 코드 또는 허용 범위를 명시하는 것이 좋습니다.

12. 기술 개요 및 동향

이 LED는 고휘도 청색, 녹색 및 백색 LED 생산의 표준인 InGaN 반도체 재료를 사용합니다. SMD LED의 동향은 더 높은 효율(전력 와트당 더 많은 광 출력), 설계 유연성 증대를 위한 더 작은 패키지 크기, 개선된 색 재현성 및 일관성을 지향하며 계속되고 있습니다. 제조 공정은 자동차, 산업 및 소비자 애플리케이션의 요구를 충족시키기 위해 더 엄격한 빈닝(binning) 공차와 향상된 신뢰성에 중점을 둡니다. 본 데이터시트에서 다루는 무연(Pb-free) 솔더링으로의 전환은 환경 규제에 의해 추진되어 이제 보편적인 산업 표준이 되었습니다.