SMD LED LTST-M140TGKT 데이터시트 - 3.2x1.6x1.2mm - 최대 3.8V - 80mW - 그린 워터클리어 렌즈 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 표면실장 장치(SMD) 발광 다이오드(LED)인 LTST-M140TGKT의 완전한 기술 사양을 제공합니다. 이 부품은 자동화된 인쇄회로기판(PCB) 조립 공정을 위해 설계되었으며, 공간이 중요한 제약 조건인 애플리케이션에 적합합니다. 이 LED는 녹색광을 방출하는 InGaN(인듐 갈륨 나이트라이드) 반도체 칩을 캡슐화한 워터클리어 렌즈를 특징으로 합니다.

이 LED 제품군의 주요 설계 목표는 대량 생산 호환성, 표준 작동 조건 하의 신뢰성, 그리고 일관된 광학 성능을 포함합니다. 이 LED들은 현대 전자 장비의 요구사항을 충족하도록 설계되어, 표시 및 조명 기능을 위한 크기, 성능 및 비용 효율성의 균형을 제공합니다.

1.1 특징

• RoHS(유해물질 제한) 지침을 준수합니다.
• 자동 픽앤플레이스 장비용 7인치 직경 릴에 업계 표준 12mm 테이프로 포장됩니다.
• EIA(전자산업연합) 표준 패키지 외형.
• 입출력 특성은 표준 집적회로(IC) 논리 레벨과 호환됩니다.
• 자동 배치 및 조립 시스템과의 호환성을 위해 설계되었습니다.
• 표면실장 기술(SMT)에서 일반적으로 사용되는 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정을 견딥니다.
• JEDEC(공동 전자 소자 공학 위원회) Moisture Sensitivity Level 3로 사전 처리되어, 봉투 개봉 후 <30°C/60% RH 조건에서 168시간의 플로어 라이프를 가집니다.

1.2 애플리케이션

이 LED는 다양한 전자 제품에서 상태 표시기, 백라이트 또는 신호원으로 사용하기 위한 것입니다. 일반적인 적용 분야는 다음과 같습니다:

• 통신 장비(예: 라우터, 스위치, 전화기).
• 사무 자동화 장치(예: 프린터, 스캐너, 복합기).
• 가전 제품 및 소비자 가전.
• 산업용 제어판 및 장비.
• 디스플레이 및 버튼용 전면 패널 백라이트.
• 실내 환경의 상징적 또는 정보 제공용 조명기구.

2. 패키지 치수 및 기계적 정보

LTST-M140TGKT는 표준 SMD LED 패키지를 사용합니다. 렌즈 색상은 "워터클리어"로 지정되며, 광원 색상은 InGaN 칩에 의해 생성되는 그린입니다.

주요 기계적 참고사항:

• 패키지 도면에 제공된 모든 선형 치수는 밀리미터(mm) 단위입니다.
• 도면에 별도의 주석이 없는 한 기본 치수 공차는 ±0.2 mm (±0.008 인치)입니다.
• 이 패키지는 리플로우 솔더링 공정 중 안정성과 제품 수명 동안의 신뢰할 수 있는 광학 성능을 위해 설계되었습니다.

3. 정격 및 특성

별도로 명시되지 않는 한 모든 사양은 주변 온도(Ta) 25°C에서 정의됩니다. 절대 최대 정격을 초과하면 장치에 영구적인 손상을 초래할 수 있습니다.

3.1 절대 최대 정격

• 전력 소산 (Pd):80 mW
• 피크 순방향 전류 (I_F(PEAK)):100 mA (듀티 사이클 1/10, 펄스 폭 0.1ms의 펄스 조건 하에서 최대 허용치).
• 연속 순방향 전류 (I_F):20 mA (DC).
• 동작 온도 범위 (T_opr):-40°C ~ +85°C.
• 보관 온도 범위 (T_stg):-40°C ~ +100°C.

3.2 무연 공정용 권장 IR 리플로우 프로파일

이 부품은 무연 솔더링 공정에 적합합니다. 권장 리플로우 프로파일은 J-STD-020B 표준을 따릅니다. 이 프로파일의 주요 매개변수에는 제어된 예열, 액상선 이상에서의 정의된 시간, 그리고 260°C를 초과하지 않는 피크 온도가 포함됩니다. 특정 램프 속도, 소킹 시간 및 냉각 속도는 특정 PCB 조립에 맞게 최적화되어야 하지만, 이 프로파일은 솔더링 중 LED 패키지 무결성이 유지되도록 보장합니다.

3.3 전기적 및 광학적 특성

일반적인 성능은 I_F= 20 mA, Ta = 25°C에서 측정됩니다.

• 광속 (Φ_v):0.84 lm (최소), 2.70 lm (최대). CIE 명시 곡선에 근사하는 센서/필터로 측정됨.
• 광도 (I_v):280 mcd (최소), 900 mcd (최대). 이는 참고용으로 광속에서 파생된 값입니다. 주요 광학 사양은 광속입니다.
• 시야각 (2θ_1/2):120도 (일반). 강도가 피크 축 방향 강도의 절반이 되는 전체 각도로 정의됩니다.
• 피크 방출 파장 (λ_P):518 nm (일반). 스펙트럼 파워 분포가 최대가 되는 파장입니다.
• 주 파장 (λ_d):520 nm ~ 535 nm. 색상을 정의하는 인간의 눈이 인지하는 단일 파장입니다. 해당 빈 내에서 공차는 ±1 nm입니다.
• 스펙트럼 선 반폭 (Δλ):35 nm (일반). 피크 강도의 50%에서의 스펙트럼 폭입니다.
• 순방향 전압 (V_F):2.8 V (최소), 3.8 V (최대) at 20mA. 특정 빈에 대한 공차는 ±0.1V입니다.
• 역방향 전류 (I_R):10 μA (최대) at V_R= 5V. 이 장치는 역방향 바이어스 동작을 위해 설계되지 않았습니다. 이 테스트는 품질 검증용입니다.

중요 측정 참고사항:

1. 광속은 주요 측광량입니다. 광도(mcd)는 표준 측정 조건을 기반으로 참고용으로 제공됩니다.
2. 시야각은 반강도 점으로 정의됩니다.
3. 주 파장은 CIE 색도 좌표에서 파생됩니다.
4. 역방향 전압 테스트는 내부 품질 보증용입니다. 애플리케이션 회로에서 LED에 역방향 바이어스를 가해서는 안 됩니다.

4. 빈 등급 시스템

생산 시 색상과 밝기의 일관성을 보장하기 위해, LED는 주요 매개변수에 따라 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 애플리케이션 요구사항에 맞는 적절한 빈을 선택할 수 있습니다.

4.1 순방향 전압 (V_F) 등급

그린 색상에 대해 I_F= 20 mA에서 빈닝.

빈 코드 D7: 2.8V - 3.0V

빈 코드 D8: 3.0V - 3.2V

빈 코드 D9: 3.2V - 3.4V

빈 코드 D10: 3.4V - 3.6V

빈 코드 D11: 3.6V - 3.8V

각 빈 내 공차: ±0.1V.

4.2 광속 / 광도 등급

그린 색상에 대해 I_F= 20 mA에서 빈닝. 광도는 참고용입니다.

빈 코드 E1: 0.84 lm - 1.07 lm (280 mcd - 355 mcd)

빈 코드 E2: 1.07 lm - 1.35 lm (355 mcd - 450 mcd)

빈 코드 F1: 1.35 lm - 1.68 lm (450 mcd - 560 mcd)

빈 코드 F2: 1.68 lm - 2.13 lm (560 mcd - 710 mcd)

빈 코드 G1: 2.13 lm - 2.70 lm (710 mcd - 900 mcd)

각 광도 빈에 대한 공차: ±11%.

4.3 색조 (주 파장) 등급

그린 색상에 대해 I_F= 20 mA에서 빈닝.

빈 코드 AP: 520.0 nm - 525.0 nm

빈 코드 AQ: 525.0 nm - 530.0 nm

빈 코드 AR: 530.0 nm - 535.0 nm

각 빈 내 공차: ±1 nm.

5. 일반 성능 곡선

설계를 돕기 위해 주요 특성의 그래픽 표현이 제공됩니다. 이 곡선들은 일반적인 것이며, 주변 온도 25°C에서의 테스트를 기반으로 합니다.

• 상대 광도 대 순방향 전류:구동 전류와 광 출력 사이의 비선형 관계를 보여줍니다.
• 순방향 전압 대 순방향 전류:다이오드의 I-V 특성을 설명합니다.
• 상대 광도 대 주변 온도:접합 온도가 상승함에 따라 광 출력이 감소하는 것을 보여줍니다.
• 스펙트럼 파워 분포:518 nm를 중심으로 파장의 함수로서 상대 복사 파워를 나타냅니다.
• 시야각 패턴:광도의 각도 분포를 보여주는 극좌표 플롯입니다.

이 곡선들은 적절한 구동 회로 설계, 열 효과 관리 및 광학 시스템 설계를 위한 공간적 광 분포 이해에 필수적입니다.

6. 사용자 가이드 및 취급 지침

6.1 세척

명시되지 않은 화학 세정제는 LED 패키지 재료(에폭시 렌즈)를 손상시킬 수 있으므로 사용해서는 안 됩니다. 솔더링 후 세척이 필요한 경우, 권장 방법은 LED를 상온의 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 1분을 초과하지 않는 시간 동안 담그는 것입니다. 기계적 스트레스를 피하기 위해 교반은 부드럽게 해야 합니다.

6.2 권장 PCB 랜드 패턴

적외선 또는 기상 리플로우 솔더링을 위한 권장 솔더 패드 레이아웃이 제공됩니다. 이 패턴은 신뢰할 수 있는 솔더 조인트 형성, 표면 장력에 의한 리플로우 중 적절한 자체 정렬 및 충분한 열 방출을 보장하도록 설계되었습니다. 치수는 솔더 양, 조인트 강도 및 솔더 브리징 방지 사이의 균형을 맞춥니다.

6.3 테이프 및 릴 포장 사양

LED는 보호 커버 테이프가 있는 엠보싱 캐리어 테이프에 공급되어 7인치(178 mm) 직경 릴에 감겨 있습니다. 포켓 크기, 테이프 폭, 피치 및 릴 허브에 대한 상세 치수가 자동화된 SMT 장비 피더와의 호환성을 보장하도록 지정됩니다. 표준 릴 수량은 3000개입니다.

6.4 릴 및 포장 참고사항

• 테이프의 빈 포켓은 커버 테이프로 밀봉됩니다.
• 표준 포장: 7인치 릴당 3000개.
• 잔여 수량에 대해 최소 주문 수량(MOQ) 500개가 가능합니다.
• 포장은 ANSI/EIA-481 사양을 준수합니다.
• 테이프 사양에 따라 최대 2개의 연속 누락 부품(빈 포켓)이 허용됩니다.

7. 주의사항 및 애플리케이션 노트

7.1 의도된 용도

이 LED는 사무 자동화, 통신, 가전 제품 및 일반 표시기 애플리케이션을 포함한 표준 상업 및 산업용 전자 장비에서 사용하도록 설계되었습니다. 이는 고장이 생명, 건강 또는 안전에 직접적인 위험을 초래할 수 있는 애플리케이션(예: 항공 관제, 의료 생명 유지 장치, 운송 안전 시스템)을 위해 특별히 설계되거나 테스트되지 않았습니다. 이러한 고신뢰성 애플리케이션의 경우, 부품 제조업체와의 적합성 평가 상담이 필수적입니다.

7.2 보관 조건

밀봉 Moisture Barrier Bag (MBB):≤30°C 및 ≤70% 상대 습도(RH)에서 보관하십시오. 부품은 건조제와 함께 원래 봉지에 보관 시 데이트 코드로부터 1년의 유통기한을 가집니다.

봉지 개봉 후:≤30°C / ≤60% RH 조건에서의 "플로어 라이프"는 168시간(JEDEC MSL 3)입니다. 이 시간을 초과하여 노출된 부품은 습기를 흡수하여 리플로우 솔더링 중 "팝콘" 현상 또는 박리 현상이 발생할 수 있습니다.

장기 보관 (봉지 외부):168시간을 초과하는 보관의 경우, 신선한 건조제가 들어 있는 밀폐 용기 또는 질소 퍼지된 데시케이터에 부품을 보관하십시오.

리베이킹:168시간 플로어 라이프를 초과한 부품은 흡수된 습기를 제거하기 위해 솔더링 전 약 60°C에서 최소 48시간 동안 베이킹해야 합니다.

7.3 솔더링 권장사항

리플로우 솔더링 (주요 방법):

- 예열 온도: 150-200°C.

- 액상선 이상 시간 (예열 시간): 최대 120초.

- 최대 본체 온도: 최대 260°C.

- 최고 온도 유지 시간: 최대 10초.

- 최대 리플로우 사이클 수: 2회.

핸드 솔더링 (인두):수리 또는 리워크용으로만 사용하십시오.

- 인두 팁 온도: 최대 300°C.

- 리드당 솔더링 시간: 최대 3초.

- 최대 핸드 솔더링 사이클 수: 1회.

중요 참고:최적의 리플로우 프로파일은 특정 PCB 설계, 부품 수, 솔더 페이스트 및 오븐 특성에 따라 다릅니다. 제공된 지침과 JEDEC 기반 프로파일은 실제 생산 조립 라인에 대해 검증되어야 하는 시작점입니다.

8. 설계 고려사항 및 기술 분석

8.1 구동 회로 설계

20mA에서 2.8V ~ 3.8V의 순방향 전압(V_F) 범위는 안정적인 광 출력을 위해, 특히 여러 LED가 직렬로 사용되거나 밝기 일관성이 중요한 경우 정전류 구동 회로를 필요로 합니다. 단일 LED, 저비용 애플리케이션의 경우 간단한 직렬 저항을 사용할 수 있지만, 전류는 LED의 특정 V_F와 공급 전압에 따라 변동합니다. 예를 들어, 5V 공급 및 20mA 목표로, 직렬 저항(R_S)은 R_S= (V_supply- V_F) / I_F로 계산됩니다. 최대 V_F3.8V를 사용하면 R_S= (5 - 3.8) / 0.02 = 60Ω입니다. 동일한 저항으로 최소 V_F2.8V를 사용하면 I_F= (5 - 2.8) / 60 ≈ 36.7mA가 되어 절대 최대 연속 전류를 초과합니다. 따라서, 조절된 전류원 또는 최악의 경우 V_F빈을 기반으로 한 신중한 저항 선택이 권장됩니다.

8.2 열 관리

최대 80mW(20mA 및 최대 3.8V에서)의 최대 전력 소산으로, 수명 유지 및 안정적인 광 출력을 위한 열 관리가 중요합니다. 특성 곡선에서 보여주듯이, 접합 온도가 상승함에 따라 광도가 감소합니다. 온도 상승을 최소화하려면:

1. 권장 PCB 랜드 패턴을 사용하여 LED 패키지에서 보드로의 적절한 열 전도를 제공하십시오.

2. LED의 열 패드 아래 PCB에 열 비아를 사용하여 내부 층이나 보드 반대쪽으로 열을 전도하는 것을 고려하십시오.

3. 절대 최대 전류에서 장시간 동작하는 것을 피하십시오.

4. 고밀도 레이아웃에서 전력 소산이 문제가 되는 경우 최종 제품 인클로저에 적절한 공기 흐름을 보장하십시오.

8.3 광학 설계 고려사항

120도 시야각과 워터클리어 렌즈는 넓은 각도 범위에서 보여야 하는 상태 표시기에 적합한 넓고 확산된 방출 패턴을 생성합니다. 더 집중된 빔이 필요한 애플리케이션의 경우, 2차 광학 요소(예: 렌즈, 라이트 파이프)가 필요할 것입니다. 주 파장 빈(AP, AQ, AR)을 통해 원하는 그린 색조에 기반한 선택이 가능하며, 이는 색상 코드 표시기나 백라이트 어레이의 미적 매칭에 중요할 수 있습니다.

8.4 대체 기술과의 비교

그린 LED에 InGaN 기술을 사용하는 것은 갈륨 포스파이드(GaP)와 같은 오래된 기술에 비해 효율성과 밝기에서 장점을 제공합니다. InGaN LED는 일반적으로 더 좁은 스펙트럼 대역폭을 가져 더 포화된 그린 색상을 생성합니다. 120도 시야각은 넓은 가시성과 전방 강도 사이의 좋은 균형을 제공하는 일반적인 표준입니다. 더 넓은 시야각이 필요한 애플리케이션의 경우, 확산 렌즈 타입이나 사이드뷰 패키지를 고려할 수 있습니다.

8.5 신뢰성 및 수명 요인

LED 수명은 주로 동작 접합 온도와 구동 전류의 영향을 받습니다. 지정된 한계 내에서(예: 20mA 대신 15-18mA) 동작하면 작동 수명을 크게 연장할 수 있습니다. 솔더링 프로파일을 적절히 준수하면 열 충격과 패키지 스트레스를 방지합니다. 습기 민감도 취급 절차(MSL 3)를 따르는 것은 리플로우 중 습기 유발 패키지 균열로 인한 잠재적 고장을 방지하는 데 중요합니다.