SMD LED LTST-C950RKGKT-5A 데이터시트 - 3.2x2.8x1.9mm - 2.0V - 75mW - Green AlInGaP - 영어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 고휘도 표면 실장형 LED 램프인 LTST-C950RKGKT-5A의 완전한 기술 사양을 제공합니다. 자동화 조립 공정에 맞게 설계된 이 부품은 신뢰할 수 있고 효율적인 표시등 조명이 필요한 공간이 제한된 응용 분야에 이상적입니다.

1.1 특징

• RoHS 환경 기준 준수.
• 높은 발광 효율을 위한 초고휘도 Aluminium Indium Gallium Phosphide (AlInGaP) 반도체 칩 사용.
• 최적화된 광 출력과 시야각을 위한 돔 렌즈를 특징으로 합니다.
• 12mm 테이프에 포장되어 7인치 직경 릴에 권선되며, 표준 자동 픽 앤 플레이스 장비와 호환됩니다.
• EIA (Electronic Industries Alliance) 표준 패키지 외형을 준수합니다.
• 집적 회로와의 호환성을 위해 설계되었습니다 (I.C. compatible).
• 적외선 (IR) 리플로우 솔더링 공정에 사용하기에 적합합니다.

1.2 응용 분야

이 LED는 광범위한 전자 장비에 적합하며, 다음을 포함하되 이에 국한되지 않습니다:

• 통신 장치(무선/휴대전화).
• 사무 자동화 장비 및 노트북 컴퓨터.
• 네트워크 시스템 및 가전제품.
• 실내 간판 및 디스플레이 응용 분야.
• 키패드 및 키보드 백라이트.
• 지위와 권력 지표.
• 마이크로 디스플레이와 상징적 발광체.

2. 패키지 치수 및 기계적 정보

LTST-C950RKGKT-5A는 표준 표면 실장 장치(SMD) 패키지에 수납되어 있습니다.

• 렌즈 색상: Water Clear
• 칩/소스 색상: AlInGaP 녹색
• 주요 치수 (일반적): 패키지의 크기는 길이 약 3.2mm, 너비 약 2.8mm, 높이 약 1.9mm입니다. 상세 기계 도면에 별도로 명시되지 않는 한 모든 치수 공차는 ±0.1mm입니다.

3. 등급 및 특성

3.1 절대 최대 정격

이 한계를 초과하는 스트레스는 장치에 영구적인 손상을 일으킬 수 있습니다. 모든 정격은 주변 온도(Ta) 25°C에서 규정됩니다.

• 소비 전력 (Pd): 75 mW
• 피크 순방향 전류 (IFP): 80 mA (펄스 조건: 1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)
• 연속 순방향 전류 (IF): 30 mA DC
• 동작 온도 범위: -30°C ~ +85°C
• 보관 온도 범위: -40°C ~ +185°C
• 적외선 리플로우 솔더링 조건: 최대 10초 동안 260°C 피크 온도를 견딜 수 있음.

3.2 권장 IR 리플로우 프로파일

무연(Pb-free) 솔더링 공정을 위해 권장 리플로우 프로파일이 제공됩니다. 주요 파라미터는 최대 200°C까지의 예열 구간, 260°C를 초과하지 않는 피크 온도, 그리고 최대 10초로 제한되는 260°C 이상 유지 시간을 포함합니다. 해당 프로파일은 특정 PCB 설계, 솔더 페이스트 및 사용된 오븐에 맞게 특성화되어야 합니다.

3.3 전기적 및 광학적 특성

별도로 명시되지 않는 한, Ta=25°C 및 순방향 전류(IF) 5mA에서 측정한 일반적인 성능 파라미터입니다.

• 광도 (Iv): 71.0 - 450.0 mcd (밀리칸델라). 이 넓은 범위는 빈닝(Binning)을 통해 관리됩니다 (제4절 참조).
• 시야각 (2θ½): 25도. 이는 광도가 중심축 값의 절반이 되는 전체 각도입니다.
• 최대 발광 파장 (λP): 574.0 nm (전형적 값).
• 주 발광 파장 (λd): 564.5 - 573.5 nm. 이는 LED의 인지되는 색상을 정의하며, 또한 빈(Bin) 구분이 적용됩니다.
• 스펙트럼 선 반치폭 (Δλ): 15.0 nm (전형적).
• 순방향 전압 (VF): 1.6 - 2.2 V, 5mA에서의 전형값은 2.0V입니다.
• 역방향 전류 (IR): 역방향 전압(VR) 5V에서 10 µA (최대).

측정 참고사항: 광도는 CIE 명시야 반응 곡선에 맞춰 필터링된 센서를 사용하여 측정됩니다. 취급 시 정전기 방전(ESD)에 주의해야 하며, 적절한 접지와 ESD 안전 관행이 필수입니다.

4. Bin Rank System

생산 시 색상과 밝기의 일관성을 보장하기 위해, LED는 주요 파라미터에 따라 빈으로 분류됩니다.

4.1 순방향 전압(VF) 등급

IF=5mA에서 분류됩니다. 빈 코드 1부터 6까지로, VF 범위는 1.60-1.70V (Bin 1)에서 2.10-2.20V (Bin 6)까지입니다. 빈당 허용 오차는 ±0.1V입니다.

4.2 광도(Iv) 등급

IF=5mA에서 분류됩니다. 빈 코드 Q, R, S, T로, Iv 범위는 71.0-112.0 mcd (Bin Q)에서 280.0-450.0 mcd (Bin T)까지입니다. 빈당 허용 오차는 ±15%입니다.

4.3 색조(주 파장, λd) 등급

IF=5mA에서 분류됨. Bin 코드 B, C, D, λd 범위는 564.5-567.5 nm (Bin B)에서 570.5-573.5 nm (Bin D)까지. 각 Bin의 허용 오차는 ±1 nm입니다.

5. Typical Performance Curves Analysis

데이터시트에는 회로 설계 및 열 관리에 필수적인 주요 관계의 그래픽 표현이 포함되어 있습니다.

• 상대 발광 강도 대 순방향 전류: 발광 출력이 전류에 따라 증가하는 방식을 보여주며, 일반적으로 높은 전류에서는 발열 효과로 인해 준선형 방식으로 증가합니다.
• 상대 발광 강도 대 주변 온도: 광 출력의 음의 온도 계수를 보여줌; 접합 온도 상승에 따라 강도가 감소합니다.
• 순방향 전압 대 순방향 전류: 다이오드의 I-V 특성을 보여주며, 전류 제한 저항 값 선정에 중요합니다.
• 파장 대 순방향 전류: 구동 전류 변화에 따라 피크 또는 주 파장이 약간 이동할 수 있음을 보여줍니다.
• 시야각 패턴: 광 강도의 공간적 분포를 나타내는 극좌표도입니다.

6. 조립 및 취급 사용자 가이드

6.1 세정

납땜 후 세척이 필요한 경우, 지정된 용제만 사용하십시오. LED를 상온의 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 1분 미만으로 담그십시오. 에폭시 패키지를 손상시킬 수 있는 지정되지 않은 화학 물질은 피하십시오.

6.2 권장 PCB 랜드 패턴

리플로우 공정 중 적절한 기계적 정렬, 솔더 필렛 형성 및 열 완화를 보장하기 위해 권장 솔더 패드 레이아웃이 제공됩니다. 이 패턴을 준수하면 툼스토닝을 방지하고 신뢰할 수 있는 솔더 접합을 보장하는 데 도움이 됩니다.

6.3 테이프 및 릴 포장 사양

LED는 보호 커버 테이프가 부착된 엠보싱 캐리어 테이프에 공급되며, 직경 7인치(178mm) 릴에 감겨 있습니다. 표준 릴 수량은 2000개입니다. 포장은 ANSI/EIA-481 사양을 준수합니다. 자동화 조립 장비와의 호환성을 보장하기 위해 주요 테이프 치수(포켓 크기, 피치) 및 릴 치수(허브 직경, 플랜지 직경)가 상세히 명시되어 있습니다.

7. 주의사항 및 응용 노트

7.1 적용 범위

본 LED는 표준 상업용 및 산업용 전자 장비를 위해 설계되었습니다. 이 제품은 고장 시 생명이나 건강에 위험을 초래할 수 있는 안전-중요(safety-critical) 또는 고신뢰성 응용 분야(예: 항공, 의료 생명 유지 장치)에 대한 등급이 부여되어 있지 않습니다. 해당 용도로의 사용은 제조업체와의 상담이 필요합니다.

7.2 보관 조건

• 밀봉 패키지: 습기 차단 백 개봉 후 1년 이내 사용하며, 보관 조건은 30°C 이하 및 상대 습도 90% 이하로 유지하십시오.
• 개봉된 포장: 건식 포장에서 꺼낸 부품은 30°C / 60% RH 이하 환경에 보관해야 하며, 권장 IR 리플로우 완료 기간은 1주일입니다(MSL 3). 장기 보관 시에는 건조제가 들어 있는 밀폐 용기를 사용하십시오. 1주일 이상 보관한 경우, "팝코닝" 손상을 방지하기 위해 솔더링 전 60°C에서 최소 20시간 베이크아웃이 필요합니다.

7.3 납땜 지침

리플로우 및 핸드 솔더링에 대한 상세한 솔더링 파라미터가 제공됩니다:

• 리플로우 솔더링: 150-200°C로 예열(최대 120초), 피크 온도 ≤ 260°C, 260°C 이상 유지 시간 ≤ 10초(최대 2회 리플로우 사이클 허용).
• 핸드 솔더링: 솔더링 팁 온도 ≤ 300°C, 패드당 솔더링 시간 ≤ 3초 (단 1회만 가능).

LED의 접합부 신뢰성을 보장하고 열 손상을 피하기 위해 JEDEC 기반 리플로우 프로파일 및 솔더 페이스트 제조사 지침을 따르는 것의 중요성이 강조됩니다.

8. 기술 심층 분석 및 설계 고려사항

8.1 동작 원리

LTST-C950RKGKT-5A는 AlInGaP (알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 칩을 기반으로 합니다. 밴드갭 에너지를 초과하는 순방향 전압이 인가되면, 활성 영역에서 전자와 정공이 재결합하여 광자의 형태로 에너지를 방출합니다. AlInGaP 합금의 특정 구성은 녹색 파장 영역(약 574nm)의 빛을 생성하도록 설계되었습니다. 돔 형태의 에폭시 렌즈는 칩으로부터 더 많은 빛을 추출하고 방사 패턴을 25도 시야각으로 형성하는 역할을 합니다.

8.2 LED 구동

정전류원은 순방향 전압의 미세한 변동에도 불구하고 안정적인 광 출력을 보장하므로 LED 구동에 이상적인 방법입니다. 간단한 응용의 경우, 전압 공급원과 직렬로 연결된 전류 제한 저항이 일반적입니다. 저항값(R)은 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다: R = (공급전압 - LED 순방향전압) / 목표전류. 5V 공급 전압, 5mA에서의 일반적인 순방향전압 2.0V를 사용하면, R = (5V - 2.0V) / 0.005A = 600Ω입니다. 설계자는 절대 최대 정격 전류를 초과하지 않도록 최악의 경우 전류 계산을 위해 데이터시트의 최대 순방향전압(2.2V)을 사용해야 합니다.

8.3 열 관리

소형 소자이지만, 열 관리는 장기 신뢰성과 성능에 매우 중요합니다. 최대 75mW의 전력 소산 한도를 준수해야 합니다. 높은 전류나 높은 주변 온도에서 동작하면 접합 온도가 상승하여, (성능 곡선에서 볼 수 있듯이) 광 출력 감소, 루멘 감가 가속화 및 수명 단축을 초래할 수 있습니다. LED의 열 패드(해당되는 경우) 또는 솔더 패드 아래 및 주변 PCB에 충분한 구리 면적을 확보하는 것이 열 방산에 도움이 됩니다.

8.4 광학 설계 고려사항

25도의 시야각은 이 LED를 지시등 응용에 적합하게 만듭니다. 패널 백라이트 또는 더 확산된 발광을 생성하기 위해서는 도광판이나 확산 필름과 같은 2차 광학 부품이 필요할 것입니다. Water-clear 렌즈는 좁고 강렬한 빔을 생성하는 반면, 확산 렌즈는 더 넓고 부드러운 방사 패턴을 생성합니다.

8.5 비교 및 선정

LED를 선택할 때, 엔지니어는 주요 파라미터인 휘도(Iv), 색상(파장, CIE 좌표), 시야각, 순방향 전압, 패키지 크기를 비교합니다. 이 LED에 적용된 AlInGaP 기술은 기존 기술 대비 녹색/황색 범위에서 높은 효율과 우수한 안정성을 제공합니다. 바이닝 시스템은 여러 유닛 간에 엄격한 색상 또는 휘도 일치가 필요한 애플리케이션을 위한 정밀한 선택을 가능하게 합니다.

8.6 일반 사용자 질문 답변

Q: 이 LED를 20mA로 연속 구동할 수 있나요?
A: 네, 절대 최대 연속 전류는 30mA입니다. 20mA에서 동작하는 것은 사양 내에 있지만, 소비 전력(VF * IF)이 75mW를 초과하지 않도록 해야 합니다. 20mA와 일반적인 VF 2.0V에서 전력은 40mW로 허용 가능한 수준입니다.

Q: 광도(71-450 mcd) 범위가 왜 이렇게 넓나요?
A: 이는 전체 생산에 걸쳐 가능한 총 분포 범위입니다. 특정 주문 시에는 바인(예: Bin T: 280-450 mcd)을 선택하여 훨씬 더 좁고 예측 가능한 휘도 범위를 얻을 수 있습니다.

Q: "피크(Peak)" 파장과 "주도(Dominant)" 파장은 어떻게 해석하나요?
A: 피크 파장(λP=574nm)은 방출 스펙트럼이 가장 강한 단일 파장입니다. 도미넌트 파장(λd=564.5-573.5nm)은 CIE 색도도에서 계산되며 인지되는 색상을 나타냅니다. λd는 인간 중심 응용 분야에서 색상 사양과 더 관련이 있습니다.

8.7 응용 사례 연구: 상태 표시 패널

동일한 녹색 LED 4개를 사용하는 네트워크 라우터용 상태 표시 패널을 설계한다고 가정합니다. 균일한 외관을 보장하려면:

1. Binning: 네 개의 LED 모두에 대해 동일한 색조 빈(예: Bin C: 567.5-570.5nm)과 광도 빈(예: Bin S: 180-280 mcd)을 지정합니다. 이를 통해 거의 동일한 색상과 밝기를 보장합니다.
2. 회로 설계: 공통 5V 레일을 사용합니다. 개별 VF가 달라도 밝기 일관성을 보장하기 위해 최대 VF(2.2V)를 사용하여 5mA 구동용 전류 제한 저항을 계산합니다: R = (5V - 2.2V) / 0.005A = 560Ω. 1% 공차 저항을 사용하십시오.
3. PCB 레이아웃: 권장된 랜드 패턴을 따르십시오. 특히 PCB가 밀폐된 경우, 열 방산을 돕기 위해 캐소드 패드에 연결된 작은 구리 푸어를 포함하십시오.
4. 조립: MSL3 가이드라인을 따르십시오. 릴이 개봉된 경우, 일주일 내에 모든 LED를 솔더링하거나 건조제와 함께 적절히 보관할 계획을 수립하십시오.

8.8 기술 동향

AlInGaP LED는 호박색에서 적색까지의 색상 스펙트럼을 위한 성숙하고 고효율 기술을 대표하며, 녹색은 그 능력의 짧은 파장 한계에 있습니다. LED 산업의 지속적인 개발은 효율(루멘/와트) 증가, 색 재현성 개선 및 비용 절감에 초점을 맞추고 있습니다. 순수 녹색 및 청색의 경우 InGaN(인듐 갈륨 나이트라이드) 기술이 지배적이며 빠른 효율 향상을 계속 보고 있습니다. 패키징의 추세는 더 작은 설치 면적, 더 높은 전력 밀도 및 점점 더 밝아지는 칩에서 발생하는 열을 관리하기 위한 개선된 열 경로(예: 플립칩 설계)를 향하고 있습니다. 이 특정 SMD LED는 대량 생산되는 소비자 및 산업용 전자제품에서 신뢰성과 자동화 조립에 최적화된 잘 정립된 패키지 기술을 활용합니다.