SMD LED LTST-S110KGKT 데이터시트 - AlInGaP 그린 - 25mA - 62.5mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTST-S110KGKT는 자동화된 인쇄회로기판(PCB) 조립을 위해 설계된 표면실장 장치(SMD) LED 램프입니다. 이는 다양한 전자 장비에서 공간 제약이 있는 애플리케이션을 위한 미니어처 LED 제품군의 일부입니다.

1.1 핵심 장점 및 타겟 시장

이 LED는 현대 전자 제조에 몇 가지 주요 장점을 제공합니다. 주요 특징으로는 RoHS(유해물질 제한) 지침을 준수하여 엄격한 환경 규제가 있는 글로벌 시장에 적합합니다. 이 장치는 고효율과 녹색 스펙트럼에서 우수한 색 순도로 알려진 초고휘도 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 인화물) 반도체 칩을 사용합니다. 패키지는 주석 도금 처리되어 납땜성과 장기 신뢰성이 향상되었습니다. 대량 생산에서 표준인 자동화 피크 앤 플레이스 장비 및 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정과 완벽하게 호환됩니다. LED는 효율적인 취급 및 조립을 위해 7인치 릴에 8mm 테이프로 공급됩니다.

타겟 애플리케이션은 소형 크기, 신뢰성 및 명확한 시각적 표시가 중요한 다양한 분야에 초점을 맞추고 있습니다. 여기에는 통신 장비(예: 휴대폰), 사무 자동화 장치(예: 노트북 컴퓨터), 네트워크 시스템, 다양한 가전제품 및 실내 간판 또는 심볼 조명이 포함됩니다. 이러한 장치 내의 구체적인 용도로는 키패드 또는 키보드 백라이트, 상태 표시기, 마이크로 디스플레이 및 일반 신호 조명이 있습니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

전기적, 광학적 및 열적 사양에 대한 철저한 이해는 적절한 회로 설계와 안정적인 작동에 필수적입니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이는 주변 온도(Ta) 25°C에서 지정됩니다. 최대 연속 DC 순방향 전류(IF)는 25 mA입니다. 듀티 사이클 1/10 및 펄스 폭 0.1ms의 펄스 조건에서 장치는 60 mA의 피크 순방향 전류를 처리할 수 있습니다. 최대 허용 역전압(VR)은 5 V입니다. 총 소비 전력은 62.5 mW를 초과해서는 안 됩니다. 작동 온도 범위는 -30°C에서 +85°C이며, 저장 온도 범위는 -40°C에서 +85°C로 약간 더 넓습니다. 결정적으로, LED는 최대 10초 동안 260°C의 피크 온도로 적외선 리플로우 솔더링을 견딜 수 있으며, 이는 일반적인 무연(Pb-free) 조립 프로파일과 일치합니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성

이는 표준 테스트 조건에서 Ta=25°C에서 측정한 일반적인 성능 파라미터입니다. 인지된 밝기의 척도인 광도(Iv)는 표준 테스트 전류 20 mA로 구동될 때 최소 18.0 밀리칸델라(mcd)에서 최대 71.0 mcd까지 범위를 가집니다. 2θ1/2(반각의 두 배)로 정의되는 시야각은 130도입니다. 이 넓은 시야각은 축외 위치에서의 가시성이 중요한 애플리케이션에 LED를 적합하게 만듭니다.

스펙트럼 특성은 여러 파장으로 정의됩니다. 피크 방출 파장(λP)은 일반적으로 574 nm입니다. 인지된 색상을 정의하는 주 파장(λd)은 20 mA에서 567.5 nm에서 576.5 nm까지의 지정된 범위를 가집니다. 스펙트럼 선 반폭(Δλ)은 일반적으로 15 nm이며, 방출되는 녹색광의 스펙트럼 순도를 나타냅니다.

전기적으로, 20 mA에서의 순방향 전압(VF)은 최소 1.9 V에서 최대 2.4 V까지 범위를 가집니다. 역전압 5 V가 인가될 때 역전류(IR)는 최대 10 μA로 지정됩니다.

3. 빈 랭킹 시스템 설명

대량 생산에서 일관성을 보장하기 위해 LED는 주요 파라미터에 따라 성능 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 애플리케이션에 대한 특정 요구 사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 순방향 전압(VF) 등급

LED는 20 mA에서의 순방향 전압 강하에 따라 빈으로 분류됩니다. 빈 코드, 최소 및 최대 전압은 다음과 같습니다: 코드 4 (1.9V - 2.0V), 코드 5 (2.0V - 2.1V), 코드 6 (2.1V - 2.2V), 코드 7 (2.2V - 2.3V), 코드 8 (2.3V - 2.4V). 각 빈 내의 허용 오차는 ±0.1 볼트입니다. 동일한 VF 빈에서 LED를 선택하면 개별 전류 제한 저항 없이 여러 LED를 병렬로 연결할 때 균일한 밝기를 유지하는 데 도움이 됩니다.

3.2 광도(IV) 등급

이 빈 분류는 20 mA에서의 광 출력을 기준으로 LED를 분류합니다. 빈은 다음과 같습니다: 코드 M (18.0 - 28.0 mcd), 코드 N (28.0 - 45.0 mcd), 코드 P (45.0 - 71.0 mcd). 각 광도 빈의 허용 오차는 ±15%입니다. 이를 통해 설계자는 높은 가시성이 필요한지 낮은 전력 소비가 필요한지에 따라 애플리케이션에 적합한 밝기 수준을 선택할 수 있습니다.

3.3 색조(주 파장) 등급

색상 일관성을 제어하기 위해 LED는 주 파장에 따라 빈으로 분류됩니다. 빈은 다음과 같습니다: 코드 C (567.5 - 570.5 nm), 코드 D (570.5 - 573.5 nm), 코드 E (573.5 - 576.5 nm). 각 빈의 허용 오차는 ±1 nm입니다. 동일한 색조 빈에서 LED를 사용하는 것은 여러 표시기 간의 색상 일치가 중요한 애플리케이션에서 매우 중요합니다.

4. 성능 곡선 분석

그래픽 데이터는 다양한 조건에서 장치의 동작에 대한 깊은 통찰력을 제공하며, 이는 견고한 설계에 필수적입니다.

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압(I-V 곡선)

I-V 특성 곡선은 LED를 통해 흐르는 전류와 LED 양단의 전압 사이의 관계를 보여줍니다. 이와 같은 일반적인 AlInGaP LED의 경우, 곡선은 지수적 상승을 나타냅니다. 전류가 크게 증가하기 시작하는 "무릎" 전압은 약 1.8-1.9V입니다. 이 지점을 넘어서면 전압의 작은 증가가 전류의 큰 증가를 유발합니다. 이는 열 폭주를 방지하고 안정적인 작동을 보장하기 위해 정전류 드라이버 또는 전류 제한 저항을 사용하는 것의 중요성을 강조합니다.

4.2 광도 대 순방향 전류

이 곡선은 광 출력이 구동 전류에 따라 어떻게 비례하는지 보여줍니다. 일반적으로 광도는 일정 지점까지 전류와 거의 선형적으로 증가합니다. 그러나 매우 높은 전류에서는 칩 내부의 열 발생 증가로 인해 효율이 떨어집니다(효율 저하). 권장 20mA 이하에서 작동하면 최적의 효율과 수명을 보장합니다.

4.3 광도 대 주변 온도

LED의 광 출력은 온도에 의존합니다. 주변 온도(또는 접합 온도)가 증가함에 따라 광도는 일반적으로 감소합니다. 이 디레이팅 곡선은 지정된 작동 온도 범위, 특히 +85°C의 상한선에서 특정 밝기 수준을 유지해야 하는 애플리케이션을 설계하는 데 중요합니다.

4.4 스펙트럼 분포

스펙트럼 파워 분포 플롯은 각 파장에서 방출되는 빛의 상대적 강도를 보여줍니다. 녹색 AlInGaP LED의 경우, 이 곡선은 일반적으로 주 파장을 중심으로 한 단일하고 상대적으로 좁은 피크입니다. 15 nm의 반폭(Δλ)은 중간 정도의 순수한 녹색을 나타내며, 이는 선명하고 포화된 표시기에 바람직합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

LED는 업계 표준 SMD 패키지 개요를 따릅니다. 주요 치수로는 전체 길이, 너비 및 높이가 포함됩니다. 렌즈는 투명합니다. 달리 명시되지 않는 한 모든 치수는 표준 허용 오차 ±0.1 mm로 밀리미터 단위로 제공됩니다. 정확한 치수 데이터는 정확한 PCB 풋프린트를 생성하고 적절한 배치 및 납땜을 보장하는 데 필수적입니다.

5.2 권장 PCB 랜드 패턴 및 극성

리플로우 중 신뢰할 수 있는 솔더 조인트 형성과 적절한 정렬을 보장하기 위해 권장 솔더 패드 레이아웃(랜드 패턴)이 제공됩니다. 설계는 솔더 필렛 형성과 열 완화를 고려합니다. 캐소드(음극) 단자는 일반적으로 패키지 본체의 노치, 점 또는 녹색 표시와 같은 표시로 식별됩니다. 장치가 작동하려면 조립 중 올바른 극성 방향이 필수적입니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 적외선 리플로우 솔더링 파라미터

무연(Pb-free) 솔더 공정의 경우 특정 온도 프로파일이 권장됩니다. 이 프로파일은 일반적으로 예열 구역(예: 150-200°C), 제어된 상승, 피크 온도 구역 및 냉각 구역을 포함합니다. 중요한 파라미터는 장치 본체 온도가 10초 이상 260°C를 초과해서는 안 된다는 것입니다. 이 프로파일을 준수하는 것은 LED의 에폭시 렌즈, 내부 와이어 본드 또는 반도체 다이 자체의 손상을 방지하는 데 필요합니다.

6.2 핸드 솔더링

핸드 솔더링이 필요한 경우 극도의 주의가 필요합니다. 솔더링 아이언 팁 온도는 300°C를 초과해서는 안 되며, LED 단자와의 접촉 시간은 단일 솔더링 작업에 대해 최대 3초로 제한해야 합니다. 과도한 열을 가하면 부품에 되돌릴 수 없는 손상을 줄 수 있습니다.

6.3 세척

솔더링 후 세척은 호환 가능한 용제로 수행해야 합니다. 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올(IPA)과 같은 알코올 기반 세척제만 사용해야 합니다. LED는 상온에서 1분 미만으로 침지해야 합니다. 가혹하거나 지정되지 않은 화학 세척제는 플라스틱 패키지를 열화시켜 변색, 균열 또는 광 출력 감소를 초래할 수 있습니다.

6.4 저장 및 취급

납땜성을 유지하기 위해 적절한 저장이 중요합니다. 건조제가 들어 있는 개봉되지 않은 방습 백에는 유통 기한이 있습니다. 원래 포장이 개봉되면 LED는 주변 습도에 민감합니다(습기 민감도 수준, MSL 3). 일주일 이내에 사용하거나 건조 환경(예: 건조제가 들어 있는 밀폐 용기 또는 질소 캐비닛)에 보관해야 합니다. 일주일 이상 주변 습도에 노출된 경우, 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 중 "팝콘 현상"을 방지하기 위해 솔더링 전 베이킹 공정(예: 60°C에서 최소 20시간)이 필요합니다.

6.5 정전기 방전(ESD) 예방 조치

LED는 정전기 방전에 민감합니다. 취급 절차에는 적절한 접지가 포함되어야 합니다. 작업자는 정전기 방지 손목 스트랩이나 장갑을 사용해야 합니다. 모든 작업대, 장비 및 기계는 반도체 접합을 열화시키거나 파괴할 수 있는 ESD 사건을 방지하기 위해 올바르게 접지되어야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 사양

제품은 자동화 조립을 위해 공급됩니다. 8mm 너비의 엠보싱 캐리어 테이프에 포장됩니다. 테이프는 표준 7인치(178mm) 직경 릴에 감겨 있습니다. 각 릴에는 3000개의 LED가 포함되어 있습니다. 풀 릴 미만의 수량의 경우 최소 포장 수량 500개가 제공됩니다. 포장은 ANSI/EIA-481 표준을 준수하여 피크 앤 플레이스 기계의 표준 테이피 피더와의 호환성을 보장합니다.

8. 애플리케이션 노트 및 설계 고려 사항

8.1 전류 제한

LED는 전류 구동 장치입니다. 전압원에서 전원을 공급받을 때 전류를 제한하는 가장 간단한 방법은 직렬 저항입니다. 저항 값은 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다: R = (V_전원 - VF_LED) / I_원하는. 예를 들어, 5V 공급, VF 2.1V, 원하는 전류 20mA의 경우 저항 값은 (5 - 2.1) / 0.02 = 145 옴이 됩니다. 표준 150 옴 저항이 적합합니다. 저항의 전력 정격도 고려해야 합니다: P = I^2 * R = (0.02)^2 * 150 = 0.06W, 따라서 1/8W(0.125W) 이상의 저항이 적절합니다.

8.2 열 관리

작지만 LED는 반도체 접합에서 열을 발생시킵니다. 과도한 접합 온도는 광 출력을 감소시키고 파장을 이동시키며 수명을 단축시킵니다. 높은 주변 온도 또는 최대 전류 근처에서 작동하는 설계의 경우 PCB 레이아웃을 고려하십시오. LED의 열 패드(있는 경우) 아래에 접지면 또는 열 비아가 있는 PCB를 사용하면 열을 발산하는 데 도움이 될 수 있습니다. LED를 다른 발열 부품 근처에 배치하지 마십시오.

8.3 애플리케이션 범위 및 신뢰성

이 LED는 표준 상업 및 산업 전자 장비에서 사용하도록 설계되었습니다. 고장이 안전이나 건강을 위협할 수 있는 예외적인 신뢰성이 필요한 애플리케이션(예: 항공, 의료 생명 유지, 중요 운송 시스템)의 경우 추가 자격 및 특정 상담이 필요합니다. 표준 장치는 추가 평가 없이는 이러한 고신뢰성 애플리케이션에 적합하지 않을 수 있습니다.

9. 기술 비교 및 차별화

LTST-S110KGKT는 AlInGaP 기술을 기반으로 하여 특정 파장에 대한 기존 GaP(갈륨 인화물) 또는 InGaN(인듐 갈륨 질화물)과 같은 다른 녹색 LED 기술에 비해 뚜렷한 장점을 제공합니다. AlInGaP LED는 일반적으로 호박색에서 적색 스펙트럼에서 더 높은 효율과 더 나은 온도 안정성을 제공하며, 특정 녹색 파장의 경우 오래된 GaP 기술에 비해 밝기와 색상 안정성 측면에서 우수한 성능을 제공할 수 있습니다. 130도의 시야각은 더 방향성 있는 빛을 위해 설계된 일부 사이드 뷰 또는 탑 뷰 패키지보다 넓어, 광각 가시성이 유리한 상태 표시에 다용도 선택이 됩니다. 투명한 렌즈와 밝은 AlInGaP 칩의 조합은 쉽게 구별할 수 있는 생생하고 포화된 녹색을 만들어냅니다.

10. 자주 묻는 질문(FAQ)

10.1 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇인가요?

피크 파장(λP)은 스펙트럼 파워 분포 곡선이 최대 강도에 도달하는 파장입니다. 주 파장(λd)은 CIE 색도도에서 파생되며 LED의 인지된 색상과 일치하는 순수 단색광의 단일 파장을 나타냅니다. 좁은 스펙트럼을 가진 LED의 경우 이러한 값은 종종 가깝지만, λd는 색상 사양에 더 관련성이 높은 파라미터입니다.

10.2 이 LED를 전압원으로 직접 구동할 수 있나요?

아니요. LED의 순방향 전압은 음의 온도 계수를 가지며 개별 장치마다 다릅니다. 전압원에 직접 연결하면 제어되지 않은 전류가 흐르며, 최대 정격을 초과하여 장치를 파괴할 가능성이 높습니다. 항상 직렬 저항이나 정전류 드라이버와 같은 전류 제한 메커니즘을 사용하십시오.

10.3 왜 광도와 파장에 대한 빈 분류 시스템이 있나요?

제조 변동으로 인해 개별 LED 간에 성능에 약간의 차이가 발생합니다. 빈 분류는 밀접하게 일치하는 특성을 가진 그룹으로 분류합니다. 이를 통해 설계자는 애플리케이션에 대해 보장된 최소/최대 성능(예: 밝기, 색상)을 가진 부품을 구매할 수 있으며, 특히 여러 LED를 사용할 때 최종 제품의 일관성을 보장합니다.

10.4 리플로우 중 260°C에서 10초 제한을 초과하면 어떻게 되나요?

시간-온도 프로파일을 초과하면 여러 가지 고장이 발생할 수 있습니다: 에폭시 렌즈의 열 응력 균열, 내부 실리콘 캡슐레이트의 열화(어두워짐), 와이어 본드의 고장 또는 반도체 칩 자체의 손상. 이는 광 출력 감소, 색상 변화 또는 완전한 장치 고장으로 이어질 것입니다.

11. 실용적인 설계 및 사용 예시

11.1 소비자 기기용 상태 표시기

휴대용 블루투스 스피커에서 단일 LTST-S110KGKT를 전원/충전 상태 표시기로 사용할 수 있습니다. 메인 3.3V 또는 5V 레일에서 전류 제한 저항을 통해 10-15 mA로 구동하면 선명하고 밝은 녹색 빛을 제공합니다. 넓은 130도 시야각은 거의 모든 각도에서 상태를 볼 수 있도록 보장합니다. 설계에는 올바른 PCB 풋프린트가 포함되어야 하며 LED가 더 높은 구동 전류가 필요한 짙게 착색되거나 확산 렌즈 뒤에 배치되지 않도록 해야 합니다.

11.2 멤브레인 키패드 백라이트

의료 기기 키패드의 경우 동일한 광도 빈(예: 코드 N)의 여러 LED를 주변에 배치하여 균일한 백라이트를 제공할 수 있습니다. 균일한 밝기를 보장하기 위해 적절한 전류 제한 저항과 함께 직렬-병렬 조합으로 연결됩니다. 제한된 공간에서 많은 LED를 동시에 구동하는 경우 열 관리를 고려해야 합니다.

12. 기술 소개

LTST-S110KGKT는 기판 위에 성장된 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 인화물) 반도체 재료를 사용합니다. 순방향 전압이 인가되면 전자와 정공이 칩의 활성 영역에서 재결합하여 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. AlInGaP 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이 경우 방출되는 빛의 파장(색상)인 녹색을 결정합니다. 칩은 리드프레임 패키지에 장착되고 와이어 본딩되며 칩을 보호하고 광 출력 빔을 형성하는 투명한 에폭시 렌즈로 캡슐화됩니다. 외부 리드의 주석 도금은 우수한 납땜성과 산화 저항성을 보장합니다.

13. 기술 동향

SMD 표시기 LED의 일반적인 동향은 더 높은 효율(단위 전력당 더 많은 광 출력), 향상된 색상 일관성 및 포화도, 더 조밀한 PCB 설계를 가능하게 하는 더 작은 패키지 크기로 계속 발전하고 있습니다. 또한 더 높은 온도와 습도와 같은 가혹한 조건에서의 신뢰성 향상에도 초점을 맞추고 있습니다. 소형화를 위한 추진은 가장 공간 제약이 심한 애플리케이션을 위해 칩 스케일 패키지(CSP) LED가 더 보편화되면서 지속되고 있습니다. 더 나아가, LED 다이와 직접 제어 전자 장치의 통합(예: 정전류 구동 또는 색상 혼합용)은 지속적인 개발 영역입니다.