SMD LED LTST-C281TGKT-2A 데이터시트 - 크기 1.6x0.8x0.35mm - 전압 2.5-3.1V - 녹색 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTST-C281TGKT-2A는 현대의 공간 제약이 있는 전자 응용 분야를 위해 설계된 표면 실장 장치(SMD) LED 램프입니다. 이 부품은 자동화된 인쇄 회로 기판(PCB) 조립 공정에 최적화된 초소형 LED 제품군에 속합니다. 이 부품의 주요 시장은 기판 공간이 귀중한 휴대용 및 컴팩트 전자 제품을 포함합니다.

이 LED의 핵심 장점은 단지 0.35mm에 불과한 매우 얇은 프로필로, 초슬림 디스플레이, 키패드 백라이트, 휴대용 장치의 상태 표시등과 같은 응용 분야에 적합합니다. 이 장치는 고휘도 녹색 빛을 효율적으로 생산하는 것으로 알려진 InGaN(인듐 갈륨 질화물) 반도체 칩을 사용합니다. 이 장치는 유해 물질 제한(RoHS) 지침을 완전히 준수하여 국제 환경 표준을 충족합니다. EIA 표준에 부합하는 7인치 직경 릴에 감긴 8mm 테이프에 포장되어 고속 자동화 피크 앤 플레이스 제조를 용이하게 합니다.

1.1 목표 응용 분야

이 LED는 다용도로 사용되며 광범위한 전자 장비에서 사용됩니다. 주요 응용 분야는 다음과 같습니다:

• 통신 장비:무전화, 휴대전화 및 네트워킹 하드웨어의 상태 표시등 및 백라이트.
• 사무 자동화:노트북 컴퓨터 및 기타 주변 장치의 키보드 및 키패드 백라이트.
• 가전 제품 및 가정용 전자 제품:전원 표시등, 기능 상태 표시등 및 디스플레이 백라이트.
• 산업 장비:제어 시스템의 패널 표시등 및 신호 조명.
• 마이크로 디스플레이 및 심볼 조명:컴팩트 정보 디스플레이 및 아이콘 조명에 사용됩니다.

2. 기술 파라미터: 심층 객관적 해석

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이 한계에서 또는 그 이하에서의 동작은 보장되지 않으며 신뢰할 수 있는 설계에서는 피해야 합니다.

• 전력 소산 (Pd):76 mW. 이는 LED 패키지가 성능이나 신뢰성을 저하시키지 않고 열로 방출할 수 있는 최대 전력량입니다. 이 한계를 초과하면 반도체 접합부가 과열될 위험이 있습니다.
• 피크 순방향 전류 (I_FP):100 mA. 이는 허용 가능한 최대 순간 순방향 전류로, 일반적으로 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서 지정됩니다. 이는 과도 조건을 고려하여 연속 전류 정격보다 훨씬 높지만 DC 동작에는 사용해서는 안 됩니다.
• DC 순방향 전류 (I_F):20 mA. 이는 신뢰할 수 있는 장기 동작을 위한 권장 최대 연속 순방향 전류입니다. 구동 회로를 이 전류 이하에서 동작하도록 설계하는 것이 수명에 중요합니다.
• 동작 온도 범위 (T_opr):-20°C ~ +80°C. LED가 사양에 따라 기능할 주변 온도 범위입니다. 이 범위를 벗어난 성능은 특성화되지 않았습니다.
• 보관 온도 범위 (T_stg):-30°C ~ +100°C. 전원이 공급되지 않을 때 장치를 보관할 수 있는 온도 범위입니다.
• 적외선 솔더링 조건:260°C에서 10초. 이는 무연 솔더링 공정에 중요한 리플로우 솔더링 중 LED가 견딜 수 있는 최대 열 프로파일을 정의합니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성

이는 표준 주변 온도 25°C에서 측정한 일반적인 성능 파라미터입니다. 이는 정상 동작 조건에서 장치의 예상 동작을 정의합니다.

• 광도 (I_V):I_F= 2mA에서 35.5 - 90 mcd (밀리칸델라). 이는 인간의 눈에 보이는 LED의 인지된 밝기를 측정한 것입니다. 넓은 범위는 빈닝 시스템이 사용됨을 나타냅니다(섹션 3 참조). 테스트 조건은 CIE 명시도 눈 반응 곡선과 일치하도록 필터링된 센서를 사용합니다.
• 시야각 (2θ_1/2):130도. 이는 광도가 축상(0°)에서 측정된 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도입니다. 이러한 넓은 시야각은 람베르시안 또는 근접 람베르시안 방출 패턴을 나타내며, 집속된 빔보다는 영역 조명에 적합합니다.
• 피크 방출 파장 (λ_P):525 nm. 이는 방출된 빛의 스펙트럼 전력 분포가 최대가 되는 파장입니다. 이는 InGaN 칩의 물리적 특성입니다.
• 주 파장 (λ_d):I_F= 2mA에서 520.0 - 535.0 nm. 이는 CIE 색도도에서 파생되며 LED의 인지된 색상(녹색)을 가장 잘 설명하는 단일 파장을 나타냅니다. 이는 색상 일관성을 위한 핵심 파라미터입니다.
• 스펙트럼 선 반폭 (Δλ):25 nm. 이는 최대 전력의 절반에서 방출 스펙트럼의 폭입니다. 더 좁은 반폭은 스펙트럼적으로 더 순수하고 포화된 색상을 나타냅니다.
• 순방향 전압 (V_F):I_F= 2mA에서 2.5 - 3.1 V. 지정된 전류에서 동작할 때 LED 양단의 전압 강하입니다. 이 범위는 전류 제한 회로의 신중한 설계를 필요로 합니다.
• 역방향 전류 (I_R):V_R= 5V에서 10 μA (최대). LED는 역방향 바이어스 동작을 위해 설계되지 않았습니다. 이 파라미터는 역전압이 실수로 인가될 경우 작은 누설 전류를 나타냅니다. 데이터시트는 이 장치가 역방향 동작을 위해 설계되지 않았음을 명시적으로 경고합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

대량 생산에서 일관성을 보장하기 위해 LED는 주요 파라미터에 따라 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 색상, 밝기 및 순방향 전압에 대한 특정 요구 사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 순방향 전압 (V_F) 등급

빈은 테스트 전류 2mA에서 2.5V부터 3.1V까지 0.1V 단계로 정의됩니다. 예를 들어, 빈 코드 '10'은 V_F가 2.5V와 2.6V 사이인 LED를 포함하는 반면, '13'은 3.0V와 3.1V 사이인 LED를 포함합니다. 각 빈에는 ±0.1V의 허용 오차가 적용됩니다. 여러 LED를 병렬로 구동할 때 균일한 밝기를 보장하기 위해 V_F빈을 타이트하게 선택하는 것이 도움이 될 수 있습니다.

3.2 광도 (I_V) 등급

빈은 2mA에서 측정된 광도에 대해 정의됩니다. 코드는 'N2' (35.5-45 mcd)에서 'Q1' (71-90 mcd)까지 다양합니다. 각 빈에는 ±15%의 허용 오차가 적용됩니다. 이 빈닝은 여러 표시등이나 백라이트 영역에서 일관된 인지 밝기가 필요한 응용 분야에 중요합니다.

3.3 색조 (주 파장) 등급

이 빈닝은 색상 일관성을 보장합니다. 주 파장은 5nm 단계로 빈닝됩니다: 'AP' (520.0-525.0 nm), 'AQ' (525.0-530.0 nm), 'AR' (530.0-535.0 nm). 각 빈당 ±1 nm의 타이트한 허용 오차가 유지됩니다. 색상 일치가 중요한 응용 분야(예: 다색 디스플레이 또는 교통 신호)의 경우, 좁은 색조 빈을 지정하는 것이 필수적입니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 다양한 조건에서 장치 동작을 이해하는 데 필수적인 일반적인 특성 곡선을 참조합니다. 특정 그래프는 텍스트로 재현되지 않았지만, 그 함의는 아래에서 분석됩니다.

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

이 곡선은 반도체 다이오드의 전류와 전압 사이의 지수 관계를 보여줍니다. LED의 경우, 턴온 전압(약 2.5-3.1V)과 V_F가 I_F와 함께 어떻게 증가하는지를 보여줄 것입니다. LED는 전류 구동 장치이므로 이 곡선은 적절한 전류 제한 구동기를 설계하는 데 매우 중요합니다. 전압의 작은 변화는 전류의 큰 변화를 초래하여 최대 정격을 초과할 수 있습니다.

4.2 광도 대 순방향 전류

이 그래프는 일반적으로 정상 동작 범위(예: 최대 20mA)에서 광도가 순방향 전류와 거의 선형적으로 증가함을 보여줍니다. 그러나 효율(와트당 루멘)은 최대 정격보다 낮은 전류에서 정점에 이를 수 있습니다. 이 최대 효율점 이상에서 동작하면 빛 출력의 감소에 비해 더 많은 열이 발생하여 전체 신뢰성이 감소합니다.

4.3 스펙트럼 분포

스펙트럼 그래프는 약 25 nm의 특성 폭(Δλ)을 가진 525 nm를 중심으로 하는 단일 피크를 보여줄 것입니다. 이는 InGaN 칩의 단색 녹색 방출을 확인시켜 줍니다. 스펙트럼의 모양과 폭은 색상 순도와 LED 빛이 다른 색상과 어떻게 혼합되는지에 영향을 미칩니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

LED는 컴팩트한 SMD 풋프린트를 가지고 있습니다. 주요 치수(모두 밀리미터 단위, 명시되지 않은 경우 허용 오차 ±0.1mm)는 길이 약 1.6mm, 너비 약 0.8mm의 본체 크기를 포함합니다. 가장 주목할 만한 특징은 높이가 단지 0.35mm에 불과하여 "초박형"으로 분류된다는 점입니다. 패키지는 빛을 확산시키지 않는 워터 클리어 렌즈를 특징으로 하여 기본 칩 방출 패턴(130° 시야각)을 보존합니다.

5.2 권장 PCB 부착 패드

데이터시트는 PCB를 위한 랜드 패턴 설계를 제공합니다. 이 패턴은 리플로우 중 적절한 솔더 접합 형성을 보장하고 우수한 전기적 연결, 기계적 강도 및 열 방산을 제공하는 데 중요합니다. 권장 패드 레이아웃을 따르면 툼스토닝(한쪽 끝이 들림)을 방지하고 일관된 정렬을 보장하는 데 도움이 됩니다.

5.3 극성 식별

SMD LED에는 애노드(+)와 캐소드(-)가 있습니다. 데이터시트 다이어그램은 일반적으로 패키지의 캐소드 측을 표시하거나 내부 칩 방향을 보여줌으로써 극성을 나타냅니다. 올바른 극성은 동작에 필수적입니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 IR 리플로우 솔더링 조건

무연 솔더 공정의 경우, 특정 열 프로파일이 권장됩니다. 피크 온도는 260°C를 초과해서는 안 되며, 260°C 이상의 시간은 최대 10초로 제한되어야 합니다. 조립체를 점진적으로 가열하고 솔더 페이스트 플럭스를 활성화하기 위해 예열 단계(예: 150-200°C)가 필요합니다. 기판 두께, 부품 밀도 및 오븐 유형이 결과에 영향을 미치므로 특정 PCB 조립에 대해 프로파일을 특성화해야 합니다. 데이터시트는 리플로우 프로파일링을 위한 JEDEC 표준 준수를 참조합니다.

6.2 핸드 솔더링

핸드 솔더링이 필요한 경우, 극도로 주의하여 수행해야 합니다. 권장 최대 솔더링 아이언 팁 온도는 300°C이며, 접촉 시간은 접합당 3초로 제한해야 합니다. 과도한 열은 LED의 에폭시 패키지와 내부 와이어 본드를 손상시킬 수 있습니다.

6.3 세척

지정된 세정제만 사용해야 합니다. 권장 용매는 상온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올이며, 침지 시간은 1분 미만으로 제한해야 합니다. 가혹하거나 지정되지 않은 화학 물질은 LED 렌즈와 패키지 재료를 크레이징, 흐리게 하거나 손상시킬 수 있습니다.

6.4 보관 및 취급

• ESD 주의사항:LED는 정전기 방전(ESD)에 민감합니다. 취급은 정전기 방지 손목 스트랩, 정전기 방지 장갑 및 적절하게 접지된 작업대에서 수행해야 합니다.
• 습기 민감도:패키지는 습기에 민감합니다. 개봉되지 않은 릴은 ≤30°C 및 ≤90% RH에서 보관해야 합니다. 원래의 방습 백이 개봉되면 LED는 Moisture Sensitivity Level (MSL) 2a로 등급이 매겨지며, 이는 공장 주변 조건(≤30°C/60% RH)에 노출된 후 672시간(28일) 이내에 솔더링되어야 함을 의미합니다. 개봉 후 더 오래 보관하려면 건조제가 들어 있는 밀폐 용기에 보관해야 합니다. 노출 시간이 672시간을 초과하면 솔더링 전에 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 중 "팝콘 현상"을 방지하기 위해 최소 20시간 동안 60°C에서 베이크아웃이 필요합니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 사양

LED는 보호 커버 테이프가 있는 엠보싱 캐리어 테이프에 공급됩니다. 테이프 너비는 8mm이며 표준 7인치(178mm) 직경 릴에 감겨 있습니다. 각 릴에는 5000개가 들어 있습니다. 전체 릴보다 적은 수량의 경우 최소 포장 수량은 500개입니다. 포장은 ANSI/EIA-481 사양을 준수하여 자동화 조립 장비와의 호환성을 보장합니다.

8. 응용 제안 및 설계 고려사항

8.1 일반적인 응용 회로

LED는 정전류원으로 구동하거나 전압 공급과 직렬로 연결된 전류 제한 저항을 통해 구동해야 합니다. 저항 값(R)은 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다: R = (V_공급- V_F) / I_F. 최악의 경우 부품 허용 오차에서도 전류가 한계를 초과하지 않도록 빈 또는 데이터시트의 최대 V_F를 사용하는 것이 중요합니다. 예를 들어, 5V 공급, V_F3.1V, 원하는 I_F20mA: R = (5 - 3.1) / 0.02 = 95 옴. 표준 100 옴 저항은 안전한 선택이 될 것이며, 약간 더 낮은 전류를 초래합니다.

8.2 열 관리

전력 소산이 낮더라도(최대 76 mW), 적절한 열 설계는 수명을 연장합니다. 권장 PCB 패드를 사용하여 히트 싱크 역할을 하도록 합니다. LED를 다른 발열 부품 근처에 배치하지 마십시오. 더 낮은 전류(예: 20mA 대신 10mA)에서 동작하면 내부 발열이 크게 감소하고 동작 수명을 극적으로 증가시킬 수 있습니다.

8.3 광학 설계

130도 시야각은 넓고 균일한 조명을 제공합니다. 더 집속된 빔이 필요한 응용 분야의 경우 외부 2차 광학(렌즈)가 필요할 것입니다. 워터 클리어 렌즈는 가능한 최대 빛 출력을 제공하지만 눈에 보이는 밝은 칩 이미지("핫 스팟")를 유발할 수 있습니다. 확산되고 균일한 조명이 필요한 경우, 확산 렌즈가 있는 LED를 사용하거나 응용 분야에 라이트 가이드/확산 필름을 추가하는 것을 고려하십시오.

9. 기술 비교 및 차별화

LTST-C281TGKT-2A의 주요 차별화 요소는 초박형 0.35mm 높이입니다. 0603(0.8mm 높이) 또는 0402(0.6mm 높이) 패키지와 같은 표준 SMD LED와 비교하여, 이 장치는 더 엄격한 Z-높이 제약이 있는 설계를 가능하게 합니다. InGaN 칩의 사용은 유사한 패키지 크기의 녹색 빛을 위한 AlGaInP와 같은 오래된 기술에 비해 더 높은 밝기와 효율을 제공합니다. 표준 IR 리플로우 공정 및 테이프-릴 포장과의 호환성으로 인해 소형화 또는 성능 업그레이드를 추구하는 많은 기존 설계에 쉽게 대체할 수 있습니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 이 LED를 20mA로 연속 구동할 수 있나요?

A: 네, 20mA는 권장 최대 DC 순방향 전류입니다. 최대 신뢰성과 수명을 위해 10-15mA와 같은 더 낮은 전류에서 동작하는 것을 고려하십시오.

Q: 광도 범위가 왜 35.5에서 90 mcd로 이렇게 넓나요?

A: 이는 빈닝 과정을 반영합니다. 특정 밝기 범위 내의 LED를 얻으려면 주문 시 원하는 IV 빈 코드(N2, P1, P2, Q1)를 지정해야 합니다.

Q: 제품에서 여러 LED 간의 일관된 색상을 어떻게 보장하나요?

A: 주문 시 타이트한 색조 빈 코드(예: AQ만)를 지정하십시오. 이렇게 하면 모든 LED의 주 파장이 5nm 범위 내에 있어 시각적으로 일관된 녹색 색상을 얻을 수 있습니다.

Q: 제 리플로우 오븐 프로파일 피크가 250°C입니다. 이것은 허용 가능한가요?

A: 네, 250°C의 피크 온도는 최대 정격 260°C보다 낮으며, 프로파일의 다른 측면(액상선 이상 시간, 램프 속도)이 제어된다면 일반적으로 허용됩니다.

11. 실제 사용 사례 예시

시나리오: 의료 기기용 멤브레인 키패드 백라이트.

이 장치는 키에 얇고 신뢰할 수 있는 녹색 백라이트가 필요합니다. LTST-C281TGKT-2A는 멤브레인 스위치의 적층 구조 내에 맞는 0.35mm 높이 때문에 선택되었습니다. 모든 키에서 밝고 균일하며 일관된 녹색 조명을 보장하기 위해 "Q1" 광도 빈과 "AQ" 색조 빈의 LED가 선택되었습니다. 이들은 플렉시블 PCB에 배치되고 각각 15mA에서 정전류 구동기 IC를 통해 구동되어 밝기와 장기 신뢰성을 균형 있게 맞춥니다. 조립체는 신중하게 프로파일링된 IR 리플로우 공정을 거치며, LED는 사용 전 MSL 요구 사항을 준수하기 위해 드라이 캐비닛에 보관됩니다.

12. 동작 원리 소개

발광 다이오드(LED)는 전기발광을 통해 빛을 방출하는 반도체 장치입니다. 반도체 재료(이 경우 InGaN)의 p-n 접합에 순방향 전압이 인가되면 전자와 정공이 활성 영역에서 재결합합니다. 이 재결합 과정은 광자(빛 입자) 형태로 에너지를 방출합니다. 방출된 빛의 파장(색상)은 반도체 재료의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. InGaN은 일반적으로 스펙트럼의 파란색, 녹색 및 청록색 영역에서 빛을 생산하는 데 사용됩니다. 칩의 특정 도핑과 구조는 525 nm에서 높은 효율과 원하는 녹색 색상을 달성하도록 설계되었습니다.

13. 기술 동향

소비자 가전용 SMD LED의 동향은 더욱 소형화, 효율 증가(와트당 루멘), 높은 신뢰성으로 계속되고 있습니다. 여기서 논의된 0.35mm 프로필과 같은 초박형 패키지로의 이동은 더욱 얇은 최종 제품을 가능하게 합니다. 또한 디스플레이 응용 분야를 위한 색상 일관성 개선 및 색역 확장에 초점이 맞춰져 있습니다. 더 나아가, 시스템 설계를 단순화하기 위해 단일 패키지 내에 구동 회로 또는 여러 LED 칩을 통합하는 것(예: RGB LED)이 증가하는 추세입니다. 특히 녹색 LED를 위한 기반 반도체 기술은 "녹색 간극"을 해소하고 파란색 및 빨간색 LED에 필적하는 효율을 달성하기 위한 활발한 연구 영역입니다.