SMD LED 녹색 돔 렌즈 LTST-C930TGKT 데이터시트 - 2.8x3.2V - 76mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTST-C930TGKT는 인듐갈륨질화물(InGaN) 반도체 재료를 사용하여 녹색광을 생성하는 고휘도 표면 실장 장치(SMD) 발광 다이오드(LED)입니다. 평평한 렌즈 대비 광 출력 및 시야각 특성을 향상시키도록 설계된 독특한 돔형 렌즈를 특징으로 합니다. 이 부품은 자동 픽 앤 플레이스 조립 시스템 및 표준 리플로우 솔더링 공정과의 호환성을 위해 설계되어 대량 생산 환경에 적합합니다. 주요 응용 분야로는 상태 표시기, 소형 디스플레이 백라이트, 패널 조명, 그리고 신뢰할 수 있고 일관된 녹색 조명이 필요한 다양한 소비자 가전 제품이 포함됩니다.

1.1 핵심 장점 및 타겟 시장

이 LED의 주요 장점은 재료 및 패키지 설계에서 비롯됩니다. InGaN 칩 기술은 적색 또는 청색 LED에 비해 고휘도 달성이 종종 더 어려운 효율적인 녹색 발광을 제공합니다. 돔 렌즈는 1차 광학 소자 역할을 하여 반도체 칩으로부터의 광 추출을 효과적으로 증가시키고 더 넓고 균일한 시야각을 제공합니다. 이 장치는 EIA 표준을 준수하는 7인치 릴용 8mm 테이프에 포장되어 자동화 생산 라인에 원활하게 통합됩니다. 타겟 시장은 사무 자동화, 통신 장치, 가전 제품 등 LED가 신뢰할 수 있는 시각 표시 부품으로 사용되는 광범위한 전자 장비 제조업체를 포괄합니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

이 섹션은 LTST-C930TGKT에 대해 명시된 전기적, 광학적 및 열적 파라미터에 대한 상세한 분석을 제공하여 설계 엔지니어에게 컨텍스트를 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 정상 작동을 위한 것이 아닙니다.

• 전력 소산 (Pd):76 mW. 이는 주변 온도(Ta) 25°C에서 LED 패키지가 열로 소산할 수 있는 최대 전력량입니다. 이 한계를 초과하면 반도체 접합부의 과열 위험이 있습니다.
• DC 순방향 전류 (IF):20 mA. 신뢰할 수 있는 장기 성능을 위한 권장 연속 작동 전류입니다.
• 피크 순방향 전류:100 mA. 이는 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서만 허용되며 DC 작동에는 사용해서는 안 됩니다.
• 디레이팅 계수:50°C 이상에서 0.25 mA/°C. 이 중요한 파라미터는 주변 온도가 50°C 이상 상승할 때마다 최대 허용 DC 순방향 전류를 선형적으로 0.25 mA 감소시켜야 함을 나타냅니다. 예를 들어, 70°C에서는 최대 DC 전류가 20 mA - (0.25 mA/°C * 20°C) = 15 mA가 됩니다.
• 역방향 전압 (VR):5 V. 이보다 큰 역바이어스 전압을 가하면 LED 접합부의 항복 및 고장이 발생할 수 있습니다.
• 작동 및 보관 온도:각각 -20°C ~ +80°C 및 -30°C ~ +100°C. 이는 작동 및 비작동 보관을 위한 환경적 한계를 정의합니다.
• 솔더링 조건:웨이브(260°C, 5초), 적외선 리플로우(260°C, 5초), 증기상 리플로우(215°C, 3분)에 대한 특정 프로파일이 제공됩니다. 패키지 균열 또는 솔더 접합 문제를 방지하기 위해 이러한 시간-온도 한계를 준수하는 것이 중요합니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성

이는 달리 명시되지 않는 한 Ta=25°C 및 IF=20mA에서 측정된 일반적인 성능 파라미터입니다.

• 광도 (Iv):710.0 mcd(최소)에서 2000.0 mcd(일반)까지의 범위입니다. 이는 인간 눈의 명시 응답(CIE 곡선)에 맞춰 필터링된 센서로 측정한 광원의 인지된 밝기입니다. 특정 유닛의 실제 강도는 빈 코드에 따라 다릅니다.
• 시야각 (2θ1/2):25도(일반). 이는 광도가 축상(0°)에서 측정된 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도입니다. 25도 각도는 상대적으로 집중된 빔 패턴을 나타내며, 더 높은 축상 강도를 위해 설계된 돔 렌즈의 특징입니다.
• 피크 발광 파장 (λP):530 nm(일반). 이는 스펙트럼 파워 출력이 최대가 되는 파장입니다. InGaN 재료의 물리적 특성입니다.
• 주 파장 (λd):525 nm(IF=20mA에서 일반). 이는 CIE 색도도에서 도출되며 빛의 인지된 색상을 가장 잘 설명하는 단일 파장을 나타냅니다. 색상 사양을 위한 핵심 파라미터입니다.
• 스펙트럼 선 반폭 (Δλ):35 nm(일반). 이는 최대 파워의 절반에서 방출 스펙트럼의 대역폭을 측정합니다. 35nm 값은 녹색 InGaN LED에 일반적이며 중간 정도의 순수한 녹색을 나타냅니다.
• 순방향 전압 (VF):20mA에서 2.80V(최소), 3.20V(일반), 3.60V(최대). 이는 LED가 작동할 때 걸리는 전압 강하입니다. 그 변동은 전압 빈닝 시스템을 통해 관리됩니다.
• 역방향 전류 (IR):VR=5V에서 10 μA(최대). 역바이어스 하의 작은 누설 전류입니다.
• 정전 용량 (C):VF=0V, f=1MHz에서 40 pF(일반). 이 접합 용량은 고주파 스위칭 응용 분야에서 관련이 있을 수 있습니다.

3. 빈닝 시스템 설명

대량 생산에서 일관성을 보장하기 위해 LED는 성능 빈으로 분류됩니다. LTST-C930TGKT는 3차원 빈닝 시스템을 사용합니다.

3.1 순방향 전압 빈닝

유닛은 20mA에서의 순방향 전압(VF)에 따라 분류됩니다. 빈 코드(D7, D8, D9, D10)는 빈당 ±0.1V의 허용 오차를 가진 특정 전압 범위에 해당합니다. 예를 들어, D8 빈 LED는 3.00V에서 3.20V 사이의 VF를 가집니다. 이를 통해 설계자는 특히 여러 LED가 병렬로 연결된 회로에서 전류 조절이 중요한 경우 일치하는 전압 강하를 가진 LED를 선택할 수 있습니다.

3.2 광도 빈닝

이는 밝기 일관성을 위한 가장 중요한 빈이라고 할 수 있습니다. 빈(V, W, X, Y)은 최소 및 최대 광도 값을 정의하며, 각각 ±15%의 허용 오차를 가집니다. 예를 들어, 'W' 빈 LED는 1120.0 mcd에서 1800.0 mcd 사이의 강도를 가집니다. 여러 표시기에 걸쳐 균일한 밝기가 필요한 응용 분야에서는 동일한 강도 빈에서 LED를 선택하는 것이 필수적입니다.

3.3 주 파장 빈닝

이 빈닝은 색상 일관성을 보장합니다. 빈(AP, AQ, AR)은 주 파장(λd)에 대한 범위를 정의하며, ±1 nm의 엄격한 허용 오차를 가집니다. 예를 들어, 'AQ' 빈 LED는 525.0 nm에서 530.0 nm 사이의 λd를 가집니다. 동일한 파장 빈의 LED를 사용하면 제품 전체에 걸쳐 일관된 녹색 색조를 보장합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트(그림1, 그림6)에서 특정 그래프가 참조되지만, 그 함의는 표준적입니다.상대 광도 대 순방향 전류곡선은 낮은 전류에서는 거의 선형 관계를 보이지만, 효율 저하 및 가열로 인해 높은 전류에서는 준 선형 경향을 보일 것입니다.순방향 전압 대 순방향 전류곡선은 지수적 턴온 특성을 나타내며, 작동 영역에서 안정화됩니다.상대 광도 대 주변 온도곡선은 매우 중요합니다. 일반적으로 음의 온도 계수를 보여주며, 이는 접합 온도가 증가함에 따라 광 출력이 감소함을 의미합니다. 이는 열 관리 및 전류 디레이팅의 중요성을 강화합니다.스펙트럼 분포곡선(λP 및 Δλ로 참조됨)은 530nm를 중심으로 가우시안 형태를 보일 것입니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

이 장치는 표준 SMD LED 풋프린트를 따릅니다. 데이터시트에는 일반 허용 오차 ±0.10mm의 상세한 패키지 치수 도면(모두 mm 단위)이 포함되어 있습니다. 주요 기계적 특징으로는 돔 렌즈 형상 및 캐소드 식별 마크가 있습니다. 신뢰할 수 있는 솔더 필릿 및 리플로우 중 적절한 정렬을 보장하기 위해 제안된 솔더링 패드 레이아웃이 제공됩니다. 극성은 장치에 명확하게 표시되어 있으며, 일반적으로 캐소드 측에 노치 또는 녹색 점이 있어 조립 중 역연결을 방지하기 위해 관찰해야 합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

데이터시트는 두 가지 제안된 적외선(IR) 리플로우 프로파일을 제공합니다: 하나는 표준 SnPb 솔더 공정용, 다른 하나는 무연(예: SnAgCu) 공정용입니다. 두 프로파일 모두 제어된 램프업, 플럭스 활성화 및 보드 온도 균등화를 위한 충분한 예열/소킹 구역, 액상선 이상 시간(TAL) 정의, 260°C를 초과하지 않는 피크 온도, 제어된 램프다운을 강조합니다. 이러한 프로파일을 따르면 에폭시 패키지 및 반도체 다이에 대한 열 충격을 방지할 수 있습니다.

6.2 보관 및 취급

LED는 습기에 민감한 장치입니다. 원래의 습기 차단 포장에서 제거된 경우, 일주일 이내에 리플로우 솔더링해야 합니다. 원래 백 외부에서 더 오래 보관할 경우, 건조 환경(예: 건조제가 있는 밀폐 용기 또는 질소 건조기)에 보관해야 합니다. 일주일 이상 주변 습도에 노출된 경우, 솔더링 전 약 60°C에서 24시간 동안 베이크아웃하여 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 중 "팝콘 현상"을 방지하는 것이 좋습니다.

6.3 세척

지정된 세정제만 사용해야 합니다. 이소프로필 알코올(IPA) 또는 에틸 알코올을 권장합니다. LED는 상온에서 1분 미만으로 침지해야 합니다. 가혹하거나 지정되지 않은 화학 물질은 에폭시 렌즈 재료를 손상시켜 흐려지거나 균열을 일으킬 수 있습니다.

7. 패키징 및 주문 정보

표준 패키징은 7인치 직경 릴당 1500개이며, 8mm 너비의 엠보싱 캐리어 테이프에 부품이 있습니다. 테이프에는 빈 포켓을 밀봉하는 커버 테이프가 있습니다. 나머지 릴의 최소 주문 수량은 500개입니다. 패키징은 ANSI/EIA-481-1-A 표준을 준수합니다. 부품 번호 LTST-C930TGKT 자체는 내부 코딩 체계를 따르는 것으로 보이며, 'LTST'는 제품군, 'C930'은 특정 시리즈/패키지, 'TG'는 색상(녹색) 및 렌즈 유형을 나타내고, 'KT'는 빈닝 또는 기타 변형을 나타낼 수 있습니다.

8. 응용 설계 권장사항

8.1 구동 회로 설계

중요 고려사항:LED는 전압 구동 장치가 아닌 전류 구동 장치입니다. LED를 구동하는 가장 신뢰할 수 있는 방법은 정전류원을 사용하는 것입니다. 간단한 전압 구동 회로에서는 직렬 전류 제한 저항이절대적으로 필수적입니다. 데이터시트는 여러 유닛이 병렬로 연결될 때 각 LED마다 별도의 저항을 사용할 것을 강력히 권장합니다(회로 모델 A). 여러 병렬 LED에 단일 저항을 사용하는 것(회로 모델 B)은 권장되지 않습니다. 개별 LED 간 순방향 전압(VF) 특성의 작은 변동이 전류 분배에 상당한 불균형을 초래하여 밝기 불균일 및 가장 낮은 VF를 가진 LED의 잠재적 과부하를 유발하기 때문입니다.

8.2 정전기 방전(ESD) 보호

LED는 정전기 방전으로 인한 손상에 취약합니다. 취급 및 조립 환경에서 적절한 ESD 제어를 구현해야 합니다: 접지된 손목 스트랩 및 작업대 사용, 플라스틱 렌즈에 축적될 수 있는 정전기를 중화시키기 위한 이오나이저 사용, 모든 장비가 적절하게 접지되었는지 확인합니다.

8.3 열 관리

전력 소산이 낮지만(최대 76mW), PCB 패드를 통한 효과적인 방열은 LED 성능 및 수명을 유지하는 데 중요합니다. LED 주변의 주변 온도가 높을 것으로 예상되는 설계에서는 디레이팅 곡선(50°C 이상에서 0.25 mA/°C)을 적용해야 합니다. PCB의 솔더 패드 주변에 충분한 구리 면적을 확보하면 열을 방산하는 데 도움이 됩니다.

9. 기술 비교 및 차별화

LTST-C930TGKT의 주요 차별화 요소는 녹색광을 위한 돔 렌즈와 InGaN 기술의 결합에 있습니다. 평평한 렌즈 LED와 비교하여 돔은 더 높은 축상 광도와 더 제어된 시야각을 제공합니다. 녹색용 인화갈륨(GaP)과 같은 오래된 기술과 비교하여 InGaN은 훨씬 더 높은 밝기와 효율을 제공합니다. 무연 리플로우 공정과의 호환성으로 인해 현대적인 RoHS 준수 전자 제조에 적합합니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 5V 공급 전원으로 이 LED를 직접 구동할 수 있나요?

A: 아니요. 직렬 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 20mA에서 일반적인 VF가 3.2V일 때, 옴의 법칙(R = (공급 전압 - Vf) / If)을 사용하면 저항 값은 (5V - 3.2V) / 0.02A = 90 옴이 됩니다. 표준 91 또는 100 옴 저항이 적절하며, 그 전력 정격은 최소 I^2 * R = (0.02^2)*90 = 0.036W이므로 1/10W 또는 1/8W 저항으로 충분합니다.

Q: 광도가 범위(710-2000mcd)로 주어진 이유는 무엇인가요?

A: 이는 전체 사양 범위입니다. 실제 생산 유닛은 더 엄격한 빈(V, W, X, Y)으로 분류됩니다. 설계에서 일관된 밝기를 위해 주문 시 필요한 강도 빈을 지정하세요.

Q: 절대 최대 DC 순방향 전류 20mA를 초과하면 어떻게 되나요?

A: 20mA 이상으로 연속 작동하면 접합 온도가 안전 한계를 초과하여 루멘 감소(LED가 시간이 지남에 따라 어두워짐)를 가속화하고 잠재적으로 치명적인 고장을 일으킬 수 있습니다. 특히 주변 온도가 높은 경우, 구동 회로를 설계하여 전류를 정격 값 이하로 제한하도록 항상 설계하세요.

11. 설계 및 사용 사례 연구

시나리오: 10개의 균일하게 밝은 녹색 LED로 상태 표시 패널 설계

1. 회로 설계:정전압원(예: 5V)을 사용합니다.10개의 개별 전류 제한 저항을 각 LED와 직렬로 배치합니다. 여러 LED 간에 하나의 저항을 공유하지 마세요.

2. 부품 선택:모든 LED를동일한 광도 빈(예: 모두 'W' 빈)과동일한 주 파장 빈(예: 모두 'AQ' 빈)에서 주문하여 균일한 밝기와 색상을 보장합니다. 각 LED에 자체 저항이 있으므로 순방향 전압 빈은 여기서 덜 중요합니다.

3. PCB 레이아웃:데이터시트의 제안된 솔더링 패드 치수를 따르세요. 캐소드/애노드 패드가 큰 구리 영역에 연결된 경우, 솔더링을 돕기 위해 작은 열 릴리프 연결을 포함하세요.

4. 조립:권장되는 무연 IR 리플로우 프로파일을 따르세요. 조립 구역에 ESD 제어가 있는지 확인하세요.

5. 결과:10개의 LED 모두에서 일관된 색상과 밝기를 가진 신뢰할 수 있고 전문적인 모습의 표시 패널.

12. 작동 원리 소개

LED는 반도체 p-n 접합 다이오드입니다. 순방향 전압이 가해지면 n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 접합 영역으로 주입됩니다. 이 전하 캐리어가 재결합할 때 에너지를 방출합니다. 표준 실리콘 다이오드에서는 이 에너지가 주로 열로 방출됩니다. InGaN과 같은 직접 밴드갭 반도체에서는 이 재결합 에너지의 상당 부분이 광자(빛)로 방출됩니다. 방출된 빛의 특정 파장(색상)은 반도체 재료의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. 인듐갈륨질화물(InGaN) 합금을 통해 엔지니어는 이 밴드갭을 조정하여 스펙트럼의 청색, 녹색 및 자외선 부분에서 빛을 생성할 수 있습니다. 칩을 둘러싼 돔형 에폭시 렌즈는 칩을 보호하고 광 출력을 형성하여 추출 효율을 향상시키고 시야각을 정의하는 역할을 합니다.

13. 기술 동향

LED 기술 분야, 특히 녹색 발광 분야는 계속 발전하고 있습니다. 주요 동향은 다음과 같습니다:

- 효율 증가 (루멘/와트):지속적인 재료 과학 연구는 InGaN LED, 특히 역사적으로 청색 또는 적색보다 효율이 낮았던 녹색 파장에서 "효율 저하"를 줄이는 것을 목표로 합니다.

- 색상 일관성 및 빈닝:에피택셜 성장 및 제조 제어의 발전으로 인해 내재 파라미터 분포가 더욱 엄격해져 빈 내의 편차와 광범위한 분류 필요성을 줄이고 있습니다.

- 소형화:더 작고 밀도 높은 전자 제품을 위한 추진력은 광 출력을 유지하거나 개선하면서 더 작은 패키지 풋프린트의 LED를 계속해서 요구하고 있습니다.

- 신뢰성 및 수명:패키지 재료, 다이 부착 방법 및 형광체 기술(백색 LED용)의 개선으로 인해 가혹한 환경 조건에서 작동 수명과 성능이 연장되고 있습니다.