SMD LED 녹색 GaP 데이터시트 - 3.2x2.8x1.9mm - 2.6V - 72mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 고휘도 표면실장 녹색 LED의 완전한 기술 사양을 제공합니다. 이 소자는 소비자 가전, 사무 장비 및 통신 장치에서의 일반 목적 지시등 및 백라이트 애플리케이션을 위해 설계되었습니다. 주요 장점으로는 자동화 부품 장착 장비와의 호환성, 적외선 및 리플로우 솔더링 공정에의 적합성, 무연(RoHS) 요구사항 준수가 포함됩니다. 표준 EIA 패키지는 업계 내 광범위한 호환성을 보장합니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 절대 최대 정격

소자의 동작 한계는 주변 온도(Ta) 25°C에서 정의됩니다. 이 정격을 초과하면 영구적인 손상을 초래할 수 있습니다.

• 전력 소산 (Pd):72 mW. 이는 LED가 연속 동작 시 안전하게 열로 방출할 수 있는 최대 전력입니다.
• 피크 순방향 전류 (IFP):80 mA. 이는 펄스 조건에서 허용되는 최대 전류로, 1/10 듀티 사이클 및 0.1ms 펄스 폭으로 지정됩니다. 짧은 고강도 점멸을 수용하기 위해 DC 정격보다 훨씬 높습니다.
• DC 순방향 전류 (IF):30 mA. 이는 신뢰할 수 있는 장기간 동작을 위한 최대 권장 연속 순방향 전류입니다.
• 역방향 전압 (VR):5 V. 이 한계를 초과하는 역방향 전압을 가하면 LED의 반도체 접합이 손상될 수 있습니다.
• 동작 온도 범위:-40°C ~ +85°C. 이 소자는 이 넓은 산업용 온도 범위에서 신뢰할 수 있는 성능을 위해 정격화되었습니다.
• 보관 온도 범위:-40°C ~ +100°C.

2.2 전기적 및 광학적 특성

주요 성능 파라미터는 Ta=25°C 및 표준 테스트 전류 IF=20mA에서 측정됩니다.

• 광도 (Iv):최소 7.1 mcd에서 일반값 45.0 mcd까지 범위입니다. 실제 광도는 섹션 3에 상세히 설명된 대로 빈닝됩니다.
• 시야각 (2θ1/2):120도. 이 넓은 시야각은 확산 렌즈 타입을 나타내며, 넓은 가시성이 필요한 애플리케이션에 적합합니다.
• 피크 발광 파장 (λP):565 nm. 이는 스펙트럼 출력이 가장 강한 파장입니다.
• 주 파장 (λd):569 nm. 이는 CIE 색도도에서 도출된 단일 파장으로, LED의 인지된 색상(녹색)을 정의합니다.
• 스펙트럼 선 반폭 (Δλ):30 nm. 이 파라미터는 스펙트럼 순도를 설명합니다. 더 좁은 폭은 더 단색광에 가까운 광원을 나타냅니다.
• 순방향 전압 (VF):일반적으로 2.6V, 20mA에서 2.0V ~ 2.6V 범위입니다. 일반값에 대해 +/- 0.1V의 허용 오차가 있습니다.
• 역방향 전류 (IR):역방향 전압 5V가 인가될 때 최대 10 µA.

3. 빈닝 시스템 설명

생산 로트 간 밝기 일관성을 보장하기 위해 광도는 빈으로 분류됩니다. 빈 코드는 파트 넘버 선택의 일부입니다.

• 빈 코드 K:7.1 mcd (최소) ~ 11.2 mcd (최대)
• 빈 코드 L:11.2 mcd ~ 18.0 mcd
• 빈 코드 M:18.0 mcd ~ 28.0 mcd
• 빈 코드 N:28.0 mcd ~ 45.0 mcd

각 광도 빈에는 +/-15%의 허용 오차가 적용됩니다. 설계자는 애플리케이션에 필요한 밝기 수준에 따라 적절한 빈을 선택해야 합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 주요 파라미터 간의 관계를 설명하는 일반적인 성능 곡선을 참조합니다. 특정 그래프는 본문에 재현되지 않았지만, 그 함의는 설계에 매우 중요합니다.

• I-V 곡선:순방향 전류(IF)와 순방향 전압(VF) 간의 관계를 보여줍니다. 다이오드의 전형적인 비선형입니다. 이 곡선은 적절한 전류 제한 저항 선택에 도움이 됩니다.
• 광도 대 순방향 전류:광 출력이 전류와 함께 어떻게 증가하는지 보여주며, 일반적으로 동작 범위 내에서 거의 선형 관계입니다. 최대 전류 이상으로 동작하면 수익 체감이 발생하고 열이 증가합니다.
• 광도 대 주변 온도:접합 온도가 증가함에 따라 광 출력의 디레이팅을 보여줍니다. 이는 고출력 또는 고주변 온도 애플리케이션에서 열 관리에 매우 중요합니다.
• 스펙트럼 분포:상대 강도 대 파장의 그래프로, 30nm 반폭으로 565nm를 중심으로 하여 녹색 색상 출력을 확인합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 소자 치수

LED는 표준 EIA SMD 패키지를 따릅니다. 주요 치수(밀리미터)는 본체 크기 약 3.2mm(길이) x 2.8mm(폭) x 1.9mm(높이)를 포함합니다. 별도로 명시되지 않는 한 허용 오차는 일반적으로 ±0.2mm입니다. 정확한 PCB 풋프린트 설계를 위해 상세 치수 도면을 참조해야 합니다.

5.2 권장 PCB 패드 설계

적외선 또는 기상 리플로우 솔더링을 위한 랜드 패턴 권장사항이 제공됩니다. 신뢰할 수 있는 솔더 접합, 리플로우 중 적절한 자체 정렬 및 효과적인 열 방산을 달성하기 위해 이 권장 풋프린트를 준수하는 것이 필수적입니다. 설계에는 일반적으로 솔더링 온도를 관리하기 위한 열 완화 패턴이 포함됩니다.

5.3 극성 식별

캐소드는 일반적으로 소자에 표시되어 있으며, 렌즈나 패키지에 노치, 녹색 점 또는 잘린 모서리 형태로 표시됩니다. 조립 중 올바른 방향을 위해 정확한 표시 방식을 확인하려면 데이터시트 다이어그램을 참조해야 합니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

본 소자는 무연(Pb-free) 리플로우 솔더링 공정과 호환됩니다. J-STD-020B를 준수하는 제안 프로파일이 참조됩니다. 주요 파라미터는 다음과 같습니다:

• 예열 온도:150°C ~ 200°C.
• 예열 시간:최대 120초.
• 피크 온도:최대 260°C.
• 액상선 이상 시간:솔더 페이스트 사양에 따른 권장 지속 시간.
• 램프 속도:열 충격을 방지하기 위해 제어됨.

최적의 프로파일은 특정 PCB 설계, 솔더 페이스트 및 오븐에 따라 달라진다는 점을 유의하는 것이 중요합니다. 부품 수준 및 보드 수준 검증을 권장합니다.

6.2 핸드 솔더링

수동 솔더링이 필요한 경우, 온도가 300°C를 초과하지 않는 솔더링 아이언을 사용하십시오. 접촉 시간은 접합당 최대 3초로 제한해야 하며, 플라스틱 패키지나 내부 와이어 본드를 손상시키지 않도록 한 번만 수행해야 합니다.

6.3 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우, 지정된 용제만 사용해야 합니다. LED를 상온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 1분 미만 담그는 것은 허용됩니다. 지정되지 않은 화학 물질은 에폭시 렌즈나 패키지를 손상시킬 수 있습니다.

6.4 보관 및 습도 민감도

LED는 습도에 민감합니다. 원래의 밀봉된 방습 백에 건조제와 함께 보관할 때는 ≤ 30°C 및 ≤ 70% RH에서 보관하고 1년 이내에 사용해야 합니다. 백을 개봉한 후에는 보관 환경이 30°C 및 60% RH를 초과하지 않아야 합니다. 주변 공기에 168시간 이상 노출된 부품은 리플로우 솔더링 전에 약 60°C에서 최소 48시간 베이킹하여 "팝콘 현상"(증기압으로 인한 패키지 균열)을 방지해야 합니다.

7. 패키징 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 사양

소자는 표준 자동화 피크 앤 플레이스 장비와 호환되는 7인치(178mm) 직경 릴에 8mm 캐리어 테이프로 공급됩니다.

• 릴당 개수: 2000.
• 최소 주문 수량 (MOQ):잔여 수량에 대해 500개.
• 커버 테이프:빈 포켓은 상단 커버 테이프로 밀봉됩니다.
• 누락 부품:사양(EIA-481-1-B)에 따라 최대 2개의 연속 누락 램프가 허용됩니다.

7.2 파트 넘버 구조

파트 넘버 LTST-M670GKT는 주요 속성을 인코딩합니다:

• LTST:제품군 또는 시리즈를 나타낼 가능성이 높습니다.
• M670:특정 칩/다이 타입 또는 광학 설계를 가리킬 수 있습니다.
• G:렌즈 색상을 나타냅니다 (Water Clear).
• K:광도 빈 코드를 나타냅니다 (예: K 빈: 7.1-11.2 mcd).
• T:테이프 및 릴 패키징을 나타낼 가능성이 높습니다.

원하는 밝기 수준을 얻기 위해 올바른 접미사(빈 코드)를 선택하는 것이 필수적입니다.

8. 애플리케이션 권장사항

8.1 일반적인 애플리케이션 시나리오

이 LED는 밝고 신뢰할 수 있는 녹색 지시등이 필요한 광범위한 애플리케이션에 적합합니다. 예를 들면:

• 소비자 가전(라우터, 모뎀, 오디오 장비)의 상태 표시등.
• 멤브레인 스위치 및 패널의 백라이트.
• 계기 및 제어 패널의 조명.
• 넓은 시야각이 유리한 일반 목적의 간판 및 장식 조명.

8.2 구동 회로 설계

LED는 전류 구동 소자입니다.일관된 밝기를 위해, 특히 여러 LED를 병렬로 구동할 때는강력히 권장합니다각 LED에 대해 직렬 전류 제한 저항을 사용하는 것입니다(회로 모델 A). 전압원에서 LED를 직접 병렬로 구동하는 것(회로 모델 B)은 권장되지 않습니다. 개별 LED 간의 순방향 전압(VF) 특성의 약간의 변동으로 인해 전류 분배에 심각한 불균형이 발생하고 결과적으로 밝기가 고르지 않게 됩니다. 직렬 저항 값은 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다: R = (Vcc - VF) / IF, 여기서 Vcc는 공급 전압, VF는 LED 순방향 전압(신뢰성을 위해 최대값 사용), IF는 원하는 순방향 전류입니다.

8.3 열 관리

전력 소산이 상대적으로 낮지만(최대 72mW), 적절한 열 설계는 수명을 연장하고 안정적인 광 출력을 유지합니다. PCB 패드 설계가 적절한 열 완화를 제공하는지 확인하십시오. LED를 절대 최대 전류 및 온도 정격에서 또는 그 근처에서 장시간 동작시키지 마십시오.

8.4 ESD (정전기 방전) 주의사항

대부분의 반도체 소자와 마찬가지로 LED는 정전기 방전에 민감합니다. 조립 및 취급 중에는 접지된 작업대, 손목 스트랩 및 도전성 용기 사용을 포함한 표준 ESD 처리 절차를 따라야 합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

기존의 스루홀 LED 기술과 비교하여, 이 SMD 소자는 상당한 장점을 제공합니다:

• 크기 및 프로파일:소형 3.2x2.8mm 풋프린트 및 낮은 프로파일(1.9mm)은 최종 제품의 소형화를 가능하게 합니다.
• 제조 가능성:고속, 자동화된 SMT 조립 라인과의 완전한 호환성은 생산 비용을 절감하고 수동 삽입보다 신뢰성을 높입니다.
• 광학 성능:고휘도(최대 45 mcd)와 넓은 120도 시야각의 조합으로 우수한 가시성을 제공합니다.
• 신뢰성:패키지는 강력한 적외선/리플로우 솔더링 공정을 위해 설계되었으며 넓은 동작 온도 범위(-40°C ~ +85°C)를 제공합니다.

GaP 기판 기술에 GaP(갈륨 인화물)를 사용하는 것은 안정적인 색상과 성능을 가진 녹색 LED를 생산하는 성숙하고 신뢰할 수 있는 공정입니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

Q1: 피크 파장(λP)과 주 파장(λd)의 차이는 무엇입니까?

A1: 피크 파장(565 nm)은 LED가 가장 많은 광 출력을 방출하는 물리적 파장입니다. 주 파장(569 nm)은 인지된 색상의 단일 파장을 나타내는 색도 측정에서 계산된 값입니다. 이 녹색 LED와 같은 단색광원의 경우 일반적으로 가깝습니다.

Q2: 이 LED를 30mA로 연속 구동할 수 있습니까?

A2: 예, 30mA는 최대 정격 DC 순방향 전류입니다. 최대 신뢰성과 수명을 위해, 예를 들어 20mA(표준 테스트 조건)와 같이 이 최대값보다 약간 낮게 동작하는 것이 종종 좋습니다. 이는 대부분의 지시등 애플리케이션에 충분한 밝기를 제공합니다.

Q3: 내 전원 공급 장치가 전류 제한 기능이 있어도 직렬 저항이 필요한 이유는 무엇입니까?

A3: 전용 직렬 저항은 전류를 설정하는 간단하고 비용 효율적이며 강력한 방법을 제공합니다. 또한 공급 전압과 LED 순방향 전압의 작은 변동을 흡수하여 안정적인 동작을 보장하는 데 도움이 됩니다. 대부분의 일반 목적 LED 회로에 대한 모범 사례로 간주됩니다.

Q4: 방습 백 개봉 후 168시간의 플로어 라이프는 얼마나 중요합니까?

A4: 공정 신뢰성에 매우 중요합니다. 베이킹 없이 이 시간을 초과하면 고온 리플로우 솔더링 공정 중 습도 유발 패키지 손상 위험이 증가하여 즉시 고장이나 장기 신뢰성 저하로 이어질 수 있습니다.

11. 설계 적용 사례 연구

시나리오:24개의 동일한 녹색 포트 활동 LED가 있는 네트워크 스위치용 상태 표시등 패널 설계.

설계 단계:

1. 밝기 선택:실내 장비 시청 거리 1-2미터의 경우 중간 범위 밝기로 충분합니다. 주문 정보에서 빈 코드 L(11.2-18.0 mcd)을 선택합니다.
2. 구동 회로:시스템은 3.3V 레일을 사용합니다. 최대 VF 2.6V 및 목표 IF 20mA를 사용하여 직렬 저항을 계산합니다: R = (3.3V - 2.6V) / 0.020A = 35 옴. 가장 가까운 표준 값인 33 옴 또는 39 옴을 선택하여 전류를 약간 조정합니다.
3. PCB 레이아웃:데이터시트의 권장 패드 레이아웃을 사용합니다. 3.3V 및 GND 트레이스를 모든 24개 LED에 배선합니다. 전류 제한 저항을 각 LED의 애노드 근처에 배치합니다.
4. 열 고려사항:각각 약 20mA의 24개 LED로 총 전력은 낮습니다(~1.5W). 특별한 방열판은 필요하지 않지만, 외함 내 일반적인 공기 흐름을 보장합니다.
5. 조립:권장 리플로우 프로파일을 따릅니다. 릴을 개봉한 후, 168시간 이내에 모든 보드에 대한 SMT 조립을 완료하거나 베이킹 일정을 구현합니다.

이 접근 방식은 균일한 밝기, 신뢰할 수 있는 솔더링 및 장기간 성능을 보장합니다.

12. 기술 원리 소개

이 LED는 갈륨 인화물(GaP) 반도체 재료를 기반으로 합니다. p-n 접합에 순방향 전압이 가해지면 전자와 정공이 활성 영역으로 주입되어 재결합합니다. GaP에서 이 재결합 과정은 물질의 밴드갭 에너지에 해당하는 파장의 광자(빛) 형태로 에너지를 방출하며, 이 특정 조성의 경우 녹색 빛(~565-569 nm)을 생성합니다. "Water Clear" 렌즈는 에폭시로 만들어졌으며 빛을 확산시켜 넓은 120도 시야각을 만듭니다. SMD 패키지는 반도체 다이, 와이어 본드 및 리드 프레임을 캡슐화하여 기계적 보호 및 열/전기적 연결을 제공합니다.

13. 산업 동향 및 발전

광전자 산업은 계속 발전하고 있습니다. 이 GaP 기반 녹색 LED는 성숙하고 매우 신뢰할 수 있는 기술을 나타내지만, 동향은 다음과 같습니다:

• 효율 증가:주어진 광 출력에 대해 전력 소비를 줄이기 위해 더 높은 루멘/와트(lm/W)를 달성하기 위한 재료(더 넓은 색상 범위를 위한 InGaN 등) 및 칩 설계의 지속적인 개발.
• 소형화:웨어러블 장치 및 초소형 소비자 가전과 같은 공간 제약이 있는 애플리케이션을 위한 더 작은 패키지 풋프린트(예: 0201, 01005) 개발.
• 통합 솔루션:내장 드라이버(정전류 IC), 보호 다이오드(ESD/역방향 전압용) 또는 단일 패키지 내 다중 색상(RGB)을 갖춘 LED의 성장으로 회로 설계가 단순화됩니다.
• 고신뢰성 요구:자동차, 산업 및 의료 분야에서의 애플리케이션 확대로 인해 확장된 온도 범위, 더 높은 진동 저항 및 더 긴 동작 수명(종종 L70 또는 L90으로 정격화됨, 초기 휘도의 70% 또는 90%까지의 시간을 의미)에 대한 요구 사항이 증가하고 있습니다.

본 데이터시트에 설명된 소자는 검증된 성능, 비용 효율성 및 통합 용이성으로 인해 높이 평가되는 시장의 확립된 대량 생산 부문에 확고히 자리 잡고 있습니다.