SMD LED LTST-E142TGKEKT 데이터시트 - 패키지 2.0x1.25x0.8mm - 전압 2.8-3.8V/1.7-2.5V - 전력 76mW/75mW - 녹색/적색 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

이 문서는 자동화된 인쇄 회로 기판 조립을 위해 설계된 표면 실장 LED 부품의 사양을 상세히 설명합니다. 이 소자는 다양한 전자 장비에서 공간이 제한된 애플리케이션에 특히 적합합니다. 소형 크기와 현대적인 제조 공정과의 호환성으로 인해 표시등 및 백라이트 기능에 다용도로 선택됩니다.

1.1 핵심 장점 및 목표 시장

이 부품의 주요 장점은 RoHS 지침 준수, 자동화된 배치를 위한 산업 표준 8mm 테이프에 7인치 릴로 포장, 적외선 리플로우 솔더링 공정과의 완벽한 호환성을 포함합니다. JEDEC 레벨 3 수분 민감도 표준에 따라 사전 조건화되어 조립 중 신뢰성을 보장합니다.

목표 애플리케이션은 통신, 사무 자동화, 가전 제품 및 산업 장비에 이르기까지 다양합니다. 구체적인 용도로는 상태 표시기, 신호 및 기호 조명, 전면 패널 백라이트 등 신뢰할 수 있고 컴팩트한 조명이 필요한 곳이 있습니다.

2. 기술 파라미터: 심층 객관적 해석

이 섹션은 소자의 전기적, 광학적 및 열적 특성에 대한 상세한 분석을 제공합니다. 달리 명시되지 않는 한 모든 파라미터는 주변 온도(Ta) 25°C에서 지정됩니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 소자에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이 조건에서 또는 이 조건 아래에서의 동작은 보장되지 않습니다.

• 전력 소산(Pd):76 mW (녹색), 75 mW (적색). 이는 LED가 연속적으로 소산할 수 있는 최대 전력입니다.
• 피크 순방향 전류(I_F(PEAK)):두 색상 모두 80 mA. 이는 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서만 허용됩니다.
• DC 순방향 전류(I_F):20 mA (녹색), 30 mA (적색). 이는 신뢰할 수 있는 동작을 위한 권장 최대 연속 순방향 전류입니다.
• 온도 범위:동작 및 보관 온도 범위는 -40°C ~ +100°C입니다.

2.2 열적 특성

열 성능을 이해하는 것은 신뢰성과 수명에 매우 중요합니다.

• 최대 접합 온도(T_j):두 색상 모두 115°C. 반도체 접합은 이 온도를 초과해서는 안 됩니다.
• 열 저항, 접합-대기(R_θJA):일반적인 값은 145 °C/W (녹색) 및 155 °C/W (적색)입니다. 이 파라미터는 LED 접합에서 주변 공기로 열이 얼마나 효과적으로 전달되는지를 나타냅니다. 값이 낮을수록 더 나은 방열을 의미합니다.

2.3 전기적 및 광학적 특성

이는 표준 테스트 조건(I_F= 20mA)에서의 일반적인 성능 파라미터입니다.

• 광도(I_V):녹색: 710-1540 mcd (최소-최대). 적색: 140-420 mcd (최소-최대). CIE 명시적 눈 반응을 근사하는 필터로 측정됩니다.
• 시야각(2θ_1/2):녹색 LED의 경우 일반적으로 120도입니다. 이는 광도가 축 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도입니다.
• 피크 방출 파장(λ_P):일반적인 523 nm (녹색), 630 nm (적색).
• 주 파장(λ_d):녹색: 515-530 nm. 적색: 619-629 nm. 이는 허용 오차 ±1 nm로 인지되는 색상을 정의합니다.
• 스펙트럼 선 반폭(Δλ):일반적인 25 nm (녹색), 15 nm (적색). 방출된 빛의 스펙트럼 순도를 나타냅니다.
• 순방향 전압(V_F):녹색: 2.8-3.8 V. 적색: 1.7-2.5 V. 허용 오차는 ±0.1V입니다. 이는 20mA로 구동될 때 LED 양단의 전압 강하입니다.
• 역방향 전류(I_R):V_R= 5V에서 최대 10 µA. 이 소자는 역방향 동작을 위해 설계되지 않았습니다. 이 파라미터는 적외선 테스트 참조용으로만 사용됩니다.

3. 빈닝 시스템 설명

소자는 생산 배치 내에서 색상과 밝기 일관성을 보장하기 위해 주요 광학 파라미터에 따라 빈으로 분류됩니다.

3.1 광도(I_V) 빈닝

LED는 20mA에서 측정된 광도에 따라 분류됩니다.

녹색 LED 빈:

• V1: 710 - 910 mcd
• V2: 910 - 1185 mcd
• W1: 1185 - 1540 mcd

각 빈 내 허용 오차는 ±11%입니다.

적색 LED 빈:

• R2: 140 - 185 mcd
• S1: 185 - 240 mcd
• S2: 240 - 315 mcd
• T1: 315 - 420 mcd

각 빈 내 허용 오차는 ±11%입니다.

3.2 주 파장(λ_d) 빈닝

녹색 LED의 경우, 색상 일관성을 제어하기 위해 주 파장에 따라 소자를 빈닝합니다.

녹색 LED 파장 빈:

• AP: 515 - 520 nm
• AQ: 520 - 525 nm
• AR: 525 - 530 nm

각 파장 빈의 허용 오차는 ±1 nm입니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에서 특정 그래픽 곡선(예: 스펙트럼 분포를 위한 그림 1, 시야각을 위한 그림 5)이 참조되지만, 설계를 위해서는 그 일반적인 해석이 중요합니다.

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압(I-V 곡선)

관계는 지수적입니다. 녹색 LED의 경우, V_F는 20mA에서 일반적으로 약 2.8V에서 3.8V 범위입니다. 적색 LED의 경우, V_F는 더 낮으며, 20mA에서 약 1.7V에서 2.5V 범위입니다. 설계자는 공급 전압과 사용된 LED 빈의 특정 V_F를 기반으로 적절한 전류 제한 저항 또는 드라이버를 사용해야 합니다.

4.2 광도 대 순방향 전류

광도는 일반적으로 순방향 전류와 함께 증가하지만 선형적이지 않습니다. 권장 DC 순방향 전류(20mA/30mA) 이상으로 동작하면 과도한 열과 전류 밀도로 인해 가속된 광속 감소, 색상 변화 및 수명 단축이 발생할 수 있습니다.

4.3 온도 특성

LED 성능은 온도에 의존합니다. 일반적으로 순방향 전압(V_F)은 접합 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 더 중요한 것은 광도가 온도가 상승함에 따라 감소한다는 것입니다. 특히 최대 정격 근처에서 동작할 때 안정적인 광 출력과 수명을 유지하기 위해서는 효과적인 열 관리(PCB 레이아웃, 구리 면적 등을 통해)가 필수적입니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

이 소자는 EIA 표준 패키지 외곽에 부합합니다. 주요 치수(밀리미터 단위, 달리 명시되지 않는 한 허용 오차 ±0.2mm)는 풋프린트를 정의합니다: 길이, 너비 및 높이. 특정 핀 할당은 다음과 같습니다: 핀 2와 3은 녹색 LED 칩(InGaN)용이고, 핀 1과 4는 적색 LED 칩(AlInGaP)용입니다. 렌즈는 투명합니다.

5.2 권장 PCB 어태치먼트 패드 레이아웃

적절한 솔더링과 기계적 안정성을 보장하기 위해 랜드 패턴 설계가 제공됩니다. 이 권장 풋프린트를 준수하면 리플로우 중 좋은 솔더 조인트 형성을 용이하게 하고, 툼스토닝을 방지하며, LED 패키지에서 PCB로의 방열을 돕습니다.

5.3 극성 식별

올바른 방향은 매우 중요합니다. 데이터시트는 핀 할당(녹색: 핀 2,3; 적색: 핀 1,4)을 지정합니다. PCB 실크스크린과 풋프린트는 조립 오류를 방지하기 위해 캐소드/애노드 또는 핀 1 위치를 명확히 표시해야 합니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 IR 리플로우 솔더링 파라미터

이 부품은 무연(Pb-free) IR 리플로우 공정과 호환됩니다. J-STD-020B를 준수하는 제안된 프로파일이 참조됩니다. 주요 파라미터는 다음과 같습니다:

• 예열:최대 150-200°C.
• 액상선 이상 시간:최대 120초.
• 피크 온도:최대 260°C.
• 피크 온도 유지 시간:최대 10초 (최대 두 번의 리플로우 사이클).

프로파일은 특정 PCB 조립에 맞게 특성화되어야 합니다.

6.2 핸드 솔더링(솔더링 아이언)

핸드 솔더링이 필요한 경우, 극도의 주의가 필요합니다:

• 아이언 온도:최대 300°C.
• 솔더링 시간:접합당 최대 3초.
• 제한:열 손상을 방지하기 위해 한 번의 솔더링 사이클만 허용됩니다.

6.3 보관 조건

수분 민감도는 중요한 요소입니다(JEDEC 레벨 3).

• 밀봉 백:≤30°C 및 ≤70% RH에서 보관하십시오. 백 밀봉 날짜로부터 1년 이내에 사용하십시오.
• 백 개봉 후:≤30°C 및 ≤60% RH에서 보관하십시오. 168시간(7일) 이내에 IR 리플로우를 완료하는 것이 권장됩니다.
• 장기 보관(개봉):건조제가 있는 밀폐 용기 또는 질소 건조기에서 보관하십시오.
• 리베이킹:168시간 이상 노출된 경우, 솔더링 전 약 60°C에서 최소 48시간 동안 베이킹하십시오.

6.4 세척

조립 후 세척이 필요한 경우, 지정된 용제만 사용하십시오. LED를 상온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 1분 미만 담그십시오. 지정되지 않은 화학 물질은 사용하지 마십시오.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 사양

이 부품은 자동화된 픽 앤 플레이스 머신을 위한 엠보싱 캐리어 테이프로 공급됩니다.

• 테이프 너비:8 mm.
• 릴 직경:7 인치 (178 mm).
• 릴당 수량:4000개.
• 최소 주문 수량(MOQ):잔여 수량의 경우 500개.
• 포장 표준:ANSI/EIA-481 사양을 준수합니다. 빈 포켓은 커버 테이프로 밀봉됩니다.

8. 적용 제안

8.1 일반적인 적용 회로

LED는 전류 제한 메커니즘이 필요합니다. 가장 간단한 방법은 직렬 저항입니다. 저항 값(R_s)은 다음과 같이 계산됩니다: R_s= (V_공급- V_F) / I_F. 보수적인 설계를 위해 데이터시트의 최대 V_F를 사용하여 부품 허용 오차가 있어도 I_F가 한계를 초과하지 않도록 합니다. 듀얼 컬러 소자의 경우, 혼합 색상 또는 교대 동작을 위해 각 색상 채널에 대한 독립적인 전류 제어가 필요합니다.

8.2 설계 고려사항 및 주의사항

• 전류 구동:항상 정전류로 구동하거나 직렬 저항을 사용하십시오. 전압원에 직접 연결하지 마십시오.
• 열 관리:특히 고휘도 빈 또는 연속 동작의 경우, 방열판 역할을 하도록 PCB의 LED 패드에 연결된 구리 면적을 최대화하십시오.
• ESD 보호:민감하다고 명시적으로 언급되지는 않았지만, 모든 반도체 소자에 대해 ESD 예방 조치를 취하며 다루는 것이 좋은 관행입니다.
• 역방향 전압:이 소자는 역방향 바이어스 동작을 위해 설계되지 않았습니다. 회로에서 올바른 극성을 확인하십시오.
• 적용 범위:이 부품은 표준 전자 장비용으로 의도되었습니다. 예외적인 신뢰성이 필요한 애플리케이션(예: 항공, 의료, 안전 시스템)의 경우, 특정 자격 및 상담이 필요합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

이 듀얼 컬러 SMD LED는 두 가지 뚜렷한 표시기 색상(녹색 및 적색)이 필요한 애플리케이션을 위한 컴팩트한 단일 패키지 솔루션을 제공하여 두 개의 별도 단색 LED를 사용하는 것에 비해 PCB 공간을 절약합니다. 녹색에는 InGaN을, 적색에는 AlInGaP를 사용함으로써 효율적이고 채도 높은 색상을 제공합니다. 대량 자동화 IR 리플로우 조립과의 호환성은 수동 또는 웨이브 솔더링이 필요한 LED와 차별화됩니다. 상세한 빈닝 구조는 설계자가 비용 및 성능 목표에 적합한 일관성 수준을 선택할 수 있게 합니다.

10. 자주 묻는 질문(기술 파라미터 기반)

10.1 녹색과 적색 LED를 각각의 최대 전류로 동시에 구동할 수 있나요?

아니요, 같은 핀에서 동시에 구동할 수 없습니다. 녹색과 적색 칩은 전기적으로 분리되어 있으며, 다른 핀 쌍(녹색: 핀 2,3; 적색: 핀 1,4)에 연결되어 있습니다. 독립적인 전류원 또는 별도의 직렬 저항으로 구동되어야 합니다. 패키지의 총 전력 소산을 초과해서는 안 되며, 이는 두 칩을 동시에 동작시킬 경우 두 칩에서 발생하는 열을 합산하여 고려해야 함을 의미합니다.

10.2 왜 녹색과 적색 LED의 순방향 전압이 다른가요?

순방향 전압은 반도체 재료의 밴드갭의 기본적인 특성입니다. InGaN에서 나오는 녹색 빛은 AlInGaP에서 나오는 적색 빛보다 더 높은 광자 에너지(짧은 파장)를 가지며, 이는 더 큰 반도체 밴드갭과 관련이 있습니다. 더 큰 밴드갭은 일반적으로 더 높은 순방향 전압을 초래하며, 이는 적색 LED(1.7-2.5V)에 비해 녹색 LED의 더 높은 V_F범위(2.8-3.8V)를 설명합니다.

10.3 "JEDEC 레벨 3 사전 조건화"는 무엇을 의미하나요?

이는 JEDEC 표준에 따라 부품이 Moisture Sensitivity Level (MSL) 3으로 분류되었음을 의미합니다. 이는 수분 보호 백이 개봉된 후 리플로우 솔더링 전에 베이킹 없이 최대 168시간(7일) 동안 공장 환경(≤30°C/60% RH)에 노출될 수 있음을 나타냅니다. 이 플로어 라이프를 초과하면 보관 섹션에 설명된 베이킹 절차가 필요합니다.

10.4 광도 빈 코드(V1, W1, R2, T1 등)는 어떻게 해석하나요?

이는 측정된 광 출력의 특정 범위에 할당된 임의의 레이블입니다. 예를 들어, "W1" 빈의 녹색 LED는 20mA로 구동될 때 1185에서 1540 mcd 사이의 광도를 가집니다. 특정 빈 코드를 주문하면 정의된 범위 내의 밝기를 가진 LED를 받을 수 있어 제품 외관의 일관성을 촉진합니다.

11. 실용적인 설계 및 사용 사례

시나리오: 네트워크 라우터용 듀얼 상태 표시기
설계자는 라우터 전면 패널에 "전원/활동"(녹색)과 "오류/경고"(적색)를 표시할 단일 부품이 필요합니다. LTST-E142TGKEKT를 사용하면 공간을 절약할 수 있습니다. 마이크로컨트롤러 GPIO 핀은 별도의 전류 제한 저항을 통해 각 색상을 구동합니다. 녹색 LED(핀 2에서 구동, 핀 3은 접지)는 정상 동작을 정적 또는 점멸 빛으로 표시합니다. 적색 LED(핀 1에서 구동, 핀 4는 접지)는 시스템 오류 시 점등됩니다. 120도의 시야각은 넓은 범위에서 가시성을 보장합니다. 설계자는 과도한 전력 소비 없이 적절한 밝기를 위해 중간 범위의 광도 빈(예: 녹색용 V2, 적색용 S1)을 선택합니다. PCB 레이아웃은 권장 패드 설계를 따르고 접지면에 연결된 충분한 열 릴리프를 포함합니다.

12. 동작 원리 소개

발광 다이오드(LED)는 전기발광을 통해 빛을 방출하는 반도체 소자입니다. p-n 접합에 순방향 전압이 인가되면, n형 물질의 전자가 활성 영역에서 p형 물질의 정공과 재결합합니다. 이 재결합은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 방출된 빛의 특정 파장(색상)은 사용된 반도체 재료의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. 이 부품에서는 녹색 발광체에 인듐 갈륨 나이트라이드(InGaN)가, 적색 발광체에 알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AlInGaP)가 사용되며, 각각 해당 스펙트럼 영역에서의 효율성과 색상 특성 때문에 선택되었습니다.

13. 기술 동향

SMD LED 분야는 더 높은 효율(와트당 더 많은 루멘), 개선된 색 재현성 및 더 큰 소형화를 지속적으로 발전하고 있습니다. 조정 가능한 백색 또는 풀 컬러 애플리케이션을 위해 여러 색상 칩(RGB, RGBW)을 단일 패키지에 통합하는 추세가 있습니다. 더 나아가, 패키징 재료 및 열 관리 기술의 발전은 전력 밀도와 신뢰성의 한계를 넓혀 SMD LED가 자동차 조명 및 특수 산업 표시기를 포함한 점점 더 까다로운 애플리케이션에서 사용될 수 있게 하고 있습니다. 지속 가능성을 위한 추진은 또한 환경 영향이 낮은 재료와 공정을 강조합니다.