SMD LED LTST-C191TGKT-2A 데이터시트 - 워터클리어 렌즈 - InGaN 그린 - 0.55mm 높이 - 10mA DC - 38mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 자동화된 인쇄 회로 기판(PCB) 조립 및 공간 제약이 심한 애플리케이션을 위해 설계된 초소형 표면 실장(SMD) LED 램프의 사양을 상세히 설명합니다. 이 소자는 InGaN(인듐 갈륨 나이트라이드) 반도체 다이를 사용하여 녹색광을 생성하는 초슬림, 초고휘도 LED입니다. 컴팩트한 폼 팩터와 현대적 제조 공정과의 호환성으로 인해 다양한 전자 장비에 다용도 부품으로 활용됩니다.

1.1 핵심 장점 및 타겟 시장

이 LED의 주요 장점은 0.55mm의 매우 낮은 프로파일로, 초슬림 장치에 통합이 가능하다는 점입니다. InGaN 칩으로부터 높은 광도를 제공합니다. 이 부품은 RoHS(유해물질 제한 지침)를 완전히 준수합니다. 8mm 테이프에 포장되어 7인치 릴에 감겨 있으며, EIA 표준을 준수하여 고속 자동 피크 앤 플레이스 장비와 완벽하게 호환됩니다. 또한, 표면 실장 기술(SMT) 조립 라인에서 표준인 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정을 견딜 수 있도록 설계되었습니다.

타겟 애플리케이션은 통신 장비, 사무 자동화 장치, 가전 제품 및 산업 장비를 포함하여 광범위합니다. 구체적인 사용 사례로는 키패드 및 키보드 백라이트, 상태 표시등, 마이크로 디스플레이, 다양한 신호 또는 기호 조명 애플리케이션이 있습니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

이 섹션은 데이터시트에 정의된 전기적, 광학적 및 열적 특성에 대한 상세하고 객관적인 해석을 제공합니다. 이러한 파라미터를 이해하는 것은 신뢰할 수 있는 회로 설계와 장기적인 성능 보장에 중요합니다.

2.1 절대 최대 정격

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

• 소비 전력(Pd):38 mW. 이는 주변 온도(Ta) 25°C에서 LED 패키지가 열로 방산할 수 있는 최대 전력량입니다. 이 한계를 초과하면 과열 및 가속화된 성능 저하의 위험이 있습니다.
• DC 순방향 전류(IF):10 mA. 인가할 수 있는 최대 연속 순방향 전류입니다.
• 피크 순방향 전류:40 mA. 이는 듀티 사이클 1/10, 펄스 폭 0.1ms의 펄스 조건에서만 허용됩니다. 열 손상 없이 짧은 순간 더 높은 밝기를 구현할 수 있습니다.
• 동작 온도 범위:-20°C ~ +80°C. LED가 정상적으로 동작하도록 규정된 주변 온도 범위입니다.
• 보관 온도 범위:-30°C ~ +100°C. 전원이 공급되지 않은 상태에서 소자를 보관할 수 있는 온도 범위입니다.
• 적외선 솔더링 조건:260°C, 10초. 이는 무연(Pb-free) 조립 공정에 중요한, LED가 리플로우 솔더링 중 견딜 수 있는 피크 온도 및 시간 프로파일을 정의합니다.

2.2 Ta=25°C에서의 전기-광학 특성

이는 표준 테스트 조건에서 측정된 일반적인 성능 파라미터입니다. 설계자는 회로 계산 시 이 값을 사용해야 합니다.

• 광도(Iv):순방향 전류(IF) 2mA에서 11.2 mcd(최소) ~ 112.0 mcd(최대) 범위입니다. 넓은 범위는 빈닝 시스템(섹션 3 참조)을 통해 관리됩니다. 이 파라미터는 인간의 눈이 인지하는 밝기를 측정합니다.
• 시야각(2θ1/2):130도. 이는 광도가 축상에서 측정된 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도입니다. 130도의 각도는 광시야 패턴을 나타내며, 다양한 각도에서 빛을 볼 필요가 있는 애플리케이션에 적합합니다.
• 피크 발광 파장(λP):530 nm. 이는 LED의 스펙트럼 출력이 가장 강한 파장입니다.
• 주 파장(λd):525.0 nm ~ 545.0 nm (IF=2mA). 이는 색상(녹색)을 정의하는, 인간의 눈이 인지하는 단일 파장입니다. CIE 색도도에서 도출되며 피크 파장과 다릅니다.
• 스펙트럼 선 반치폭(Δλ):35 nm. 이는 방출된 빛의 스펙트럼 순도 또는 대역폭을 나타내며, 최대 강도의 절반에서의 폭으로 측정됩니다.
• 순방향 전압(VF):2.30 V ~ 3.30 V (IF=2 mA). LED가 전류를 흘릴 때 양단에 걸리는 전압 강하입니다. 이 범위 역시 빈닝의 대상입니다.
• 역방향 전류(IR):10 μA (최대), 역방향 전압(VR) 5V. 이 소자는 역방향 동작을 위해 설계되지 않았습니다. 이 테스트는 품질 검증용입니다. 회로에서 역방향 전압을 인가하는 것은 반드시 피해야 하며, 일반적으로 올바른 극성을 보장하거나 보호 회로를 사용해야 합니다.

2.3 열 고려사항

명시적으로 그래프로 표시되지는 않았지만, 열 관리는 소비 전력 정격과 동작 온도 범위로부터 추론할 수 있습니다. 낮은 38mW Pd 정격은 이 소자가 저전력 장치임을 강조합니다. 그러나 고밀도 레이아웃이나 밀폐된 공간에서는 접합 온도를 안전한 한계 내로 유지하여 광 출력과 수명을 보존하기 위해 PCB 패드를 통한 적절한 열 방출을 보장하는 것이 권장됩니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산 시 일관된 색상과 밝기를 보장하기 위해, LED는 주요 파라미터에 따라 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 애플리케이션에 맞는 특정 성능 등급을 선택할 수 있습니다.

3.1 순방향 전압(Vf) 빈닝

LED는 2mA에서의 순방향 전압 강하에 따라 분류됩니다. 빈은 D4 (2.30V - 2.50V)부터 D8 (3.10V - 3.30V)까지 범위이며, 빈당 허용 오차는 ±0.1V입니다. 일정 전압원에서 여러 LED를 병렬로 구동할 때, 좁은 Vf 빈을 선택하면 균일한 밝기를 보장하는 데 도움이 될 수 있습니다.

3.2 광도(Iv) 빈닝

이 빈닝은 밝기 출력을 제어합니다. 빈은 L (11.2 - 18.0 mcd)부터 Q (71.0 - 112.0 mcd)까지 범위이며, 2mA에서 측정되며 빈당 허용 오차는 ±15%입니다. 정의된 광도 등급을 가진 인디케이터와 같이 특정 밝기 수준이 필요한 애플리케이션은 Iv 빈을 지정합니다.

3.3 색조(주 파장) 빈닝

이것은 색상 일관성을 보장합니다. 이 녹색 LED의 주 파장 빈은 다음과 같습니다: AQ (525.0 - 530.0 nm), AR (530.0 - 535.0 nm), AS (535.0 - 540.0 nm), AT (540.0 - 545.0 nm), 허용 오차 ±1nm. 정밀한 색상 매칭이 중요한 애플리케이션(예: 다색 디스플레이 또는 교통 신호)의 경우, 좁은 색조 빈을 지정하는 것이 필수적입니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 일반적인 성능 곡선을 참조합니다. 특정 그래프가 제공된 텍스트에 재현되지는 않았지만, 그에 대한 표준 해석은 설계에 중요합니다.

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압(I-V 곡선)

이 곡선은 LED를 통해 흐르는 전류와 양단 전압 사이의 비선형 관계를 보여줍니다. 본질적으로 지수 함수적입니다. 주어진 일반적인 VF 값(예: 2mA에서 ~2.8V)은 이 곡선 상의 한 점입니다. 설계자는 이 곡선을 사용하여 주어진 공급 전압에 필요한 전류 제한 저항 값을 결정합니다. 직렬 저항이 있는 일정 전압보다는 일반적으로 일정 전류원으로 LED를 구동하는 것이 선호되며, 이는 더 안정적인 밝기와 Vf 변동에 대한 더 나은 내성을 제공하기 때문입니다.

4.2 광도 대 순방향 전류

이 그래프는 일반적으로 광도가 순방향 전류와 함께 증가하지만 선형적으로는 아니라는 것을 보여줍니다. 더 높은 전류에서는 열 발생 증가로 인해 효율이 떨어질 수 있습니다. 정격 DC 전류 10mA는 밝기와 신뢰성의 좋은 균형이 이루어지는 지점을 나타냅니다. 절대 최대 전류 근처에서 동작하면 수명이 단축됩니다.

4.3 스펙트럼 분포

스펙트럼 출력 그래프는 파장 대비 강도를 보여주며, 35nm 반치폭을 가진 530nm 피크를 중심으로 합니다. 이 정보는 광학 센서나 컬러 필터 시스템과 같이 특정 파장에 민감한 애플리케이션에 매우 중요합니다.

4.4 온도 의존성

명시적으로 상세히 설명되지는 않았지만, LED 성능은 온도에 민감합니다. 일반적으로 순방향 전압은 온도가 증가함에 따라 감소하고(음의 온도 계수), 광 출력도 감소합니다. 정밀 애플리케이션의 경우, 특히 LED가 변화하는 열 환경에서 동작할 때 이러한 효과를 고려해야 합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수 및 극성

이 LED는 높이 0.55mm의 초슬림 프로파일을 가지고 있습니다. 패키지 치수는 데이터시트에 제공되며 표준 허용 오차는 ±0.1mm입니다. 렌즈는 워터클리어입니다. 캐소드는 일반적으로 패키지의 노치, 녹색 점, 또는 모서리 절단과 같은 표시로 식별됩니다. 역바이어스 손상을 방지하기 위해 조립 시 올바른 극성 식별이 필수적입니다.

5.2 권장 PCB 패드 설계

신뢰할 수 있는 솔더링과 기계적 안정성을 보장하기 위해 랜드 패턴(풋프린트) 권장 사항이 제공됩니다. 이 설계를 준수하는 것은 적절한 솔더 필렛 형성, 열 방출 관리, 툼스토닝(리플로우 중 부품의 한쪽 끝이 들리는 현상) 방지에 중요합니다. 패드 설계는 또한 자동 배치 중 부품 정렬에 도움이 됩니다.

6. 솔더링, 조립 및 취급 가이드

6.1 솔더링 공정 지침

이 LED는 적외선 리플로우 솔더링과 호환됩니다. 무연 공정을 위한 제안 프로파일이 제공되며, 주요 파라미터는 다음과 같습니다:

• 예열:150-200°C.
• 예열 시간:최대 120초 (보드와 부품을 점진적으로 가열).
• 피크 온도:최대 260°C.
• 액상선 온도 이상 유지 시간(피크에서):최대 10초. 신뢰성을 보장하기 위해 프로파일은 JEDEC 표준을 준수해야 합니다.

인두를 사용한 핸드 솔더링도 가능하지만 제어되어야 합니다: 온도 ≤300°C, 시간 ≤3초 (단일 작업에 한함). 인두로부터의 과도한 열은 LED나 에폭시 렌즈를 쉽게 손상시킬 수 있습니다.

6.2 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우, 지정된 용제만 사용해야 합니다. 데이터시트는 상온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 1분 미만 담그는 것을 권장합니다. 지정되지 않았거나 강력한 화학 물질은 패키지 재료나 광학 렌즈를 손상시킬 수 있습니다.

6.3 보관 및 습도 민감도

이 LED는 습도에 민감합니다. 밀봉된 방습 봉지(건조제 포함)가 개봉되지 않은 상태에서는 ≤30°C, ≤90% 상대 습도(RH)에서 보관하고 1년 이내에 사용해야 합니다. 원래 포장을 개봉한 후에는 보관 환경이 30°C / 60% RH를 초과해서는 안 됩니다. 원래 포장에서 꺼낸 부품은 672시간(28일, MSL2a 등급) 이내에 IR 리플로우를 거쳐야 합니다. 원래 봉지 외부에서 더 오래 보관된 경우, 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 중 증기압으로 인한 패키지 균열("팝콘 현상")을 방지하기 위해 솔더링 전 약 60°C에서 최소 20시간 베이킹해야 합니다.

6.4 정전기 방전(ESD) 주의사항

이 LED는 정전기 방전(ESD) 및 전기 서지로 인한 손상에 취약합니다. 접지된 손목 스트랩이나 방전 장갑을 사용하여 소자를 취급하는 것이 권장됩니다. 모든 취급 장비, 작업대 및 기계는 정전기 축적을 방지하기 위해 적절하게 접지되어야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 사양

LED는 보호 커버 테이프가 있는 엠보싱 캐리어 테이프에 포장되어 7인치(178mm) 직경 릴에 감겨 공급됩니다. 표준 릴 수량은 5,000개입니다. 테이프 폭은 8mm입니다. 포장은 ANSI/EIA-481 사양을 준수합니다. 잔여물에 대한 최소 포장 수량 및 테이프 내 연속 누락 부품의 최대 수에 대한 지침이 있습니다.

8. 애플리케이션 노트 및 설계 고려사항

8.1 일반적인 애플리케이션 회로

가장 일반적인 구동 방법은 직렬 전류 제한 저항입니다. 저항 값(R)은 다음과 같이 계산됩니다: R = (V_공급 - VF_LED) / I_원하는. 예를 들어, 5V 공급, 일반적인 VF 2.8V, 원하는 전류 5mA: R = (5 - 2.8) / 0.005 = 440 옴. 470 옴 표준 저항이 적합할 것입니다. 온도 및 공급 전압 변동에 걸쳐 더 나은 밝기 안정성을 위해, 특히 여러 LED나 중요한 밝기 애플리케이션의 경우 트랜지스터나 전용 LED 드라이버 IC를 사용한 간단한 정전류원을 권장합니다.

8.2 설계 고려사항

• 전류 구동:항상 고정된 전압이 아닌 제어된 전류로 구동하십시오. 절대 최대 정격을 목표가 아닌 한계로 사용하십시오.
• 열 관리:특히 최대 전류 근처에서 동작할 경우, LED 패드가 방열판 역할을 할 수 있도록 PCB 레이아웃이 충분한 구리 면적을 제공하는지 확인하십시오.
• 광학 설계:넓은 130도 시야각은 좋은 축외 가시성을 제공합니다. 집중된 빛을 위해서는 외부 렌즈나 도광판이 필요할 수 있습니다.
• 역방향 전압 보호:역방향 전압이 인가될 가능성이 있는 경우(예: AC 회로 또는 유도성 부하), LED와 병렬로(캐소드에서 애노드로) 보호 다이오드가 필요합니다.

8.3 애플리케이션 제한사항

데이터시트에는 이 LED가 일반 전자 장비용으로 제작되었다는 주의 사항이 포함되어 있습니다. 고장이 생명이나 건강을 위협할 수 있는 예외적인 신뢰성이 필요한 애플리케이션(항공, 의료 기기, 중요 안전 시스템)의 경우, 설계 전 제조업체와 상담이 필요합니다. 이는 상용 등급 부품에 대한 표준 면책 조항입니다.

9. 기술 비교 및 차별화

AlGaInP(알루미늄 갈륨 인듐 포스파이드) 기반 녹색 LED와 같은 구형 기술과 비교하여, 이 InGaN 기반 녹색 LED는 일반적으로 더 높은 발광 효율과 더 나은 성능 안정성을 제공합니다. 0.55mm 높이는 시장에서 주요 차별화 요소이며, 표준 0.6mm 또는 0.8mm 높이 LED를 사용하는 설계보다 더 얇은 설계를 가능하게 합니다. 표준 IR 리플로우 및 테이프-릴 포장과의 호환성은 특별한 취급이 필요한 일부 틈새 LED와 달리 주류의 비용 효율적인 SMT 조립과 일치시킵니다.

10. 자주 묻는 질문(FAQ)

10.1 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇인가요?

피크 파장(λP)은 LED가 가장 많은 광 출력을 방출하는 물리적 파장입니다. 주 파장(λd)은 우리가 보는 색상을 가장 잘 나타내는 인간의 색상 인지(CIE 차트)를 기반으로 계산된 값입니다. 단색 녹색 LED의 경우, 종종 가깝지만 동일하지는 않습니다.

10.2 더 높은 밝기를 위해 이 LED를 20mA로 구동할 수 있나요?

아니요. DC 순방향 전류의 절대 최대 정격은 10 mA입니다. 20mA로 동작하면 이 정격을 초과하여 과도한 열, 빠른 광도 감소 및 잠재적 파괴적 고장을 초래합니다. 더 높은 밝기를 원한다면, 더 높은 Iv 빈(예: Q 빈)의 LED를 선택하거나 더 높은 전류 정격의 제품을 선택하십시오.

10.3 빈닝이 중요한 이유는 무엇인가요?

제조 공정 변동으로 인해 개별 LED 간에 Vf, Iv 및 색상 차이가 발생합니다. 빈닝은 이를 엄격하게 제어된 파라미터를 가진 그룹으로 분류합니다. 여러 LED를 사용하는 제품(백라이트 어레이와 같은)의 경우, 동일한 빈의 LED를 사용하면 균일한 밝기와 색상을 보장하며, 이는 미적 및 기능적 품질에 중요합니다.

10.4 "적외선 솔더링 조건" 정격을 어떻게 해석하나요?

이는 LED가 부품 본체 온도가 최대 260°C까지 10초 동안 유지되는 리플로우 솔더링 프로파일을 견딜 수 있음을 의미합니다. 이는 기존 주석-납 솔더보다 녹는점이 높은 무연 솔더 페이스트에 대한 표준 요구사항입니다.

11. 실용적인 설계 및 사용 예시

11.1 모바일 기기 키패드 백라이트

휴대폰 키패드에서는 여러 LED가 종종 도광판 아래에 배치됩니다. 동일한 Iv 및 색조 빈(예: 밝기용 N 빈, 색상용 AR 빈)의 LED를 사용하면 모든 키가 동일한 색조로 고르게 조명됩니다. 0.55mm 높이는 초슬림 섀시 내에 맞추기 위해 여기서 매우 중요합니다. 이들은 개별 직렬 저항이나 정전류를 제공하는 전용 백라이트 드라이버 IC에 의해 병렬로 구동됩니다.

11.2 네트워크 라우터의 상태 표시등

단일 LED를 사용하여 전원, 네트워크 활동 또는 오류 상태를 표시할 수 있습니다. 넓은 130도 시야각으로 인해 방 안의 거의 모든 방향에서 상태를 볼 수 있습니다. 마이크로컨트롤러 GPIO 핀, 직렬 저항(예: 3.3V 공급에서 5mA용 330 옴) 및 LED로 구성된 간단한 회로로 충분합니다. 소프트웨어로 깜빡임 패턴을 제어할 수 있습니다.

12. 동작 원리 소개

이 LED는 반도체 광자 소자입니다. InGaN 헤테로구조를 기반으로 합니다. 순방향 전압이 인가되면 전자와 정공이 반도체 다이의 활성 영역으로 주입됩니다. 이들이 재결합하면서 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. InGaN 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접적으로 방출되는 빛의 파장(색상)을 정의합니다. 이 경우 녹색입니다. 워터클리어 에폭시 렌즈는 칩을 캡슐화하고 기계적 보호를 제공하며 빛 출력 패턴을 형성합니다.

13. 기술 트렌드

InGaN 소재의 개발은 고효율 녹색 및 청색 LED를 달성하는 데 있어 돌파구였으며, 이를 통해 백색 LED(인광체 변환을 통해) 및 풀컬러 디스플레이가 가능해졌습니다. SMD LED의 현재 트렌드는 더 높은 효율(와트당 더 많은 빛 출력), 더 나은 전력 처리 능력을 위한 낮은 열저항, 그리고 더 작은 패키지 크기로 계속 발전하고 있습니다. 또한 조명 애플리케이션을 위한 색 재현성과 일관성 향상에도 초점이 맞춰져 있습니다. 소비자 가전의 소형화 추세는 이 0.55mm 부품에서 보여주듯이 패키지를 더 얇은 높이와 더 작은 풋프린트로 밀어붙이고 있습니다.