SMD LED LTST-S270KDKT 데이터시트 - 적색 AllnGaP 칩 - 20mA - 50mW

1. 제품 개요

LTST-S270KDKT는 자동화된 인쇄 회로 기판(PCB) 조립을 위해 설계된 표면 실장 장치(SMD) LED 램프입니다. 공간이 제한된 응용 분야에 적합한 미니어처 폼 팩터를 특징으로 합니다. 이 장치는 적색광을 생성하기 위해 초고휘도 알루미늄 인듐 갈륨 인화물(AllnGaP) 반도체 칩을 사용하며, 워터클리어 렌즈 패키지에 장착되어 있습니다. 이 조합은 높은 신뢰성과 현대적인 제조 공정과의 호환성이 요구되는 응용 분야를 위해 설계되었습니다.

1.1 특징

RoHS(유해 물질 제한) 지침을 준수합니다.
향상된 납땜성을 위한 주석 도금 리드를 갖춘 사이드 룩 칩 구성.
높은 발광 강도를 위한 초고휘도 AllnGaP 칩 기술을 사용합니다.
자동 픽 앤 플레이스 조립을 위해 7인치 직경 릴에 8mm 테이프로 포장됩니다.
EIA(전자 산업 연합) 표준 패키지 개요를 준수합니다.
IC 호환 구동 특성.
자동 배치 장비와의 호환성을 위해 설계되었습니다.
적외선(IR) 리플로우 납땜 공정에 적합합니다.

1.2 응용 분야

이 LED는 소형 크기, 신뢰성 및 효율적인 조립이 중요한 광범위한 전자 장비를 대상으로 합니다. 일반적인 응용 분야는 다음과 같습니다:

통신:무전화, 휴대폰 및 네트워크 장비의 상태 표시기.
사무 자동화 및 소비자 가전:노트북 컴퓨터 및 기타 휴대용 장치의 키패드 및 키보드 백라이트.
가전 제품 및 산업 장비:전원, 모드 또는 상태 표시기.
디스플레이 및 간판:실내 응용 분야의 마이크로 디스플레이 및 기호 조명.

2. 패키지 치수 및 기계적 정보

LED는 표준 SMD 패키지로 제공됩니다. 렌즈 색상은 워터클리어이며, 광원 색상은 AllnGaP 칩에서 나오는 적색입니다. 별도로 명시되지 않는 한 모든 치수 공차는 \u00b10.1 mm입니다. 부품, 권장 PCB 부착 패드 및 테이프 릴 포장에 대한 상세한 기계 도면은 원본 문서에 제공되며, 이는 PCB 레이아웃 설계 및 조립 공정 계획에 필수적입니다.

3. 정격 및 특성

3.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 모든 값은 주변 온도(Ta) 25\u00b0C에서 지정됩니다.

전력 소산(Pd):50 mW
피크 순방향 전류(I_F(PEAK)):40 mA (1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭에서)
DC 순방향 전류(I_F):20 mA
역방향 전압(V_R):5 V
동작 온도 범위(T_opr):-30\u00b0C ~ +85\u00b0C
보관 온도 범위(T_stg):-40\u00b0C ~ +85\u00b0C
적외선 납땜 조건:최대 10초 동안 피크 온도 260\u00b0C.

3.2 전기적 및 광학적 특성

이는 Ta=25\u00b0C 및 I_F=20 mA에서 측정된 일반적인 동작 매개변수입니다(별도 명시되지 않는 한).

발광 강도(I_V):4.5 - 45.0 mcd(밀리칸델라). CIE 명시적 눈 반응 곡선에 근사하는 필터로 측정됨.
시야각(2\u03b8_1/2):130도. 강도가 축방향(온축) 값의 절반이 되는 전체 각도로 정의됩니다.
피크 방출 파장(\u03bb_P):650.0 nm(일반적).
주 파장(\u03bb_d):630.0 - 645.0 nm. 이 단일 파장은 CIE 색도도에서 LED의 인지된 색상을 정의합니다.
스펙트럼 선 반폭(\u0394\u03bb):20 nm(일반적). 최대 강도의 절반에서의 방출 스펙트럼 폭.
순방향 전압(V_F):1.6 - 2.4 V.
역방향 전류(I_R):10 \u03bcA(최대) V_R=5V에서.

3.3 정전기 방전(ESD) 주의사항

LED는 정전기 방전 및 서지 전압에 민감합니다. 취급 및 조립 중 적절한 ESD 대책을 시행해야 합니다. 여기에는 접지된 손목 스트랩, 방진 장갑 사용 및 모든 장비와 작업대가 적절히 접지되어 잠재적 또는 치명적인 장치 고장을 방지하도록 하는 것이 포함됩니다.

4. 빈 등급 시스템

생산 시 색상과 밝기의 일관성을 보장하기 위해 LED는 발광 강도에 따라 빈으로 분류됩니다. LTST-S270KDKT는 20 mA에서 측정된 적색 출력에 대해 다음 빈 코드를 사용합니다.

빈 J:4.5 - 7.1 mcd
빈 K:7.1 - 11.2 mcd
빈 L:11.2 - 18.0 mcd
빈 M:18.0 - 28.0 mcd
빈 N:28.0 - 45.0 mcd

각 발광 강도 빈의 한계에 \u00b115%의 공차가 적용됩니다. 설계자는 최종 응용 분야에서 원하는 밝기 수준을 보장하기 위해 필요한 빈 코드를 지정해야 합니다.

5. 성능 곡선 분석

원본 문서에는 다양한 조건에서의 장치 동작을 이해하는 데 중요한 일반적인 성능 곡선이 포함되어 있습니다. 이러한 곡선은 일반적으로 순방향 전류와 발광 강도(I_F대 I_V), 순방향 전류와 순방향 전압(I_F대 V_F), 그리고 주변 온도가 발광 강도에 미치는 영향 사이의 관계를 보여줍니다. 이러한 곡선을 분석하면 설계자가 효율성과 밝기를 위해 구동 전류를 최적화하고, 전원 공급 설계를 위한 전압 요구 사항을 이해하며, 고온 환경에서의 열적 성능 저하를 고려할 수 있습니다.

6. 조립 및 취급 지침

6.1 세척

명시되지 않은 화학 세정제는 LED 패키지를 손상시킬 수 있습니다. 납땜 후 또는 오염으로 인해 세척이 필요한 경우, 실온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올을 사용하십시오. 에폭시 렌즈 또는 내부 구조에 잠재적인 손상을 방지하기 위해 침지 시간은 1분 미만이어야 합니다.

6.2 납땜 공정

이 장치는 SMD 조립의 표준인 적외선(IR) 리플로우 납땜 공정과 호환됩니다. 무연(Pb-free) 공정 프로파일을 권장합니다.

예열:150\u00b0C ~ 200\u00b0C.
예열 시간:최대 120초.
피크 온도:최대 260\u00b0C.
액상선 이상 시간:피크 온도에서 최대 10초. 리플로우는 두 번 이상 수행해서는 안 됩니다.

인두를 사용한 수동 재작업의 경우, 팁 온도는 300\u00b0C를 초과해서는 안 되며, 접합당 접촉 시간은 최대 3초로 제한해야 합니다. 신뢰할 수 있는 납땜 접합을 보장하고 LED의 열적 손상을 방지하기 위해 JEDEC 표준 리플로우 프로파일 및 솔더 페이스트 제조업체의 권장 사항을 따르는 것이 중요합니다.

6.3 보관 조건

적절한 보관은 납땜성과 장치 신뢰성을 유지하는 데 중요합니다.

밀봉 패키지:\u2264 30\u00b0C 및 \u2264 90% 상대 습도(RH)에서 보관하십시오. 건조제가 들어 있는 원래의 방습 봉지에 보관할 경우 유통 기한은 1년입니다.
개봉 패키지:원래 포장에서 꺼낸 부품의 경우, 보관 환경은 30\u00b0C 또는 60% RH를 초과해서는 안 됩니다. 1주일 이내에 IR 리플로우를 완료하는 것이 좋습니다(습기 민감도 등급 3, MSL 3). 원래 봉지 외부에서 더 오래 보관할 경우, 건조제가 들어 있는 밀폐 용기 또는 질소 건조기를 사용하십시오. 1주일 이상 보관된 부품은 납땜 전에 흡수된 수분을 제거하기 위해 약 60\u00b0C에서 최소 20시간 동안 베이킹해야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

대량 조립을 위한 표준 포장은 7인치(178mm) 직경 릴에 감긴 8mm 너비의 엠보싱 캐리어 테이프입니다. 각 릴에는 4000개가 들어 있습니다. 테이프는 상단 커버 테이프로 밀봉됩니다. 포장은 ANSI/EIA-481 사양을 따릅니다. 소량의 경우, 최소 500개 단위로 구매 가능합니다. 테이프는 최대 두 개의 연속 누락 부품(빈 포켓)을 허용하도록 설계되었습니다.

8. 응용 설계 고려사항

8.1 구동 회로 설계

LED는 전류 구동 장치입니다. 특히 병렬 구성에서 여러 LED를 구동할 때 균일한 밝기를 보장하려면 각 LED와 직렬로 전류 제한 저항을 사용하는 것이 필수적입니다. 이는 장치마다 순방향 전압(V_F)의 자연적인 변동을 보상합니다. 전류 조절 없이 전압원에서 LED를 직접 구동하면 과도한 전류, 열 폭주 및 수명 단축을 초래할 수 있습니다. 간단한 직렬 저항 방법(원본 문서의 회로 A)은 신뢰할 수 있고 일반적인 접근 방식입니다.

8.2 열 관리

패키지는 작지만, 전력 소산(최대 50 mW)과 동작 온도 범위(-30\u00b0C ~ +85\u00b0C)를 준수해야 합니다. 발광 출력은 일반적으로 접합 온도가 증가함에 따라 감소합니다. LED가 최대 전류 또는 그 근처에서 구동되거나 높은 주변 온도에서 사용되는 응용 분야에서는 구리 패드 및 트레이스를 통해 적절한 열 방출을 제공하기 위한 PCB 레이아웃을 고려해야 합니다.

8.3 응용 범위 및 신뢰성

이 제품은 표준 상업용 및 소비자 전자 장비에서 사용하기 위한 것입니다. 고장이 안전이나 건강을 위협할 수 있는 탁월한 신뢰성이 요구되는 응용 분야(예: 항공, 의료 생명 유지 장치, 운송 제어)의 경우, 추가 자격 검증 및 상담이 필요합니다. 이 장치는 적절히 보호되지 않는 한 지속적인 야외 노출이나 가혹한 환경을 위해 설계되지 않았습니다.

9. 기술 비교 및 동향

적색 LED에 AllnGaP 기술을 사용하는 것은 갈륨 비소 인화물(GaAsP)과 같은 오래된 기술에 비해 상당한 발전을 나타냅니다. AllnGaP는 우수한 발광 효율을 제공하여 동일한 구동 전류에서 더 높은 밝기와 더 나은 온도 안정성을 제공합니다. 사이드 룩 패키지(상단 발광과 반대)는 특히 PCB 표면과 평행하게 빛을 조사해야 하는 응용 분야, 예를 들어 에지 라이트 패널 또는 키보드 백라이트용 도광판 응용 분야에 유리합니다. SMD LED의 동향은 더 높은 효율, 더 작은 패키지, 무연 리플로우 납땜과 같은 자동화된 고온 조립 공정과의 더 넓은 호환성을 지향하고 있습니다.

10. 자주 묻는 질문(FAQ)

Q: 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇인가요?

A: 피크 파장(\u03bb_P)은 광 출력이 최대가 되는 파장입니다. 주 파장(\u03bb_d)은 인간의 눈이 인지하는 단일 파장으로, CIE 색도 좌표에서 계산됩니다. \u03bb_d는 색상 사양과 더 관련이 있습니다.

Q: 직렬 저항 없이 이 LED를 구동할 수 있나요?

A: 강력히 권장하지 않습니다. 순방향 전압에는 범위(1.6V ~ 2.4V)가 있습니다. V_F보다 약간만 높은 전압원에 직접 연결하면 제어되지 않는 큰 전류가 흐르게 되어 LED를 즉시 또는 시간이 지남에 따라 파괴할 수 있습니다.

Q: 시야각이 왜 이렇게 넓나요(130\u00b0)?

A: 넓은 시야각은 사이드 룩 패키지와 렌즈 설계의 특징입니다. 이는 집중된 빛 스폿보다는 넓은 영역에 걸쳐 광범위하고 균일한 조명이 필요한 응용 분야에 유리합니다.

Q: 올바른 빈 코드를 어떻게 선택하나요?

A: 빈 코드 선택은 응용 분야에 필요한 최소 밝기에 따라 다릅니다. 설계에 최소 15 mcd가 필요한 경우, 빈 L 이상(L, M, N)을 지정해야 합니다. 더 높은 빈을 사용하면 -15% 공차가 있더라도 밝기 요구 사항이 충족됩니다.

11. 설계 및 사용 사례 연구

시나리오: 멤브레인 키패드 백라이트.

설계자가 저조도 작동을 위해 적색 백라이트가 필요한 실리콘 고무 키패드가 있는 의료 기기를 제작하고 있습니다. 키패드 뒤 공간이 극도로 제한되어 있습니다.

설계 선택:

1. LTST-S270KDKT는 사이드 룩 발광 특성으로 선택되었으며, 이는 도광판의 가장자리로 빛을 결합하거나 PCB 레벨에서 반투명 키패드 레전드의 측면을 직접 조명하는 데 이상적입니다.

2. 초고휘도 AllnGaP 칩은 고무 키패드 재료를 통해 확산되더라도 충분한 광 출력을 보장합니다.

3. 장기적인 신뢰성을 보장하고 밀폐된 장치 인클로저 내부의 발열을 최소화하기 위해 15 mA의 구동 전류(최대 20 mA 미만)가 선택되었습니다.

4. 모든 키에서 밝고 일관된 외관을 보장하기 위해 빈 M(18.0-28.0 mcd)이 지정되었습니다.

5. PCB 레이아웃에는 권장 납땜 패드 치수가 포함되어 있으며, 전원 공급 전압과 LED의 일반적인 V_F를 기반으로 계산된 각 LED와 직렬로 0805 크기의 전류 제한 저항을 사용합니다.

6. 조립 업체는 제공된 IR 리플로우 프로파일을 따르며, 장치는 사용 전 MSL3 요구 사항을 준수하기 위해 제어된 환경에 보관됩니다.

이 접근 방식은 최종 제품의 미적 및 기능적 요구 사항을 충족하는 신뢰할 수 있고 균일하게 조명된 키패드를 만들어냅니다.

LED 사양 용어

LED 기술 용어 완전 설명

광전 성능

용어	단위/표시	간단한 설명	중요한 이유
광효율	lm/W (루멘 매 와트)	전력 와트당 광출력, 높을수록 더 에너지 효율적입니다.	에너지 효율 등급과 전기 비용을 직접 결정합니다.
광속	lm (루멘)	광원에서 방출되는 총 빛, 일반적으로 "밝기"라고 합니다.	빛이 충분히 밝은지 결정합니다.
시야각	° (도), 예: 120°	광도가 절반으로 떨어지는 각도, 빔 폭을 결정합니다.	조명 범위와 균일성에 영향을 미칩니다.
색온도	K (켈빈), 예: 2700K/6500K	빛의 따뜻함/차가움, 낮은 값은 노란색/따뜻함, 높은 값은 흰색/차가움.	조명 분위기와 적합한 시나리오를 결정합니다.
연색성 지수	단위 없음, 0–100	물체 색상을 정확하게 재현하는 능력, Ra≥80이 좋습니다.	색상 정확성에 영향을 미치며, 쇼핑몰, 박물관과 같은 고수요 장소에서 사용됩니다.
색차 허용오차	맥아담 타원 단계, 예: "5단계"	색상 일관성 메트릭, 작은 단계는 더 일관된 색상을 의미합니다.	동일 배치의 LED 전체에 균일한 색상을 보장합니다.
주파장	nm (나노미터), 예: 620nm (빨강)	컬러 LED의 색상에 해당하는 파장.	빨강, 노랑, 녹색 단색 LED의 색조를 결정합니다.
스펙트럼 분포	파장 대 강도 곡선	파장 전체에 걸친 강도 분포를 보여줍니다.	연색성과 색상 품질에 영향을 미칩니다.

전기적 매개변수

용어	기호	간단한 설명	설계 고려사항
순방향 전압	Vf	LED를 켜기 위한 최소 전압, "시작 임계값"과 같습니다.	드라이버 전압은 ≥Vf이어야 하며, 직렬 LED의 경우 전압이 더해집니다.
순방향 전류	If	정상 LED 작동을 위한 전류 값.	일반적으로 정전류 구동, 전류가 밝기와 수명을 결정합니다.
최대 펄스 전류	Ifp	짧은 시간 동안 견딜 수 있는 피크 전류, 디밍 또는 플래싱에 사용됩니다.	손상을 피하기 위해 펄스 폭과 듀티 사이클을 엄격히 제어해야 합니다.
역방향 전압	Vr	LED가 견딜 수 있는 최대 역전압, 초과하면 항복될 수 있습니다.	회로는 역연결 또는 전압 스파이크를 방지해야 합니다.
열저항	Rth (°C/W)	칩에서 솔더로의 열전달 저항, 낮을수록 좋습니다.	높은 열저항은 더 강력한 방열이 필요합니다.
ESD 면역	V (HBM), 예: 1000V	정전기 방전을 견디는 능력, 높을수록 덜 취약합니다.	생산 시 정전기 방지 조치가 필요하며, 특히 민감한 LED의 경우.

열 관리 및 신뢰성

용어	주요 메트릭	간단한 설명	영향
접합 온도	Tj (°C)	LED 칩 내부의 실제 작동 온도.	10°C 감소마다 수명이 두 배가 될 수 있음; 너무 높으면 광감쇠, 색 변위를 유발합니다.
루멘 감가	L70 / L80 (시간)	밝기가 초기 값의 70% 또는 80%로 떨어지는 시간.	LED "서비스 수명"을 직접 정의합니다.
루멘 유지	% (예: 70%)	시간이 지난 후 유지되는 밝기의 비율.	장기 사용 시 밝기 유지 능력을 나타냅니다.
색 변위	Δu′v′ 또는 맥아담 타원	사용 중 색상 변화 정도.	조명 장면에서 색상 일관성에 영향을 미칩니다.
열 노화	재료 분해	장기간 고온으로 인한 분해.	밝기 감소, 색상 변화 또는 개방 회로 고장을 유발할 수 있습니다.

패키징 및 재료

용어	일반 유형	간단한 설명	특징 및 응용
패키지 유형	EMC, PPA, 세라믹	칩을 보호하는 하우징 재료, 광학/열 인터페이스를 제공합니다.	EMC: 내열성 좋음, 저비용; 세라믹: 방열성 더 좋음, 수명 더 길음.
칩 구조	프론트, 플립 칩	칩 전극 배열.	플립 칩: 방열성 더 좋음, 효율성 더 높음, 고출력용.
인광체 코팅	YAG, 규산염, 질화물	블루 칩을 덮고, 일부를 노랑/빨강으로 변환하며, 흰색으로 혼합합니다.	다른 인광체는 효율성, CCT 및 CRI에 영향을 미칩니다.
렌즈/광학	플랫, 마이크로렌즈, TIR	광 분포를 제어하는 표면의 광학 구조.	시야각과 배광 곡선을 결정합니다.

품질 관리 및 등급 분류

용어	빈닝 내용	간단한 설명	목적
광속 빈	코드 예: 2G, 2H	밝기에 따라 그룹화되며, 각 그룹에 최소/최대 루멘 값이 있습니다.	동일 배치에서 균일한 밝기를 보장합니다.
전압 빈	코드 예: 6W, 6X	순방향 전압 범위에 따라 그룹화됩니다.	드라이버 매칭을 용이하게 하며, 시스템 효율성을 향상시킵니다.
색상 빈	5단계 맥아담 타원	색 좌표에 따라 그룹화되며, 좁은 범위를 보장합니다.	색상 일관성을 보장하며, 기기 내부의 고르지 않은 색상을 피합니다.
CCT 빈	2700K, 3000K 등	CCT에 따라 그룹화되며, 각각 해당 좌표 범위가 있습니다.	다른 장면의 CCT 요구 사항을 충족합니다.

테스트 및 인증

용어	표준/시험	간단한 설명	의미
LM-80	루멘 유지 시험	일정 온도에서 장기간 조명, 밝기 감쇠 기록.	LED 수명 추정에 사용됩니다 (TM-21과 함께).
TM-21	수명 추정 표준	LM-80 데이터를 기반으로 실제 조건에서 수명을 추정합니다.	과학적인 수명 예측을 제공합니다.
IESNA	조명 공학 학회	광학적, 전기적, 열적 시험 방법을 포함합니다.	업계에서 인정된 시험 기반.
RoHS / REACH	환경 인증	유해 물질 (납, 수은) 없음을 보장합니다.	국제적으로 시장 접근 요구 사항.
ENERGY STAR / DLC	에너지 효율 인증	조명 제품의 에너지 효율 및 성능 인증.	정부 조달, 보조금 프로그램에서 사용되며, 경쟁력을 향상시킵니다.

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