SMD LED LTW-C283DS5 데이터시트 - 2.8x3.5mm 패키지 - 3.2V 순방향 전압 - 백색광 - 36mW 전력 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTW-C283DS5는 자동화된 인쇄 회로 기판(PCB) 조립을 위해 설계된 표면 실장 장치(SMD) LED 램프입니다. 소형 폼 팩터로 인해 다양한 전자 장비의 공간 제약이 있는 애플리케이션에 적합합니다.

1.1 핵심 장점 및 목표 시장

이 LED는 초박형 0.2mm InGaN(인듐 갈륨 나이트라이드) 백색 칩을 특징으로 하여 높은 밝기를 제공합니다. RoHS(유해 물질 제한) 지침을 준수합니다. 장치는 7인치 직경 릴에 감긴 8mm 테이프에 포장되어 EIA(전자 산업 연합) 표준을 준수하여 고속 자동 픽 앤 플레이스 장비와의 호환성을 보장합니다. 또한 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정과 호환되도록 설계되어 현대 PCB 조립 라인의 표준입니다.

주요 목표 시장에는 통신 장비, 사무 자동화 장치, 가전 제품 및 산업 장비가 포함됩니다. 구체적인 애플리케이션으로는 키패드 및 키보드 백라이트, 상태 표시기, 마이크로 디스플레이, 다양한 신호 및 심볼 조명 애플리케이션이 있습니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

다음 섹션에서는 LTW-C283DS5 LED의 전기적, 광학적 및 열적 사양에 대한 상세한 분석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 주변 온도(Ta) 25°C에서 지정됩니다.

• 전력 소산(Pd):36 mW. 이는 LED가 열로 방산할 수 있는 최대 전력량입니다.
• 피크 순방향 전류(I_F(PEAK)):50 mA. 이는 최대 허용 펄스 전류로, 일반적으로 1/10 듀티 사이클과 0.1ms 펄스 폭 조건에서 지정됩니다. 연속 작동에는 사용해서는 안 됩니다.
• DC 순방향 전류(I_F):10 mA. 이는 안정적인 장기 작동을 위한 권장 최대 연속 순방향 전류입니다.
• 작동 온도 범위:-20°C ~ +80°C. 장치는 이 주변 온도 범위 내에서 기능이 보장됩니다.
• 보관 온도 범위:-40°C ~ +85°C. LED는 이 한계 내에서 손상 없이 보관할 수 있습니다.
• 적외선 솔더링 조건:260°C에서 10초. 이는 리플로우 솔더링 중 패키지가 견딜 수 있는 피크 온도 및 시간 프로파일을 정의합니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성

이는 별도로 명시되지 않는 한 Ta=25°C 및 순방향 전류(I_F) 5mA에서 측정한 일반적인 성능 파라미터입니다.

• 발광 강도(I_V):최소 112.0 mcd에서 최대 280.0 mcd까지 범위입니다. 실제 값은 섹션 4에 설명된 대로 빈(분류)됩니다. 측정은 CIE 명시적 눈 반응 곡선에 근사하는 센서와 필터로 수행됩니다.
• 시야각(2θ_1/2):130도. 이는 0도(온축)에서 측정된 피크 강도의 절반이 되는 발광 강도의 전체 각도입니다.
• 색도 좌표(x, y):CIE 1931 색도도에서 일반적인 값은 x=0.304, y=0.301입니다. 이 좌표는 방출된 빛의 백색점을 정의하며 빈 시스템의 대상이기도 합니다.
• 순방향 전압(V_F):I_F=5mA에서 2.5V ~ 3.2V 범위입니다. 정확한 값은 빈으로 분류됩니다.
• 역방향 전류(I_R):역방향 전압(V_R) 5V가 인가될 때 최대 10 µA입니다. 이 파라미터는 적외선(IR) 테스트 목적으로만 사용되며, LED는 역방향 바이어스 하에서 작동하도록 설계되지 않았음을 유의하는 것이 중요합니다.

2.3 열 고려사항

36 mW의 전력 소산 정격과 지정된 작동 온도 범위는 핵심 열 파라미터입니다. 주변 온도와 순방향 전류에 영향을 받는 최대 접합 온도를 초과하면 발광 출력 감소, 가속화된 성능 저하 및 최종 고장으로 이어질 수 있습니다. 특히 최대 전류 정격 근처에서 작동할 때 성능과 신뢰성을 유지하기 위해서는 적절한 PCB 열 설계, 즉 충분한 구리 패드 면적을 포함한 방열 설계가 필수적입니다.

3. 빈 시스템 설명

대량 생산의 일관성을 보장하기 위해 LED는 핵심 파라미터에 따라 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 애플리케이션의 특정 요구 사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 순방향 전압(V_F) 빈

순방향 전압은 2.5V-2.6V(V1)부터 3.1V-3.2V(V7)까지 각각 0.1V 범위를 가진 일곱 개의 빈(V1 ~ V7)으로 분류됩니다. 각 빈에는 ±0.1V의 허용 오차가 적용됩니다. 이는 구동 회로 설계 및 정전압원으로 구동되는 어레이에서 균일한 밝기를 보장하는 데 중요합니다.

3.2 발광 강도(I_V) 빈

발광 출력은 두 개의 주요 빈으로 나뉩니다:

• 빈 R:112.0 mcd ~ 180.0 mcd
• 빈 S:180.0 mcd ~ 280.0 mcd

3.3 색조(색도) 빈

백색광의 색상은 CIE 1931 도표상의 색도 좌표(x, y)로 정의됩니다. LTW-C283DS5는 6개의 색조 빈(S1 ~ S6)을 사용하며, 각 빈은 색도 차트상의 특정 사변형 영역을 나타냅니다. 이 빈은 조립체 내 여러 LED 간의 색상 일관성을 보장합니다. 각 빈 내 (x, y) 좌표에는 ±0.01의 허용 오차가 적용됩니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에서 특정 그래픽 곡선(예: 일반 순방향 전류 대 순방향 전압, 상대 발광 강도 대 순방향 전류, 상대 발광 강도 대 주변 온도)이 참조되지만, 그 경향은 분석적으로 설명될 수 있습니다.

LED의 순방향 전압(V_F)은 음의 온도 계수를 가지며, 접합 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 반대로, 발광 강도는 일반적으로 접합 온도가 상승함에 따라 감소합니다. 이 제품의 InGaN 백색 칩의 경우, 최대 작동 온도를 초과하면 광 출력이 크게 떨어질 것으로 예상됩니다. 시야각 특성은 람베르트 또는 준-람베르트 분포를 보여주며, 강도는 0도에서 가장 높고 130도 원뿔의 가장자리로 갈수록 감소합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

LTW-C283DS5는 표준 2835 패키지 풋프린트를 사용합니다. 주요 치수는 길이 약 2.8mm, 너비 약 3.5mm이며, 초박형 0.2mm 칩을 포함한 높이를 가집니다. 별도로 명시되지 않는 한 모든 치수 허용 오차는 ±0.1mm입니다. 렌즈 색상은 노란색이며, 광원은 InGaN 백색 칩입니다.

5.2 권장 PCB 부착 패드 및 극성

적절한 솔더링 및 기계적 안정성을 보장하기 위해 PCB용 권장 랜드 패턴(풋프린트)이 제공됩니다. LED에는 애노드와 캐소드 단자가 있습니다. 데이터시트에는 캐소드 마킹을 나타내는 다이어그램이 포함되어 있으며, 이는 순방향 바이어스가 인가될 때 장치가 점등되도록 조립 중 올바른 방향을 보장하는 데 필수적입니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 IR 리플로우 솔더링 파라미터

무연(Pb-free) 솔더링 공정의 경우, 특정 리플로우 프로파일을 권장합니다:

• 예열 온도:150°C ~ 200°C.
• 예열 시간:최대 120초.
• 피크 온도:최대 260°C.
• 피크 온도 유지 시간:최대 10초. LED는 두 번 이상의 리플로우 사이클을 견뎌서는 안 됩니다.

6.2 보관 및 취급

정전기 방전(ESD) 주의:장치는 ESD에 민감합니다. 취급 시 손목 스트랩과 방진 장갑을 사용하고 모든 장비를 적절히 접지해야 합니다.

습기 민감도:LED는 건조제와 함께 습기 차단 백에 포장됩니다. 밀봉된 상태에서는 ≤30°C 및 ≤90% 상대 습도(RH)에서 보관하고 1년 이내에 사용해야 합니다. 백을 개봉하면 부품은 Moisture Sensitivity Level (MSL) 3 등급입니다. ≤30°C 및 ≤60% RH에서 보관하고 1주일 이내에 IR 리플로우를 거쳐야 합니다. 원래 백 밖에서 더 오래 보관할 경우, 솔더링 전에 적어도 20시간 동안 60°C에서 베이크아웃을 수행하여 리플로우 중 "팝콘" 현상으로 인한 손상을 방지해야 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 패키지 재료를 손상시킬 수 있습니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 사양

LED는 너비 8mm의 엠보싱 캐리어 테이프에 공급됩니다. 테이프는 표준 7인치(178mm) 직경 릴에 감겨 있습니다. 각 릴에는 5000개가 들어 있습니다. 풀 릴 미만의 수량의 경우, 잔여 로트에 대해 최소 포장 수량 500개가 적용됩니다. 포장은 ANSI/EIA-481 사양을 준수합니다.

8. 애플리케이션 노트 및 설계 고려사항

8.1 일반적인 애플리케이션 회로

LED는 최적의 안정성과 수명을 위해 일반적으로 정전류원으로 구동됩니다. 정전압 공급원과 함께 간단한 직렬 저항기를 사용할 수 있으며, 저항값 R = (V_공급- V_F) / I_F입니다. 선택한 I_F는 최대 DC 순방향 전류 10mA를 초과해서는 안 됩니다. 병렬 어레이의 경우, V_F빈 변동을 보상하고 전류 편중을 방지하기 위해 각 LED마다 개별 전류 제한 저항기를 사용하는 것이 강력히 권장됩니다.

8.2 설계 시 열 관리

광 출력과 수명을 유지하기 위해서는 효과적인 방열이 중요합니다. 설계자는 권장 PCB 패드 레이아웃을 사용해야 하며, 이는 종종 더 큰 구리 평면으로의 열 완화 연결을 포함합니다. 절대 최대 전류 및 온도 정격에서 작동을 피하면 신뢰성 마진을 제공합니다.

8.3 애플리케이션 제한 사항

데이터시트는 이 LED가 일반 전자 장비용으로 의도되었음을 명시합니다. 예외적인 신뢰성이 요구되거나 고장이 안전을 위협할 수 있는 애플리케이션(예: 항공, 의료 생명 유지 장치, 운송 제어)의 경우, 사용 전 제조업체와 상담이 필요합니다.

9. 기술 비교 및 포지셔닝

LTW-C283DS5는 몇 가지 핵심 차별점으로 자리매김합니다: 초박형 0.2mm 칩은 일부 표준 LED에 비해 더 낮은 프로파일 설계를 가능하게 합니다. InGaN 백색 칩의 사용은 일반적으로 다른 기판을 사용하는 형광체 변환 청색 LED와 같은 오래된 기술보다 더 높은 효율과 더 나은 색 재현성을 제공합니다. 130도의 넓은 시야각은 집속된 빔보다는 넓은 조명이 필요한 애플리케이션에 적합합니다. 자동화된 SMT 조립 및 표준 IR 리플로우 공정과의 완전한 호환성은 현대적이고 비용 효율적인 제조 워크플로우와 일치합니다.

10. 자주 묻는 질문(FAQ)

Q1: R과 S 발광 강도 빈의 차이점은 무엇인가요?
A1: 빈 R은 112-180 mcd 범위를, 빈 S는 5mA에서 180-280 mcd 범위를 다룹니다. 빈 S를 선택하면 더 높은 최소 밝기가 보장됩니다.

Q2: 이 LED를 3.3V 공급 전압으로 구동할 수 있나요?
A2: 가능할 수 있지만, 순방향 전압(V_F) 빈에 따라 다릅니다. 빈 V6(3.0-3.1V) 및 V7(3.1-3.2V)의 경우, 특히 허용 오차를 고려할 때 3.3V 공급 전압은 직렬 전류 제한 저항기가 효과적으로 작동하기에 충분한 전압 여유를 제공하지 못할 수 있습니다. 전용 정전류 LED 드라이버 또는 더 높은 공급 전압을 사용하는 것이 종종 더 신뢰할 수 있습니다.

Q3: 역방향 전류 정격이 IR 테스트용으로만 지정된 이유는 무엇인가요?
A3: 이 사양은 제조 테스트 중에 사용됩니다. LED의 반도체 접합은 상당한 역방향 전압을 차단하도록 설계되지 않았습니다. 애플리케이션 회로에서 역방향 전압 사건이 발생할 가능성이 있다면 병렬 다이오드와 같은 보호 장치를 사용해야 합니다.

Q4: 습기 차단 백 개봉 후 1주일의 플로어 라이프는 얼마나 중요한가요?
A4: MSL 3 등급 부품의 경우, 리플로우 전 베이크아웃 없이 이 시간을 초과하면 고온 솔더링 공정 중 증기압(팝콘 현상)으로 인한 내부 패키지 손상 위험이 크게 증가하며, 이는 즉각적 또는 잠재적 고장으로 이어질 수 있습니다.

11. 설계 및 사용 사례 연구

시나리오: 멤브레인 키패드 백라이트.설계자는 패널의 12개 키를 균일하게 조명해야 합니다. 키당 하나의 LTW-C283DS5 LED를 사용하여 라이트 가이드 아래에 배치할 계획입니다. 일관된 높은 밝기를 위해 빈 S에서, 모든 키에서 균일한 백색을 보장하기 위해 단일 색조 빈(예: S3)에서 LED를 선택합니다. LED는 5V 레일에서 병렬로 구동되며, 각각 자체 150Ω 직렬 저항기를 가집니다(I_F≈ (5V - 2.9V)/150Ω ≈ 14mA, 이는 권장 최대치 10mA를 초과하므로 설계 오류를 강조합니다). 더 나은 설계는 ~9.5mA를 위한 220Ω 저항기를 사용하거나 정전류 드라이버 어레이를 구현하는 것입니다. PCB 레이아웃은 접지 평면으로의 열 연결을 포함한 권장 패드 패턴을 따릅니다. 조립된 보드는 지정된 프로파일을 사용하여 무연 리플로우 오븐을 통과하며, 키패드는 균일하고 밝은 백라이트를 제공합니다.

12. 작동 원리

LTW-C283DS5는 InGaN(인듐 갈륨 나이트라이드) 반도체 칩을 기반으로 합니다. 다이오드의 문턱값을 초과하는 순방향 전압이 인가되면 전자와 정공이 반도체의 활성 영역에서 재결합하여 광자의 형태로 에너지를 방출합니다. 이를 전계 발광이라고 합니다. InGaN 합금의 특정 구성은 청색/자외선 스펙트럼에서 빛을 방출할 수 있게 합니다. 백색광을 만들기 위해, 이 기본 방출은 일반적으로 형광체 코팅(노란색 렌즈 내에 포함된 것으로 보임)을 사용하여 변환됩니다. 이 형광체는 일부 청색광을 흡수하여 노란색광으로 재방출합니다. 남은 청색광과 형광체에서 생성된 노란색광의 조합은 인간의 눈에 백색으로 인지됩니다.

13. 기술 동향

고체 조명 산업은 몇 가지 명확한 동향과 함께 계속 발전하고 있습니다. 에너지 효율성을 향상시키는 더 높은 발광 효율(와트당 더 많은 루멘)을 위한 지속적인 추진이 있습니다. 색 재현 지수(CRI)는 특히 디스플레이 및 건축 조명에서 점점 더 중요해지고 있으며, 더 자연스러운 백색광을 생성하는 형광체 시스템을 추진하고 있습니다. 소형화는 휴대용 및 고밀도 전자 제품을 위한 핵심 요소로 남아 있으며, 이 제품의 초박형 칩과 같은 사용을 지원합니다. 더 나아가, 통합은 LED 패키지에 드라이버, 센서 또는 다중 색상 칩을 단일 모듈에 통합하는 추세입니다. 마지막으로, 더 높은 작동 전류 및 온도 하에서의 신뢰성과 수명은 지속적인 연구 개발 영역입니다.