SMD LED LTST-008EGSW 사양서 - 화이트 확산 렌즈 - 멀티칩 (적색, 녹색, 황색) - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTST-008EGSW는 화이트 확산 렌즈를 장착하고 단일 EIA 표준 패키지 내에 세 가지 별개의 LED 칩을 내장한 표면 실장 장치(SMD) LED입니다. 이 부품은 자동화된 인쇄 회로 기판(PCB) 조립 공정을 위해 설계되어 대량 생산에 적합합니다. 컴팩트한 폼 팩터는 다양한 전자 분야에서 공간 제약이 있는 애플리케이션의 요구 사항을 충족시킵니다.

1.1 핵심 장점

• 멀티컬러 소스:적색(AlInGaP), 녹색(InGaN), 황색(AlInGaP) 칩을 통합하여 단일 부품 공간 내에서 유연한 색상 표시 또는 혼합이 가능합니다.
• 공정 호환성:자동 픽 앤 플레이스 장비 및 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정과의 호환성을 위해 설계되어 효율적인 PCB 조립을 지원합니다.
• 환경 규정 준수:본 제품은 RoHS(유해 물질 제한) 지침을 준수합니다.
• 표준화된 포장:테이프 앤 릴 형식(7인치 릴에 12mm 테이프)으로 공급되어 자동화된 핸들링을 용이하게 합니다.

1.2 목표 시장 및 애플리케이션

이 LED는 광범위한 소비자, 산업 및 통신 전자 제품을 대상으로 합니다. 주요 적용 분야에는 통신 장비, 사무 자동화 시스템, 가전 제품 및 다양한 산업 제어 장치와 같은 기기에서의 상태 표시기, 신호 및 심볼 조명, 전면 패널 백라이트가 포함됩니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

다음 섹션은 LTST-008EGSW에 대해 명시된 주요 전기적, 광학적 및 열적 파라미터에 대한 상세하고 객관적인 해석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

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

• 전력 소산 (Pd):적색/황색: 78 mW; 녹색: 64 mW. 이 파라미터는 LED가 열로 소산할 수 있는 최대 전력을 나타냅니다. 이 값을 초과하면 열적 열화의 위험이 있습니다.
• 순방향 전류:DC 순방향 전류: 적색/황색: 30 mA; 녹색: 20 mA. 피크 순방향 전류(1/10 듀티 사이클)는 모든 색상에 대해 80 mA입니다. 설계자는 장기간 안정적인 동작을 위해 동작 전류가 DC 정격 이하로 유지되도록 해야 합니다.
• 온도 범위:동작: -40°C ~ +85°C; 저장: -40°C ~ +100°C. 이 범위는 장치가 사용 중 및 비작동 기간 동안 견딜 수 있는 환경 조건을 정의합니다.

2.2 전기-광학 특성

이는 특정 테스트 조건(Ta=25°C)에서 측정된 일반적인 성능 파라미터입니다.

• 광도 (Iv) & 광속 (Φv):다른 순방향 전류(적색/황색: 20mA, 녹색: 5mA)에서 측정됩니다. 값은 빈닝됩니다(섹션 3 참조). 예를 들어, 적색 및 녹색의 최소 광도는 280 mcd이고, 황색은 112 mcd입니다. 시야각(2θ1/2)은 확산 렌즈의 전형적인 넓은 120도로, 넓은 방사 패턴을 제공합니다.
• 스펙트럼 특성:
  • 피크 파장 (λP): 적색: 632 nm, 녹색: 518 nm, 황색: 591 nm.
  • 주 파장 (λd): 인지되는 색상을 정의하는 단일 파장입니다. 범위가 지정되고 빈닝됩니다(예: 적색: 617-630 nm).
  • 스펙트럼 선 반폭 (Δλ): 녹색은 30 nm로 가장 넓은 스펙트럼 폭을 가지며, 이는 적색과 황색의 15 nm에 비해 InGaN 재료 시스템의 특징입니다.
• 순방향 전압 (Vf):지정된 테스트 전류에서 LED 양단의 전압 강하입니다. 범위는 다음과 같습니다: 적색: 1.7-2.6V, 녹색: 2.4-3.2V, 황색: 1.8-2.6V. 이는 구동 회로 설계에 있어 중요한 파라미터입니다.
• 역방향 전류 (Ir):VR=5V에서 최대 10 μA. 데이터시트는 이 장치가 역방향 동작을 위해 설계되지 않았음을 명시합니다; 이 테스트는 품질 보증을 위한 것입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

LTST-008EGSW는 주요 광학 파라미터를 기반으로 유닛을 분류하는 빈닝 시스템을 사용하여 애플리케이션 성능의 일관성을 보장합니다.

3.1 광도 (IV) 빈닝

LED는 광속 및 광도 출력에 따라 빈으로 분류됩니다. 각 빈에는 최소값과 최대값이 있으며 빈 내 허용 오차는 +/-11%입니다.

• 적색 & 녹색:빈 F, G, H 사용(예: 빈 F: 280-450 mcd, 빈 H: 710-1120 mcd).
• 황색:빈 D, E, F 사용(예: 빈 D: 112-180 mcd, 빈 F: 280-450 mcd).

이를 통해 설계자는 애플리케이션 요구 사항에 적합한 밝기 등급을 선택할 수 있습니다.

3.2 주 파장 (WD) 빈닝

LED는 또한 정확한 색조(주 파장)에 따라 빈닝되며, 빈당 허용 오차는 +/-1 nm입니다.

• 적색:단일 빈 K (617.0 - 630.0 nm).
• 녹색:빈 P (520.0-530.0 nm) 및 Q (530.0-540.0 nm).
• 황색:빈 H (584.5-589.5 nm) 및 J (589.5-594.5 nm).

이는 다중 LED 디스플레이나 상태 표시기와 같이 정확한 색상 일치가 필요한 애플리케이션에 필수적인 색상 일관성을 보장합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에서 특정 그래픽 데이터(예: Fig.1, Fig.5)가 참조되지만, 이러한 LED의 일반적인 곡선에는 다음이 포함됩니다:

• I-V (전류-전압) 곡선:각 칩 색상에 대한 순방향 전류와 순방향 전압 사이의 비선형 관계를 보여줍니다. 곡선은 일반적으로 반도체 재료에 특정한 문턱 전압(전류가 크게 증가하기 시작하는 지점)을 가지며(적색/황색 AlInGaP의 경우 가장 낮고, 녹색 InGaN의 경우 더 높음).
• 광도 대 순방향 전류 (I-Iv 곡선):광 출력이 전류에 따라 어떻게 증가하는지 보여주며, 권장 동작 범위 내에서는 열 효과로 인해 매우 높은 전류에서 효율이 떨어지기 전까지 거의 선형 관계를 보입니다.
• 온도 의존성:광도는 일반적으로 접합 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 정확한 계수는 재료에 따라 다르며, InGaN(녹색)은 AlInGaP(적색/황색)에 비해 종종 다른 열적 거동을 보입니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수 및 핀 할당

이 장치는 EIA 표준 SMD 패키지 외형을 따릅니다. 모든 치수는 밀리미터 단위이며 일반적인 허용 오차는 ±0.1 mm입니다. 멀티칩 구성에 대한 핀 할당은 명확하게 정의됩니다: 적색 칩은 핀 (1,2) 및 3, 녹색 칩은 핀 4 및 5, 황색 칩은 핀 6 및 (7,8). 이 정보는 올바른 PCB 레이아웃 및 전기적 연결에 매우 중요합니다.

5.2 권장 PCB 부착 패드

적절한 솔더링 및 기계적 안정성을 보장하기 위한 랜드 패턴 설계가 제공됩니다. 이 권장 풋프린트를 준수하는 것은 리플로우 중 신뢰할 수 있는 솔더 접합을 달성하고 LED의 열 방산을 관리하는 데 필수적입니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 IR 리플로우 솔더링 프로파일

J-STD-020B 표준을 참조하여 무연(Pb-free) 솔더 공정에 대한 제안된 리플로우 프로파일이 제공됩니다. 주요 파라미터에는 예열 구역(일반적으로 150-200°C), 액상선 이상의 정의된 시간, 260°C를 초과하지 않는 피크 온도가 포함됩니다. 이 프로파일을 따르는 것은 열 충격과 LED 패키지 또는 내부 다이 본드 손상을 방지하는 데 중요합니다.

6.2 저장 및 취급

LED는 습기에 민감합니다. 밀봉된 방습 봉지(건조제 포함)가 개봉되지 않은 상태에서는 ≤30°C 및 ≤70% RH에서 저장하고 1년 이내에 사용해야 합니다. 봉지를 개봉한 후에는 리플로우 솔더링 전에 공장 조건(≤30°C / ≤60% RH)에서의 노출 시간이 168시간을 초과해서는 안 됩니다. 노출이 이 한도를 초과하는 경우, 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 중 "팝콘 현상"을 방지하기 위해 베이킹 절차(예: 60°C에서 48시간)를 권장합니다.

6.3 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우, 상온에서 1분 미만으로 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올과 같은 지정된 용제만 사용해야 합니다. 지정되지 않은 화학 물질은 플라스틱 렌즈나 패키지를 손상시킬 수 있습니다.

7. 포장 및 주문 정보

표준 포장은 7인치(178mm) 직경 릴에 12mm 너비의 엠보싱 캐리어 테이프입니다. 각 릴에는 4000개가 들어 있습니다. 테이프는 커버 테이프로 밀봉됩니다. 포장은 EIA-481-1-B 사양을 따릅니다. 잔여 수량에 대한 최소 주문 수량은 500개로 지정됩니다.

8. 애플리케이션 권장 사항 및 설계 고려 사항

8.1 일반적인 애플리케이션 회로

각 색상 칩은 직렬로 전류 제한 저항과 함께 독립적으로 구동되어야 합니다. 저항 값(R)은 공식 R = (Vsupply - Vf_LED) / If를 사용하여 계산됩니다. 여기서 Vf_LED는 원하는 동작 전류(If)에서 특정 칩의 순방향 전압입니다. 이 계산에서 데이터시트의 최대 Vf를 사용하면 부품 간 변동이 있어도 전류가 한도를 초과하지 않도록 보장합니다.

8.2 열 관리

전력 소산이 낮지만, 특히 최대 정격 근처에서 동작할 때 LED 성능과 수명을 유지하기 위해 PCB의 적절한 열 설계가 중요합니다. 권장 PCB 패드 설계는 열 전달을 돕습니다. 패드 주변에 충분한 구리 면적을 확보하고 다른 레이어로의 가능한 열 비아를 사용하면 접합 온도를 관리하는 데 도움이 될 수 있습니다.

8.3 광학 설계

화이트 확산 렌즈는 넓은, 람베르트형 방사 패턴(120도 시야각)을 제공합니다. 이는 광각 가시성이 필요한 애플리케이션에 이상적입니다. 더 집중된 빛을 위해서는 2차 광학 장치가 필요합니다. 설계자는 균일한 겉보기 밝기나 특정 색상 혼합 비율을 목표로 할 때 세 가지 색상의 다른 광도를 고려해야 합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

LTST-008EGSW의 주요 차별화 요소는 화이트 확산 렌즈가 장착된 단일 표준 SMD 패키지에 세 가지 별개의 LED 칩(적색, 녹색, 황색)을 통합한 데 있습니다. 이는 다음과 대조됩니다:

• 단일 색상 SMD LED:장치당 하나의 색상만 제공합니다.
• RGB LED:전체 색상 혼합을 위해 적색, 녹색, 청색 칩을 통합합니다. 여기의 RGY 조합은 특정 표시기 색상 요구 사항(예: 교통 신호 시뮬레이션, 특정 상태 코드)에 맞춰져 있으며, 적색+녹색으로 황색을 생성하는 RGB LED에 비해 황색 영역에서 더 높은 효율을 제공할 수 있습니다.
• 클리어 렌즈 대 확산 렌즈:확산 렌즈는 훨씬 더 넓고 균일한 시야각을 얻기 위해 일부 순방향 광도를 희생하며, 이는 종종 전면 패널 표시기에 선호됩니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 세 칩을 모두 최대 DC 전류로 동시에 구동할 수 있나요?

A: 아니요. 전력 소산에 대한 절대 최대 정격(적색/황색: 78 mW, 녹색: 64 mW)을 준수해야 합니다. 모든 칩을 최대 전류로 동시에 구동하면 총 패키지 전력 소산 한도를 초과하여 과열을 초래할 수 있습니다. 이러한 동작에는 상세한 열 분석이 필요합니다.

Q: 왜 녹색 칩의 테스트 전류(5mA)가 적색/황색(20mA)과 다른가요?

A: 이는 일반적인 관행입니다. InGaN 기반 녹색 LED는 일반적으로 AlInGaP 기반 LED에 비해 낮은 전류에서 더 높은 광 효율(단위 전류당 더 많은 광 출력)을 가지기 때문입니다. 5mA에서 지정하는 것은 빈닝 목적을 위해 비교 가능한 밝기 수준을 제공하고 일반적인 동작점을 반영할 가능성이 높습니다.

Q: 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇인가요?

A: 피크 파장(λP)은 LED의 스펙트럼 전력 분포 곡선에서 가장 높은 지점의 파장입니다. 주 파장(λd)은 CIE 색도도상의 색 좌표에서 유도되며 LED의 인지된 색상과 일치하는 순수 단색광의 단일 파장을 나타냅니다. λd는 색상 사양에 더 관련이 있습니다.

11. 실용적인 애플리케이션 예시

시나리오: 다중 상태 시스템 상태 표시기

네트워크 라우터는 단일 LTST-008EGSW를 사용하여 여러 동작 상태를 표시합니다:

- 적색 (고정):부팅/오류 상태 (15mA로 구동).

- 녹색 (깜빡임):데이터 활동 (5mA로 구동, 펄스).

- 황색 (고정):대기/유휴 모드 (15mA로 구동).

- 적색+녹색 (주황색으로 나타남):경고 상태 (색상을 혼합하기 위해 둘 다 낮은 전류로 구동).

이 설계는 세 개의 별도 LED 배치가 필요한 것을 하나로 통합하여 PCB 공간을 절약하고 전면 패널 설계를 단순화하며, 넓은 시야각은 다양한 각도에서의 가시성을 보장합니다.

12. 동작 원리

LED의 발광은 반도체 p-n 접합의 전계 발광을 기반으로 합니다. 순방향 전압이 인가되면 전자와 정공이 활성 영역으로 주입되어 재결합하며, 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 빛의 특정 파장(색상)은 사용된 반도체 재료의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다:

- AlInGaP (알루미늄 인듐 갈륨 인화물):적색 및 황색 칩에 사용되며, 적색에서 황색-주황색 스펙트럼에서 고효율 빛을 생성할 수 있습니다.

- InGaN (인듐 갈륨 질화물):녹색 칩에 사용되며, 이 재료 시스템은 청색에서 녹색 스펙트럼 전반에 걸쳐 빛을 생성할 수 있습니다. 화이트 확산 렌즈는 개별 칩의 빛을 산란시켜 외부에서 균일하고 혼합된 외관을 만듭니다.

13. 기술 동향

LTST-008EGSW와 같은 멀티칩 SMD LED의 개발은 광전자 분야의 여러 지속적인 동향과 일치합니다:

- 소형화 및 통합:여러 기능(색상)을 단일 패키지로 결합하여 보드 공간을 절약하고 부품 수를 줄이며 조립을 단순화합니다.

- 향상된 효율:InGaN 및 AlInGaP와 같은 재료의 지속적인 개선으로 더 높은 광 효율(와트당 더 많은 루멘)이 가능해져 낮은 전류에서 더 밝은 출력 또는 감소된 전력 소비가 가능합니다.

- 고급 패키징:패키지 설계 및 재료의 개선으로 열 성능이 향상되어 가혹한 환경에서 더 높은 전력 밀도와 더 안정적인 동작이 가능합니다. 고온 리플로우에 저항하는 재료의 사용이 표준입니다.

- 애플리케이션 특화 솔루션:이러한 RGY LED와 같은 부품으로의 이동은 단순한 일반 단일 색상 장치가 아닌 특정 애플리케이션 요구 사항에 최적화된 솔루션을 제공하는 추세를 나타냅니다.