SMD LED LTST-T680QEWT 데이터시트 - 화이트 확산 렌즈, AlInGaP 적색 소스 - 50mA, 2.4V, 120mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 자동화된 인쇄 회로 기판(PCB) 조립을 위해 설계된 표면 실장 장치(SMD) LED의 사양을 상세히 설명합니다. 이 부품은 소형 크기를 특징으로 하여, 다양한 전자 장비의 공간 제약이 있는 응용 분야에 적합합니다.

1.1 핵심 장점 및 목표 시장

이 LED의 주요 장점은 RoHS 지침 준수, 자동화 조립 공정에 맞춤화된 패키징(7인치 릴에 8mm 테이프), 그리고 표준 적외선 리플로우 솔더링 기술과의 호환성을 포함합니다. 그 설계는 I.C. 호환성을 가지며, 현대 디지털 회로에의 통합을 용이하게 합니다. 이 장치는 JEDEC 레벨 3 표준에 따라 사전 조건화되어 있어, 까다로운 응용 분야에서의 신뢰성을 향상시킵니다.

목표 응용 분야는 통신, 사무 자동화, 가전 제품 및 산업 장비에 걸쳐 있습니다. 이는 특히 상태 표시기, 신호 및 심볼 조명 목적, 그리고 전면 패널 백라이트용으로 사용하기 위해 고안되었습니다.

2. 기술 파라미터: 심층적 객관적 해석

2.1 절대 최대 정격

모든 정격은 주변 온도(Ta) 25°C에서 지정됩니다. 이 한계를 초과하면 영구적인 손상을 초래할 수 있습니다.

• 전력 소산:120 mW. 이는 열화 없이 장치가 열로 소산할 수 있는 최대 전력입니다.
• 피크 순방향 전류:100 mA. 이는 열 부하를 관리하기 위해 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서만 허용됩니다.
• DC 순방향 전류:50 mA. 이는 신뢰할 수 있는 동작을 위해 권장되는 최대 연속 순방향 전류입니다.
• 역방향 전압:5 V. 이 한계를 초과하는 역방향 전압을 가하면 접합 파괴를 일으킬 수 있습니다.
• 동작 온도 범위:-40°C ~ +85°C. 장치는 이 주변 온도 범위 내에서 기능이 보장됩니다.
• 보관 온도 범위:-40°C ~ +100°C. 장치는 이 한계 내에서 열화 없이 보관될 수 있습니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성

이러한 특성은 별도로 명시되지 않는 한 Ta=25°C 및 순방향 전류(IF) 20mA에서 측정됩니다.

• 광도(IV):최소 560 mcd에서 최대 1400 mcd까지 범위를 가지며, 일반적인 값은 이 범위 내에 있습니다. 측정은 CIE 명시적 눈 반응 곡선에 근사하는 센서와 필터를 사용합니다.
• 시야각(2θ1/2):120도(일반적). 이 넓은 시야각은 확산 렌즈의 특징으로, 넓고 균일한 빛 분포를 제공합니다.
• 피크 방출 파장(λP):633 nm(일반적). 이는 스펙트럼 전력 분포가 최대가 되는 파장입니다.
• 주 파장(λd):618 nm에서 630 nm까지 범위를 가지며, 일반적인 값은 624 nm입니다. 이 파라미터는 LED(적색)의 지각되는 색상을 정의합니다.
• 스펙트럼 선 반폭(Δλ):15 nm(일반적). 이는 방출된 빛의 스펙트럼 순도를 나타냅니다.
• 순방향 전압(VF):IF=20mA에서 1.8 V에서 2.4 V까지 범위를 가지며, 허용 오차는 ±0.1V입니다. 이는 구동 회로 설계에 있어 중요한 파라미터입니다.
• 역방향 전류(IR):역방향 전압(VR) 5V에서 최대 10 μA입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

LED의 광도는 응용 분야에서 일관성을 보장하기 위해 특정 빈으로 분류됩니다. 빈닝은 20mA에서 측정된 다음과 같이 정의됩니다:

• 빈 코드 U2:560 mcd(최소) ~ 710 mcd(최대)
• 빈 코드 V1:710 mcd ~ 900 mcd
• 빈 코드 V2:900 mcd ~ 1120 mcd
• 빈 코드 W1:1120 mcd ~ 1400 mcd

각 광도 빈에는 ±11%의 허용 오차가 적용됩니다. 이 빈닝을 통해 설계자는 특정 응용 분야에 필요한 밝기 수준의 LED를 선택할 수 있어, 다중 LED를 사용하는 제품에서 시각적 일관성을 보장합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 다양한 조건에서의 장치 동작을 이해하는 데 필수적인 일반적인 성능 곡선을 참조합니다. 특정 그래픽 데이터는 본문에 재현되지 않았지만, 이러한 문서에 일반적으로 포함되는 곡선은 다음을 분석합니다:

• 상대 광도 대 순방향 전류:빛 출력이 전류와 함께 최대 정격 한계까지 어떻게 증가하는지 보여줍니다.
• 순방향 전압 대 순방향 전류:다이오드의 I-V 특성을 설명하며, 열 관리 및 드라이버 설계에 중요합니다.
• 상대 광도 대 주변 온도:접합 온도가 증가함에 따라 빛 출력이 감소하는 것을 보여주며, 이는 고온 또는 고전류 응용 분야에 매우 중요합니다.
• 스펙트럼 분포:상대 강도 대 파장의 그래프로, 피크 및 주 파장과 스펙트럼 폭을 보여줍니다.

이러한 곡선을 통해 엔지니어는 25°C 및 20mA의 표준 테스트 포인트를 넘어 실제 동작 조건에서의 성능을 예측할 수 있습니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수 및 극성 식별

이 장치는 EIA 표준 SMD 패키지를 따릅니다. 주요 치수 사항은 다음과 같습니다: 모든 치수는 밀리미터 단위이며, 별도로 지정되지 않는 한 일반 허용 오차는 ±0.2 mm입니다. 제품은 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 적색 광원을 가진 화이트 확산 렌즈를 특징으로 합니다. 캐소드는 일반적으로 패키지의 표시 또는 풋프린트 다이어그램의 특정 패드 형상으로 식별됩니다. 적절한 솔더 접합 형성과 기계적 안정성을 보장하기 위해 적외선 또는 증기상 리플로우 솔더링을 위한 권장 PCB 부착 패드 레이아웃이 제공됩니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 권장 리플로우 솔더링 프로파일

무연(Pb-free) 솔더링 공정의 경우, J-STD-020B를 준수하는 프로파일을 권장합니다. 주요 파라미터는 다음과 같습니다:

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

인두를 사용한 수동 솔더링의 경우, 최대 팁 온도는 300°C를 초과해서는 안 되며, 단일 작업에 대한 솔더링 시간은 최대 3초입니다. 서로 다른 설계는 맞춤형 프로파일을 필요로 하므로, 솔더 페이스트 제조업체 사양을 따르고 보드별 특성화를 수행하는 것이 중요합니다.

6.2 보관 조건

적절한 보관은 습기 흡수를 방지하는 데 필수적이며, 이는 리플로우 중 "팝콘 현상" 또는 균열을 일으킬 수 있습니다.

• 밀봉 패키지:≤30°C 및 ≤70% RH에서 보관하십시오. 건조제와 함께 포장 후 1년 이내에 사용하십시오.
• 개봉 패키지:≤30°C 및 ≤60% RH에서 보관하십시오. 부품은 노출 후 168시간(7일) 이내에 리플로우되어야 합니다.
• 장기 보관(개봉):건조제가 있는 밀폐 용기 또는 질소 건조기에서 보관하십시오.
• 재베이킹:168시간 이상 노출된 경우, 솔더링 전에 약 60°C에서 최소 48시간 동안 베이킹하십시오.

6.3 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우, 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올과 같은 알코올 기반 용매를 사용하십시오. LED를 상온에서 1분 미만으로 담그십시오. 지정되지 않은 화학 액체는 사용하지 마십시오.

7. 패키징 및 주문 정보

이 장치는 자동화 조립을 위한 산업 표준 패키징으로 공급됩니다:

• 테이프:8mm 너비의 캐리어 테이프.
• 릴:7인치(178mm) 직경 릴.
• 수량:릴당 2000개.
• 포켓 밀봉:빈 부품 포켓은 상단 커버 테이프로 밀봉됩니다.
• 누락 부품:패키징 사양(ANSI/EIA 481)에 따라 최대 두 개의 연속 누락 부품(램프)이 허용됩니다.

8. 응용 권장 사항

8.1 일반적인 응용 회로 및 설계 고려 사항

LED는 전류 구동 장치입니다. 병렬로 여러 LED를 구동할 때 균일한 밝기를 보장하기 위해, 각 LED와 직렬로 개별 전류 제한 저항을 사용하는 것을 강력히 권장합니다. 개별 저항 없이 단일 전류원에서 여러 LED를 병렬로 구동하는 것은 권장되지 않습니다. 각 LED의 순방향 전압(VF) 특성의 약간의 변동이 전류 분배와 결과적으로 밝기에 상당한 차이를 일으킬 수 있기 때문입니다. 직렬 저항은 각 장치에 대한 전류를 독립적으로 안정화시킵니다.

8.2 정전기 방전(ESD) 주의 사항

대부분의 반도체 장치와 마찬가지로, 이 LED는 정전기 방전에 민감합니다. 조립 및 취급 중에 잠재적 또는 치명적인 손상을 방지하기 위해 표준 ESD 취급 절차를 따라야 합니다. 이는 접지된 작업대, 손목 스트랩 및 도전성 용기의 사용을 포함합니다.

9. 주의 사항 및 의도된 용도

이 LED는 사무 장비, 통신 장치 및 가정용 기기와 같은 일반 전자 장비에서 사용하도록 설계되었습니다. 이는 특히 고장이 생명이나 건강을 위협할 수 있는 응용 분야(예: 항공, 교통 제어, 의료/생명 유지 시스템, 중요한 안전 장치)에서 예외적인 신뢰성이 요구되는 응용 분야를 위해 특별히 설계되거나 인증되지 않았습니다. 이러한 응용 분야의 경우, 설계 도입 전에 제조업체와 상담이 필요합니다.

10. 기술 비교 및 차별화

이 부품의 주요 차별화 요소는 화이트 확산 렌즈와 AlInGaP 적색 칩의 특정 조합에 있습니다. 확산 렌즈는 넓고 균일한 시야각을 제공하여 여러 각도에서 가시성이 중요한 표시기 응용 분야에 이상적입니다. AlInGaP 재료 시스템은 GaAsP와 같은 오래된 기술에 비해 적색/주황색/호박색 스펙트럼에서 높은 효율성과 안정성으로 알려져 있습니다. 패키지는 엄격한 IR 리플로우 공정을 포함한 대량 자동화 SMT 조립 라인과의 호환성을 위해 설계되었으며, 이는 현대 전자 제조에 있어 중요한 요소입니다.

11. 기술 파라미터 기반 자주 묻는 질문

Q: 이 LED를 50mA로 연속 구동할 수 있나요?

A: 네, 50mA는 최대 정격 DC 순방향 전류입니다. 특히 더 높은 주변 온도에서 전력 소산이 최대(VF * IF)가 되므로 적절한 열 관리(예: 충분한 PCB 구리 면적을 통한 방열)가 이루어지도록 하십시오.

Q: 광도에 빈닝 시스템이 있는 이유는 무엇인가요?

A: 제조 변동으로 인해 빛 출력에 약간의 차이가 발생합니다. 빈닝은 유사한 성능을 가진 LED를 그룹으로 분류하여, 설계자가 제품에 일관된 밝기의 부품을 조달할 수 있게 하여 단위 간에 눈에 띄는 변동을 피할 수 있습니다.

Q: 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇인가요?

A: 피크 파장(λP)은 스펙트럼 전력이 가장 높은 곳입니다. 주 파장(λd)은 LED의 지각되는 색상과 일치하는 단일 파장의 단색광입니다. λd는 응용 분야에서 색상 사양에 더 관련이 있습니다.

Q: 습기 차단 백을 개봉한 후 168시간의 플로어 라이프는 얼마나 중요한가요?

A: 매우 중요합니다. 이 시간을 초과하여 재베이킹 없이 사용하면 고온 리플로우 솔더링 공정 중 습기 유발 패키지 손상의 위험이 있으며, 이는 내부 박리 또는 균열로 이어질 수 있습니다.

12. 실용적 설계 및 사용 사례

시나리오: 네트워크 라우터용 상태 표시 패널 설계.패널에는 다양한 각도에서 볼 수 있는 여러 개의 적색 전원 및 활동 LED가 필요합니다. 설계자는 넓은 120도 시야각과 부드럽고 균일하게 빛나는 외관을 제공하는 화이트 확산 렌즈 때문에 LTST-T680QEWT를 선택합니다. 데이터시트에서 20mA에서의 일반적인 순방향 전압 ~2.1V와 5V 시스템 공급을 사용하여 직렬 저항 값을 계산합니다: R = (Vsupply - VF) / IF = (5V - 2.1V) / 0.02A = 145 옴. 표준 150 옴 저항이 선택됩니다. 패널의 각 LED는 마이크로컨트롤러의 GPIO 핀에 연결된 자체 150 옴 저항을 가지며, 개별 LED 간의 약간의 VF 변동에 관계없이 균일한 밝기를 보장합니다. 설계자는 적절하고 일관된 밝기를 보장하기 위해 빈 코드 V1(710-900 mcd)을 지정합니다.

13. 동작 원리 소개

이 LED는 반도체 광자 장치입니다. 그 핵심은 p-n 접합을 형성하는 AlInGaP 재료로 만들어진 칩입니다. 접합의 임계값을 초과하는 순방향 전압이 가해지면 전자와 정공이 접합을 가로질러 주입됩니다. 이 전하 캐리어가 재결합할 때, 에너지는 광자(빛)의 형태로 방출됩니다. AlInGaP 층의 특정 구성은 에너지 밴드갭을 결정하며, 이는 방출된 빛의 파장(색상)을 결정합니다—이 경우 적색입니다. 생성된 빛은 캡슐화된 에폭시 렌즈를 통과합니다. 렌즈의 "화이트 확산" 특성은 에폭시에 산란 입자를 추가하여 달성되며, 이는 칩을 빠져나가는 광선의 방향을 무작위화하여 좁은 스포트라이트가 아닌 넓은 비방향성 빔 패턴을 생성합니다.

14. 기술 동향

SMD LED 기술의 일반적인 동향은 더 높은 광 효율(전기 와트당 더 많은 빛 출력), 향상된 색상 일관성 및 안정성, 그리고 더 높은 밀도 설계를 가능하게 하는 더 작은 패키지 크기로 계속 나아가고 있습니다. 또한 자동차 및 산업 응용 분야의 요구를 충족시키기 위해 더 높은 온도 및 전류 스트레스 하에서의 신뢰성 향상에 초점을 맞추고 있습니다. 글로벌 환경 규정을 준수하는 무연 및 무할로겐 재료로의 전환은 이제 표준입니다. 더 나아가, 단순한 이산 부품을 넘어 모듈 내 지능형 드라이버 및 제어 회로와의 통합은 지속적인 개발 영역입니다.