SMD LED LTST-416GEBW-P3 데이터시트 - 백색 확산 렌즈 - RGB 칩 - 5mA 구동 - 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 자동화된 인쇄 회로 기판 조립을 위해 설계된 표면 실장 장치(SMD) LED의 사양을 상세히 설명합니다. 이 부품은 백색 확산 렌즈를 특징으로 하며, 단일 패키지 내에 세 가지 별개의 반도체 광원(녹색 InGaN 칩, 적색 AlInGaP 칩, 청색 InGaN 칩)을 통합합니다. 확산 렌즈를 통한 결합된 출력은 백색광 외관을 생성합니다. 이 설계는 신뢰할 수 있는 상태 표시, 심볼 조명 또는 전면 패널 백라이트가 필요한 소비자 가전, 통신 및 산업 장비 분야의 공간 제약이 있는 애플리케이션을 대상으로 합니다.

1.1 주요 특징

• RoHS 환경 지침을 준수합니다.
• 자동 픽 앤 플레이스 시스템을 위해 7인치 직경 릴 내 12mm 테이프에 패키징됩니다.
• 설계 호환성을 위한 표준화된 EIA 패키지 풋프린트.
• 논리 레벨 호환 구동 전류.
• 적외선 리플로우 솔더링 공정을 견딥니다.
• JEDEC Moisture Sensitivity Level 3로 사전 조건 처리되었습니다.

1.2 목표 애플리케이션

• 통신 및 네트워킹 하드웨어의 상태 표시기.
• 사무 자동화 및 가전 제품의 신호 및 심볼 조명.
• 산업 제어 장비용 전면 패널 백라이트.
• 소비자 가전의 일반 목적 표시등 조명.

2. 기술 파라미터: 심층 객관적 분석

다음 섹션은 원본 자료에 정의된 장치의 전기적, 광학적 및 열적 특성에 대한 상세하고 객관적인 분석을 제공합니다. 별도로 명시되지 않는 한 모든 데이터는 주변 온도(Ta) 25°C를 기준으로 합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 값들은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 나타냅니다. 이 한계에서의 지속적인 동작은 권장되지 않습니다.

• 전력 소산 (Pd):녹색/청색 칩: 90 mW; 적색 칩: 69 mW. 이 파라미터는 열 관리 설계에 매우 중요합니다.
• 피크 순방향 전류 (I_F(PEAK)):모든 칩에 대해 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서 100 mA.
• 연속 순방향 전류 (I_F):모든 칩에 대해 30 mA DC.
• 동작 온도 범위:-40°C ~ +85°C.
• 보관 온도 범위:-40°C ~ +100°C.

2.2 전기-광학 특성

각 칩의 표준 테스트 전류 I_F= 5mA에서 측정되었습니다. 이는 정상 동작 조건에서의 일반적인 성능 파라미터입니다.

• 광도 (I_v):
  • 녹색: 600 - 1200 mcd (밀리칸델라)
  • 적색: 200 - 400 mcd
  • 청색: 100 - 200 mcd
• 시야각 (2θ_1/2):일반적으로 120도입니다. 이 넓은 각도는 확산 렌즈의 결과로, 투명 렌즈 LED에 비해 더 균일한 광 분포를 제공합니다.
• 주 파장 (λ_d):
  • 녹색: 523 - 535 nm
  • 적색: 617 - 630 nm
  • 청색: 465 - 477 nm
• 순방향 전압 (V_F):
  • 녹색: 2.0 - 3.0 V
  • 적색: 1.4 - 2.3 V
  • 청색: 2.0 - 3.0 V
• 역방향 전류 (I_R):V_R= 5V에서 최대 10 μA. 이 장치는 역바이어스 동작을 위해 설계되지 않았습니다; 이 파라미터는 테스트 목적으로만 사용됩니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산 시 색상과 밝기의 일관성을 보장하기 위해 장치들은 빈으로 분류됩니다. 백색광 출력은 세 가지 RGB 칩이 모두 5mA로 구동될 때 측정된 결합된 RGB 칩의 함수입니다.

3.1 광도 (I_v) 등급

장치들은 총 광도 출력을 기준으로 분류됩니다. T1 빈: 900 - 1300 mcd (약 2.7 - 3.9 루멘) T2 빈: 1300 - 1800 mcd (약 3.9 - 5.4 루멘) 빈당 허용 오차는 ±11%입니다.

3.2 색도 (CIE) 등급

장치들은 백색광의 지각된 색상을 정의하는 CIE 1931 색도도 상의 색좌표에 따라 빈닝됩니다. 빈 코드(예: H4, J5, K6, L4)는 x,y 좌표 평면 상의 특정 사변형 영역을 나타냅니다. 각 빈은 x 및 y 좌표에 대해 네 개의 정의된 코너 포인트(Point1-4)를 가집니다. 선택된 색조 빈 내 배치에 대한 허용 오차는 x 및 y 좌표 모두에서 ±0.01입니다. 이 정밀한 빈닝은 설계자가 애플리케이션에 매우 엄격한 색상 일관성을 가진 LED를 선택할 수 있게 합니다.

4. 기계적 및 패키징 정보

4.1 패키지 치수 및 핀 할당

이 장치는 표준 SMD 풋프린트를 따릅니다. 주요 치수는 본체 크기와 패드 간격을 포함합니다. 별도로 명시되지 않는 한 모든 치수 허용 오차는 ±0.2 mm입니다. 개별 색상을 활성화하기 위한 핀 할당은 다음과 같습니다: 애노드(공통 양극)는 핀 1에 연결됩니다. 녹색 캐소드는 핀 2, 적색 캐소드는 핀 3 & 4(내부 연결), 청색 캐소드는 핀 6입니다. 핀 5 및 기타 핀은 연결 없음(NC) 또는 기계적 고정용일 수 있습니다.

4.2 권장 PCB 랜드 패턴

적절한 솔더링 및 기계적 안정성을 보장하기 위해 제안된 솔더 패드 레이아웃의 평면도가 제공됩니다. 이 패턴을 준수하면 툼스토닝(리플로우 중 한쪽 끝이 들리는 현상)을 방지하고 좋은 솔더 필렛을 보장하는 데 도움이 됩니다.

4.3 테이프 및 릴 패키징

부품들은 보호 커버 테이프가 있는 엠보싱 캐리어 테이프로 공급됩니다. 주요 패키징 사양은 다음과 같습니다:

• 캐리어 테이프 폭: 12 mm.
• 릴 직경: 7 인치 (178 mm).
• 풀 릴당 수량: 2000개.
• 부분 릴 최소 주문 수량: 500개.
• 최대 연속 누락 부품(포켓): 2개.
• 패키징은 EIA-481-1-B 표준을 준수합니다.

5. 솔더링 및 조립 가이드라인

5.1 IR 리플로우 솔더링 프로파일 (무연 공정)

권장 프로파일은 무연 솔더링을 위한 J-STD-020B를 따릅니다.

• 예열:150°C ~ 200°C.
• 예열 시간:최대 120초.
• 피크 본체 온도:최대 260°C.
• 액상선 이상 시간:권장 최대 10초.
• 리플로우 사이클 횟수:최대 두 번.

일반적으로 램프업, 소크, 리플로우 및 냉각 단계를 시각화하기 위해 그래픽 온도 대 시간 프로파일이 제공됩니다.

5.2 핸드 솔더링

수동 솔더링이 필요한 경우:

• 인두 온도:최대 300°C.
• 접촉 시간:접합점당 최대 3초.
• 중요:열 응력을 피하기 위해 핸드 솔더링은 한 번만 수행해야 합니다.

5.3 세척

솔더링 후 세척은 주의해서 수행해야 합니다. 지정된 용제만 사용해야 합니다. 권장 세척제는 상온에서의 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올입니다. LED는 1분 미만으로 침지해야 합니다. 지정되지 않은 화학 물질은 에폭시 렌즈나 패키지를 손상시킬 수 있습니다.

6. 보관 및 취급 주의사항

6.1 보관 조건

밀봉된 Moisture-Barrier Bag (MBP):≤30°C 및 ≤70% 상대 습도(RH)에서 보관하십시오. 건제가 포함된 밀봉된 백 내 유통 기한은 1년입니다.백 개봉 후:"플로어 라이프"가 시작됩니다. ≤30°C 및 ≤60% RH에서 보관하십시오. 노출 후 168시간(7일) 이내에 IR 리플로우 공정을 완료하는 것이 강력히 권장됩니다. 이 기간을 초과하여 보관할 경우, 부품은 신선한 건제가 있는 밀폐 용기나 질소 데시케이터에 보관해야 합니다. 168시간 이상 노출된 부품은 솔더링 전에 흡수된 수분을 제거하고 "팝콘 현상"(리플로우 중 증기압으로 인한 패키지 균열)을 방지하기 위해 베이킹 절차(약 60°C에서 최소 48시간)가 필요합니다.

6.2 애플리케이션 노트 및 제한사항

이 LED는 표준 상업용 및 산업용 전자 장비에서 사용하기 위한 것입니다. 이는 고장이 생명, 건강 또는 안전에 직접적인 위험을 초래할 수 있는 애플리케이션(예: 항공, 의료 생명 유지 장치 또는 중요한 운송 제어 시스템)을 위해 설계되거나 인증되지 않았습니다. 이러한 고신뢰성 애플리케이션의 경우, 구성품 제조업체와 특정 인증 데이터에 대한 상담이 필수적입니다.

7. 설계 고려사항 및 애플리케이션 제안

7.1 전류 제한

적색, 녹색 및 청색 칩의 순방향 전압(V_F)이 다르기 때문에, 공통 전압원에서 구동하려면 각 색상 채널에 대해 별도의 전류 제한 저항이 필요합니다. 저항 값은 옴의 법칙을 사용하여 계산됩니다: R = (V_공급- V_F) / I_F. 일반적인 V_F와 원하는 구동 전류(예: 사양 준수를 위한 5mA, 최대 30mA까지)를 사용하면 적절한 저항 및 전력 정격을 얻을 수 있습니다.

7.2 열 관리

전력 소산이 상대적으로 낮지만, 수명을 위해 적절한 PCB 설계가 필수적입니다. 권장 솔더 패드를 사용하여 LED 접합부에서 멀리 적절한 열 전도를 제공하도록 하십시오. LED를 최대 연속 전류(30mA) 또는 그 근처에서 구동하는 애플리케이션의 경우, 지정된 동작 온도 범위 내에 머물도록 주변 온도 및 보드 레이아웃에 주의하는 것이 중요합니다.

7.3 광학 통합

백색 확산 렌즈는 넓고 균일한 시야각(120°)을 제공하여 LED가 축외 각도에서 보일 수 있는 애플리케이션에 적합합니다. 확산 특성은 핫스팟과 눈부심을 줄입니다. 더 지향성 있는 빔이 필요한 애플리케이션의 경우, 외부 2차 광학(렌즈, 라이트 파이프)이 필요할 것입니다.

8. 일반 성능 곡선 분석

데이터시트는 비표준 조건에서 장치 동작을 이해하는 데 중요한 주요 관계의 그래픽 표현을 포함합니다.

• 상대 광도 대 순방향 전류:이 곡선은 광 출력이 구동 전류에 따라 일반적으로 비선형 방식으로 증가하는 방식을 보여주며, 효율 변화를 강조합니다.
• 순방향 전압 대 순방향 전류:다이오드의 지수적 I-V 특성을 보여줍니다.
• 상대 광도 대 주변 온도:접합 온도가 증가함에 따라 광 출력의 디레이팅을 보여줍니다. 이는 고온 환경 설계에 매우 중요합니다.
• 스펙트럼 분포:백색 LED에 대해 항상 상세히 설명되지는 않지만, 개별 칩의 피크 파장 및 스펙트럼 반치폭(Δλ: ~30nm G, ~20nm R, ~25nm B)을 이해하면 색 재현 및 필터 선택에 도움이 됩니다.

이 곡선들은 설계자가 25°C에서 5mA의 표준 테스트 조건 이외의 동작 지점에 대한 성능을 추정할 수 있게 합니다.

9. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 더 밝은 백색광을 얻기 위해 세 가지 색상을 동시에 구동할 수 있나요?A: 예, 하지만 총 전력 소산이 활성화된 칩 중 가장 낮은 최대 정격(이 경우 적색 칩의 69mW)을 초과하지 않도록 하고, 접합 온도가 한계 내에 머물도록 해야 합니다. 각 채널의 전류는 독립적으로 제어되어야 합니다.

Q: 왜 각 색상의 순방향 전압이 다른가요?A: 순방향 전압은 반도체 재료의 밴드갭의 기본적인 특성입니다. 적색 AlInGaP LED는 녹색 및 청색 InGaN LED보다 낮은 밴드갭을 가져 더 낮은 V_F.

Q: "JEDEC Level 3로 사전 조건 처리"는 무엇을 의미하나요?A: 이는 구성품이 Moisture Sensitivity Level 3 (MSL 3)로 분류되었음을 의미합니다. 이는 Moisture Barrier Bag이 개봉된 후 최대 허용 플로어 라이프가 리플로우를 위한 베이킹이 필요하기 전에 ≤30°C/60% RH 조건에서 168시간임을 나타냅니다.

Q: 애플리케이션에 맞는 올바른 빈을 어떻게 선택하나요?A: 색상 일관성이 중요한 애플리케이션(예: 다중 LED 상태 표시줄 또는 백라이트)의 경우, 단일하고 엄격한 CIE 빈 코드(예: J5)와 단일 광도 빈(예: T1)을 지정하십시오. 덜 중요한 애플리케이션의 경우, 더 넓은 빈 선택이 허용될 수 있으며 잠재적으로 비용 효율적일 수 있습니다.

10. 동작 원리 및 기술적 배경

이 LED는 반도체 재료의 전계발광 원리에 따라 동작합니다. 각 칩의 p-n 접합에 순방향 전압이 가해지면, 전자와 정공이 재결합하여 광자의 형태로 에너지를 방출합니다. 빛의 파장(색상)은 특정 반도체 재료의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다: 적색은 AlInGaP, 녹색과 청색은 InGaN입니다. "백색"광은 단일 백색 형광체(형광체 변환 백색 LED에서와 같이)에 의해 생성되는 것이 아니라, 세 가지 기본 색상광(적색, 녹색, 청색)이 확산된 백색 캡슐란트를 통과할 때의 가산 색상 혼합입니다. 이 RGB 방식은 각 칩에 대한 전류를 변화시켜 잠재적인 색상 조정을 가능하게 하지만, 본 데이터시트는 고정된 백색점에 대한 동작을 명시합니다.

SMD 패키지 형식은 대량 자동화 조립을 위한 산업 표준을 나타냅니다. 확산 렌즈 에폭시의 사용은 산란 입자를 포함시켜 시야각을 넓히고 광 출력을 부드럽게 하여, 직접 보는 것이 일반적인 표시등 목적에 이상적입니다. 세 개의 칩을 하나의 패키지에 통합하는 것은 세 개의 개별 단색 LED를 사용하는 것에 비해 PCB 공간을 절약합니다.