SMD LED LTSA-G6SVUWETU 데이터시트 - 백색광, 황색 렌즈 - 전기 및 광학 사양

1. 제품 개요

본 문서는 고성능 표면 실장 장치(SMD) 발광 다이오드(LED)의 사양을 상세히 설명합니다. 이 소자는 자동화 조립 공정을 위해 설계되었으며, 공간 효율성과 신뢰성이 중요한 다양한 전자 장비에 적합합니다. LED는 InGaN 기술을 통해 구현된 백색 광원을 특징으로 하며, 최종 인지되는 색상과 빛 확산 특성에 영향을 줄 수 있는 황색 렌즈 내부에 캡슐화되어 있습니다.

이 부품의 핵심 장점은 RoHS 지침 준수, 자동 배치 및 적외선 리플로우 솔더링 장비와의 호환성, 그리고 자동차 등급 부품을 위한 AEC-Q101 표준에 따른 인증을 포함합니다. 주요 타겟 시장은 자동차 액세서리 애플리케이션, 휴대용 전자 제품, 컴퓨팅 장치 및 네트워크 시스템을 포함합니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

소자의 동작 한계는 주변 온도(Ta) 25°C에서 정의됩니다. 절대 최대 전력 소산은 900 mW입니다. 5 mA에서 250 mA 범위의 DC 순방향 전류를 처리할 수 있습니다. 펄스 동작의 경우, 1/10 듀티 사이클과 0.1ms 펄스 폭 하에서 500 mA의 피크 순방향 전류가 허용됩니다. 동작 및 보관 온도 범위는 -40°C에서 +110°C로 지정됩니다. 이 LED는 역방향 전압 동작을 위해 설계되지 않았음을 유의하는 것이 중요합니다.

2.2 전기 및 광학 특성

Ta=25°C 및 순방향 전류(IF) 140mA에서 측정된 주요 성능 파라미터가 정의됩니다. 광도(Iv)의 일반적인 범위는 11.2 cd에서 22.0 cd입니다. 축상 값의 절반이 되는 각도를 나타내는 시야각(2θ1/2)은 일반적으로 120도로, 넓은 빔 패턴을 나타냅니다. 순방향 전압(VF)은 테스트 전류에서 일반적으로 2.8V에서 3.6V 사이입니다. 색도 좌표(Cx, Cy)는 CIE 색 공간에서 백색점을 정의하는 (0.33, 0.34) 주변에 중심을 둡니다. 역전류(IR)는 역전압(VR) 5V에서 일반적으로 2 μA이지만, 역방향 동작은 의도되지 않습니다.

2.3 열적 특성

효과적인 열 관리는 LED 성능과 수명에 매우 중요합니다. 접합부에서 주변으로의 열저항(RθJA)은 16mm² 패드가 있는 표준 FR4 기판에서 측정 시 일반적으로 45 °C/W입니다. 더 중요한 것은, 접합부에서 솔더 접점까지의 열저항(RθJS)이 일반적으로 25 °C/W로, 설계가 잘 된 PCB 열 패드의 중요성을 강조합니다. 최대 허용 접합 온도(Tj)는 150°C입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

LED는 애플리케이션에서 일관성을 보장하기 위해 주요 파라미터를 기준으로 빈으로 분류됩니다. 빈 코드는 일반적으로 Vf / Iv / CIE 형식으로 표시됩니다(예: 64/FA/IM).

3.1 순방향 전압(Vf) 빈닝

LED는 140mA에서 네 개의 전압 빈으로 분류됩니다: 빈 24 (2.8-3.0V), 빈 64 (3.0-3.2V), 빈 A4 (3.2-3.4V), 빈 E4 (3.4-3.6V). 각 빈에는 ±0.1V의 허용 오차가 적용됩니다.

3.2 광도(Iv) 빈닝

140mA에서 세 개의 광도 빈이 정의됩니다: 빈 FA (11.2-14.0 cd, ~37.8 lm typ.), 빈 FB (14.0-18.0 cd, ~48.0 lm typ.), 빈 GA (18.0-22.0 cd, ~58.0 lm typ.). 각 빈에는 ±11%의 허용 오차가 적용됩니다.

3.3 색상(색도) 빈닝

백색 색상점은 CIE 색도 좌표 빈닝을 통해 엄격하게 제어됩니다. CIE 1931 (x, y) 다이어그램 상의 특정 사각형 경계를 가진 여러 빈이 정의됩니다(예: GM, HM, IM, JM, KM). 일반적인 목표는 (0.33, 0.34) 주변입니다. 각 색조 빈 내에서 x 및 y 좌표에 대해 ±0.01의 허용 오차가 유지됩니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에서 특정 그래픽 데이터가 참조되지만(예: 그림 2: 공간 분포), 이러한 LED의 일반적인 곡선은 순방향 전류와 광도의 관계(고전류에서의 비선형 롤오프 표시), 순방향 전압 대 온도, 그리고 상대 강도 대 파장(스펙트럼 파워 분포)을 보여줄 것입니다. 공간 분포 플롯은 넓은 120도 시야각을 확인시켜 주며, 빛의 강도가 축에서 벗어날수록 어떻게 감소하는지 보여줍니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

LED는 SMD 조립에 적합한 표준 EIA 패키지 형식으로 제공됩니다. 캐소드 리드 프레임은 소자의 주요 방열판으로 명시적으로 지정되어 있으며, 이는 최적의 열 성능을 보장하기 위한 PCB 레이아웃 설계에 매우 중요합니다. 상세한 치수 도면은 패키지 외곽, 리드 간격 및 전체 크기를 지정하며, 허용 오차는 일반적으로 ±0.1 mm 이내입니다. 렌즈 색상은 황색이고 방출되는 빛은 백색입니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 IR 리플로우 솔더링 프로파일

데이터시트는 무연 솔더 공정을 위한 J-STD-020을 준수하는 적외선 리플로우 프로파일을 권장합니다. 이 프로파일은 일반적으로 특정 가열 속도, 예열/소킹 영역, 액상선 이상 시간(TAL), 피크 온도 및 구성 요소에 대한 열 충격을 방지하기 위한 제어된 냉각 속도를 포함합니다.

6.2 권장 PCB 패드 설계

신뢰할 수 있는 솔더링과 캐소드 열 패드로부터의 효과적인 열 방산을 보장하기 위해 제안된 인쇄 회로 기판 부착 패드 레이아웃이 제공됩니다.

6.3 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우, 상온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 1분 미만 침지하는 것만 권장됩니다. 지정되지 않은 화학 물질의 사용은 패키지를 손상시킬 수 있으므로 피해야 합니다.

6.4 보관 및 취급

제품은 JEDEC J-STD-020에 따라 Moisture Sensitivity Level (MSL) 2로 분류됩니다. 방습 봉투가 건조제와 함께 밀봉된 상태에서는 보관 온도 ≤30°C, 상대 습도 ≤70%에서 보관해야 하며, 유통 기한은 1년입니다. 개봉 후에는 구성 요소를 ≤30°C, ≤60% RH에서 보관해야 하며, 1년 이내에 리플로우 솔더링을 거쳐야 합니다. 원래 포장 외부에서 장기간 보관할 경우 적절한 건조 보관 조건이 필수적입니다.

7. 포장 및 주문 정보

LED는 자동 픽 앤 플레이스 머신과 호환되는 테이프 앤 릴 형식으로 공급됩니다. 테이프 너비는 12mm이며, 표준 7인치(178mm) 직경 릴에 감겨 있습니다. 각 릴에는 1000개가 들어 있습니다. 풀 릴 미만의 수량의 경우, 잔여분에 대해 최소 포장 수량 500개가 지정됩니다. 포장은 ANSI/EIA 481 사양을 준수합니다.

8. 애플리케이션 제안

8.1 일반적인 애플리케이션 시나리오

이 LED는 자동차 실내 및 액세서리 조명, 소비자 가전(휴대폰, 노트북)의 지시등 백라이트, 네트워킹 장비의 상태 표시기, 그리고 소형 장치의 일반 조명에 매우 적합합니다.

8.2 설계 고려사항

열 관리:전력 소산(최대 900mW)과 열저항 수치로 인해, 캐소드 패드에서 PCB 구리 영역 또는 외부 방열판으로의 적절한 열 경로를 설계하는 것은 접합 온도를 150°C 미만으로 유지하고 장기적인 신뢰성과 안정적인 광 출력을 보장하는 데 가장 중요합니다.
전류 구동:일관된 광도와 색상점을 보장하기 위해 정전압원보다 정전류 드라이버를 사용하는 것이 권장됩니다. 드라이버는 지정된 DC 순방향 전류 범위(5-250mA) 내에서 동작하도록 설계되어야 합니다.
광학 설계:넓은 120도 시야각은 2차 광학 장치 없이 넓은 조명이 필요한 애플리케이션에 적합합니다. 집중된 빔을 위해서는 외부 렌즈나 반사판이 필요할 것입니다.

9. 기술 비교 및 차별화

이 LED의 주요 차별화 요소는 기본 소비자 가전을 넘어 까다로운 자동차 환경에 적합하게 만드는 AEC-Q101 인증을 포함합니다. 고출력 정격(900mW), 상대적으로 낮은 접합-솔더점 열저항(25°C/W), 그리고 상세한 3차원 빈닝(Vf, Iv, CIE)의 조합은 색상이 중요하고 열 제약이 있는 애플리케이션을 위한 예측 가능한 성능의 구성 요소를 설계자에게 제공합니다. 캐소드를 방열판으로 명시적으로 지정하는 것은 열 관리 설계를 단순화합니다.

10. 자주 묻는 질문(기술 파라미터 기반)

Q: 이 LED를 5V 전원으로 구동할 수 있나요?
A: 직접적으로는 불가능합니다. 순방향 전압은 일반적으로 2.8V에서 3.6V 사이입니다. 5V 전원에 직접 연결하면 과도한 전류가 흘러 즉시 고장납니다. 전류 제한 저항 또는, 바람직하게는 정전류 드라이버 회로를 사용해야 합니다.

Q: 광도(cd)와 광속(lm)의 차이는 무엇인가요?
A: 광도는 특정 방향에서의 LED 밝기를 측정합니다(칸델라). 광속은 모든 방향으로의 총 가시광 출력을 측정합니다(루멘). 데이터시트는 광도 빈에 대한 일반적인 루멘 등가값을 제공하지만, 측정의 방향성 특성으로 인해 주요 사양은 광도입니다.

Q: 왜 솔더점까지의 열저항(RθJS)이 주변까지의 열저항(RθJA)보다 낮은가요?
A: RθJS는 실리콘 접합부에서 직접 PCB의 솔더 패드까지의 열 경로를 측정합니다. RθJA는 PCB에서 주변 공기까지의 추가 저항을 포함합니다. RθJS는 PCB의 열 관리를 설계하는 데 더 유용합니다. 왜냐하면 이는 보드 레이아웃이 LED 자체에서 열을 빼내는 데 얼마나 효과적인지 보여주기 때문입니다.

Q: "역방향 동작을 위해 설계되지 않음"은 무슨 뜻인가요?
A: 이는 LED가 정상적인 회로 동작에서 절대 역방향 전압 바이어스를 받아서는 안 된다는 의미입니다. 테스트 목적으로 작은 역전류(5V에서 2μA)가 지정되어 있지만, 동작 중인 회로에서 역전압을 가하면 소자를 손상시킬 수 있습니다.

11. 실용 애플리케이션 사례

시나리오: 자동차 액세서리용 대시보드 지시등.
설계자는 새로운 자동차 애프터마켓 액세서리를 위한 밝고 신뢰할 수 있는 상태 표시등이 필요합니다. 그들은 빈 64/FA/IM의 이 LED를 선택합니다. 열 방산을 위해 캐소드 패드에 연결된 충분한 크기의 구리 영역을 가진 PCB를 설계합니다. 드라이버 IC를 사용하여 140mA로 설정된 간단한 정전류 회로가 구현됩니다. 넓은 120도 시야각은 다양한 좌석 위치에서 지시등이 보이도록 보장합니다. AEC-Q101 인증은 구성 요소가 자동차 온도 범위와 진동을 견딜 수 있는 능력에 대한 신뢰를 제공합니다. 특정 빈닝은 모든 생산 단위에서 일관된 색상과 밝기를 보장합니다.

12. 동작 원리 소개

이는 반도체 p-n 접합을 기반으로 한 고체 조명원입니다. 다이오드의 문턱값을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 활성 영역(InGaN 재료로 구성) 내에서 재결합하며, 광자의 형태로 에너지를 방출합니다. InGaN 칩의 주요 방출은 청색 또는 자외선 스펙트럼입니다. 백색광을 생성하기 위해, 이 주요 방출은 패키지 내부의 형광체 층을 사용하여 변환됩니다. 청색/UV 광자가 형광체를 여기시키면, 형광체는 더 넓은 스펙트럼(황색, 적색)으로 빛을 재방출하여 남은 청색광과 혼합되어 백색의 인식을 생성합니다. 황색 외부 렌즈는 최종 필터/확산기 역할을 하여, 색온도를 약간 따뜻하게 만들고 빛을 확산시킬 수 있습니다.

13. 기술 동향

이와 같은 SMD LED의 일반적인 동향은 더 높은 효율(와트당 더 많은 루멘), 더 나은 색 재현 지수(CRI)를 통한 향상된 색 정확도, 그리고 디스플레이 백라이트와 같은 애플리케이션을 위한 더 엄격한 빈닝 허용 오차를 향하고 있습니다. 더 작은 공간에서 더 밝은 출력을 가능하게 하기 위한 더 높은 전력 밀도와 더 낮은 열저항 패키지에 대한 지속적인 추진도 있습니다. 새로운 형광체 기술과 칩 설계의 채택은 온도와 수명에 걸쳐 더 안정적인 색상 성능을 제공하는 것을 목표로 합니다. 광학 및 열 성능을 유지하거나 개선하면서 소형화를 위한 노력은 계속되고 있습니다.