SMD LED LTSA-E67RUWETU 데이터시트 - 화이트 InGaN, 옐로우 렌즈 - 50mA, 170mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTSA-E67RUWETU는 자동화 조립 공정과 공간 제약이 있는 애플리케이션을 위해 설계된 고휘도 표면 실장 LED입니다. 인듐 갈륨 질소(InGaN) 기술을 활용한 화이트 광원을 특징으로 하며, 노란색 틴트 렌즈 패키지 내에 장착되어 있습니다. 이 조합은 신뢰성 높고 컴팩트한 조명 솔루션이 필요한 현대 전자 장비의 요구 사항을 충족하도록 설계되었습니다.

1.1 핵심 장점 및 타겟 시장

이 LED는 자동화 피크 앤 플레이스 장비 및 표준 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정과의 호환성을 특징으로 하여 대량 생산에 이상적입니다. 주요 타겟 시장은 소비자 가전, 네트워크 시스템 및 특히 차량용 액세서리 애플리케이션을 포함합니다. 이 소자는 AEC-Q101 표준(개정판 D)에 따라 인증되어, 부품 신뢰성이 가장 중요한 자동차 환경에 적합함을 강조합니다. 추가 기능으로는 RoHS 준수, 7인치 릴 내 8mm 테이프 포장, 그리고 JEDEC Moisture Sensitivity Level 2a에 따른 사전 컨디셔닝이 포함되어 저장 및 조립 중 안정성을 보장합니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

적절한 회로 설계 및 열 관리를 위해서는 전기적, 광학적, 열적 사양에 대한 상세한 검토가 중요합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 소자에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이는 주변 온도(Ta) 25°C에서 지정됩니다. 최대 연속 순방향 전류(DC)는 50 mA입니다. 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서 100 mA의 피크 순방향 전류가 허용됩니다. 최대 전력 소산은 170 mW입니다. 소자의 동작 및 저장 온도 범위는 -40°C ~ +100°C로 정격되어 있습니다. 특히 접합 온도를 포함한 이러한 한계를 초과하면 치명적인 고장이나 광 출력 및 수명의 심각한 저하를 초래할 수 있습니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성

Ta=25°C 및 표준 테스트 전류(IF) 30mA에서 측정 시, 이 소자는 최소 1800 mcd에서 최대 3550 mcd까지의 일반적인 광도를 나타냅니다. 순방향 전압(VF)은 일반적으로 2.8V에서 3.4V 사이에 있으며, 전압 빈당 ±0.1V의 허용 오차가 명시되어 있습니다. 광도가 축상 값의 절반이 되는 각도로 정의되는 시야각(2θ1/2)은 120도로, 넓고 확산된 광 방출 패턴을 나타냅니다. 색도 좌표는 CIE 1931 다이어그램 상에서 x=0.3197, y=0.3131로 지정되어 화이트 포인트를 정의합니다. 역전류(IR)는 VR=5V에서 최대 10 µA이며, 정전기 방전(ESD) 내전압은 Human Body Model(HBM)을 사용하여 2000V입니다. 이 소자는 역바이어스 조건에서 동작하도록 설계되지 않았으며, 역전압 테스트 조건은 정보 제공 목적으로만 사용됨을 유의하는 것이 중요합니다.

2.3 열적 특성

효과적인 열 관리는 LED 성능과 수명에 필수적입니다. 접합에서 주변으로의 열저항(RθJA)은 일반적으로 280 °C/W이며, 두께 1.6mm 및 구리 패드 16mm²의 FR4 기판에서 측정됩니다. 더 중요한 것은, 접합에서 솔더 포인트로의 열저항(RθJS)이 130 °C/W라는 점입니다. 이 더 낮은 값은 LED 칩에서 인쇄 회로 기판(PCB)으로의 주요 열 전도 경로를 나타내므로 설계에 더 관련이 있습니다. 절대 최대 접합 온도(TJ)는 125°C입니다. 설계자는 전력 소산 및 열저항을 사용하여 계산된 동작 접합 온도가 이 한계를 훨씬 밑돌도록 보장하여 신뢰성을 확보해야 합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

LTSA-E67RUWETU는 순방향 전압(VF), 광도(IV) 및 색 좌표를 기준으로 유닛을 분류하는 포괄적인 빈닝 시스템을 채택합니다. 이를 통해 설계자는 애플리케이션에 맞는 일관된 성능의 LED를 선택할 수 있습니다.

3.1 순방향 전압(VF) 빈닝

유닛은 세 가지 전압 빈으로 분류됩니다: H (2.8V - 3.0V), J (3.0V - 3.2V), K (3.2V - 3.4V). 각 빈에는 ±0.1V의 허용 오차가 적용됩니다. 동일한 VF 빈에서 LED를 선택하면 여러 LED가 병렬로 연결될 때 균일한 전류 분배를 보장하는 데 도움이 됩니다.

3.2 광도(IV) 빈닝

광도 빈은 일관된 밝기 수준을 보장합니다. 빈은 다음과 같습니다: X1 (1800 - 2240 mcd), X2 (2240 - 2800 mcd), Y1 (2800 - 3550 mcd). 각 빈 내에는 ±11%의 허용 오차가 적용됩니다. 이를 통해 출력 요구 사항에 따라 등급을 매길 수 있으며, 이는 비용과 다른 제품 등급에 대한 선택에 영향을 미칠 수 있습니다.

3.3 색 좌표 빈닝

가장 복잡한 측면은 색상 빈닝입니다. 데이터시트는 CIE 1931 차트 상에 LL, LK, ML, MK, NL, NK 등과 같은 여러 사각형 영역(빈)을 정의하는 색도 좌표의 상세한 테이블을 제공합니다. 각 빈은 네 개의 (x, y) 좌표 점으로 정의됩니다. 일반적인 색상 포인트(x=0.3197, y=0.3131)는 이러한 빈 중 여러 개(예: LL, LK, ML) 내에 속합니다. 빈 내의 색조 좌표에 대해 ±0.01의 허용 오차가 지정됩니다. 이 엄격한 제어는 색상 일관성이 중요한 애플리케이션, 예를 들어 여러 LED가 동시에 보이는 인디케이터 클러스터나 백라이트에서 매우 중요합니다.

4. 기계적 및 포장 정보

4.1 패키지 치수 및 극성

이 LED는 EIA 표준 SMD 패키지 외형을 따릅니다. 모든 치수는 달리 명시되지 않는 한 일반 허용 오차 ±0.2 mm로 밀리미터 단위로 제공됩니다. 중요한 설계 참고 사항은 애노드 리드 프레임이 LED의 주요 방열판 역할도 한다는 점입니다. 이는 PCB 상의 애노드 패드가 충분한 열 질량을 갖도록 설계되고, 효과적인 열 방산을 위해 열 비아나 평면에 연결될 가능성이 있음을 의미합니다. 레이아웃 중 애노드와 캐소드의 올바른 식별은 정상 작동 및 최적의 열 성능에 필수적입니다.

4.2 권장 PCB 부착 패드

데이터시트에는 적외선 리플로우 솔더링을 위한 PCB 상의 권장 솔더 패드 레이아웃 다이어그램이 포함되어 있습니다. 이러한 치수를 준수하면 신뢰할 수 있는 솔더 접합, 적절한 정렬 및 LED의 열 패드(애노드)에서 PCB로의 효과적인 열 전달이 보장됩니다.

4.3 테이프 및 릴 포장

자동화 조립을 위해 LED는 7인치(178mm) 직경 릴에 감긴 8mm 너비의 엠보싱 캐리어 테이프에 공급됩니다. 각 릴에는 2000개가 들어 있습니다. 포장은 ANSI/EIA-481 사양을 따릅니다. 주요 참고 사항은 다음과 같습니다: 빈 부품 포켓은 커버 테이프로 밀봉되며, 릴당 최대 두 개의 연속 누락 부품(램프)이 허용됩니다. 테이프 피치 및 릴 치수를 이해하는 것은 자동화 조립 장비 프로그래밍에 필요합니다.

5. 솔더링, 조립 및 취급 가이드

5.1 IR 리플로우 솔더링 프로파일

J-STD-020 표준에 맞춘 무연 솔더 공정을 위한 제안 리플로우 프로파일이 제공됩니다. 이 프로파일은 일반적으로 예열, 열 침지, 리플로우(피크 온도 한계 포함) 및 냉각 단계를 포함합니다. 제조업체가 권장하는 프로파일을 따르는 것은 열 충격, 솔더 접합 결함 또는 LED의 내부 구조 및 에폭시 렌즈 손상을 방지하는 데 중요합니다.

5.2 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우 지정된 화학 물질만 사용해야 합니다. 데이터시트는 상온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 1분 미만 침지할 것을 권장합니다. 지정되지 않았거나 강력한 화학 물질을 사용하면 LED의 패키지 재료가 손상되어 변색, 균열 또는 박리로 이어질 수 있습니다.

5.3 저장 및 습도 민감도

이 제품은 JEDEC J-STD-020에 따라 Moisture Sensitivity Level(MSL) 2a로 분류됩니다. 이는 밀봉된 방습 백(내부에 건조제 포함)이 개봉 후 ≤ 30°C / 60% RH 조건에서 저장 시 4주의 유통 기한을 가짐을 의미합니다. 사용 전 장기 저장을 위해 밀봉된 백은 30°C 이하 및 상대 습도 70% 이하로 보관해야 합니다. LED는 밀봉된 방습 패키지 상태에서 권장 사용 기간이 1년입니다. 이러한 주의 사항을 준수하지 않으면 리플로우 중 "팝콘 현상"이 발생하여 흡수된 수분이 기화되어 패키지가 균열될 수 있습니다.

6. 적용 노트 및 설계 고려 사항

6.1 일반적인 적용 시나리오

이 LED는 무선 및 휴대폰, 노트북 컴퓨터, 네트워킹 시스템 및 다양한 차량용 액세서리 애플리케이션(예: 실내 조명, 스위치 백라이트, 상태 표시등)을 포함하되 이에 국한되지 않는 광범위한 전자 장비에 적합합니다. AEC-Q101 인증으로 인해 비안전 임계 자동차 전자 장치 후보가 됩니다.

6.2 설계 고려 사항

• 전류 제한:항상 직렬 전류 제한 저항 또는 정전류 드라이버를 사용하십시오. 순방향 전압에는 범위(2.8-3.4V)가 있으므로, 최대 VF에 맞춰 설계하면 고정 전압 소스에 연결될 때 LED가 정격 전류를 초과하지 않도록 보장합니다.
• 열 관리:애노드가 열 경로입니다. PCB 애노드 패드를 충분한 구리 면적으로 설계하십시오. 열 확산을 위해 내부 또는 하단 접지/전원 평면에 연결하는 열 비아를 사용하십시오. P_소산 = VF * IF 및 ΔT = RθJS * P_소산 공식을 사용하여 예상 접합 온도를 계산하십시오.
• ESD 보호:2kV HBM 정격이지만, PCB 입력 및 취급 중 표준 ESD 보호 조치를 구현하는 것은 특히 비제어 환경에서 좋은 관행으로 간주됩니다.

6.3 중요한 주의 사항

데이터시트는 이 LED가 일반 전자 장비용으로 제작되었음을 명시적으로 언급합니다. 고장이 생명이나 건강을 위협할 수 있는 탁월한 신뢰성이 필요한 애플리케이션(예: 항공, 의료 기기, 운송 안전 시스템)의 경우, 설계 도입 전 제조업체와 상담이 필요합니다. 이는 부품의 의도된 사용 사례를 강조하는 표준 면책 조항입니다.

7. 기술 심층 분석

7.1 동작 원리

LTSA-E67RUWETU는 화이트 광을 생성하기 위해 InGaN(인듐 갈륨 질소) 반도체 칩을 활용합니다. 일반적으로 이는 황색 형광체로 코팅된 청색 발광 InGaN 다이를 사용하여 달성됩니다. 일부 청색광은 형광체에 의해 황색광으로 변환됩니다. 청색광과 황색광의 혼합은 인간의 눈에 화이트로 인지됩니다. 노란색 외부 렌즈는 색온도를 추가로 조정하거나 광 출력을 확산시켜 색도 좌표로 지정된 최종 인지 색상을 생성하는 역할을 할 수 있습니다.

7.2 성능 곡선 분석

데이터시트에는 공간 분포(방사 패턴) 곡선(그림 2)이 포함되어 있습니다. 이 곡선은 시야각의 함수로서 광도를 그래픽으로 나타내어 120도 시야각 사양을 확인시켜 줍니다. 확산 렌즈가 있는 LED에 일반적인 람베르트 분포를 보여주며, 여기서 광도는 0도(축상)에서 가장 높고 가장자리로 갈수록 부드럽게 감소합니다.

7.3 일반적인 기술 질문 답변

Q: 이 LED를 3.3V로 직접 구동할 수 있나요?

A: 전류 제한 메커니즘이 없으면 안정적으로 구동할 수 없습니다. VF가 최대 3.4V까지 될 수 있으므로, 3.3V 소스는 더 높은 전압 빈(K 빈)의 일부 유닛을 켜지 못할 수 있습니다. 더 낮은 VF(예: 2.9V)를 가진 유닛에 3.3V를 직접 가하면 과도한 전류가 흐르며, 잠재적으로 최대 50mA를 초과하여 LED를 손상시킬 수 있습니다. 항상 직렬 저항이나 정전류 드라이버를 사용하십시오.

Q: "LL"이나 "MK"와 같은 색상 빈 코드를 어떻게 해석하나요?

A> 이는 색상 빈 테이블에 정의된 CIE 색도 다이어그램 상의 특정 사각형 영역에 대한 임의의 레이블입니다. 이들은 색상 포인트의 엄격한 그룹을 나타냅니다. 조립체에서 일관된 외관을 위해 동일한 색상 빈 코드의 LED를 지정하고 사용하십시오.

Q: RθJS 값이 RθJA보다 낮다는 것의 의미는 무엇인가요?

A> RθJA는 접합에서 솔더 포인트까지의 저항에 PCB에서 주변 공기까지의 저항을 더한 값을 포함합니다. RθJS는 LED 패키지와 보드 부착의 성능을 분리합니다. 더 낮은 RθJS는 LED 자체가 PCB로 열을 전달하는 데 상대적으로 효율적임을 의미합니다. 궁극적인 냉각 성능은 PCB 설계(구리 면적, 레이어, 기류)에 크게 의존합니다.