SMD LED LTST-B680VSKT 데이터시트 - 노란색 AlInGaP - 20mA - 120mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTST-B680VSKT는 자동화된 인쇄 회로 기판(PCB) 조립을 위해 설계된 표면 실장 장치(SMD) 발광 다이오드(LED)입니다. 공간이 제한된 애플리케이션에 적합한 초소형 LED 제품군에 속합니다. 이 장치는 알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AlInGaP) 반도체 재료를 사용하여 노란색 빛을 생성하며, 투명 렌즈 패키지로 캡슐화되어 있습니다. 주요 설계 목표는 대량 생산 공정과의 호환성 및 다양한 전자 환경에서의 신뢰성입니다.

1.1 핵심 장점 및 목표 시장

이 LED의 주요 장점은 RoHS(유해 물질 제한) 지침을 준수하여 현대 전자 제품에 친환경적이라는 점입니다. 7인치 직경 릴에 감겨 있는 8mm 테이프에 포장되어 있으며, 이는 자동화 피크 앤 플레이스 장비와 호환되는 표준(EIA) 형식입니다. 이 기능은 조립 라인을 상당히 간소화합니다. 또한 이 부품은 SMD 부품 부착의 주류 방법인 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정과 호환되도록 설계되었습니다. 주요 목표 시장은 신뢰할 수 있고 컴팩트한 표시등 조명이 필요한 통신 장비, 사무 자동화 장치, 가전 제품, 산업 제어 시스템 및 실내 간판 또는 디스플레이 애플리케이션입니다.

2. 기술 파라미터: 심층적 객관적 해석

이 섹션에서는 표준 조건에서 LED의 작동 한계 및 성능 특성에 대한 상세한 분석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

절대 최대 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 정격은 주변 온도(Ta) 25°C에서 지정됩니다. 최대 연속 DC 순방향 전류(IF)는 50mA입니다. 펄스 동작의 경우, 엄격한 1/10 듀티 사이클과 0.1ms 펄스 폭 하에서 80mA의 피크 순방향 전류가 허용됩니다. 적용 가능한 최대 역전압(VR)은 5V입니다. 장치는 최대 120mW의 전력을 소산할 수 있습니다. 작동 및 저장 온도 범위는 -40°C에서 +100°C까지 지정되어 가혹한 환경에서 사용할 수 있는 견고함을 나타냅니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성

이 파라미터들은 일반적인 작동 조건(Ta=25°C, IF=20mA)에서 측정되며 예상 성능을 나타냅니다. 광도(Iv)는 일반적으로 900mcd(밀리칸델라)에서 1800mcd 범위로, 표시등 목적에 적합한 밝은 출력을 나타냅니다. 시야각(2θ1/2)은 120도로 매우 넓은 빔 패턴을 제공합니다. 피크 방출 파장(λp)은 일반적으로 591nm로 가시 스펙트럼의 노란색 영역에 속합니다. 인지되는 색상을 정의하는 주 파장(λd)은 584.0nm에서 594.0nm 사이로 지정됩니다. 20mA에서의 순방향 전압(VF)은 최소 1.8V에서 최대 2.4V까지 범위이며, 이 범위 내에서 일반적인 값이 암시됩니다. 역전류(IR)는 매우 낮으며, 5V 역바이어스에서 최대 10μA입니다.

3. 빈 등급 시스템 설명

대량 생산의 일관성을 보장하기 위해 LED는 성능 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 애플리케이션에 필요한 특정 임계값 요구 사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 순방향 전압(Vf) 등급

LED는 20mA에서의 순방향 전압 강하를 기준으로 빈에 분류됩니다. 빈은 다음과 같습니다: D2 (1.80V - 2.00V), D3 (2.00V - 2.20V), D4 (2.20V - 2.40V). 각 빈에는 ±0.1V의 허용 오차가 적용됩니다. 동일한 Vf 빈에서 LED를 선택하면 여러 LED가 공통 전압원에서 병렬로 구동될 때 전류 균일성을 유지하는 데 도움이 됩니다.

3.2 광도(Iv) 등급

광 출력은 세 개의 빈으로 분류됩니다: V2 (900 - 1120 mcd), W1 (1120 - 1400 mcd), W2 (1400 - 1800 mcd). 각 광도 빈에는 ±11%의 허용 오차가 적용됩니다. 이 등급은 여러 표시등에서 일관된 밝기 수준이 필요한 애플리케이션에 중요합니다.

3.3 주 파장(Wd) 등급

색상(주 파장)은 네 개의 빈으로 분류됩니다: H (584.0 - 586.5 nm), J (586.5 - 589.0 nm), K (589.0 - 591.5 nm), L (591.5 - 594.0 nm). 각 빈에는 ±1 nm의 허용 오차가 있습니다. 이는 색상 일관성을 보장하며, 색상 매칭이 중요한 다중 LED 디스플레이 또는 상태 표시등에 필수적입니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에서 특정 그래픽 곡선이 참조되지만, 그 함의는 여기에 설명되어 있습니다. 일반적인 곡선에는 순방향 전류(IF)와 순방향 전압(VF) 사이의 관계가 포함되어 다이오드의 지수적 I-V 특성을 보여줍니다. 또 다른 주요 곡선은 상대 광도 대 주변 온도를 그리며, 일반적으로 온도가 증가함에 따라 출력이 감소하는 것을 보여줍니다. 스펙트럼 분포 곡선은 591nm를 중심으로 한 발광의 좁은 대역폭을 설명하며, 이는 AlInGaP 기술의 특징이고 포화된 노란색을 생성합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

LED는 표준 SMD 패키지로 제공됩니다. 렌즈 색상은 투명하며, 광원 색상은 AlInGaP 칩에서 나오는 노란색입니다. 모든 패키지 치수는 달리 명시되지 않는 한 표준 허용 오차 ±0.2mm로 밀리미터 단위로 제공됩니다. 데이터시트에는 LED 자체에 대한 상세한 치수 도면, 적외선 또는 증기상 리플로우 솔더링을 위한 권장 PCB 부착 패드 레이아웃, 포장(테이프 및 릴 치수)이 포함되어 있습니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 권장 IR 리플로우 프로파일

무연 솔더링 공정의 경우 J-STD-020B를 준수하는 리플로우 프로파일을 권장합니다. 주요 파라미터에는 150°C에서 200°C 사이의 예열 온도, 최대 120초까지의 예열 시간, 최대 10초 동안 패키지 본체 최고 온도가 260°C를 초과하지 않는 것이 포함됩니다. 최적의 프로파일은 특정 PCB 설계, 솔더 페이스트 및 사용되는 오븐에 따라 달라진다는 점을 유의하는 것이 중요합니다.

6.2 저장 조건

건조제가 들어 있는 개봉되지 않은 방습 봉지는 ≤30°C 및 ≤70% 상대 습도(RH)에서 보관해야 하며, 권장 유통 기한은 1년입니다. 원래 포장을 개봉한 후에는 LED를 ≤30°C 및 ≤60% RH에서 보관해야 합니다. 개봉 후 168시간(7일) 이내에 IR 리플로우 공정을 완료하는 것이 강력히 권장됩니다. 이 기간을 초과하여 보관할 경우, 솔더링 전에 약 60°C에서 최소 48시간 동안 베이킹하여 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 중 "팝콘" 손상을 방지해야 합니다.

6.3 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올과 같은 지정된 알코올 기반 용제만 사용해야 합니다. LED는 상온에서 1분 미만으로 담가야 합니다. 지정되지 않은 화학 세척제는 패키지 재료를 손상시킬 수 있으므로 피해야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

표준 포장은 7인치(178mm) 직경 릴에 8mm 테이프입니다. 표준 13인치 릴에는 8000개가 들어 있습니다. 잔여물의 최소 주문 수량은 500개입니다. 포장은 ANSI/EIA 481 사양을 따르며, 테이프에서 최대 2개의 연속 누락 부품(빈 포켓)이 허용됩니다.

8. 애플리케이션 제안

8.1 일반적인 애플리케이션 회로

LED는 전류 구동 장치입니다. 여러 LED를 병렬로 구동할 때 신뢰할 수 있는 작동과 균일한 밝기를 위해 각 LED와 직렬로 개별 전류 제한 저항을 사용하는 것이 필수적입니다. 이는 각 장치의 순방향 전압(Vf)의 미세한 변동을 보상하여, 한 LED가 더 많은 전류를 끌어와 더 밝게 보이는 동안 다른 LED는 어두워지는 전류 편중 현상을 방지합니다. 간단한 직렬 저항 회로가 권장되고 가장 신뢰할 수 있는 구동 방법입니다.

8.2 설계 고려 사항

설계자는 열 관리를 고려해야 합니다. 장치는 최대 100°C까지 작동할 수 있지만, 광 출력은 접합 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 고전류 또는 고주변 온도 애플리케이션의 경우 충분한 PCB 구리 면적 또는 열 비아가 필요할 수 있습니다. 넓은 120도 시야각은 표시등이 넓은 범위의 위치에서 보여야 하는 애플리케이션에 적합하지만, 집중 빔 애플리케이션에는 적합하지 않습니다.

9. 기술 비교 및 차별화

갈륨 포스파이드(GaP)와 같은 오래된 기술과 비교할 때, AlInGaP LED는 빨간색에서 노란색 범위의 색상에 대해 더 높은 효율과 더 밝은 출력을 제공합니다. 확산 또는 착색 렌즈와 달리 투명 렌즈는 칩에서 가능한 최대 광 출력을 제공하여 광도를 극대화합니다. 표준 EIA 패키지, 테이프 및 릴 포장, IR 리플로우 호환성의 조합은 이 장치를 현대적이고 자동화된 전자 제조에 매우 적합하게 만들며, 스루홀 LED에 비해 비용 및 조립 속도에서 장점을 제공합니다.

10. 자주 묻는 질문(기술 파라미터 기반)

Q: 이 LED를 3.3V 또는 5V 논리 공급 장치에서 직접 구동할 수 있나요?

A: 아니요. 항상 직렬 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 필요한 저항 값은 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다: R = (공급 전압 - LED_Vf) / 원하는 전류. 예를 들어, 5V 공급, Vf 2.2V, 원하는 전류 20mA인 경우, R = (5 - 2.2) / 0.02 = 140 옴입니다.

Q: Vf, Iv, Wd에 대해 빈 등급 시스템이 있는 이유는 무엇인가요?

A: 반도체 제조에는 자연적인 변동이 있습니다. 빈 등급은 부품을 성능 그룹으로 분류하여 설계자가 애플리케이션에 필요한 일관성 수준을 선택할 수 있게 하여 최종 제품에서 예측 가능한 동작을 보장합니다.

Q: 절대 최대 정격을 초과하면 어떻게 되나요?

A: 이러한 한계를 초과하면, 순간적으로라도 즉각적 또는 잠재적 손상을 일으켜 수명을 단축하거나 치명적인 고장을 일으킬 수 있습니다. 항상 안전 마진을 두고 설계하십시오.

11. 실제 사용 사례 예시

여러 노란색 상태 표시등이 있는 산업용 기기의 제어판을 설계하는 경우를 고려해 보십시오. 설계자는 균일한 밝기와 색상을 보장하기 위해 W1 광도 빈(1120-1400 mcd)과 K 파장 빈(589.0-591.5 nm)에서 LED를 선택합니다. LED는 권장 패드 레이아웃으로 PCB에 배치됩니다. 오픈 드레인 출력으로 구성된 마이크로컨트롤러 GPIO 핀이 3.3V 레일에 연결된 150옴 직렬 저항을 통해 각 LED를 구동합니다. 이 설정은 약 18mA의 전류((3.3V - 2.2V)/150Ω ≈ 7.3mA, 실제 Vf에 대해 재계산 필요)를 제공하여 사양 내에서 신뢰할 수 있는 작동을 보장합니다. 패널은 데이터시트 지침을 준수하는 프로파일로 IR 리플로우 공정을 사용하여 조립됩니다.

12. 작동 원리 소개

LED는 반도체 p-n 접합 다이오드입니다. 다이오드의 임계값을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, n형 영역의 전자가 활성층(이 경우 AlInGaP로 구성) 내에서 p형 영역의 정공과 재결합합니다. 이 재결합 과정은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 방출된 빛의 특정 파장(색상)은 반도체 재료의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. AlInGaP는 빨간색, 주황색, 호박색 및 노란색 스펙트럼 영역의 빛에 해당하는 밴드갭을 가지고 있습니다.

13. 기술 동향

SMD LED 기술의 일반적인 동향은 더 높은 광 효율(전기 입력 와트당 더 많은 광 출력), 개선된 색 재현성 및 채도, 더 작은 패키지에서 증가된 전력 밀도로 나아가고 있습니다. 또한 더 높은 신뢰성과 더 긴 작동 수명을 위한 지속적인 노력이 있습니다. 더 나아가, 내장된 전류 조정기 또는 펄스 폭 변조(PWM) 드라이버와 같은 제어 전자 장치와의 통합이 고급 LED 패키지에서 점점 더 일반화되고 있지만, 여기서 설명된 장치는 기본적인 개별 부품입니다.