SMD LED LTST-M140KSKT 데이터시트 - 노란색 AlInGaP - 30mA - 72mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 표면 실장 장치(SMD) 발광 다이오드(LED)인 LTST-M140KSKT의 완전한 기술 사양을 제공합니다. 이 부품은 공간이 제한된 응용 분야에 적합한 초소형 크기와 구성으로 자동화된 인쇄 회로 기판(PCB) 조립을 위해 설계된 LED 제품군에 속합니다. 이 LED는 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 재료를 사용하여 노란색 광 출력을 생성하며, 투명 렌즈 패키지로 캡슐화되어 있습니다.

핵심 설계 철학은 현대 대량 전자 제조와의 호환성에 중점을 둡니다. 이 장치는 자동 픽 앤 플레이스 장비와 호환되며 표준 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정의 열 프로파일을 견딜 수 있도록 설계되어 효율적인 생산 라인에 이상적입니다.

목표 시장과 응용 분야는 다양하며, 이는 부품의 다용도성과 신뢰성을 반영합니다. 주요 응용 분야에는 통신 장비, 사무 자동화 장치, 가전 제품 및 다양한 산업 장비 내의 상태 표시기, 전면 패널 백라이트, 신호 또는 심볼 조명 등이 포함됩니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

절대 최대 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 값은 주변 온도(Ta) 25°C에서 지정됩니다. 최대 연속 순방향 전류(DC)는 30 mA입니다. 듀티 사이클 1/10, 펄스 폭 0.1ms의 펄스 조건에서 장치는 80 mA의 피크 순방향 전류를 처리할 수 있습니다. LED에 허용되는 최대 역전압은 5 V입니다. 총 소비 전력은 72 mW를 초과해서는 안 됩니다. 이 장치는 -40°C ~ +85°C의 온도 범위에서 작동하도록 정격되며, -40°C ~ +100°C의 환경에서 보관할 수 있습니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성

일반적인 전기적 및 광학적 성능은 표준 테스트 조건인 순방향 전류(IF) 20 mA, Ta=25°C에서 측정됩니다. 주요 파라미터는 다음과 같습니다:

• 광속(Φv):최소 0.42 루멘(lm)에서 일반 최대 1.35 lm까지 범위입니다. 이는 방출되는 빛의 총 지각 전력을 측정합니다.
• 광도(Iv):광속에 대응하며, 최소 140 밀리칸델라(mcd)에서 일반 최대 450 mcd까지입니다. 광도는 중심축을 따라 측정됩니다.
• 시야각(2θ1/2):광도가 축 값의 절반이 되는 전체 각도는 일반적으로 120도로, 넓은 시야 패턴을 나타냅니다.
• 피크 파장(λP):스펙트럼 방출이 가장 강한 파장은 일반적으로 591 나노미터(nm)입니다.
• 주 파장(λd):지각되는 색상을 정의하는 단일 파장으로, 584.5 nm에서 594.5 nm 사이로 지정되어 일관된 노란색 색조를 보장합니다.
• 스펙트럼 선 반치폭(Δλ):일반적으로 15 nm로, 방출되는 빛의 스펙트럼 순도 또는 대역폭을 설명합니다.
• 순방향 전압(VF):20 mA에서 1.8 V에서 2.4 V까지 범위이며, 빈닝된 부품의 경우 허용 오차는 ±0.1 V입니다.
• 역전류(IR):5 V 역바이어스가 인가될 때 최대 10 마이크로암페어(μA)입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

대량 생산에서 일관성을 보장하기 위해 LED는 주요 파라미터에 따라 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 응용 분야에 대한 특정 요구 사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 순방향 전압(VF) 빈닝

LED는 20 mA에서 세 가지 전압 빈(D2, D3, D4)으로 분류됩니다. 빈 D2는 1.8V ~ 2.0V, D3는 2.0V ~ 2.2V, D4는 2.2V ~ 2.4V를 포함합니다. 각 빈의 허용 오차는 ±0.1V입니다. 더 엄격한 전압 빈을 선택하면, 특히 여러 LED가 직렬로 연결된 경우 더 일관된 구동 회로 설계에 도움이 될 수 있습니다.

3.2 광속 및 광도 빈닝

광 출력은 5개의 기본 코드(C2, D1, D2, E1, E2)로 빈닝됩니다. 예를 들어, 빈 C2는 0.42 lm ~ 0.54 lm(140-180 mcd에 해당)의 광속을 지정하는 반면, 가장 높은 출력 빈인 E2는 1.07 lm ~ 1.35 lm(355-450 mcd)을 포함합니다. 각 광도 빈의 허용 오차는 ±11%입니다. 이 빈닝은 여러 표시기나 백라이트 어레이에서 균일한 밝기가 필요한 응용 분야에 매우 중요합니다.

3.3 색조(주 파장) 빈닝

정확한 노란색 색조를 정의하는 주 파장은 네 가지 범주로 빈닝됩니다: H (584.5-587.0 nm), J (587.0-589.5 nm), K (589.5-592.0 nm), L (592.0-594.5 nm). 각 빈의 허용 오차는 ±1 nm입니다. 이를 통해 교통 신호나 특정 상태 표시기와 같이 특정 노란색 톤이 필요한 응용 분야에서 정밀한 색상 일치가 가능합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에서 특정 그래픽 데이터를 참조하지만, 이러한 LED의 일반적인 성능 곡선은 필수적인 설계 통찰력을 제공합니다. 일반적으로 다음을 포함합니다:

• 전류 대 전압(I-V) 곡선:순방향 전압과 전류 사이의 지수 관계를 보여줍니다. 이 곡선은 동작점을 결정하고 전류 제한 회로를 설계하는 데 중요합니다.
• 광도 대 순방향 전류(I-L 곡선):광 출력이 전류에 따라 어떻게 증가하는지 보여주며, 권장 동작 범위 내에서 거의 선형 관계를 보입니다. 원하는 밝기에 대한 구동 전류를 선택하는 데 도움이 됩니다.
• 광도 대 주변 온도:접합 온도가 상승함에 따라 광 출력이 감소하는 것을 보여줍니다. 이 디레이팅을 이해하는 것은 고온 환경에서 작동하는 응용 분야에 매우 중요합니다.
• 스펙트럼 분포 곡선:파장에 대한 상대 강도를 도표화하여 ~591 nm에서 피크와 15 nm 반치폭을 보여주며, 단색 노란색 방출을 확인시켜 줍니다.
• 시야각 패턴:광도의 각도 분포를 보여주는 극좌표 도표로, 일반적으로 람베르시안 또는 유사한 방출 패턴으로 120도 시야각을 확인시켜 줍니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

LED는 표준 SMD 패키지로 제공됩니다. 모든 치수는 달리 명시되지 않는 한 일반 허용 오차 ±0.2 mm로 밀리미터 단위로 제공됩니다. 데이터시트에는 본체 길이, 너비, 높이 및 솔더 패드의 배치와 크기와 같은 주요 치수를 포함한 상세한 기계 도면이 포함되어 있습니다.

5.2 패드 설계 및 극성 식별

적외선 및 증기상 리플로우 솔더링 공정 모두에 대해 권장 PCB 랜드 패턴(부착 패드)이 제공됩니다. 이 패턴은 신뢰할 수 있는 솔더 접합 형성과 기계적 안정성을 위해 최적화되었습니다. 이 부품은 일반적으로 패키지 자체에 캐소드 마커(노치, 점 또는 트리밍된 리드와 같은)로 표시되는 극성 표시 기능을 갖추고 있습니다. LED는 다이오드이므로 한 방향으로만 전류가 흐를 수 있으므로 올바른 방향이 필수적입니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

데이터시트는 무연 공정에 대해 J-STD-020B를 준수하는 제안된 IR 리플로우 프로파일을 제공합니다. 주요 파라미터에는 예열 구역, 피크 온도까지의 제어된 상승, 제어된 냉각 단계가 포함됩니다. 권장 최대 피크 온도는 260°C이며, LED 패키지나 반도체 다이에 대한 열 손상을 방지하기 위해 217°C(일반 무연 솔더의 액상선 온도) 이상의 시간을 신중하게 제어해야 합니다.

6.2 보관 및 취급 주의사항

LED는 습기에 민감한 장치입니다. 원래의 방습 포장에 건조제와 함께 밀봉된 상태에서는 ≤30°C 및 ≤70% 상대 습도(RH)에서 보관하고 1년 이내에 사용해야 합니다. 밀봉된 백이 개봉되면 "플로어 라이프"가 시작됩니다. 부품은 ≤30°C 및 ≤60% RH에서 보관해야 하며, 168시간(JEDEC 레벨 3) 이내에 IR 리플로우하는 것이 권장됩니다. 이 기간을 초과하여 보관하는 경우, 솔더링 전에 약 60°C에서 최소 48시간 동안 베이킹하여 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 중 "팝콘 현상"을 방지해야 합니다.

6.3 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우 지정된 용제만 사용해야 합니다. 상온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 LED를 1분 미만 담그는 것이 권장됩니다. 지정되지 않은 화학 세정제는 에폭시 렌즈나 패키지 재료를 손상시킬 수 있습니다.

7. 포장 및 주문 정보

자동화 조립을 위한 표준 포장은 직경 7인치(178 mm) 릴에 감긴 12 mm 너비의 엠보싱 캐리어 테이프입니다. 각 릴에는 3000개가 들어 있습니다. 테이프와 릴 사양은 ANSI/EIA-481 표준을 준수합니다. 나머지 주문에 대해서는 최소 포장 수량 500개가 가능합니다. 테이프에는 부품 포켓을 밀봉하는 커버 테이프가 포함되어 있으며, 릴당 허용되는 연속 누락 부품의 최대 수는 2개입니다.

8. 응용 제안

8.1 일반적인 응용 회로

가장 일반적인 구동 방법은 정전류원 또는 간단한 직렬 저항입니다. 저항 값(R)은 공식 R = (Vsupply - VF) / IF를 사용하여 계산됩니다. 여기서 VF는 원하는 전류 IF에서 LED의 순방향 전압입니다. 예를 들어, 5V 공급, VF 2.0V, 목표 IF 20mA인 경우 필요한 직렬 저항은 (5V - 2.0V) / 0.02A = 150 옴입니다. 최소 (5V-2.0V)*0.02A = 0.06W 정격의 저항을 선택해야 하며, 일반적으로 1/8W 또는 1/10W 저항이 사용됩니다.

8.2 설계 고려사항

• 전류 제한:항상 전류 제한 장치(저항 또는 드라이버 IC)를 사용하십시오. 전압원에 직접 연결하면 과도한 전류가 흘러 즉시 고장납니다.
• 열 관리:소비 전력은 낮지만, 솔더 패드 주변에 충분한 PCB 구리 면적 또는 열 비아를 확보하면 열을 방산하는 데 도움이 되며, 특히 고주변 온도 조건이나 더 높은 전류로 구동할 때 중요합니다.
• ESD 보호:고감도로 명시적으로 명시되지는 않았지만, 조립 중 표준 ESD 취급 주의사항을 준수해야 합니다.
• 광학 설계:넓은 120도 시야각은 넓은 가시성이 필요한 응용 분야에 적합합니다. 집중된 빛을 위해서는 2차 광학(렌즈)가 필요합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

LTST-M140KSKT는 노란색 방출을 위해 AlInGaP 기술을 사용함으로써 차별화됩니다. GaAsP와 같은 오래된 기술에 비해 AlInGaP LED는 훨씬 더 높은 발광 효율을 제공하여 동일한 구동 전류에서 더 밝은 출력과 더 나은 온도 안정성을 제공합니다. 넓은 120도 시야각은 표시기 응용 분야의 핵심 기능입니다. 표준 IR 리플로우 공정 및 테이프-릴 포장과의 호환성은 수동 삽입이 필요한 스루홀 LED에 비해 자동화된 대량 생산에 비용 효율적인 선택이 되게 합니다.

10. 자주 묻는 질문(FAQ)

Q: 광속(lm)과 광도(mcd)의 차이는 무엇인가요?

A: 광속은 모든 방향으로 방출되는 총 가시광선의 양을 측정합니다. 광도는 특정 방향(일반적으로 중심축)에서의 밝기를 측정합니다. 이와 같은 광각 LED의 경우 mcd 값은 참조점이지만, 총 광 출력은 루멘 값으로 더 잘 표현됩니다.

Q: 이 LED를 3.3V 공급으로 구동할 수 있나요?

A: 예. 일반적인 VF 2.0V와 목표 전류 20mA를 사용하여 공식을 적용하면 필요한 직렬 저항은 (3.3V - 2.0V) / 0.02A = 65 옴이 됩니다. 저항의 전력 정격이 충분한지 확인하십시오.

Q: 빈닝이 왜 중요한가요?

A: 빈닝은 색상과 밝기의 일관성을 보장합니다. 제품에서 여러 LED를 사용하는 경우(예: 상태 표시등 배열), 동일한 전압, 광도 및 파장 빈에서 주문하면 균일한 외관을 보장할 수 있습니다.

Q: 절대 최대 역전압 5V를 초과하면 어떻게 되나요?

A: 정격을 초과하는 역전압을 인가하면 LED의 PN 접합이 갑작스럽고 치명적인 항복을 일으켜 즉시 영구적인 고장으로 이어질 수 있습니다.

11. 실제 사용 사례

시나리오: 네트워크 라우터용 상태 표시기 패널 설계.패널에는 다른 포트의 링크 활동을 표시하기 위해 4개의 노란색 LED가 필요합니다. 균일한 밝기와 색상은 사용자 경험에 매우 중요합니다.

설계 단계:

1. 노란색, 적절한 밝기 및 SMD 폼 팩터를 위해 LTST-M140KSKT를 선택합니다.

2. 빈 지정: 일관성을 보장하기 위해 단일 광도 빈(예: 224-280 mcd용 D2)과 단일 주 파장 빈(예: 587.0-589.5 nm용 J)을 선택합니다. 중간 범위 전압 빈(D3)은 허용됩니다.

3. 회로 설계: 라우터의 PCB에서 공통 3.3V 레일을 사용합니다. 각 LED에 대한 직렬 저항을 계산합니다. VF 2.1V(빈 D3 중간), 목표 20mA 가정: R = (3.3V - 2.1V) / 0.02A = 60 옴. 표준 62옴, 1/10W 저항을 사용합니다.

4. 레이아웃: PCB 전면 패널에 LED를 대칭적으로 배치합니다. 데이터시트의 권장 랜드 패턴을 따라 좋은 솔더링성을 보장합니다.

5. 조립: 권장 리플로우 프로파일을 따릅니다. 개봉된 LED 릴이 168시간 플로어 라이프 내에 사용되거나 더 오래 보관된 경우 적절히 베이킹되었는지 확인합니다.

12. 동작 원리

이 LED의 발광은 AlInGaP 재료로 만들어진 반도체 PN 접합에서의 전기발광을 기반으로 합니다. 접합의 내재 전위를 초과하는 순방향 전압이 인가되면 N형 영역의 전자와 P형 영역의 정공이 활성 영역으로 주입됩니다. 이러한 전하 캐리어가 재결합할 때 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. AlInGaP 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 방출되는 빛의 파장(색상)에 직접 대응됩니다. 이 경우 노란색(~591 nm)입니다. 투명 에폭시 렌즈는 반도체 칩을 캡슐화하고 기계적 보호를 제공하며 광 출력 패턴을 형성합니다.

13. 기술 동향

LTST-M140KSKT와 같은 SMD LED의 개발은 소형화, 신뢰성 향상 및 자동화 제조를 향한 전자 제품의 광범위한 추세의 일부입니다. AlInGaP 기술은 적색, 주황색 및 노란색 LED를 위한 성숙하고 효율적인 솔루션을 나타냅니다. 업계의 지속적인 추세에는 더 높은 발광 효율(전기 입력 와트당 더 많은 광 출력) 추구, 더 엄격한 빈닝을 통한 색상 일관성 개선, 더 밀집된 통합을 가능하게 하는 더 작은 패키지 크기(예: 칩 스케일 패키지) 개발이 포함됩니다. 또한, 자동차 및 산업 응용 분야의 요구를 충족시키기 위해 더 높은 온도 및 습도 범위와 같은 가혹한 환경 조건에서의 신뢰성 향상에 초점을 맞추고 있습니다.