SMD LED 노란색 확산 렌즈 LTSN-B680VSST - 패키지 치수 - 순방향 전압 1.8-2.4V - 광도 710-1400mcd - 기술 데이터시트

1. 제품 개요

본 문서는 표면 실장 장치(SMD) 발광 다이오드(LED)의 사양을 상세히 설명합니다. 이 장치는 확산 렌즈를 특징으로 하며, 노란색 빛을 생성하기 위해 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 재료를 사용합니다. SMD LED는 자동화된 인쇄 회로 기판(PCB) 조립 공정을 위해 설계되어 공간이 제한된 응용 분야에 적합한 컴팩트한 폼 팩터를 제공합니다.

1.1 핵심 장점 및 목표 시장

이 LED의 주요 장점은 대량 전자 제조에서 표준인 자동화 피크 앤 플레이스 장비 및 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정과의 호환성을 포함합니다. 이 장치는 7인치 직경 릴에 감겨 있는 8mm 테이프에 포장되어 효율적인 취급 및 조립을 용이하게 합니다. 이 장치는 관련 산업 표준을 준수하며 광범위한 소비자 및 산업용 전자 제품에서 사용하도록 설계되었습니다. 목표 응용 분야는 신뢰할 수 있는 표시등 조명이 필요한 통신 장비, 사무 자동화 장치, 가전 제품, 산업 제어 시스템 및 실내 간판 또는 디스플레이 응용 분야에 걸쳐 있습니다.

2. 기술 파라미터: 심층 객관적 해석

LED의 성능은 일반적으로 주변 온도(Ta) 25°C에서의 특정 테스트 조건 하에서 정의됩니다. 이러한 파라미터를 이해하는 것은 회로 설계 및 성능 예측에 매우 중요합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이 한계를 벗어난 동작은 권장되지 않습니다. 주요 한계로는 최대 전력 소산 120 mW, 연속 DC 순방향 전류(IF) 50 mA, 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서 최대 순방향 전류 80 mA가 포함됩니다. 최대 역방향 전압(VR)은 5 V입니다. 이 장치는 -40°C ~ +100°C의 온도 범위 내에서 동작 및 보관하도록 정격이 지정되었습니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성

이는 정상 작동 조건에서의 일반적인 성능 파라미터입니다. 인지되는 밝기를 측정하는 광도(Iv)는 순방향 전류 20 mA로 구동될 때 최소 710 mcd에서 최대 1400 mcd까지의 범위를 가집니다. 강도가 축상 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도로 정의되는 시야각(2θ1/2)은 일반적으로 120도로, 표시등에 적합한 넓은 시야 패턴을 나타냅니다. 20 mA에서의 순방향 전압(VF)은 1.8 V ~ 2.4 V 범위로, 이는 직렬 저항 값 및 전원 공급 장치 설계를 계산하는 데 중요합니다. 인지되는 색상을 정의하는 주 파장(λd)은 586.5 nm ~ 592.5 nm 사이로 지정되어 스펙트럼의 노란색 영역에 위치합니다. 역방향 전류(IR)는 일반적으로 매우 낮으며, 전체 역방향 전압 5V에서 최대 10 µA입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

대량 생산에서 일관성을 보장하기 위해 LED는 성능 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 특정 전압, 밝기 및 색상 요구 사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 순방향 전압(Vf) 등급

LED는 20 mA에서의 순방향 전압 강하를 기준으로 빈닝됩니다. 빈 코드 D2, D3, D4는 각각 1.80-2.00V, 2.00-2.20V, 2.20-2.40V의 전압 범위에 해당하며, 빈당 ±0.1V의 허용 오차를 가집니다. 동일한 Vf 빈에서 LED를 선택하면 여러 장치가 병렬로 연결될 때 전류 균일성을 유지하는 데 도움이 됩니다.

3.2 광도(Iv) 등급

밝기는 20 mA에서 V1(710-875 mcd), V2(875-1120 mcd), W1(1120-1400 mcd) 빈으로 분류되며, 빈당 11%의 허용 오차를 가집니다. 이를 통해 LED 배열 전체에서 밝기 수준을 일치시킬 수 있습니다.

3.3 주 파장(Wd) 등급

색상(파장)은 코드 J(586.5-589.5 nm) 및 K(589.5-592.5 nm)로 빈닝되며, ±1 nm의 허용 오차를 가집니다. 이는 균일한 외관이 중요한 응용 분야에서 색상 일관성을 보장합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에서 특정 그래픽 데이터가 참조되지만, 이러한 장치에 대한 일반적인 곡선은 귀중한 통찰력을 제공합니다. 순방향 전류 대 순방향 전압(I-V) 곡선은 지수 관계를 보여주며, 이는 동작점을 결정하는 데 중요합니다. 광도 대 순방향 전류 곡선은 일반적으로 동작 범위 내에서 거의 선형 관계를 보여주지만, 더 높은 전류에서 포화가 발생할 수 있습니다. 스펙트럼 분포 곡선은 약 591 nm의 피크 방출 파장(λp)과 약 15 nm의 스펙트럼 반폭(Δλ)을 보여주어 색상 순도를 정의합니다. 성능은 온도에 따라 달라지며, 광도는 일반적으로 접합 온도가 증가함에 따라 감소합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

LED는 표준 SMD 패키지에 장착되어 있습니다. 길이, 너비, 높이, 리드 간격 및 렌즈 형상을 지정하는 상세 치수 도면이 제공됩니다. 이러한 치수는 PCB 풋프린트 설계에 매우 중요합니다. 이 문서에는 신뢰할 수 있는 솔더링을 위한 권장 PCB 랜드 패턴(패드) 설계가 포함되어 있으며, 리플로우 중 적절한 솔더 접합 형성을 보장하기 위해 패드 크기와 간격을 지정합니다. 이 장치는 극성 표시(일반적으로 패키지의 캐소드 표시기)를 가지며, 이는 PCB 풋프린트와 올바르게 정렬되어야 합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 권장 IR 리플로우 프로파일

무연 솔더링 공정의 경우 J-STD-020B를 준수하는 프로파일을 권장합니다. 주요 파라미터로는 150-200°C의 예열 온도, 260°C를 초과하지 않는 최대 본체 온도, 특정 솔더 페이스트에 맞춤 조정된 액상선 이상 시간(TAL)이 포함됩니다. 총 예열 시간은 최대 120초로 제한해야 합니다. 이러한 조건은 LED 패키지 또는 에폭시 렌즈의 열 손상을 방지하는 데 필수적입니다.

6.2 보관 조건

LED는 습기에 민감합니다. 건조제와 함께 원래 밀봉된 습기 차단 백에 보관할 때는 ≤ 30°C 및 ≤ 70% RH로 보관해야 하며, 권장 사용 기간은 1년입니다. 백을 개봉한 후에는 보관 환경이 ≤ 30°C 및 ≤ 60% RH여야 합니다. 주변 조건에 168시간 이상 노출된 부품은 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. LED를 상온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 1분 미만 담그는 것은 허용됩니다. 지정되지 않은 화학 물질은 패키지 재료나 렌즈를 손상시킬 수 있습니다.

7. 포장 및 주문 정보

표준 포장은 엠보싱된 캐리어 테이프(8mm 피치)에 LED를 배치하고 커버 테이프로 밀봉하는 방식으로 구성됩니다. 이 테이프는 표준 7인치(178 mm) 직경 릴에 감겨 있습니다. 각 풀 릴에는 2000개가 들어 있습니다. 풀 릴 미만의 수량의 경우 최소 포장 수량 500개가 가능할 수 있습니다. 포장은 ANSI/EIA-481 사양을 준수합니다.

8. 응용 제안

8.1 일반적인 응용 회로

LED는 전류 구동 장치입니다. 특히 여러 LED를 사용할 때 안정적이고 균일한 밝기를 보장하기 위해 각 LED는 직렬로 전류 제한 저항과 함께 구동되어야 합니다. 저항 값(R)은 공식 R = (Vcc - VF) / IF를 사용하여 계산됩니다. 여기서 Vcc는 공급 전압, VF는 LED의 순방향 전압(최악의 경우 전류 계산에는 최대값 사용), IF는 원하는 순방향 전류(예: 20 mA)입니다. VF의 변동으로 인해 상당한 전류 불균형 및 불균일한 밝기를 초래할 수 있으므로 개별 저항 없이 LED를 병렬로 구동하는 것은 권장되지 않습니다.

8.2 설계 고려 사항

열 환경을 고려하십시오. 최대 전류 정격 또는 그 근처에서 작동하면 더 많은 열이 발생하여 광 출력 및 수명이 잠재적으로 감소할 수 있습니다. 고전류 또는 고주변 온도 응용 분야에서는 열 방산을 위해 충분한 PCB 구리 면적 또는 열 비아가 필요할 수 있습니다. 신뢰할 수 있는 솔더링을 위해 PCB 레이아웃이 권장 패드 형상과 일치하는지 확인하십시오. 도광판 또는 베젤을 설계할 때 넓은 시야각(120°)을 고려하십시오.

9. 기술 비교 및 차별화

기존 스루홀 LED와 비교하여 이 SMD 유형은 상당한 공간 절약, 자동화 조립에 대한 더 나은 적합성, 와이어 본드가 없기 때문에 종종 향상된 신뢰성을 제공합니다. SMD 노란색 LED 범주 내에서 이 부품의 주요 차별화 요소는 높은 광도(최대 1400 mcd), 넓은 시야각, 그리고 노란색 빛을 위한 다른 일부 반도체 재료에 비해 일반적으로 더 높은 효율과 더 나은 온도 안정성을 제공하는 AlInGaP 기술 사용의 특정 조합을 포함합니다. 상세한 빈닝 구조는 설계자에게 색상 및 밝기 일관성에 대한 정밀한 제어를 제공합니다.

10. 기술 파라미터 기반 자주 묻는 질문

Q: 5V 전원 공급 장치에 어떤 저항 값을 사용해야 합니까?

A: 최대 VF 2.4V 및 목표 IF 20mA를 사용합니다: R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 옴. 표준 130 또는 150 옴 저항이 적절하며, 저항의 실제 전력 소산을 확인하십시오.

Q: 이 LED를 50 mA로 연속 구동할 수 있습니까?

A: 절대 최대 정격이 50 mA DC이지만, 이 한계에서 작동하면 수명이 단축되고 접합 온도가 증가하여 광 출력이 감소할 수 있습니다. 최적의 신뢰성과 성능을 위해 일반적인 테스트 전류인 20 mA 이하로 구동하는 것이 권장됩니다.

Q: 배열에서 균일한 밝기를 어떻게 보장합니까?

A: 각 LED에 대해 개별 전류 제한 저항을 사용하고, 가능하다면 조달 시 동일한 광도(Iv) 및 순방향 전압(Vf) 빈에서 LED를 지정하십시오.

Q: 이 LED는 야외 사용에 적합합니까?

A: 데이터시트는 실내 간판/디스플레이를 포함한 응용 분야를 지정합니다. 야외 사용의 경우 렌즈의 자외선 저항성, 더 넓은 온도 사이클링, 방수 밀봉과 같은 요소가 중요하며 여기서는 명시적으로 다루지 않습니다. 이 LED는 주로 실내/양호한 환경을 위해 설계되었습니다.

11. 실용적인 설계 및 사용 사례

시나리오: 네트워크 라우터용 상태 표시 패널 설계패널에는 링크 활동 및 시스템 상태를 표시하기 위해 10개의 노란색 표시등이 필요합니다. 설계자는 밝기, 넓은 시야각 및 자동화 조립과의 호환성 때문에 이 LED를 선택합니다. 각 LED는 3.3V 마이크로컨트롤러 GPIO 핀과 접지 사이에 약 56옴의 직렬 저항(일반적인 VF 2.2V에서 ~20mA로 계산)을 통해 연결됩니다. PCB 레이아웃은 권장 패드 풋프린트를 사용합니다. 설계자는 일관된 밝기와 마이크로컨트롤러 핀의 전류 소모를 보장하기 위해 Vf에 대해 빈 코드 D3, Iv에 대해 V2를 지정합니다. LED는 약간 확산된 아크릴 패널 뒤에 배치됩니다. 조립된 보드는 지정된 무연 프로파일을 사용하여 IR 리플로우를 거쳐 신뢰할 수 있는 솔더 접합과 완전히 기능하는 표시기를 생성합니다.

12. 원리 소개

이 LED의 발광은 AlInGaP 재료로 만들어진 반도체 p-n 접합에서의 전계 발광을 기반으로 합니다. 순방향 전압이 인가되면 전자와 정공이 활성 영역으로 주입되어 재결합합니다. 이 재결합 동안 방출되는 에너지는 광자(빛)로 방출됩니다. AlInGaP 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 차례로 방출된 빛의 파장(색상)을 정의합니다. 이 경우 노란색입니다. 확산 렌즈에는 빛을 확산시키는 데 도움이 되는 산란 입자가 포함되어 있어 투명 렌즈에 비해 더 넓고 균일한 시야각을 생성합니다.

13. 발전 동향

SMD LED의 일반적인 동향은 더 높은 광 효율(전기 입력 와트당 더 많은 빛 출력)을 지속적으로 향상시켜 더 밝은 디스플레이 또는 더 낮은 전력 소비를 가능하게 합니다. 패키지 크기는 광학 성능을 유지하거나 개선하면서 지속적으로 소형화되고 있습니다. 또한 고품질 디스플레이 응용 분야의 요구를 충족시키기 위해 향상된 색상 일관성 및 더 엄격한 빈닝 허용 오차에 초점이 맞춰져 있습니다. 더 나아가, 더 높은 온도 및 습도 조건에서 향상된 신뢰성은 적합한 응용 분야의 범위를 확장하기 위한 지속적인 개발 영역입니다. 무연, 고온 솔더링 공정과의 더 넓은 호환성을 위한 추진은 여전히 표준입니다.