LTSA-S089ZWETU SMD LED 데이터시트 - 노란색 렌즈 백색광 - 50mA - 170mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTSA-S089ZWETU는 자동화된 인쇄 회로 기판(PCB) 조립 및 공간 제약이 중요한 애플리케이션을 위해 설계된 표면 실장 장치(SMD) 발광 다이오드(LED)입니다. 이 부품은 InGaN(인듐 갈륨 질화물) 반도체를 활용하여 백색광을 생성하며, 이는 노란색 렌즈를 통해 여과됩니다. 다양한 전자 장비에서 신뢰성과 성능을 위해 설계되었습니다.

1.1 핵심 특징 및 장점

• 환경 규정 준수:본 제품은 유해 물질 제한(RoHS) 지침을 준수합니다.
• 자동화 포장:7인치 직경 릴에 8mm 테이프로 공급되어 고속 픽 앤 플레이스 조립 공정을 용이하게 합니다.
• 습기 민감도:JEDEC 습기 민감도 레벨 2a를 충족하도록 사전 처리되어 리플로우 솔더링 공정 중 신뢰성을 보장합니다.
• 자동차 인증:인증 프로세스는 자동차 애플리케이션에서 개별 광전자 반도체에 대한 스트레스 테스트 인증 표준인 AEC-Q102를 참조합니다.
• 표준화된 패키지:EIA(전자 산업 연합) 표준 패키지 외형을 특징으로 합니다.
• 호환성:본 장치는 IC(집적 회로)와 호환되며 자동 배치 장비와 함께 사용하기에 적합합니다.
• 솔더링 공정:무연 조립에 표준인 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정과 호환됩니다.

1.2 목표 시장 및 애플리케이션

이 LED의 주요 목표 시장은 자동차 산업, 특히 액세서리 애플리케이션입니다. 견고한 설계와 인증으로 차량 내 까다로운 환경 조건에 적합합니다. 잠재적 사용 사례로는 실내 조명, 계기판 표시등, 스위치 백라이트, 차량 실내의 기타 비중요 조명 기능 등이 있습니다.

2. 기술 파라미터: 심층 객관적 해석

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이러한 조건에서의 동작은 보장되지 않습니다.

• 소비 전력 (Pd):170 mW. 이는 LED 패키지가 열적 한계를 초과하지 않고 열로 방산할 수 있는 최대 전력량입니다.
• 피크 순방향 전류 (I_FP):100 mA. 이는 최대 허용 순간 전류로, 일반적으로 과열을 방지하기 위해 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서 지정됩니다.
• DC 순방향 전류 (I_F):50 mA. 이는 신뢰할 수 있는 장기 운전을 위해 권장되는 최대 연속 순방향 전류입니다.
• 동작 및 저장 온도 범위:-40°C ~ +100°C. 이 넓은 범위는 냉간 시동부터 뜨거운 엔진 컴파트먼트까지 가혹한 환경에서의 기능성을 보장합니다.

2.2 열적 특성

열 관리는 LED 성능과 수명에 매우 중요합니다. 과도한 접합 온도는 광 출력 저하와 고장 가속화를 초래합니다.

• 열저항, 접합-주변 (R_θJA):400 °C/W (전형적). 16mm² 구리 패드가 있는 FR4 기판에서 측정된 이 값은 열이 반도체 접합부에서 주변 공기로 얼마나 효과적으로 이동하는지를 나타냅니다. 값이 낮을수록 좋습니다.
• 열저항, 접합-솔더 포인트 (R_θJS):220 °C/W (전형적). 이는 설계 시 더 유용한 지표인 경우가 많으며, 열이 주로 전도되는 접합부에서 PCB 패드까지의 저항을 측정합니다. 이 값은 운전 중 실제 접합 온도를 계산하는 데 중요합니다.
• 최대 접합 온도 (T_J):125 °C. 반도체 접합부 온도의 절대 상한선입니다.

2.3 25°C에서의 전기-광학적 특성

이 파라미터들은 표준 테스트 조건(T_a=25°C, I_F=20mA)에서 측정되며 장치의 성능을 정의합니다.

• 광속 (Φ_v):7 lm (전형적), 범위 6~8 lm. 이는 방출되는 빛의 총 지각 전력입니다.
• 광도 (I_v):2450 mcd (전형적), 범위 2100~2800 mcd. 이는 중심축을 따라 측정된 단위 입체각당 빛의 양(칸델라)입니다. 높은 값은 밝고 집중된 출력을 나타냅니다.
• 시야각 (2θ_1/2):120도 (전형적). 이는 광도가 축 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도입니다. 120도 각도는 매우 넓은 빔을 제공하여 영역 조명에 적합합니다.
• 색도 좌표 (x, y):(0.32, 0.31) 전형적. 이 CIE 1931 좌표는 LED의 백색점 색상을 정의합니다. 이 좌표에는 비닝 과정에서 ±0.01의 허용 오차가 적용됩니다.
• 순방향 전압 (V_F):20mA에서 2.8V ~ 3.4V, 전형값은 이 범위의 중간 부근입니다. 비닝 내에서 ±0.1V의 허용 오차가 적용됩니다.
• ESD 내전압:2 kV (인체 모델, HBM). 이 정격은 정전기 방전에 대한 중간 수준의 보호를 나타내며, 통제된 제조 환경에 적합합니다.

3. 비닝 시스템 설명

생산에서 일관된 성능을 보장하기 위해 LED는 주요 파라미터에 따라 비닝으로 분류됩니다. LTSA-S089ZWETU는 Vf / Iv / 색상(예: D7/Y5/W30)의 3-코드 시스템을 사용합니다.

3.1 순방향 전압 (Vf) 비닝

LEDs are grouped by their forward voltage drop at 20mA to ensure uniform brightness and current draw in parallel circuits or when driven by a constant voltage source.

• 비닝 D7:Vf = 2.8V ~ 3.0V
• 비닝 D8:Vf = 3.0V ~ 3.2V
• 비닝 D9:Vf = 3.2V ~ 3.4V

3.2 광도/광속 (Iv) 비닝

이 비닝은 일관된 광 출력 수준을 보장합니다. 각 비닝에 대해 광속(lm)과 축 광도(mcd)가 모두 지정됩니다.

• 비닝 Y5:6.0-6.5 lm / 2100-2275 mcd
• 비닝 Y6:6.5-7.0 lm / 2275-2450 mcd
• 비닝 Y7:7.0-7.5 lm / 2450-2625 mcd
• 비닝 Y8:7.5-8.0 lm / 2625-2800 mcd

각 비닝 내 강도/플럭스에는 ±10%의 허용 오차가 적용됩니다.

3.3 색상 (색도) 비닝

색상 일관성은 여러 LED가 함께 사용되는 애플리케이션에서 매우 중요합니다. 비닝은 CIE 1931 (x, y) 색도 좌표를 기반으로 수행됩니다.

• 비닝 W30:이 비닝은 CIE 차트에서 모서리 점이 (x,y): 점1 (0.312, 0.283), 점2 (0.306, 0.316), 점3 (0.331, 0.340), 점4 (0.331, 0.307)인 사각형으로 정의됩니다. 생산 로트 내 모든 LED의 색상 좌표는 이 영역 내에 위치하며, 허용 오차는 ±0.01입니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 공간 분포 다이어그램(그림 2)을 제공합니다. 이 극좌표 플롯은 120도 시야각을 시각적으로 나타내며, 관찰 각도가 중심축(0°)에서 멀어질수록 광도가 어떻게 감소하는지 보여줍니다. 패턴은 일반적으로 와이드 앵글 LED의 경우 람베르시안 또는 배트윙 형태로, 좁은 스포트라이트가 아닌 넓은 영역에 걸쳐 균일한 조명을 보장합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

LED는 업계 표준 SMD 패키지로 제공됩니다. 모든 치수는 별도로 명시되지 않는 한 밀리미터 단위이며 표준 허용 오차는 ±0.2mm입니다. 패키지는 향상된 납땜성과 내식성을 위해 도금 버전을 특징으로 합니다. 특정 치수 도면은 원본 데이터시트에 포함되어 있으며 길이, 너비, 높이 및 리드/패드 간격을 상세히 설명합니다.

5.2 권장 PCB 부착 패드 레이아웃

적외선 또는 기상 리플로우 솔더링을 위한 랜드 패턴 설계가 제공됩니다. 이 권장 풋프린트는 적절한 솔더 조인트 형성, 열 방출 및 기계적 안정성을 보장합니다. 이 설계를 준수하는 것은 지정된 열 성능(R_θJS)을 달성하는 데 중요합니다.

5.3 극성 식별

캐소드는 일반적으로 장치 본체에 표시되며, 렌즈나 패키지에 녹색 색조, 노치, 또는 잘린 모서리로 표시되는 경우가 많습니다. PCB 실크스크린은 조립 중 역방향 장착을 방지하기 위해 캐소드 패드를 명확하게 표시해야 합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 IR 리플로우 솔더링 프로파일

무연 공정을 위해 J-STD-020을 준수하는 상세한 리플로우 프로파일이 제공됩니다. 주요 파라미터는 다음과 같습니다:

• 예열:150-200°C까지 상승.
• 소킹/예열 시간:최대 120초로 온도 균등화 및 플럭스 활성화를 허용합니다.
• 피크 온도:최대 260°C. 액상선 온도(예: 217°C) 이상의 시간은 LED 패키지와 에폭시 렌즈에 가해지는 열 응력을 최소화하기 위해 제어되어야 합니다.
• 냉각 속도:열 충격을 방지하기 위해 제어됩니다.

6.2 저장 및 취급

습기 민감도 레벨(MSL) 2a 장치로서:

• 밀봉 백:≤30°C 및 ≤70% RH에서 보관하십시오. 백 밀봉일로부터 1년 이내에 사용하십시오.
• 개봉 후:≤30°C 및 ≤60% RH에서 보관하십시오. 노출 후 4주 이내에 IR 리플로우를 완료하는 것이 권장됩니다.
• 장기 저장 (개봉):건제가 들어 있는 밀폐 용기나 질소 데시케이터에 보관하십시오.
• 리베이킹:4주 이상 노출된 경우, 솔더링 전에 60°C에서 최소 48시간 동안 베이킹하여 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 중 \"팝콘 현상\"을 방지하십시오.

6.3 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우 지정된 용제만 사용하십시오. LED를 상온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 1분 미만 담그는 것은 허용됩니다. 에폭시 렌즈나 패키지 표시를 손상시킬 수 있는 공격적이거나 지정되지 않은 화학 물질은 피하십시오.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 사양

LED는 8mm 너비의 엠보싱 캐리어 테이프에 포장됩니다. 테이프는 표준 7인치(178mm) 직경 릴에 감겨 있습니다. 각 릴에는 2000개가 들어 있습니다. 포장은 ANSI/EIA-481 사양을 준수합니다. 포켓 크기, 테이피 피치 및 릴 허브에 대한 주요 치수 세부 사항은 데이터시트 도면에 제공됩니다.

7.2 라벨 정보

릴 라벨에는 부품 번호(LTSA-S089ZWETU) 및 전압(Vf), 강도(Iv), 색상(예: D7/Y5/W30)에 대한 특정 비닝 코드가 포함됩니다. 이를 통해 애플리케이션 요구 사항에 대한 정확한 추적성과 선택이 가능합니다.

8. 애플리케이션 제안 및 설계 고려 사항

8.1 전형적인 애플리케이션 시나리오

• 자동차 실내 조명:맵 라이트, 독서등, 발판 조명 및 일반 실내 분위기 조명.
• 표시등 및 백라이트:버튼, 스위치 및 계기판 그래픽용 백라이트. 인포테인먼트 또는 공조 시스템용 상태 표시등.
• 소비자 가전:자동화 조립이 사용되는 밝고 넓은 시야각의 백색 조명이 필요한 장치에 적합합니다.

8.2 중요한 설계 고려 사항

• 전류 구동:항상 정전압이 아닌 정전류원으로 LED를 구동하십시오. 지정된 광학 특성에 대한 권장 동작 전류는 20mA입니다. 50mA DC를 초과하면 절대 최대 정격을 위반하게 됩니다.
• 열 설계:공식 T_J= T_J+ (R_AθJA_{× P})을 사용하여 예상 접합 온도(T_D)를 계산하십시오. 여기서 P_D= V_F× I_F입니다. 신뢰성을 위해 T_J가 125°C보다 훨씬 낮게 유지되도록 하십시오. 권장 PCB 패드 레이아웃과 적절한 구리 면적을 히트 싱킹에 사용하십시오.
• 광학 설계:120도 시야각은 매우 넓은 분산을 제공합니다. 더 집중된 빛을 위해서는 2차 광학 요소(렌즈 또는 반사판)가 필요합니다.
• ESD 보호:2kV HBM 정격이 있지만, PCB에 표준 ESD 보호 조치(예: 서지 전압 억제 다이오드)를 구현하는 것이 좋은 관행입니다, 특히 자동차 환경에서는 더욱 그렇습니다.

9. 기술 비교 및 차별화

LTSA-S089ZWETU는 자동차 액세서리 시장에 맞춤화된 속성의 조합을 통해 차별화됩니다:

• 자동차 등급 인증:AEC-Q102 참조는 상업용 등급 LED와의 주요 차별화 요소로, 더 엄격한 환경 스트레스 조건(온도 사이클링, 습도 등)에서의 테스트를 의미합니다.
• 넓은 동작 온도:-40°C ~ +100°C 범위는 일반적으로 최대 +85°C인 일반 상업용 LED 사양을 초과합니다.
• 특정 색상 비닝 (W30):정의된 백색점을 제공하여 여러 유닛에 걸쳐 색상 일관성이 필요한 애플리케이션에 중요합니다.
• 높은 광도:20mA에서 전형적인 2450 mcd는 와이드 앵글 SMD LED에 비해 상대적으로 높은 출력으로, 우수한 밝기 효율을 제공합니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

10.1 이 LED를 50mA로 연속 구동할 수 있나요?

DC 순방향 전류의 절대 최대 정격이 50mA이지만, 전기-광학적 특성은 20mA에서 지정됩니다. 50mA에서 동작하면 더 많은 빛을 생성하지만 상당히 더 많은 열(소비 전력 ~ Vf * 50mA)도 발생시킵니다. 이는 접합 온도를 높여 수명을 단축시키고 광 출력이 더 빨리 저하될 수 있습니다. 최대 전류 근처에서 동작하려는 경우 철저한 열 분석을 수행하는 것이 필수적입니다.

10.2 광속(lm)과 광도(mcd)의 차이는 무엇인가요?

광속(루멘)은 LED가 모든 방향으로 방출하는 가시광선의 총량을 측정합니다. 광도(칸델라)는 특정 방향, 일반적으로 중심축을 따라 LED가 얼마나 밝게 보이는지를 측정합니다. 이 LED는 높은 축 광도(mcd)를 가지지만 넓은 빔(120°)도 가지고 있어 중간 정도의 총 광속(lm)을 가집니다. 영역 조명의 경우 광속이 더 관련이 있으며, 지시등의 경우 광도가 더 관련이 있습니다.

10.3 저장 및 베이킹 절차가 왜 그렇게 중요한가요?

에폭시 기반 패키지는 공기 중의 수분을 흡수할 수 있습니다. 고온 리플로우 솔더링 공정 중에 갇힌 이 수분이 빠르게 증발하여 내부 압력을 생성할 수 있습니다. 이는 에폭시와 리드 프레임 사이의 박리 또는 패키지 균열(\"팝콘 현상\")을 일으켜 즉각적이거나 잠재적인 고장으로 이어질 수 있습니다. MSL 2a 취급 절차를 따르면 이러한 고장 모드를 방지할 수 있습니다.

11. 실용 애플리케이션 사례 연구

시나리오: 자동차 센터 콘솔 백라이트 설계.설계자는 여러 버튼과 작은 그래픽 디스플레이를 조명해야 합니다. 그들은 자동차 인증, 백색광 및 넓은 시야각을 위해 LTSA-S089ZWETU를 선택합니다. 권장 패드 레이아웃을 사용하여 PCB를 설계하고 각 LED에 대해 20mA 정전류 드라이버 IC를 사용합니다. 모든 버튼에서 균일한 밝기와 색상을 보장하기 위해 동일한 강도 비닝(예: Y6)과 색상 비닝(W30)에서 LED를 선택합니다. PCB는 열 방산을 돕기 위해 LED 패드에 연결된 접지면으로 설계됩니다. 조립 중에는 밀봉된 릴을 플로어 라이프 내에 사용하고 IR 리플로우 프로파일을 엄격히 따릅니다. 최종 제품은 자동차 온도 및 수명 요구 사항을 충족하는 일관되고 신뢰할 수 있는 조명을 제공합니다.

12. 기술 원리 소개

LTSA-S089ZWETU는 InGaN(인듐 갈륨 질화물) 반도체 기술을 기반으로 합니다. 백색 LED에서는 청색 발광 InGaN 칩에 형광체 층이 코팅됩니다. 칩이 청색광을 방출하면 형광체가 그 일부를 흡수하고 더 긴 파장(노란색, 빨간색)의 빛을 재방출합니다. 남은 청색광과 형광체 변환된 빛의 조합은 인간의 눈에 백색으로 보입니다. 노란색 렌즈는 최종 필터 역할을 하여 색온도를 조정하거나 특정 미적 효과를 제공할 수 있습니다. 이 형광체 변환 백색 LED 기술은 효율적이며 다양한 백색점을 생성할 수 있게 합니다.

13. 업계 동향 및 발전

자동차 및 일반 조명용 SMD LED의 동향은 더 높은 효율(와트당 더 많은 루멘), 개선된 색 재현 지수(CRI), 더 높은 접합 온도에서의 더 큰 신뢰성을 지속적으로 향해 나아가고 있습니다. 또한 광 출력을 유지하거나 증가시키면서 패키지의 소형화로의 움직임도 있습니다. 더 나아가, 제어 전자 장치를 LED와 직접 통합하는 스마트 조명 시스템이 더욱 보편화되고 있습니다. 자동차 실내의 경우, 다색 및 디밍 기능을 갖춘 동적 분위기 조명이 성장하는 추세이지만, 이 특정 부품은 비용 효율적이고 기능적인 조명 애플리케이션에 적합한 단일 색상, 정적 솔루션입니다.