LTST-C193KRKT-2A SMD LED 사양서 - 0.35mm 초박형 - 1.6-2.2V 순방향 전압 - 적색 - 75mW 출력

1. 제품 개요

본 문서는 최소한의 부품 높이와 안정적인 성능을 요구하는 현대 전자 응용 분야를 위해 설계된 고성능 표면 실장 칩 LED인 LTST-C193KRKT-2A의 완전한 기술 사양을 제공합니다. 이 소자는 밝은 적색 광 출력을 생성하기 위해 첨단 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 기술을 활용한 초박형 LED입니다. 주요 설계 목표는 광학적 성능이나 제조 가능성을 저하시키지 않으면서 공간이 제한된 조립체에 통합할 수 있도록 하는 것입니다.

이 부품의 핵심 장점은 슬림한 소비자 가전, 디스플레이 및 표시기 응용 분야에 있어 중요한 매개변수인 0.35mm의 예외적으로 낮은 프로파일을 포함합니다. 이는 표준 자동 피크 앤 플레이스 조립 라인 및 적외선(IR) 및 기상 상용화 방법을 포함한 대량 리플로우 솔더링 공정과 호환되도록 설계되었습니다. 본 제품은 그린 제품으로 분류되며 RoHS(유해물질 제한) 지침을 준수하여 환경 친화적인 설계 및 글로벌 시장에 적합합니다.

1.1 주요 특징 및 목표 시장

LTST-C193KRKT-2A는 그 응용 분야를 정의하는 몇 가지 주요 특징으로 특징지어집니다. AlInGaP 칩의 사용은 적색 발광을 위한 기존 LED 재료에 비해 더 높은 발광 효율과 더 나은 온도 안정성을 제공하는 성능의 핵심입니다. 패키지는 EIA(전자 산업 연합) 규범에 따라 표준화되어 산업 설계 라이브러리 및 조립 장비와의 광범위한 호환성을 보장합니다.

이 LED의 목표 시장은 광범위한 전자 장비를 아우릅니다. 주요 응용 분야는 상태 표시, 버튼 백라이트 또는 기능적 조명이 필요한 사무 자동화 장치(프린터, 스캐너, 복사기), 통신 장비(라우터, 모뎀, 스위치) 및 가전 제품에서 찾아볼 수 있습니다. 그 박형 프로파일은 휴대용 장치, 모니터 및 TV의 초슬림 베젤, 그리고 Z축 높이가 중요한 설계 제약 조건인 모든 응용 분야에 특히 매력적입니다. 자동 배치 및 리플로우 솔더링과의 호환성은 대량의 비용 효율적인 제조에 이상적입니다.

2. 심층 기술 매개변수 분석

전기적, 광학적 및 열적 매개변수에 대한 철저한 이해는 신뢰할 수 있는 회로 설계 및 시스템 통합에 필수적입니다. 별도로 명시되지 않는 한 모든 사양은 주변 온도(Ta) 25°C에서 정의됩니다.

2.1 절대 최대 정격

절대 최대 정격은 소자에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이는 동작 조건이 아닙니다.

• 전력 소산 (Pd):75 mW. 이는 LED 패키지가 열로 소산할 수 있는 최대 전력량입니다. 이 한계를 초과하면 반도체 접합부와 에폭시 렌즈에 열 손상의 위험이 있습니다.
• DC 순방향 전류 (IF):30 mA. 인가할 수 있는 최대 연속 순방향 전류입니다. 펄스 동작의 경우, 특정 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서 80 mA의 더 높은 피크 순방향 전류가 허용됩니다.
• 순방향 전류 감액:25°C부터 선형적으로 0.4 mA/°C. 이는 열 관리에 있어 중요한 매개변수입니다. 주변 온도가 25°C 이상으로 상승함에 따라 허용 가능한 최대 연속 전류는 감소해야 합니다. 예를 들어, 50°C에서 최대 전류는 30 mA - [0.4 mA/°C * (50-25)°C] = 20 mA입니다.
• 역방향 전압 (VR):5 V. 이보다 큰 역바이어스 전압을 인가하면 접합 파괴를 일으킬 수 있습니다.
• 동작 및 보관 온도 범위:-55°C ~ +85°C. 이 넓은 범위는 가혹한 환경에서의 신뢰성을 보장합니다.
• 솔더링 온도 내성:본 소자는 260°C에서 5초 동안 웨이브 솔더링, 260°C에서 5초 동안 IR 리플로우, 215°C에서 3분 동안 기상 리플로우를 견딜 수 있습니다. 이 매개변수들은 조립 공정 윈도우를 정의하는 데 중요합니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성

이 매개변수들은 정상 동작 조건에서 LED의 일반적인 성능을 정의합니다.

• 광도 (Iv):시험 전류(IF) 2 mA에서 최소 1.80 mcd에서 최대 11.2 mcd까지의 범위를 가집니다. 특정 유닛의 실제 강도는 빈 코드(섹션 3 참조)에 의해 결정됩니다. 측정은 CIE 명시도 눈 반응 곡선에 근사하도록 필터링된 센서를 사용합니다.
• 시야각 (2θ1/2):130도. 이는 광도가 중심축(0도)에서의 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도입니다. 이러한 넓은 시야각은 집속된 빔보다는 넓고 확산된 조명이 필요한 응용 분야에 적합합니다.
• 피크 파장 (λP):639 nm. 이는 스펙트럼 전력 출력이 최대가 되는 파장입니다. 이는 인지되는 적색광의 색조를 정의합니다.
• 주 파장 (λd):629 nm. CIE 색도도에서 유도된 이 파장은 인간의 눈이 인지하는 색상을 가장 잘 나타내는 단일 파장입니다. 일반적으로 적색 AlInGaP LED의 경우 피크 파장보다 약간 짧습니다.
• 스펙트럼 선 반치폭 (Δλ):20 nm. 이는 방출된 빛의 스펙트럼 순도 또는 대역폭을 나타냅니다. 값이 작을수록 더 단색광에 가까운 광원임을 의미합니다.
• 순방향 전압 (VF):IF = 2 mA에서 1.60 V ~ 2.20 V. 이는 LED가 동작할 때 양단에 걸리는 전압 강하입니다. 전류 제한 회로 설계에 매우 중요합니다. 이 변동은 일반적인 반도체 제조 공차로 인한 것입니다.
• 역방향 전류 (IR):VR = 5 V에서 최대 10 µA. 이는 소자가 최대 정격 내에서 역바이어스될 때 흐르는 작은 누설 전류입니다.
• 정전 용량 (C):VF = 0V, f = 1 MHz에서 일반적으로 40 pF. 이 기생 용량은 고주파 스위칭 응용 분야에서 관련이 있을 수 있습니다.
• ESD 문턱값 (HBM):1000 V. 이 인체 모델 정격은 LED의 정전기 방전에 대한 민감도를 나타냅니다. 중간 정도 민감도로 분류되며, 적절한 ESD 처리 절차가 필수적입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

반도체 제조의 자연스러운 변동을 관리하기 위해 LED는 성능 빈으로 분류됩니다. LTST-C193KRKT-2A는 주로 광도를 위한 빈닝 시스템을 사용합니다.

강도는 IF = 2 mA의 표준 시험 조건에서 측정됩니다. 유닛은 다음과 같은 빈으로 분류됩니다:

• 빈 G:1.80 mcd (최소) ~ 2.80 mcd (최대)
• 빈 H:2.80 mcd ~ 4.50 mcd
• 빈 J:4.50 mcd ~ 7.10 mcd
• 빈 K:7.10 mcd ~ 11.20 mcd

각 빈의 한계에는 +/-15%의 공차가 적용됩니다. 이 빈닝을 통해 설계자는 응용 분야에 대해 보장된 최소 밝기를 가진 LED를 선택할 수 있어, 특히 여러 LED가 나란히 사용될 때 최종 제품의 외관 일관성을 보장합니다. 중요한 색상 정합 응용 분야의 경우, 데이터시트가 주로 강도 빈을 상세히 설명하므로, 제조업체에 특정 색도 빈닝 정보를 문의하는 것이 좋습니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트가 표 형식의 데이터를 제공하지만, 특성 곡선을 통해 매개변수 간의 관계를 이해하는 것은 견고한 설계에 필수적입니다.

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

순방향 전류(IF)와 순방향 전압(VF) 사이의 관계는 본질적으로 비선형이며 지수적입니다. 이는 다이오드의 전형적인 특성입니다. 2mA에서 지정된 VF 범위 1.6V-2.2V는 주요 동작점을 제공합니다. 설계자는 주어진 전류에 대해 VF가 온도가 증가함에 따라 감소한다는 점을 유의해야 하며, 이는 적절히 고려되지 않을 경우 간단한 저항 제한 회로에서 흡수되는 전류에 영향을 미칠 수 있습니다.

4.2 광도 대 순방향 전류

광 출력(광도)은 일반적인 동작 범위에서 순방향 전류에 거의 비례합니다. 그러나 효율(와트당 루멘)은 특정 전류에서 정점을 찍은 후 열적 및 전기적 효과로 인해 감소할 수 있습니다. 권장 DC 전류 이하에서 동작하는 것이 최적의 효율과 수명을 보장합니다.

4.3 온도 의존성

LED의 성능은 온도에 크게 영향을 받습니다. 주요 영향은 다음과 같습니다:

• 광도:접합 온도가 증가함에 따라 출력이 감소합니다. 순방향 전류의 감액은 밝기와 신뢰성을 유지하기 위해 이 열 효과를 관리하는 것과 직접적으로 연결됩니다.
• 순방향 전압:VF는 일반적으로 온도가 증가함에 따라 감소합니다(음의 온도 계수).
• 파장:피크 및 주 파장은 온도가 증가함에 따라 약간 이동하며(일반적으로 더 긴 파장으로), 이는 정밀 응용 분야에서 색상 인지에 영향을 미칠 수 있습니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수 및 극성

LED는 매우 컴팩트한 표면 실장 패키지에 장착되어 있습니다. 정의하는 기계적 특징은 단지 0.35 mm의 높이입니다. 상세한 치수 도면은 데이터시트에 제공되며, 길이, 너비 및 광학 렌즈의 위치를 포함합니다. 패키지는 표준 칩 LED 풋프린트를 따릅니다. 극성은 패키지의 표시 또는 모따기된 모서리로 표시됩니다. 역바이어스를 인가하면 소자를 손상시킬 수 있으므로 조립 중 올바른 방향이 중요합니다.

5.2 권장 솔더 패드 설계

리플로우 중 신뢰할 수 있는 솔더 접합과 적절한 정렬을 보장하기 위해 특정 솔더 패드 레이아웃(랜드 패턴)이 제안됩니다. 데이터시트는 이러한 치수를 제공합니다. 이 패턴을 준수하면 툼스토닝(부품의 한쪽 끝이 패드에서 떨어지는 현상) 또는 정렬 불량과 같은 문제를 방지하는 데 도움이 됩니다. 도포되는 솔더 페이스트의 양을 제어하기 위해 권장 스텐실 두께는 최대 0.10mm로 지정됩니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

데이터시트는 두 가지 제안된 적외선(IR) 리플로우 프로파일을 제공합니다: 하나는 일반(주석-납) 솔더 공정용이고 다른 하나는 무연(Pb-free) 솔더 공정용입니다. 무연 프로파일은 일반적으로 SAC(Sn-Ag-Cu)와 같은 무연 합금의 더 높은 녹는점을 수용하기 위해 더 높은 피크 온도(예: 260°C)를 가집니다. 두 프로파일 모두 다음과 같은 중요한 매개변수를 포함합니다:

• 예열/상승:보드와 부품을 점진적으로 온도로 가져가기 위한 제어된 가열 단계로, 열 충격을 최소화하고 솔더 페이스트의 튐을 방지합니다.
• 소크/리플로우 전 단계:솔더 페이스트 내 플럭스가 활성화되고 휘발성 물질이 배출되며, 조립체 전체의 온도가 균일해지도록 하는 온도 플래토 단계입니다.
• 리플로우/피크:온도가 솔더의 액상선 온도를 초과하여 녹고, 패드와 부품 단자에 젖어서 적절한 금속학적 접합을 형성합니다. 액상선 이상 시간(TAL)과 피크 온도는 LED의 내성(최대 260°C에서 5초) 내에서 제어되어야 합니다.
• 냉각:접합을 고체화하고 열 응력을 최소화하기 위한 제어된 냉각 단계입니다.

6.2 보관 및 취급 주의사항

솔더링성을 유지하기 위해 적절한 보관이 필수적입니다. 원래의 습기 차단 포장에서 꺼낸 LED는 흡습성이 있어 수분을 흡수할 수 있습니다. 드라이 팩 외부에서 장기간(672시간 또는 28일 이상) 보관된 경우, 수분을 제거하고 고온 솔더링 공정 중 "팝콘 현상" 또는 패키지 균열을 방지하기 위해 리플로우 전에 베이킹(예: 60°C에서 24시간)해야 합니다. 장기 보관의 경우, 건조제가 들어 있는 밀봉 용기나 질소 분위기를 사용하십시오.

6.3 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우, 지정된 용제만 사용해야 합니다. 데이터시트는 상온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 1분 미만 침지할 것을 권장합니다. 가혹하거나 지정되지 않은 화학 물질은 에폭시 렌즈 재료를 손상시켜 흐려짐, 균열 또는 변색을 일으킬 수 있습니다.

7. 포장 및 주문 정보

LTST-C193KRKT-2A는 자동 조립을 위한 산업 표준 포장으로 공급됩니다.

• 테이프 및 릴:부품은 엠보싱된 캐리어 테이프에 배치된 후 커버 테이프로 밀봉됩니다. 테이프 너비는 8mm입니다.
• 릴 크기:직경 7인치.
• 릴당 수량:5000개.
• 최소 주문 수량 (MOQ):잔여 수량의 경우 500개.
• 포장 표준:ANSI/EIA-481-1-A 사양을 준수하여 배치 장비의 표준 테이피더와의 호환성을 보장합니다.

부품 번호 LTST-C193KRKT-2A 자체가 특정 제품 속성을 인코딩하지만, 전체 명명 규칙 세부 사항은 일반적으로 별도의 제품 선택 가이드에서 찾을 수 있습니다.

8. 응용 설계 권장사항

8.1 구동 회로 설계

LED는 전류 구동 소자입니다. 구동 회로의 가장 중요한 측면은 전류 제어입니다. 간단한 직렬 저항이 가장 일반적인 방법이지만, 그 설계에는 주의가 필요합니다.

직렬 저항 계산 (R_S):

R_S= (V_SUPPLY- V_F) / I_F

여기서:

V_SUPPLY= 전원 공급 전압

V_F= LED 순방향 전압 (보수적인 설계를 위해 데이터시트의 최대값인 2.2V 사용)

I_F= 원하는 순방향 전류 (반드시 ≤ 30 mA DC)

예시:5V 전원 및 목표 전류 20 mA의 경우:

R_S= (5V - 2.2V) / 0.020 A = 140 Ω. 가장 가까운 표준 값(예: 150 Ω)이 선택되어 약간 더 낮은 전류가 흐르게 됩니다.

중요 고려사항 - 병렬 연결:단일 전류 제한 저항으로 여러 LED를 직접 병렬로 연결하는 것은 권장되지 않습니다(데이터시트의 회로 B). 개별 LED의 I-V 특성(동일한 빈에서 나온 것이라도)의 자연스러운 변동으로 인해, 하나의 LED가 다른 LED보다 상당히 많은 전류를 흡수할 수 있어 밝기 불균일 및 한 소자의 과부하를 초래할 수 있습니다. 권장되는 방법은 각 LED마다 별도의 직렬 저항을 사용하는 것입니다(회로 A). 여러 LED를 효율적으로 구동하기 위해서는 정전류 드라이버 IC 또는 전용 LED 드라이버 회로를 사용하는 것이 좋습니다.

8.2 열 관리

낮은 전력에도 불구하고, 효과적인 열 관리는 장수명과 안정적인 성능에 중요합니다. 0.4 mA/°C 감액 계수는 LED 근처의 주변 온도가 상당히 상승할 것으로 예상되는 설계(예: 밀폐된 외함 내부, 다른 발열 부품 근처)에 적용되어야 합니다. PCB 레이아웃에서 충분한 공기 흐름 또는 열 방출을 보장하는 것이 온도 상승을 완화하는 데 도움이 될 수 있습니다.

8.3 ESD 보호

1000V(HBM)의 ESD 문턱값을 가진 LED는 일반적인 정전기 방전으로부터 손상되기 쉽습니다. ESD 보호 조치의 구현은 필수적입니다:

• 접지된 작업대, 전도성 바닥 매트 및 손목 스트랩을 사용하십시오.
• 부품을 정전기 방지 포장으로 보관 및 운반하십시오.
• LED가 ESD 사건에 노출될 수 있는 외부 인터페이스에 연결된 경우, PCB에 서지 전압 억제(TVS) 다이오드 또는 기타 보호 회로를 포함하는 것을 고려하십시오.

9. 기술 비교 및 차별화

LTST-C193KRKT-2A는 주로 초박형 0.35mm 프로파일을 통해 시장에서 차별화됩니다. 높이가 종종 0.6mm 또는 1.0mm인 표준 칩 LED와 비교할 때, 이는 40-65%의 감소를 나타내어 새로운 산업 디자인의 가능성을 열어줍니다. AlInGaP 기술의 사용은 기존 GaAsP(갈륨 비소 포스파이드) 적색 LED에 비해 더 높은 효율(mA당 더 많은 광 출력), 더 나은 온도 안정성 및 더 포화되고 "진한" 적색을 제공하는 이점을 제공합니다. 무연 고온 리플로우 공정과의 호환성은 규정 및 현대 제조 라인에 대해 미래 지향적입니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

Q1: 이 LED를 3.3V 마이크로컨트롤러 핀에서 직접 구동할 수 있나요?

A: 가능하지만 계산이 필요합니다. 일반적인 VF가 ~1.9V이므로 전류를 제한하기 위해 직렬 저항이 필요합니다. 그러나 MCU 핀이 자체 사양을 초과하지 않으면서 필요한 전류(예: 20mA)를 공급할 수 있는지 확인해야 합니다. 트랜지스터를 스위치로 사용하는 것이 종종 더 안전하고 유연한 접근 방식입니다.

Q2: 왜 광도가 그렇게 낮은 전류(2mA)에서 지정되나요?

A: 2mA는 저전류 표시기 LED의 표준 시험 조건입니다. 이는 다른 제품 간의 쉬운 비교를 가능하게 하고 기준선을 제공합니다. 더 높은 전류에서 강도는 더 높아지지만, 관계는 완벽하게 선형적이지 않으며 효율이 떨어질 수 있습니다.

Q3: 데이터시트는 넓은 시야각(130°)을 보여줍니다. 더 집속된 빔이 필요하다면 어떻게 해야 하나요?

A: 이 특정 패키지는 광각 방출을 위해 설계되었습니다. 더 좁은 빔을 위해서는 다른 패키지(예: 더 작은 렌즈 또는 내장 반사경이 있는 패키지)의 LED를 선택하거나 외부 2차 광학 소자(예: 콜리메이팅 렌즈)를 사용해야 합니다.

Q4: 주문 시 빈 코드를 어떻게 해석하나요?

A: 응용 분야에 필요한 최소 밝기를 기준으로 필요한 강도 빈(G, H, J 또는 K)을 지정하십시오. 예를 들어, 설계에 최소 5.0 mcd가 필요한 경우 빈 J(4.50-7.10 mcd) 또는 빈 K(7.10-11.20 mcd)를 주문해야 합니다. "표준 밝기"로 주문하면 어떤 빈이든 배송될 수 있어 제품에서 밝기 불일치를 초래할 수 있습니다.

11. 실용적인 설계 및 사용 예시

예시 1: 휴대용 장치의 상태 표시기

슬림한 스마트폰이나 태블릿에서는 유리 또는 플라스틱 패시아 뒤 공간이 극히 제한적입니다. 이 LED의 0.35mm 높이는 장치의 두께를 증가시키지 않으면서 충전 상태, 알림 경고 또는 정전식 버튼 백라이트를 표시하기 위해 얇은 도광판이나 확산 필름 아래 메인 PCB에 직접 배치할 수 있게 합니다.

예시 2: 멤브레인 스위치 백라이트

멤브레인 키패드가 있는 산업용 제어판이나 의료 장비의 경우, 각 키 아래의 균일한 조명이 중요합니다. 여러 개의 LTST-C193KRKT-2A LED를 스위치 패널 가장자리 주변에 배치할 수 있습니다. 그들의 넓은 시야각은 키 영역 전체에 걸쳐 균일한 백라이트를 만드는 데 도움이 됩니다. LED당 별도 저항 구동 방법은 VF 변동에 관계없이 모든 키가 일관된 밝기를 가지도록 보장합니다.

예시 3: 초슬림 베젤 디스플레이에 통합

현대 모니터와 TV는 단 몇 밀리미터 너비의 베젤을 추구합니다. 이 LED는 디스플레이 패널의 가장자리를 따라 달리는 플렉서블 인쇄 회로(FPC)에 장착되어 주변 편향 조명이나 미묘한 전원 표시기를 제공할 수 있어, 슬림한 프로파일을 저해하지 않으면서 세련된 미적 감각에 기여합니다.

12. 기술 원리 소개

LTST-C193KRKT-2A는 AlInGaP 반도체 기술을 기반으로 합니다. 이 물질 시스템은 기판 위에 에피택셜 성장됩니다. p-n 접합에 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 활성 영역으로 주입되어 재결합합니다. AlInGaP에서 이 재결합은 주로 가시 스펙트럼의 적색에서 황색-주황색 부분에서 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 결정 격자 내 알루미늄, 인듐, 갈륨 및 포스파이드의 특정 비율은 밴드갭 에너지를 결정하고 따라서 방출되는 빛의 파장을 결정합니다. "워터 클리어" 렌즈는 일반적으로 방출 파장에 투명한 에폭시 또는 실리콘으로 만들어지며, 광 출력 패턴(이 경우 넓은 시야각)을 형성하도록 성형됩니다.

13. 산업 동향 및 발전

표시기 및 기능적 조명 LED의 동향은 소형화, 더 높은 효율 및 더 큰 통합을 지속적으로 향하고 있습니다. 이 부품의 0.35mm 높이는 더 얇은 패키지에 대한 지속적인 추진력을 나타냅니다. 미래 발전에는 LED 다이가 기존 플라스틱 패키지 없이 직접 장착되는 더 얇은 칩 스케일 패키지(CSP)가 포함될 수 있습니다. 또한 자동차 및 산업 응용 분야의 요구로 인해 더 높은 온도 동작 조건에서 더 높은 신뢰성과 더 긴 수명을 위한 강력한 동향이 있습니다. 더 나아가, 색상 정합이 중요한 디스플레이 백라이트 및 건축 조명 응용 분야에서 정확한 색상 일관성과 더 엄격한 빈닝 공차에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 기반이 되는 AlInGaP 기술은 더 높은 효율을 위해 계속 개선되어 차세대 제품에서 주어진 광 출력에 대한 전력 소비를 잠재적으로 줄일 수 있습니다.