LTST-C281KGKT 칩 LED 데이터시트 - 크기 2.8x1.2x0.35mm - 전압 2.4V - 전력 75mW - 녹색 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 고휘도와 컴팩트한 폼 팩터를 요구하는 현대 전자 응용 분야를 위해 설계된 초박형 표면 실장 칩 LED인 LTST-C281KGKT의 완전한 기술 사양을 제공합니다. 이 소자는 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 재료를 사용하여 녹색 광 출력을 생성하며, 기존 LED 기술에 비해 우수한 발광 효율을 제공합니다. 주요 설계 목표는 고밀도 PCB 레이아웃 구현, 자동화 조립 공정과의 호환성, 표준 리플로우 솔더링 조건에서의 신뢰할 수 있는 성능입니다.

이 부품의 핵심 장점은 초박형 디스플레이, 모바일 기기, 백라이트 유닛과 같은 높이 제한이 엄격한 응용 분야에 중요한 0.35mm의 매우 낮은 프로파일을 포함합니다. 이는 녹색 제품으로 분류되며 RoHS(유해물질 제한) 지침을 준수하여 환경 친화적인 설계에 적합합니다. 패키지는 7인치 직경 릴에 장착된 업계 표준 8mm 테이프에 공급되어 고속 픽 앤 플레이스 제조를 용이하게 합니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 소자에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이 한계에서 또는 그 이하에서의 동작은 보장되지 않으며 신뢰할 수 있는 장기 성능을 위해 피해야 합니다.

• 전력 소산 (Pd):75 mW. 이는 주변 온도(Ta) 25°C에서 LED 패키지가 열로 소산할 수 있는 최대 전력량입니다. 이 한계를 초과하면 반도체 접합부의 과열 위험이 있어 가속화된 성능 저하 또는 파괴적 고장을 초래할 수 있습니다.
• DC 순방향 전류 (IF):30 mA. LED에 인가할 수 있는 최대 연속 순방향 전류입니다.
• 피크 순방향 전류:80 mA. 이는 엄격한 1/10 듀티 사이클과 0.1ms 펄스 폭 조건에서만 허용됩니다. 이 정격은 멀티플렉싱 또는 짧은 신호 표시 시나리오와 관련이 있습니다.
• 역방향 전압 (VR):5 V. 이 값을 초과하는 역방향 바이어스 전압을 인가하면 LED의 PN 접합이 항복될 수 있습니다.
• 동작 온도 범위:-30°C ~ +85°C. LED가 정상적으로 동작하도록 규정된 주변 온도 범위입니다.
• 보관 온도 범위:-40°C ~ +85°C. 비동작 상태에서의 보관 온도 범위입니다.
• 적외선 솔더링 조건:260°C, 10초. 이는 무연 리플로우 솔더링 공정 중 패키지가 견딜 수 있는 피크 온도와 시간 프로파일을 정의합니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성

이 파라미터들은 별도로 명시되지 않는 한 Ta=25°C 및 IF=20mA의 표준 테스트 조건에서 측정됩니다. 이들은 소자의 일반적인 성능을 정의합니다.

• 광도 (Iv):35.0 mcd (일반값), 최소 18.0 mcd. 이는 특정 방향으로 방출되는 빛의 인지된 세기를 측정한 값입니다. 명시(CIE) 인간 눈 반응 곡선에 근사하는 센서-필터 조합을 사용하여 측정됩니다.
• 시야각 (2θ1/2):130도 (일반값). 이는 광도가 중심축(0°)에서의 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도입니다. 이와 같은 넓은 시야각은 영역 조명에 적합한 더 확산된, 램버시안과 유사한 방출 패턴을 나타냅니다.
• 피크 방출 파장 (λP):574 nm. 이는 방출된 빛의 스펙트럼 파워 분포가 최대 강도에 도달하는 파장입니다.
• 주 파장 (λd):571 nm (IF=20mA에서 일반값). 이는 CIE 색도도에서 도출되며 빛의 인지된 색상을 가장 잘 설명하는 단일 파장을 나타냅니다. 피크 파장보다 색상을 더 정확하게 표현합니다.
• 스펙트럼 선 반치폭 (Δλ):15 nm. 이는 최대 강도의 절반에서의 방출 스펙트럼 폭(반치 전폭 - FWHM)입니다. 더 좁은 반치폭은 스펙트럼적으로 더 순수하고 포화된 색상을 나타냅니다.
• 순방향 전압 (VF):2.4 V (일반값), IF=20mA에서 최대 2.4 V. 이는 지정된 전류에서 동작할 때 LED 양단에 걸리는 전압 강하입니다.
• 역방향 전류 (IR):10 μA (최대값), VR=5V에서. 이는 지정된 역방향 전압이 인가될 때 흐르는 작은 누설 전류입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

대량 생산의 일관성을 보장하기 위해 LED는 주요 파라미터에 따라 성능 빈으로 분류됩니다. LTST-C281KGKT는 3차원 빈닝 시스템을 사용합니다.

3.1 순방향 전압 빈닝

단위는 IF=20mA에서 측정된 볼트(V)입니다. 각 빈의 허용 오차는 ±0.1V입니다.

• 빈 4: 1.90V (최소) - 2.00V (최대)
• 빈 5: 2.00V - 2.10V
• 빈 6: 2.10V - 2.20V
• 빈 7: 2.20V - 2.30V
• 빈 8: 2.30V - 2.40V

이 빈닝은 직렬 연결에서 균일한 밝기 또는 정밀한 전류 조절이 필요한 응용 분야를 위해 Vf가 밀접하게 일치하는 LED를 선택할 수 있게 합니다.

3.2 광도 빈닝

단위는 IF=20mA에서 측정된 밀리칸델라(mcd)입니다. 각 빈의 허용 오차는 ±15%입니다.

• 빈 M: 18.0 mcd (최소) - 28.0 mcd (최대)
• 빈 N: 28.0 mcd - 45.0 mcd
• 빈 P: 45.0 mcd - 71.0 mcd
• 빈 Q: 71.0 mcd - 112.0 mcd

이 분류는 LED를 밝기 출력에 따라 그룹화하여 특정 최소 강도 요구사항이 있는 응용 분야를 위한 선택을 가능하게 합니다.

3.3 주 파장 빈닝

단위는 IF=20mA에서 측정된 나노미터(nm)입니다. 각 빈의 허용 오차는 ±1 nm입니다.

• 빈 C: 567.5 nm (최소) - 570.5 nm (최대)
• 빈 D: 570.5 nm - 573.5 nm
• 빈 E: 573.5 nm - 576.5 nm

이 빈닝은 색상 일관성을 보장합니다. 동일한 빈 내의 LED는 인간의 눈에 거의 동일한 녹색 음영으로 보이며, 이는 다중 LED 어레이 및 디스플레이에 매우 중요합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에서 특정 그래픽 곡선(예: 스펙트럼 분포를 위한 그림 1, 시야각을 위한 그림 6)이 참조되지만, 일반적인 관계를 설명할 수 있습니다.

광도 대 순방향 전류 (I-V 곡선):AlInGaP LED의 경우, 광도는 일반적으로 순방향 전류와 거의 선형 관계로 증가하다가, 열 증가로 인해 효율이 떨어질 수 있는 지점이 있습니다. 권장 20mA 이하에서 동작하면 최적의 효율과 수명을 보장합니다.

순방향 전압 대 온도:LED의 순방향 전압(Vf)은 음의 온도 계수를 가집니다; 접합 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 이는 정전압 구동 회로에서 고려해야 하며, 온도 상승은 전류 증가로 이어질 수 있습니다.

스펙트럼 분포:방출 스펙트럼은 주 파장(일반값 571nm)을 중심으로 합니다. 15nm 반치폭은 상대적으로 좁은 대역의 녹색 빛을 나타내며, 좋은 색 순도를 기여합니다. 피크 파장은 접합 온도와 구동 전류가 증가함에 따라 약간 이동할 수 있습니다(일반적으로 더 긴 파장으로).

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

이 소자는 EIA 표준 패키지 외곽에 부합합니다. 주요 치수 특징은 전체 높이 0.35mm로 "엑스트라 씬" 부품입니다. 길이와 너비는 상세 패키지 도면(데이터시트 참조)에 정의되어 있습니다. 별도로 명시되지 않는 한 모든 치수는 밀리미터 단위이며 표준 허용 오차는 ±0.10mm입니다. 렌즈 재질은 투명(워터 클리어)으로, 빛 추출을 최대화하고 의도된 시야각 패턴을 제공합니다.

5.2 극성 식별 및 패드 설계

데이터시트에는 권장 솔더링 패드 레이아웃이 포함되어 있습니다. 적절한 패드 설계는 신뢰할 수 있는 솔더 접합 달성, 리플로우 중 올바른 정렬 보장, 열 방산 관리에 중요합니다. 캐소드는 일반적으로 노치, 녹색 점 또는 다른 리드 길이/모양으로 소자에 표시됩니다. 권장 패드 치수는 리플로우 중 툼스토닝(부품이 한쪽 끝으로 서는 현상)을 방지하고 좋은 솔더 필렛을 용이하게 합니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

무연(Pb-free) 공정을 위한 권장 적외선(IR) 리플로우 프로파일이 제공됩니다. 이 프로파일은 JEDEC 표준을 준수하며 일반적인 목표 역할을 합니다. 주요 파라미터는 다음과 같습니다:

• 예열:150-200°C.
• 예열 시간:최대 120초로 균일한 가열과 플럭스 활성화를 허용합니다.
• 피크 온도:최대 260°C. 소자는 이 온도에서 10초 동안 견딜 수 있도록 정격화되었습니다.
• 액상선 온도 이상 시간 (TAL):솔더가 녹아 있는 시간은 소자를 과도하게 스트레스 주지 않고 좋은 금속간 결합을 형성하도록 제어되어야 합니다.

최적의 프로파일은 특정 PCB 설계, 솔더 페이스트 및 사용된 오븐에 따라 달라진다는 점이 강조됩니다. 특정 조립 라인에 대한 특성화를 권장합니다.

6.2 핸드 솔더링

핸드 솔더링이 필요한 경우, 각별한 주의가 필요합니다:

• 솔더링 아이언 온도:최대 300°C.
• 솔더링 시간:패드당 최대 3초. 이는 LED 칩과 플라스틱 패키지에 열 손상을 피하기 위해 한 번만 수행해야 합니다.

6.3 보관 및 취급

• ESD(정전기 방전) 주의사항:이 소자는 ESD에 민감합니다. 취급 시 정전기 방지 손목 스트랩, 대전 방지 매트 및 접지된 장비를 사용해야 합니다.
• 습기 민감도:표면 실장 플라스틱 패키지로서 수분 흡수에 민감합니다. 원래 밀봉된 습기 차단 백이 개봉된 경우, 권장 보관 조건(≤30°C, ≤60% RH)에서 672시간(28일) 이내에 IR 리플로우 솔더링을 거쳐야 합니다. 이 기간을 초과하거나 통제되지 않은 환경에서 보관할 경우, 솔더링 전에 약 60°C에서 최소 20시간 동안 베이킹하여 "팝콘 현상"(리플로우 중 급속한 증기 팽창으로 인한 패키지 균열)을 방지해야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

표준 포장은 7인치(178mm) 직경 릴에 감긴 8mm 너비의 엠보싱 캐리어 테이프입니다. 각 릴에는 5000개가 들어 있습니다. 풀 릴 미만의 수량의 경우, 잔여 재고에 대해 최소 포장 수량 500개가 적용됩니다. 테이프 및 릴 사양은 ANSI/EIA-481에 따릅니다. 테이프의 빈 포켓은 상단 커버 테이프로 밀봉되어 부품을 보호합니다. 표준에 따라 연속 누락 부품(빈 포켓)의 최대 허용 개수는 2개입니다.

8. 응용 노트 및 설계 고려사항

8.1 일반적인 응용 시나리오

이 LED는 소비자 가전(휴대폰, 태블릿, 노트북)의 상태 표시등, 소형 LCD 또는 키패드의 백라이트, 장식 조명, 자동차 실내 조명 및 범용 패널 표시등을 포함하되 이에 국한되지 않는 광범위한 응용 분야에 적합합니다. 얇은 프로파일은 공간 제약이 있는 설계에 이상적입니다.

8.2 구동 회로 설계

전류 제한 필수:LED는 전류 구동 소자입니다. 최대 DC 순방향 전류(30mA)를 초과하지 않도록 항상 직렬 전류 제한 저항 또는 정전류 구동 회로를 사용해야 합니다. 저항 값은 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다: R = (공급 전압 - LED_Vf) / 원하는_전류. 일반 Vf 2.4V, 원하는 전류 20mA, 공급 전압 5V를 사용하면: R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 옴입니다. 표준 130 또는 150 옴 저항이 적절할 것입니다.

열 관리:전력 소산이 낮지만(최대 75mW), 열 패드(지정된 경우) 주변 또는 일반 트레이스 폭에 충분한 PCB 구리 면적을 확보하면 열을 방산하여 LED 효율과 수명을 유지하는 데 도움이 되며, 특히 고주변 온도 환경이나 더 높은 전류로 구동할 때 중요합니다.

8.3 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우, 지정된 용제만 사용해야 합니다. LED를 상온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 1분 미만 담그는 것은 허용됩니다. 지정되지 않았거나 강력한 화학 세척제를 사용하면 플라스틱 패키지와 렌즈가 손상되어 변색 또는 균열이 발생할 수 있습니다.

9. 기술 비교 및 차별화

이 부품의 주요 차별화 요소는초박형 0.35mm 높이및 녹색 칩에AlInGaP 기술사용입니다.

• 대 기존 LED 패키지:구형 LED 패키지(예: 3mm 또는 5mm 스루홀)에 비해, 이 SMD 칩 LED는 극적으로 작은 점유 면적과 프로파일을 제공하여 현대의 소형화된 설계를 가능하게 합니다. 또한 완전 자동화 조립을 허용합니다.
• AlInGaP 대 다른 기술:녹색 및 노란색의 경우, AlInGaP LED는 일반적으로 갈륨 포스파이드(GaP)와 같은 구형 기술에 비해 더 높은 발광 효율과 더 나은 온도 안정성을 제공합니다. 이는 더 밝은 출력과 다양한 동작 조건에서 더 일관된 색상을 초래합니다.
• 투명 렌즈:투명(비확산) 렌즈는 가능한 최대 빛 출력과 명확한 시야각 패턴을 제공하며, 확산 렌즈는 빛을 더 넓게 산란시켜 부드러운 외관을 제공합니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 저항 없이 3.3V로 이 LED를 구동할 수 있나요?

A: 아니요. 전류 제한 저항 없이 3.3V를 직접 인가하면 30mA 최대값을 훨씬 초과하는 전류가 흐를 가능성이 높아 LED가 즉시 손상됩니다. 항상 직렬 저항 또는 정전류 구동기를 사용하세요.

Q: 피크 파장(574nm)과 주 파장(571nm)의 차이는 무엇인가요?

A: 피크 파장은 스펙트럼 파워가 가장 높은 곳입니다. 주 파장은 색상 인지(CIE 다이어그램)에서 도출되며 실제 인지되는 색조를 더 잘 나타냅니다. 종종 가깝지만 동일하지는 않으며, 특히 비대칭 스펙트럼을 가진 LED의 경우 그렇습니다.

Q: 시야각이 130도입니다. 이는 이 원뿔 내에서만 빛이 보인다는 뜻인가요?

A: 아니요, 빛은 거의 반구형 패턴으로 방출되지만 그 강도는 각도에 따라 감소합니다. 130도 사양은 강도가 온축(0°) 값의 절반이 되는 각도입니다. 이 각도 밖에서도 약간의 빛은 보이지만 상당히 어둡습니다.

Q: 백을 개봉한 후 보관 시간이 672시간으로 제한되는 이유는 무엇인가요?

A: 이는 습기 민감도 수준(MSL) 때문입니다. 플라스틱 패키지는 공기 중의 수분을 흡수할 수 있습니다. 리플로우 솔더링의 고열 중에 이 수분이 급속히 증기로 변하여 패키지 균열("팝콘 현상")을 일으킬 수 있는 내부 압력을 발생시킬 수 있습니다. 672시간 제한은 적절한 보관을 가정하며, 베이킹은 흡수된 수분을 제거합니다.

11. 실용적인 설계 및 사용 예시

예시 1: 다중 LED 상태 바:휴대용 기기에 5-세그먼트 상태 바를 설계합니다. 균일한 밝기와 색상을 보장하기 위해 동일한 광도 빈(예: 모두 빈 N)과 동일한 주 파장 빈(예: 모두 빈 D)의 LED를 지정합니다. 공통 정전류 회로 또는 순방향 전압 빈(예: 빈 8, 2.4V)의 최대 Vf를 사용하여 계산된 개별 저항으로 구동하여 최악의 Vf 변동에서도 모든 LED가 켜지도록 보장합니다.

예시 2: 얇은 멤브레인 스위치 백라이트:0.35mm 높이가 여기서 중요합니다. LED는 거의 두께를 추가하지 않고 멤브레인 층의 반투명 아이콘 바로 뒤에 배치될 수 있습니다. 10-15mA(20mA 대신)의 전류로도 어두운 환경에서 충분한 조명을 제공하면서 전력 소비와 열 발생을 줄일 수 있습니다.

12. 동작 원리

LTST-C281KGKT는 AlInGaP 재료로 형성된 PN 접합을 기반으로 하는 반도체 광원입니다. 접합의 내재 전위를 초과하는 순방향 전압이 인가되면, N형 영역의 전자와 P형 영역의 정공이 활성 영역으로 주입됩니다. 이 전하 캐리어들이 재결합할 때, 에너지는 광자(빛) 형태로 방출됩니다. AlInGaP 합금의 특정 에너지 밴드갭은 방출된 광자의 파장(색상)을 결정하며, 이 경우 가시 스펙트럼의 녹색 영역(~571nm)에 있습니다. 투명 에폭시 패키지는 렌즈 역할을 하여 빛 출력을 형성하고 취약한 반도체 칩에 기계적 및 환경적 보호를 제공합니다.

13. 기술 동향

LTST-C281KGKT와 같은 LED의 발전은 몇 가지 주요 산업 동향을 따릅니다:

• 소형화:점점 더 작고 얇은 전자 제품을 가능하게 하기 위한 패키지 크기(점유 면적 및 높이)의 지속적인 축소.
• 효율 증가:에피택셜 성장 및 칩 설계(AlInGaP 사용과 같은)의 발전으로 와트당 더 높은 루멘(lm/W)을 얻어 주어진 빛 출력에 대한 전력 소비를 줄입니다.
• 신뢰성 및 호환성 향상:패키지 재료 및 구조의 개선으로 더 높은 온도 내성(예: 260°C 무연 리플로우 프로파일 견딤)이 가능해졌으며, 이는 현재 업계 표준입니다.
• 표준 패키지 외곽(EIA) 및 테이프-릴 포장의 채택은 대량 생산, 자동화된 표면 실장 기술(SMT) 조립 라인과의 호환성에 중요하며, 제조 비용을 낮춥니다.Adoption of standard package outlines (EIA) and tape-and-reel packaging is critical for compatibility with high-volume, automated surface-mount technology (SMT) assembly lines, driving down manufacturing costs.