SMD LED LTST-C191KGKT-5A 데이터시트 - 0.55mm 초박형 - 2.1V 최대 - 녹색 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 표면 실장 장치(SMD) 발광 다이오드(LED)인 LTST-C191KGKT-5A의 사양을 상세히 설명합니다. 이 부품은 현대적이고 컴팩트한 전자 어셈블리를 위해 설계된 칩 LED 제품군의 일부입니다. 주요 애플리케이션은 소비자 가전, 통신 장치 및 일반 전자 장비의 표시등, 상태 신호 또는 백라이트 소자로 사용됩니다.

이 제품의 핵심 장점은 극도로 낮은 프로파일입니다. 단 0.55mm의 높이로 더 얇은 최종 제품 설계를 가능하게 합니다. 적색, 주황색, 황색 및 녹색 스펙트럼에서 고휘도 빛을 효율적으로 생산하는 것으로 알려진 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 재료를 발광 칩에 사용합니다. 이 장치는 7인치 릴에 감긴 업계 표준 8mm 테이프에 패키징되어 현대 전자 제조에 사용되는 고속 자동 피크 앤 플레이스 어셈블리 장비와 완벽하게 호환됩니다.

1.1 주요 특징

• 초박형 프로파일:패키지 높이가 단 0.55mm로 세련된 제품 설계를 용이하게 합니다.
• 고휘도:우수한 발광 강도를 위한 AlInGaP 칩 기술을 활용합니다.
• 자동화 친화적:자동화된 조립 라인과의 호환성을 위해 7인치 릴에 8mm 테이프로 공급됩니다.
• 견고한 조립:무연(Pb-free) 프로파일을 포함한 적외선(IR) 및 기상 리플로우 솔더링 공정 모두와 호환됩니다.
• 표준화된 패키지:신뢰할 수 있는 배치 및 솔더링을 위한 EIA(전자 산업 연합) 표준 치수에 부합합니다.
• 구동 호환성:I.C. 호환 가능하며, 적절한 전류 제한과 함께 표준 집적 회로의 출력으로 직접 구동될 수 있음을 의미합니다.

2. 기술 사양 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 한계에서 또는 그 이상에서의 동작은 보장되지 않으며 신뢰할 수 있는 동작을 위해 피해야 합니다. 모든 값은 주변 온도(Ta) 25°C에서 지정됩니다.

• 전력 소산 (Pd):75 mW. 이는 장치가 열로 소산할 수 있는 최대 전력량입니다.
• 피크 순방향 전류 (I_F(PEAK)):80 mA. 이는 일반적으로 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서 허용되는 최대 순간 순방향 전류입니다.
• 연속 순방향 전류 (I_F):30 mA DC. LED를 통해 연속적으로 흐를 수 있는 최대 전류입니다.
• 전류 디레이팅:25°C 이상에서는, 주변 온도가 섭씨 1도 증가할 때마다 0.4 mA의 비율로 선형적으로 최대 허용 연속 순방향 전류를 감소시켜야 합니다.
• 역방향 전압 (V_R):5 V. LED 양단에 역방향으로 인가될 수 있는 최대 전압입니다.
• 동작 온도 범위:-55°C ~ +85°C. 장치가 기능하도록 설계된 주변 온도 범위입니다.
• 보관 온도 범위:-55°C ~ +85°C.
• 적외선 솔더링 조건:리플로우 솔더링 중 최대 5초 동안 260°C의 피크 온도를 견딥니다.

2.2 전기 및 광학 특성

이는 표준 테스트 조건(Ta=25°C, I_F=5mA, 별도 명시 없는 경우)에서 측정된 일반적인 성능 매개변수입니다. 이는 정상 동작에서 장치의 예상 동작을 정의합니다.

• 발광 강도 (I_V):4.5 ~ 18.0 밀리칸델라(mcd) 범위입니다. 이는 CIE 명시 응답 곡선과 일치하는 필터로 측정된, 인간의 눈에 보이는 LED의 인지된 밝기를 측정한 값입니다.
• 시야각 (2θ_1/2):130도(일반적). 이는 발광 강도가 축상에서 측정된 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도입니다. 이와 같은 넓은 시야각은 다양한 위치에서 LED를 볼 수 있게 합니다.
• 피크 방출 파장 (λ_P):574 nm(일반적). 방출된 광 출력이 최대가 되는 특정 파장입니다.
• 주 파장 (λ_d):5mA에서 564.5 ~ 573.5 nm 범위입니다. 이는 CIE 색도도에서 도출된, 빛의 인지된 색상을 가장 잘 나타내는 단일 파장입니다. 이는 "녹색" 색상점을 정의합니다.
• 스펙트럼 선 반폭 (Δλ):15 nm(일반적). 최대 출력의 절반에서의 방출 스펙트럼 폭입니다. 더 좁은 반폭은 스펙트럼적으로 더 순수한 색상을 나타냅니다.
• 순방향 전압 (V_F):5mA에서 1.70 ~ 2.10 볼트 범위입니다. LED가 전류를 흘릴 때 양단에 걸리는 전압 강하입니다.
• 역방향 전류 (I_R):5V 역방향 전압이 인가될 때 100 µA(최대).
• 정전 용량 (C):0V 순방향 바이어스 및 1 MHz 주파수에서 측정 시 40 pF(일반적).

3. 빈닝 시스템 설명

대량 생산에서 일관성을 보장하기 위해, LED는 주요 매개변수에 따라 성능 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 애플리케이션에서 색상 및 밝기 균일성에 대한 특정 요구 사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 순방향 전압 빈닝

단위는 5mA에서 측정된 순방향 전압(V_F)에 따라 분류됩니다. 빈 코드 및 해당 범위는 다음과 같습니다:

• 빈 코드 2:1.70 V(최소) ~ 1.80 V(최대)
• 빈 코드 3:1.80 V ~ 1.90 V
• 빈 코드 4:1.90 V ~ 2.00 V
• 빈 코드 5:2.00 V ~ 2.10 V

각 빈 내 허용 오차는 ±0.1 볼트입니다.

3.2 발광 강도 빈닝

단위는 5mA에서 측정된 발광 강도(I_V)에 따라 분류됩니다. 빈 코드 및 해당 범위는 다음과 같습니다:

• 빈 코드 J:4.50 mcd(최소) ~ 7.10 mcd(최대)
• 빈 코드 K:7.10 mcd ~ 11.2 mcd
• 빈 코드 L:11.2 mcd ~ 18.0 mcd

각 빈 내 허용 오차는 ±15%입니다.

3.3 주 파장 빈닝

단위는 5mA에서 측정된 주 파장(λ_d)에 따라 분류되며, 이는 녹색의 색조와 직접적으로 연관됩니다. 빈 코드 및 해당 범위는 다음과 같습니다:

• 빈 코드 B:564.5 nm(최소) ~ 567.5 nm(최대)
• 빈 코드 C:567.5 nm ~ 570.5 nm
• 빈 코드 D:570.5 nm ~ 573.5 nm

각 빈 내 허용 오차는 ±1 nm입니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에서 특정 그래픽 곡선(그림1, 그림6)이 참조되지만, 제공된 데이터를 통해 주요 관계를 분석할 수 있습니다.

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

순방향 전압(V_F)은 테스트 전류 5mA에서 지정되며, 일반적인 범위는 1.70V ~ 2.10V입니다. 모든 다이오드와 마찬가지로 LED의 V_F는 양의 온도 계수를 가지며 더 높은 구동 전류에서도 약간 증가합니다. 지정된 V_F 범위는 구동 회로의 전압 헤드룸을 설계할 때 고려해야 합니다.

4.2 발광 강도 대 순방향 전류

발광 강도는 상당한 범위에서 순방향 전류에 거의 비례합니다. 정격 강도 값(4.5-18.0 mcd)은 표준 테스트 전류 5mA에서 제공됩니다. 최대 연속 전류 30mA에서 동작하면 훨씬 더 높은 광 출력을 얻을 수 있지만, 열 관리 및 수명 고려 사항이 중요해집니다.

4.3 스펙트럼 특성

피크 방출 파장은 일반적으로 574 nm이며, 스펙트럼 반폭은 15 nm입니다. 인지된 색상을 정의하는 주 파장은 빈에 따라 564.5 nm에서 573.5 nm까지 범위입니다. 이는 방출을 가시 스펙트럼의 녹색 영역에 확실히 위치시킵니다. 피크 파장과 주 파장 사이의 관계는 방출 스펙트럼의 정확한 모양에 영향을 받습니다.

4.4 열 디레이팅

데이터시트는 25°C 이상에서 최대 연속 순방향 전류에 대해 0.4 mA/°C의 디레이팅 계수를 명시적으로 명시합니다. 이는 중요한 설계 매개변수입니다. 예를 들어, 주변 온도 85°C에서 최대 허용 연속 전류는 (85-25)*0.4 = 24 mA만큼 감소합니다. 따라서 85°C에서의 최대 전류는 30 mA - 24 mA = 6 mA가 됩니다. 이 디레이팅된 전류를 초과하면 가속화된 열화 또는 고장 위험이 증가합니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

5.1 패키지 치수

이 장치는 EIA 표준 칩 LED 패키지입니다. 주요 기계적 특징은 0.55mm의 높이입니다. 상세 치수 도면은 길이, 너비 및 캐소드/애노드 단자의 배치를 보여줍니다. 도면에 별도로 명시되지 않는 한 모든 치수는 ±0.10mm의 표준 허용 오차를 가집니다.

5.2 극성 식별

표면 실장 LED의 경우, 극성은 일반적으로 패키지에 점, 노치 또는 캐소드(음극) 단자 근처의 색상 줄무늬와 같은 표시로 나타냅니다. 테이프 및 릴 패키징은 자동화 장비에 올바른 극성으로 공급되도록 방향이 지정됩니다. 캐소드는 일반적으로 더 나은 열 성능을 위해 더 큰 내부 리드 프레임 또는 방열 패드에 연결됩니다.

5.3 권장 솔더링 패드 레이아웃

인쇄 회로 기판(PCB)에 권장되는 랜드 패턴(풋프린트)이 제공됩니다. 이 패턴은 리플로우 중 신뢰할 수 있는 솔더 조인트 형성을 보장하고, 충분한 기계적 강도를 제공하며, 솔더 브리징을 방지하도록 설계되었습니다. 일반적으로 우수한 솔더 필렛을 용이하게 하기 위해 장치 단자보다 약간 더 큰 패드 영역을 포함합니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

데이터시트는 두 가지 권장 적외선(IR) 리플로우 프로파일을 제공합니다: 하나는 일반(주석-납) 솔더 공정용이고, 다른 하나는 무연(Pb-free) 솔더 공정용입니다. SnAgCu 솔더 페이스트를 사용할 때 무연 프로파일은 필수입니다. 무연 공정의 주요 매개변수는 다음과 같습니다:

• 예열:열 충격을 피하기 위한 점진적인 상승.
• 소킹/예열 시간:일반적으로 최대 120초.
• 피크 온도:최대 260°C.
• 액상선 이상 시간:부품이 솔더의 녹는점 이상에서 머무는 시간은 제어되어야 하며, 일반적으로 피크 온도에서 최대 약 5초입니다.

과도한 열 또는 열 응력으로부터 LED의 플라스틱 렌즈 및 내부 와이어 본드를 손상시키지 않으려면 이러한 프로파일을 준수하는 것이 필수적입니다.

6.2 웨이브 솔더링 및 핸드 솔더링

웨이브 솔더링을 사용하는 경우, 권장 사항에는 최대 60초 동안 100°C 미만으로 예열하고 최대 260°C의 솔더 웨이브에 10초 이하로 노출시키는 것이 포함됩니다. 솔더링 아이언으로 수동 리워크의 경우, 팁 온도는 300°C를 초과해서는 안 되며, 접촉 시간은 접합당 3초로 제한해야 하며, 한 번의 수리 주기에만 해당됩니다.

6.3 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우, 지정된 용제만 사용해야 합니다. 데이터시트는 상온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 1분 미만 담그는 것을 권장합니다. 지정되지 않은 화학 세척제는 플라스틱 렌즈 또는 패키지 재료를 손상시켜 균열 또는 흐림을 유발할 수 있습니다.

6.4 보관 조건

LED는 습기에 민감한 장치입니다. 원래의 습기 차단 패키징 외부에 보관하는 경우 환경을 제어하는 것이 매우 중요합니다. 권장 보관 조건은 30°C 이하 및 70% 상대 습도입니다. 원래 백 외부에 672시간(28일) 이상 보관된 경우, 흡수된 수분을 제거하고 고온 리플로우 공정 중 "팝콘" 손상을 방지하기 위해 리플로우 솔더링 전에 약 60°C에서 최소 24시간 베이킹해야 합니다.

7. 패키징 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 사양

제품은 보호 커버 테이프가 있는 엠보싱 캐리어 테이프에 공급되며, 직경 7인치(178 mm) 릴에 감겨 있습니다. 표준 포장 수량은 릴당 5,000개입니다. 5,000의 배수가 아닌 수량의 경우, 나머지에 대해 최소 포장 수량 500개가 적용됩니다. 패키징은 ANSI/EIA 481-1-A-1994 표준을 준수하여 자동화 장비와의 호환성을 보장합니다. 테이프는 올바른 부품 방향을 보장하고 취급 및 운송 중 장치를 보호합니다.

7.2 부품 번호 구조

부품 번호 LTST-C191KGKT-5A는 장치의 특정 속성을 인코딩합니다. 전체 회사 명명 논리는 복잡할 수 있지만, 일반적으로 시리즈 식별자(LTST-C191), 색상/성능 코드(KGKT) 및 가능하면 빈 또는 패키징 코드(5A)를 포함합니다. "Water Clear" 렌즈 설명은 렌즈 재료가 투명하여 AlInGaP 칩의 고유한 녹색을 직접 볼 수 있게 하여 광 출력을 극대화함을 나타냅니다.

8. 애플리케이션 권장 사항

8.1 일반적인 애플리케이션 시나리오

• 상태 표시기:스마트폰, 태블릿, 노트북 및 웨어러블의 전원 켜짐, 배터리 충전, 네트워크 활동 또는 모드 표시기.
• 백라이트:얇은 프로파일을 활용하여 소형 LCD 디스플레이, 키패드 또는 제어판의 기호에 대한 엣지 라이트 또는 직접 백라이트.
• 소비자 가전:오디오 장비, 게임 콘솔 및 가전 제품의 장식적 또는 기능적 조명.
• 산업 제어:인간-기계 인터페이스(HMI), 센서 및 제어 장치의 상태 및 고장 표시기.

8.2 회로 설계 고려 사항

전류 구동 방법:LED는 전류 구동 장치입니다. 여러 LED를 병렬로 구동할 때 균일한 밝기를 보장하기 위해,강력히 권장됩니다각 LED와 직렬로 개별 전류 제한 저항을 사용하는 것입니다(회로 모델 A). 단순 병렬 연결에서 LED의 자연 I-V 특성에 의존하여 전류를 균형시키는 것(회로 모델 B)은 권장되지 않습니다. 순방향 전압의 작은 변동이 전류 및 따라서 장치 간 밝기에 상당한 차이를 유발하기 때문입니다.

정전기 방전(ESD) 보호:반도체 접합은 정전기 방전으로 인한 손상에 취약합니다. 접지된 손목 스트랩 및 작업대 사용, 정전기 방지 재료에 부품 보관, 취급 중 플라스틱 렌즈에 축적될 수 있는 정전기를 중화시키기 위한 이온화기 사용과 같은 취급 주의 사항을 준수해야 합니다.

8.3 열 관리

작지만 LED는 접합부에서 열을 발생시킵니다. 전력 소산 한계(75 mW) 및 전류 디레이팅 계수(0.4 mA/°C)는 열 성능과 직접적으로 관련이 있습니다. 고주변 온도 환경에서 또는 고전류로 구동할 때는 PCB 레이아웃에 주의를 기울여야 합니다. LED 단자, 특히 열적으로 향상된 경우 캐소드에 연결된 충분한 구리 영역(열 패드)을 사용하면 장치에서 열을 PCB로 전도하여 접합 온도를 낮게 유지하고 장기적인 신뢰성을 보장하는 데 도움이 됩니다.

9. 기술 비교 및 차별화

이 LED의 주요 차별화 요소는초저 높이(0.55mm)와AlInGaP 기술의 고휘도의 조합입니다. GaP(갈륨 포스파이드) 녹색 LED와 같은 오래된 기술과 비교할 때, AlInGaP는 상당히 높은 발광 효율을 제공하여 동일한 구동 전류에서 더 밝은 광 출력을 제공합니다. 일부 다른 초박형 패키지와 비교할 때, 표준 EIA 풋프린트 사용은 특수 공구 없이 기존 PCB 설계 및 조립 공정과의 광범위한 호환성을 보장합니다. 넓은 130도 시야각은 표시기가 축외 시점에서도 보여야 하는 애플리케이션에 대한 또 다른 유리한 기능입니다.

10. 자주 묻는 질문(FAQ)

10.1 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇인가요?

피크 파장 (λ_P):LED의 광 출력이 물리적으로 최대가 되는 특정 파장입니다. 이는 반도체 재료 및 에피택시의 특성입니다.주 파장 (λ_d):인간의 눈의 색상 인지(CIE 표준)에 따라 LED의 실제 광범위 스펙트럼 출력과 동일한 색상으로 보이는 단색광의 단일 파장을 나타내는 계산된 값입니다. λ_d는 사양 및 빈닝 목적을 위한 "색상"(예: 녹색)을 정의하는 매개변수입니다.

10.2 병렬로 연결된 각 LED에 직렬 저항이 필요한 이유는 무엇인가요?

LED는 비선형 I-V 특성을 가집니다. 순방향 전압(V_F)의 작은 차이(제조 변동으로 인해 일반적)는 두 LED가 전압원에 직접 병렬로 연결될 때 전류의 큰 차이를 유발합니다. 약간 낮은 V_F를 가진 LED는 불균형적으로 더 많은 전류를 끌어와 더 밝아지고 과열될 수 있는 반면, 다른 LED는 어둡게 유지됩니다. 각 LED에 대한 직렬 저항은 음의 피드백을 제공하여 전류를 안정화시키고 V_F variations.

10.3 이 LED를 최대 연속 전류 30mA로 구동할 수 있나요?

할 수 있지만, 열 환경을 신중하게 고려해야 합니다. 30mA 및 일반적인 V_F 2.0V에서 전력 소산은 60mW로, 절대 최대치 75mW에 가깝습니다. 또한, 주변 온도가 25°C 이상일 때 전류를 디레이팅해야 합니다. 30mA에서는 마진이 매우 적습니다. 신뢰할 수 있는 장기 동작을 위해, LED를 5mA 또는 10-20mA 범위와 같은 더 낮은 전류로 구동하는 것이 종종 현명합니다. 이는 여전히 좋은 밝기를 제공하면서 열 응력을 크게 줄이고 수명을 향상시킵니다.

10.4 솔더링 전 베이킹 절차는 얼마나 중요한가요?

부품이 밀봉된 습기 차단 백 외부에서 지정된 시간(28일/672시간) 이상 주변 습도에 노출된 경우 매우 중요합니다. 플라스틱 패키지는 수분을 흡수할 수 있습니다. 리플로우 솔더링의 급속 가열 중에 갇힌 이 수분이 폭발적으로 증발하여 내부 박리, 패키지 또는 렌즈 균열 또는 와이어 본드 파손을 일으킬 수 있습니다. 이를 "팝콘" 현상이라고 합니다. 60°C에서 24시간 베이킹하면 흡수된 수분을 안전하게 제거하여 이러한 손상을 방지합니다.

11. 설계 사례 연구

시나리오:새로운 초박형 블루투스 스피커용 상태 표시기 설계. 표시기는 주간에도 볼 수 있을 만큼 충분히 밝아야 하며, 넓은 시야각을 가져야 하며, 총 외장 두께 4mm 미만에 맞아야 합니다.

부품 선택:LTST-C191KGKT-5A는 주로 0.55mm 높이로 선택되어 외장 벽 및 확산판을 위한 충분한 공간을 허용합니다. AlInGaP 기술은 충분한 밝기(최고 강도를 위해 빈 L 선택)를 보장합니다. 130도 시야각은 스피커 주변의 거의 모든 각도에서 빛이 보일 것임을 의미합니다.

회로 설계:LED는 시스템의 마이크로컨트롤러의 GPIO 핀에 의해 구동되며, 이는 3.3V를 출력합니다. 직렬 저항이 계산됩니다. 밝기와 전력/열의 좋은 균형을 위한 10mA의 구동 전류를 목표로 합니다: R = (V_소스- V_F) / I_F. 일반적인 V_F 2.0V를 사용하면, R = (3.3V - 2.0V) / 0.01A = 130 옴입니다. 표준 130Ω 저항이 PCB에서 LED와 직렬로 배치됩니다.

PCB 레이아웃:데이터시트의 권장 솔더 패드 레이아웃이 사용됩니다. 스피커의 내부 주변 온도가 작동 중 상승할 수 있으므로, 캐소드 패드를 PCB의 작은 구리 영역에 연결하여 열을 방출하도록 추가적인 열 릴리프가 추가됩니다.

조립:LED는 자동화 조립을 위해 테이프 및 릴로 주문됩니다. 계약 제조업체에 데이터시트의 무연 리플로우 프로파일이 제공되어 열 손상 없이 적절한 솔더링을 보장합니다.

12. 기술 원리

LED는 알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AlInGaP) 재료로 만들어진 반도체 p-n 접합을 기반으로 합니다. 순방향 전압이 인가되면, n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 활성 영역으로 주입되어 재결합합니다. 이 재결합 과정은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 방출된 빛의 특정 파장(색상)은 결정 성장 중 알루미늄, 인듐, 갈륨 및 인의 비율을 조정하여 설계된 반도체 재료의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. AlInGaP는 스펙트럼의 적색, 주황색, 황색 및 녹색 부분에서 빛을 생산하는 데 특히 효율적입니다. "Water Clear" 렌즈는 일반적으로 칩 및 와이어 본드 위에 직접 성형된 에폭시 또는 실리콘으로 만들어져 환경 보호, 기계적 지지 및 원하는 시야각을 달성하기 위한 광학 성형을 제공합니다.

13. 업계 동향

표시기 LED의 동향은 계속해서소형화및고효율화를 향해 나아가고 있습니다. 패키지 높이는 더 얇은 최종 제품을 가능하게 하기 위해 지속적으로 감소하고 있습니다. 더 낮은 구동 전류에서 필요한 광량을 달성하기 위해 더 높은 밝기(와트당 루멘)를 향한 추진력도 있습니다. 이는 시스템 전력을 절약하고 열 설계를 단순화합니다. AlInGaP가 개별 표시기를 위한 녹색-황색-적색 스펙트럼을 지배하는 반면, InGaN(인듐 갈륨 나이트라이드) 기술은 청색, 백색 및 진정한 녹색(종종 "순수한 녹색"이라고 함)에 널리 사용됩니다.