LTST-C281KSKT 노란색 SMD LED 데이터시트 - 0.35mm 초박형 - 2.4V 정격 - 75mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTST-C281KSKT는 최소한의 수직 프로파일을 요구하는 현대 전자 애플리케이션을 위해 설계된 초박형 표면 실장 칩 LED입니다. 이 소자는 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 재료를 사용하여 밝은 노란색 광 출력을 생성합니다. 주요 설계 목표는 자동화된 조립 공정과의 호환성, 환경 규정 준수, 그리고 컴팩트한 폼 팩터에서의 신뢰할 수 있는 성능입니다.

이 LED의 핵심 장점은 0.35mm의 매우 낮은 프로파일에 있으며, 이는 초박형 디스플레이, 슬림한 소비자 가전 제품의 백라이트, 그리고 고밀도 PCB의 표시등과 같이 공간 제약이 중요한 애플리케이션에 적합하게 만듭니다. 이 제품은 8mm 테이프에 패키징되어 7인치 직경 릴에 공급되며, 고속 픽 앤 플레이스 제조를 용이하게 합니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

소자의 작동 한계는 주변 온도(Ta) 25°C에서 정의됩니다. 이 정격을 초과하면 영구적인 손상을 초래할 수 있습니다.

• 전력 소산 (Pd):75 mW. 이는 LED가 열화 없이 열로 소산할 수 있는 최대 전력량입니다.
• 피크 순방향 전류 (I_F(PEAK)):80 mA. 이는 과열을 방지하기 위해 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서만 허용됩니다.
• 연속 순방향 전류 (I_F):30 mA DC. 이는 연속 작동을 위한 최대 권장 전류입니다.
• 역방향 전압 (V_R):5 V. 이 한계를 초과하는 역방향 전압을 가하면 LED의 PN 접합이 항복될 수 있습니다.
• 작동 온도 범위:-30°C ~ +85°C. 소자는 이 주변 온도 범위 내에서 기능이 보장됩니다.
• 보관 온도 범위:-40°C ~ +85°C.
• 적외선 리플로우 솔더링 조건:최대 10초 동안 260°C의 피크 온도를 견딜 수 있으며, 표준 무연 솔더링 공정과 호환됩니다.

2.2 전기-광학 특성

주요 성능 파라미터는 Ta=25°C 및 표준 테스트 전류 I_F= 20mA에서 측정됩니다.

• 광도 (I_V):최소 28.0 mcd에서 최대 180.0 mcd까지의 범위를 가집니다. 일반적인 값은 이 넓은 빈닝 범위 내에 있습니다(섹션 3 참조). 측정은 CIE 명시적 눈 반응 곡선과 일치하도록 필터링된 센서를 사용하여 수행됩니다.
• 시야각 (2θ_1/2):130도. 이는 광도가 축상에서 측정된 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도입니다. 이는 영역 조명이나 광각 표시기에 적합한 넓고 확산된 광 방출 패턴을 나타냅니다.
• 피크 방출 파장 (λ_P):588 nm. 이는 스펙트럼 전력 분포가 최대에 도달하는 파장입니다.
• 주 파장 (λ_d):587 nm ~ 597 nm. 이는 LED의 색상(노란색)을 정의하는, 인간의 눈이 인지하는 단일 파장으로, CIE 색도도에서 도출됩니다.
• 스펙트럼 선 반폭 (Δλ):15 nm. 이 파라미터는 방출된 빛의 스펙트럼 순도 또는 대역폭을 설명하며, 최대 강도의 절반에서 측정됩니다.
• 순방향 전압 (V_F):일반적인 값은 2.4V이며, 2.0V에서 지정된 최대값까지의 범위를 가집니다. 이는 LED가 20mA를 전도할 때 LED 양단에 걸리는 전압 강하입니다.
• 역방향 전류 (I_R):5V의 역방향 바이어스가 인가될 때 최대 10 μA입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산에서 색상과 밝기 일관성을 보장하기 위해, LED는 주요 파라미터에 따라 빈으로 분류됩니다. LTST-C281KSKT는 세 가지 코드 빈닝 시스템(예: D4-P-K)을 사용합니다.

3.1 순방향 전압 빈닝

빈은 회로 내 LED들이 유사한 전압 강하를 가지도록 하여 병렬 구성에서 전류 불균형을 방지합니다.

• 빈 D2: V_F= 1.80V - 2.00V @20mA
• 빈 D3: V_F= 2.00V - 2.20V @20mA
• 빈 D4: V_F= 2.20V - 2.40V @20mA
• 빈당 허용 오차: ±0.1V

3.2 광도 빈닝

이는 LED를 광 출력 밝기에 따라 그룹화합니다.

• 빈 N: I_V= 28.0 mcd - 45.0 mcd @20mA
• 빈 P: I_V= 45.0 mcd - 71.0 mcd @20mA
• 빈 Q: I_V= 71.0 mcd - 112.0 mcd @20mA
• 빈 R: I_V= 112.0 mcd - 180.0 mcd @20mA
• 빈당 허용 오차: ±15%

3.3 주 파장 빈닝

색상 일치 애플리케이션에 매우 중요하며, 이는 정확한 노란색 색조를 정의합니다.

• 빈 J: λ_d= 587.00 nm - 589.50 nm @20mA
• 빈 K: λ_d= 589.50 nm - 592.00 nm @20mA
• 빈 L: λ_d= 592.00 nm - 594.50 nm @20mA
• 빈 M: λ_d= 594.50 nm - 597.00 nm @20mA
• 빈당 허용 오차: ±1 nm

4. 성능 곡선 분석

데이터시트(그림 1, 그림 6)에서 특정 그래픽 곡선이 참조되지만, 그 의미는 AlInGaP LED에 대해 표준적입니다.

• I-V (전류-전압) 곡선:다이오드의 일반적인 지수 관계를 나타냅니다. 순방향 전압은 양의 온도 계수를 보여주며, 이는 주어진 전류에 대해 접합 온도가 증가함에 따라 V_F가 약간 감소함을 의미합니다.
• 광도 대 순방향 전류:정상 작동 범위(최대 30mA까지)에서 광도는 순방향 전류에 거의 비례합니다. 이 지점을 초과하여 구동하면 효율 저하 및 열 효과 증가로 인해 선형 이하의 증가를 보입니다.
• 광도 대 주변 온도:AlInGaP LED의 광 출력은 일반적으로 주변(및 접합) 온도가 상승함에 따라 감소합니다. 이 열적 디레이팅은 고온 환경에서 고려되어야 합니다.
• 스펙트럼 분포:방출 스펙트럼은 588nm(노란색)를 중심으로 하며, 15nm의 상대적으로 좁은 반폭을 가져 좋은 색채 포화도를 나타냅니다.
• 시야각 패턴:130도의 시야각은 거의 람베르시안 방출 패턴을 시사하며, 여기서 강도는 축외 시야각에 대해 대략 코사인 의존적입니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

5.1 패키지 치수 및 극성

이 소자는 EIA 표준 패키지 외곽에 부합합니다. 주요 치수 특징으로는 전체 높이 0.35mm가 포함됩니다. 패키지에는 투명 렌즈가 포함되어 있습니다. 극성은 캐소드 마크, 일반적으로 패키지나 테이프 상의 노치, 녹색 점 또는 기타 시각적 표시자로 표시됩니다. 정확한 마킹은 패키지 도면에서 확인해야 합니다.

5.2 권장 솔더 패드 레이아웃

리플로우 중 신뢰할 수 있는 솔더 접합 형성을 보장하기 위해 랜드 패턴(솔더 패드 풋프린트)이 제공됩니다. 이 패턴은 적절한 솔더 웨팅, 리플로우 중 부품의 자체 정렬, 그리고 장기적인 기계적 신뢰성을 용이하게 하도록 설계되었습니다. 이 권장 레이아웃을 준수하는 것은 툼스토닝이나 불량한 솔더 접합을 방지하는 데 중요합니다.

5.3 테이프 및 릴 사양

LED는 보호 커버 테이프가 있는 엠보싱 캐리어 테이프에 공급되며, 7인치(178mm) 직경 릴에 감겨 있습니다.

• 포켓 피치:8mm (많은 소형 SMD 부품에 대한 표준).
• 릴당 수량:5000개.
• 잔여물 최소 주문 수량 (MOQ):500개.
• 누락 부품:최대 두 개의 연속된 빈 포켓이 허용됩니다.
• 표준:패키징은 ANSI/EIA-481 사양을 준수합니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

무연 솔더 공정을 위한 적외선(IR) 리플로우 프로파일이 제안됩니다. 주요 파라미터는 다음과 같습니다:

• 예열:150°C ~ 200°C.
• 예열 시간:최대 120초로 균일한 가열과 솔더 페이스트의 용제 증발을 허용합니다.
• 피크 온도:최대 260°C.
• 액상선 온도 이상 시간 (TAL):피크 온도의 5°C 이내의 지속 시간은 최대 10초로 제한되어야 합니다. 소자는 이 피크 온도를 최대 두 번의 리플로우 사이클 동안 견딜 수 있습니다.

이 프로파일은 JEDEC 표준을 기반으로 합니다. 엔지니어는 신뢰할 수 있는 솔더 접합을 생성하기 위해 특정 PCB 설계, 솔더 페이스트 및 오븐에 맞게 프로파일을 특성화해야 합니다.

6.2 핸드 솔더링

수동 솔더링이 필요한 경우, 극도의 주의가 필요합니다:

• 인두 온도:최대 300°C.
• 솔더링 시간:리드당 최대 3초.
• 제한:플라스틱 패키지와 반도체 다이에 대한 열 손상을 피하기 위해 단 한 번의 핸드 솔더링 사이클만 허용됩니다.

6.3 세척

노클린 솔더 페이스트를 사용한 리플로우 후에는 일반적으로 세척이 필요하지 않습니다. 세척이 필요한 경우(예: 플럭스를 사용한 핸드 솔더링 후):

• 권장 용제:에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올(IPA)과 같은 알코올 기반 세정제만 사용하십시오.
• 공정:LED를 상온에서 1분 미만 동안 담급니다. 부드럽게 교반을 사용할 수 있습니다.
• 피해야 할 사항:지정되지 않은 화학 액체, 초음파 세척(기계적 스트레스를 유발할 수 있음), 또는 에폭시 렌즈나 패키지 마킹을 손상시킬 수 있는 강력한 용제를 사용하지 마십시오.

7. 보관 및 취급

7.1 습기 민감도

LED 패키지는 습기에 민감합니다. 흡수된 수분의 급속한 기화로 인한 리플로우 중 "팝콘 현상"(패키지 균열)을 방지하기 위해 보관 조건을 준수하는 것이 중요합니다.

• 밀봉 백(원래 포장):≤30°C 및 ≤90% 상대 습도(RH)에서 보관하십시오. 건조제가 들어 있는 방습 백에 보관할 경우 유통 기한은 1년입니다.
• 백 개봉 후:백 밖에서의 노출 시간은 제한됩니다. 리플로우 전 권장 "플로어 라이프"는 ≤30°C 및 ≤60% RH에서 보관할 때 672시간(28일)입니다.
• 연장 보관(개봉 후):672시간을 초과하여 보관할 경우, 부품을 건조제가 들어 있는 밀폐 용기나 질소 건조기에 보관하십시오.
• 재건조:672시간 이상 노출된 부품은 솔더링 전 흡수된 수분을 제거하기 위해 약 60°C에서 최소 20시간 동안 베이킹해야 합니다.

7.2 정전기 방전 (ESD) 보호

LED는 정전기 방전으로 인한 손상에 취약합니다. 모든 취급 및 조립 단계에서 예방 조치를 취해야 합니다.

• 작업자는 접지된 손목 스트랩이나 방진 장갑을 착용해야 합니다.
• 모든 작업대, 도구 및 장비는 적절하게 접지되어야 합니다.
• 작업 표면에 전도성 또는 정전기 방전 매트를 사용하십시오.
• 부품을 ESD 보호 포장으로 운송 및 보관하십시오.

8. 애플리케이션 제안

8.1 일반적인 애플리케이션 시나리오

• 상태 표시기:소비자 가전(라우터, 셋톱박스, 스마트 홈 기기), 사무 장비 및 산업용 제어판의 전원, 연결성 및 기능 상태 표시등.
• 백라이트:박형 장치의 LCD 디스플레이용 엣지 라이트 또는 직접 백라이트, 키패드 조명, 그리고 높이 제약이 있는 아이콘 백라이트.
• 자동차 내장 조명:계기판 표시기, 스위치 조명 및 앰비언트 라이팅(특정 자동차 등급 요구사항 확인 필요).
• 휴대용 및 웨어러블 기기:배터리 수준 표시기, 스마트폰, 태블릿 및 피트니스 트래커의 알림 표시등으로 초저 프로파일의 이점을 누릴 수 있습니다.

8.2 설계 고려사항

• 전류 제한:항상 직렬 전류 제한 저항이나 정전류 드라이버를 사용하십시오. 저항 값을 R = (V_공급- V_F) / I_F를 사용하여 계산하십시오. 전압원에 직접 연결하지 마십시오.
• 열 관리:전력 소산이 낮지만, 특히 최대 전류 근처에서 작동하거나 고주변 온도 환경에서 열을 전도하기 위해 솔더 패드 아래에 충분한 PCB 구리 면적 또는 열 비아를 확보하십시오. 이는 광 출력과 수명을 유지합니다.
• 병렬 연결:단일 전압원에서 여러 LED를 직접 병렬로 연결하는 것을 피하십시오. V_F의 약간의 변동으로 인해 상당한 전류 불균형이 발생하여 하나의 LED가 대부분의 전류를 차지할 수 있습니다. 각 LED마다 별도의 전류 제한 저항을 사용하거나 다중 채널 정전류 드라이버를 사용하십시오.
• 광학 설계:넓은 130도 시야각은 우수한 축외 가시성을 제공합니다. 집중된 빛을 위해서는 외부 렌즈나 도광판이 필요할 수 있습니다.

9. 기술 비교 및 차별화

LTST-C281KSKT는 해당 등급에서 특정한 장점을 제공합니다:

• 표준 두께 LED(0.6mm+) 대비:주요 차별화 요소는 0.35mm 높이로, 기존 LED가 들어갈 수 없는 공간 제약이 심한 애플리케이션에서 설계를 가능하게 합니다.
• 다른 노란색 LED 기술 대비:AlInGaP 반도체 재료의 사용은 GaAsP와 같은 오래된 기술에 비해 더 높은 발광 효율(단위 전력당 더 많은 광 출력), 더 나은 온도 안정성, 그리고 우수한 색채 순도(좁은 스펙트럼)를 제공합니다.
• 릴 패키징되지 않은 LED 대비:8mm 테이프 온 릴 패키징은 대량 생산에 상당한 이점을 제공하여 고속 자동화 픽 앤 플레이스 기계와의 호환성을 보장하고 조립 시간과 비용을 줄입니다.
• 규정 준수:RoHS(유해 물질 제한) 지침을 준수하며 그린 제품으로 분류되어, 많은 글로벌 시장에서 판매되는 전자 제품에 대한 필수 요구사항입니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

10.1 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇인가요?

피크 파장 (λ_P):LED가 가장 많은 광 전력을 방출하는 물리적 파장입니다. 스펙트럼에서 직접 측정됩니다.

주 파장 (λ_d):인간의 색채 인지(CIE 차트)를 기반으로 계산된 값입니다. LED의 광대역 스펙트럼 출력과 동일한 색상으로 보이는 단색광의 단일 파장입니다. 색상 정의 및 매칭을 위해서는 주 파장이 더 관련성이 높은 파라미터입니다.

10.2 이 LED를 30mA로 연속 구동할 수 있나요?

네, 30mA는 최대 정격 DC 순방향 전류입니다. 그러나 최적의 수명과 고주변 온도와 같은 실제 조건을 고려할 때, 이 값을 디레이팅하는 것이 좋은 엔지니어링 관행으로 간주됩니다. 20mA(표준 테스트 조건) 또는 그 이하에서 작동하면 LED의 작동 수명을 크게 연장하고 더 안정적인 광 출력을 유지할 수 있습니다.

10.3 빈닝이 중요한 이유는 무엇이며, 어떤 빈을 선택해야 하나요?

빈닝은 애플리케이션 내에서 외관과 성능의 일관성을 위해 매우 중요합니다. 예를 들어, 여러 상태 LED로 구성된 패널에서 서로 다른 광도나 파장 빈의 LED를 사용하면 시각적으로 다른 밝기와 색조를 초래할 것입니다.

애플리케이션의 필요에 따라 빈을 선택하십시오: 엄격한 색상 매칭(예: 브랜드별 노란색)을 위해서는 좁은 주 파장 빈(J, K, L 또는 M)을 지정하십시오. 여러 유닛 간 일관된 밝기를 위해서는 광도 빈(N, P, Q 또는 R)을 지정하십시오. 병렬 스트링에서 전류 균형을 위해서는 순방향 전압 빈(D2, D3, D4)을 지정하십시오.

10.4 방열판이 필요한가요?

단일 LED가 30mA 이하에서 작동할 경우 낮은 75mW 전력 소산으로 인해 전용 방열판은 일반적으로 필요하지 않습니다. 그러나 PCB 수준에서 효과적인 열 관리는 필수적입니다. 이는 LED의 솔더 패드에 연결된 충분한 구리 면적(열 패드)을 제공하여 열을 PCB 기판으로 전도하도록 하는 것을 의미하며, PCB 기판은 열 확산체 역할을 합니다. 이는 LED 어레이나 고온 환경에서 작동할 때 특히 중요합니다.

11. 실용적 설계 사례 연구

시나리오:휴대용 의료 기기의 저전압 배터리 표시기를 설계 중입니다. 기기 하우징은 표시기 영역의 PCB 및 모든 부품에 대해 내부 높이 제한이 0.5mm입니다.

과제:0.6mm 높이의 표준 LED는 맞지 않습니다.

해결책:0.35mm 높이를 가진 LTST-C281KSKT가 선택되었습니다. 3.3V 공급 전압에 대한 전류 제한 저항이 계산됩니다: R = (3.3V - 2.4V) / 0.020A = 45Ω. 47Ω 표준값 저항이 선택되어 I_F≈ 19mA가 됩니다. 넓은 130도 시야각은 다양한 각도에서 표시기가 보이도록 보장합니다. 노란색은 보편적인 주의/경고 표시기로 선택되었습니다. 테이프 및 릴 패키징은 자동화된 조립을 가능하게 하여 제조 효율성과 신뢰성을 보장합니다.

12. 기술 원리 소개

LTST-C281KSKT는 AlInGaP 반도체 기술을 기반으로 합니다. 이 재료는 III-V족 화합물 반도체입니다. 순방향 전압이 인가되면 n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 활성 영역으로 주입됩니다. 이 전하 캐리어들이 재결합할 때, 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 활성층 내 알루미늄, 인듐, 갈륨 및 포스파이드의 특정 구성은 반도체의 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접적으로 방출된 빛의 파장(색상)을 결정합니다. 노란색 빛(~590nm)을 위해 특정 밴드갭 에너지가 설계됩니다. 투명 에폭시 렌즈는 칩을 캡슐화하고 기계적 보호를 제공하며 광 출력 패턴을 형성합니다.

13. 기술 트렌드

표시기 및 백라이트 애플리케이션을 위한 SMD LED의 일반적인 트렌드는 계속해서 다음과 같은 방향으로 진행되고 있습니다:

• 효율성 증가:와트당 더 많은 루멘(lm/W)을 생산하는 재료와 구조 개발로 동일한 광 출력에 대한 전력 소비를 줄입니다.
• 소형화:더욱 얇은 전자 기기를 가능하게 하기 위해 패키지 크기(풋프린트 및 높이)를 더욱 줄입니다. 이 소자의 0.35mm 높이는 이러한 트렌드의 일부입니다.
• 색 재현성 및 색역 개선:디스플레이 백라이트를 위해, 더 넓은 색역(예: Rec. 2020)을 가능하게 하기 위해 더 좁은 스펙트럼 피크와 특정 파장을 가진 LED로의 이동이 있습니다.
• 높은 신뢰성 및 수명:더 높은 접합 온도와 더 가혹한 환경 조건을 견딜 수 있도록 패키징 재료(에폭시, 실리콘) 및 다이 부착 기술의 발전으로 작동 수명을 연장합니다.
• 통합:단일 패키지에 여러 LED 칩(RGB, RGBW)을 통합하거나 구동 전자 장치(IC)를 LED와 통합하여 설계를 단순화합니다("스마트 LED").