LTST-C194KSKT 노란색 SMD LED 데이터시트 - 크기 1.6x0.8x0.3mm - 순방향 전압 2.4V - 전력 75mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTST-C194KSKT는 현대의 공간 제약이 있는 전자 응용 분야를 위해 설계된 표면 실장 장치(SMD) 발광 다이오드(LED)입니다. 이 제품은 두께가 단 0.30mm에 불과한 매우 낮은 프로파일을 특징으로 하는 초박형 칩 LED 범주에 속합니다. 이로 인해 초슬림 디스플레이, 모바일 기기, 백라이트 모듈과 같이 부품 높이가 중요한 설계 요소인 응용 분야에 이상적인 선택입니다.

이 장치는 발광 영역에 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 재료를 사용합니다. 이 재료 시스템은 앰버에서 적색 스펙트럼에서 고효율 빛을 생성하는 것으로 알려져 있습니다. 이 특정 모델에서는 노란색 빛을 방출하도록 설계되었습니다. LED는 투명 렌즈 패키지에 장착되어 최대의 광 추출과 넓은 시야각을 제공합니다. 업계 표준 8mm 테이프에 포장되어 7인치 직경 릴로 공급되므로 대량 생산에 사용되는 고속 자동 픽 앤 플레이스 장비와 완벽하게 호환됩니다.

1.1 핵심 장점 및 타겟 시장

이 LED의 주요 장점은 초박형 폼 팩터와 AlInGaP 칩 기술의 고휘도 출력을 결합한 점입니다. RoHS(유해물질 제한) 지침을 준수하므로 엄격한 환경 규정이 있는 글로벌 시장에 적합한 "그린" 제품입니다. 또한 이 장치는 표면 실장 기술(SMT) 조립 라인에서 표준인 적외선(IR) 및 증기상 리플로우를 포함한 일반적인 솔더링 공정과 호환되도록 설계되었습니다.

타겟 시장은 광범위한 소비자 및 산업용 전자 제품을 포함합니다. 주요 응용 분야로는 상태 표시기, 키패드 및 아이콘 백라이트, 패널 조명, 그리고 최소 두께가 가장 중요한 장치의 장식용 조명이 있습니다. 자동 배치 장비와의 호환성으로 인해 대량 생산에 적합합니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

이 섹션에서는 표준 테스트 조건(Ta=25°C)에서 정의된 LED의 주요 성능 파라미터에 대한 상세하고 객관적인 분석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 스트레스 한계를 정의합니다. 이 한계 이하 또는 이 한계에서의 동작은 보장되지 않으며 회로 설계에서 피해야 합니다.

• 전력 소산 (Pd):75 mW. 이는 LED 패키지가 열로 소산할 수 있는 최대 전력량입니다. 이를 초과하면 과열 및 반도체 접합의 가속화된 열화를 초래할 수 있습니다.
• DC 순방향 전류 (IF):30 mA. 적용할 수 있는 최대 연속 순방향 전류입니다. 데이터시트는 주변 온도 25°C 이상에서 0.4 mA/°C의 디레이팅 계수를 지정하며, 이는 작동 환경이 더 뜨거워질수록 허용 연속 전류가 감소함을 의미합니다.
• 피크 순방향 전류:80 mA. 이는 과열 없이 더 높은 광 출력을 짧게 달성하기 위해 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서만 허용됩니다.
• 역방향 전압 (VR):5 V. 이보다 큰 역방향 전압을 가하면 LED 접합의 항복 및 비가역적 손상을 일으킬 수 있습니다.
• 작동 및 저장 온도 범위:-55°C ~ +85°C. 이는 신뢰할 수 있는 작동 및 비작동 저장을 위한 환경적 한계를 정의합니다.
• 솔더링 온도 내성:이 장치는 피크 온도 260°C에서 5초 동안 웨이브 또는 IR 리플로우 솔더링과 215°C에서 3분 동안 증기상 솔더링을 견딜 수 있습니다.

2.2 전기 및 광학적 특성

이는 순방향 전류(IF) 20 mA에서 측정된 일반적인 성능 파라미터입니다.

• 광도 (Iv):최소 28.0 mcd에서 최대 180.0 mcd까지 범위입니다. 특정 유닛의 실제 값은 할당된 빈 코드에 따라 다릅니다(섹션 3 참조). 광도는 인간 눈의 명시 응답(CIE 곡선)과 일치하도록 필터링된 센서를 사용하여 측정됩니다.
• 시야각 (2θ1/2):130도. 이는 광도가 중심축에서 측정된 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도입니다. 이러한 넓은 시야각은 투명하고 확산되지 않은 렌즈의 특징으로, 넓은 조명을 제공합니다.
• 피크 방출 파장 (λP):588 nm. 이는 스펙트럼 전력 출력이 가장 높은 파장입니다.
• 주 파장 (λd):587.0 nm ~ 597.0 nm. 이는 색상(이 경우 노란색)을 정의하는 인간 눈이 인지하는 단일 파장입니다. 이는 CIE 색도 좌표에서 파생됩니다. 유닛은 이 범위 내에서 빈으로 분류됩니다.
• 스펙트럼 선 반폭 (Δλ):15 nm. 이는 스펙트럼 순도를 나타내며, 최대 전력의 절반에서 방출 스펙트럼의 폭을 측정합니다. 값이 작을수록 더 단색광에 가까운 광원임을 나타냅니다.
• 순방향 전압 (VF):일반적으로 2.00V, 20 mA에서 최대 2.40V입니다. 이는 LED가 작동할 때 걸리는 전압 강하입니다.
• 역방향 전류 (IR):5V 역방향 바이어스가 인가될 때 최대 10 μA입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

대량 생산의 일관성을 보장하기 위해 LED는 주요 광학 파라미터를 기반으로 "빈"으로 분류됩니다. LTST-C194KSKT는 2차원 빈닝 시스템을 사용합니다.

3.1 광도 빈닝

LED는 20mA에서 밀리칸델라(mcd)로 측정된 네 가지 광도 빈(N, P, Q, R)으로 분류됩니다. 각 빈에는 최소값과 최대값이 있으며, 각 빈 내에서 +/-15%의 허용 오차가 허용됩니다. 예를 들어, 'R' 빈에 속한 유닛은 112.0 mcd에서 180.0 mcd 사이의 광도를 가집니다. 여러 LED 간의 균일한 밝기가 중요한 경우 설계자는 이 변동을 고려해야 합니다.

3.2 주 파장 빈닝

마찬가지로, 색상 일관성을 제어하기 위해 LED는 네 가지 파장 그룹(J, K, L, M)으로 빈닝됩니다. 주 파장은 모든 빈에 걸쳐 587.0 nm에서 597.0 nm까지 범위입니다. 각 특정 빈(예: 'K' 빈은 589.5 nm ~ 592.0 nm를 포함)은 더 엄격한 +/- 1 nm 허용 오차를 가집니다. 이는 특정 배치의 모든 LED가 매우 유사한 노란색 색조를 가지도록 보장합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트(그림 1, 그림 6)에서 특정 그래픽 곡선이 참조되지만, 그 함의는 LED 기술에 표준적입니다. 설계자는 다음과 같은 일반적인 관계를 예상할 수 있습니다:

• IV 곡선 (전류 대 전압):순방향 전압(VF)은 양의 온도 계수를 가지며 더 높은 순방향 전류에 따라 약간 증가합니다. 비선형적이며, 더 선형적이 되기 전에 턴온 무릎을 나타냅니다.
• 광도 대 순방향 전류:광 출력은 어느 지점까지 순방향 전류에 거의 비례하지만, 그 이후에는 가열 효과로 인해 효율이 떨어질 수 있습니다.
• 광도 대 온도:AlInGaP LED의 광 출력은 일반적으로 접합 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 이는 고신뢰성 또는 고전력 구동 응용 분야에서 중요한 고려 사항입니다.
• 스펙트럼 분포:방출 스펙트럼은 지정된 15 nm 반폭을 가진 피크 파장(588 nm)을 중심으로 하며, 노란색 색상점을 정의합니다.

5. 기계적 및 포장 정보

5.1 장치 치수 및 극성

LED는 EIA 표준 패키지 풋프린트를 따릅니다. 핵심 치수는 높이 0.30 mm입니다. 데이터시트의 상세한 기계 도면은 길이, 너비 및 패드 간격을 제공합니다. 이 부품은 극성 표시를 가지며, 일반적으로 패키지에 음극 표시기 또는 테이프 방향을 통해 표시되며, 올바른 작동을 보장하기 위해 조립 중에 준수해야 합니다.

5.2 권장 솔더 패드 설계

데이터시트에는 PCB 설계를 위한 권장 랜드 패턴(솔더 패드 레이아웃)이 포함되어 있습니다. 이 패턴을 준수하는 것은 리플로우 중에 신뢰할 수 있는 솔더 접합과 적절한 정렬을 달성하는 데 중요합니다. 밀접하게 배치된 패드 사이의 브리징을 방지하기 위해 솔더 페이스트 적용을 위한 최대 스텐실 두께를 0.10mm로 권장합니다.

5.3 테이프 및 릴 포장 사양

LED는 엠보싱된 캐리어 테이프(8mm 너비)에 공급되어 7인치 릴에 감겨 있습니다. 각 릴에는 5000개가 들어 있습니다. 포장은 ANSI/EIA 481-1-A-1994 표준을 따릅니다. 주요 사양은 다음과 같습니다: 빈 포켓은 커버 테이프로 밀봉되며, 나머지 릴의 최소 포장 수량은 500개이며, 릴당 최대 2개의 연속 누락 부품이 허용됩니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

데이터시트는 두 가지 권장 적외선(IR) 리플로우 프로파일을 제공합니다: 하나는 표준 주석-납(SnPb) 솔더 공정용이고, 다른 하나는 일반적으로 SAC(Sn-Ag-Cu) 합금을 사용하는 무연(Pb-free) 솔더 공정용입니다. 무연 프로파일은 더 높은 피크 온도(약 260°C)가 필요하지만 열 충격을 최소화하기 위해 가열 속도와 냉각 속도를 신중하게 제어합니다. 프로파일은 예열 구역, 액상선 이상 시간 및 피크 온도 지속 시간(예: 최대 260°C에서 5초)을 정의합니다.

6.2 저장 및 취급 주의사항

개봉되지 않은 릴은 30°C 이하 및 상대 습도 70% 이하의 환경에 보관해야 합니다. 원래의 습기 차단 백에서 제거되면, 부품은 습기 흡수를 피하기 위해 672시간(28일) 이내에 사용해야 합니다. 습기 흡수는 리플로우 중에 "팝콘 현상"을 일으킬 수 있습니다. 이 기간을 초과하여 보관하는 경우, 솔더링 전에 약 60°C에서 24시간 동안 베이크아웃하는 것이 좋습니다. 원래 백 외부의 장기 보관을 위해서는 건조제가 있는 밀폐 용기 또는 질소 퍼지 환경을 사용하십시오.

6.3 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우 지정된 용제만 사용하십시오. 데이터시트는 상온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 1분 미만 담그는 것을 권장합니다. 지정되지 않은 화학 세척제는 플라스틱 렌즈 또는 패키지 재료를 손상시킬 수 있습니다.

7. 응용 설계 고려사항

7.1 구동 회로 설계

LED는 전류 구동 장치입니다. 가장 중요한 설계 규칙은 항상 전류 제한 메커니즘을 사용하는 것입니다. 데이터시트는 여러 LED가 전압원에 병렬로 연결된 경우에도 각 LED에 직렬 전류 제한 저항을 사용할 것을 강력히 권장합니다(회로 모델 A). 이는 LED의 순방향 전압(VF)이 유닛마다 약간씩 다를 수 있기 때문입니다. 개별 저항이 없으면 VF가 낮은 LED가 불균형하게 더 많은 전류를 끌어와 밝기 불균일 및 잠재적 과부하를 초래할 수 있습니다(회로 모델 B). 정밀 응용 분야의 경우 정전류 드라이버가 선호됩니다.

7.2 정전기 방전(ESD) 보호

LED의 반도체 접합은 정전기 방전으로 인한 손상에 매우 취약합니다. 데이터시트는 필수적인 ESD 제어 조치를 설명합니다: 작업자는 접지된 손목 스트랩 또는 방진 장갑을 착용해야 합니다; 모든 작업대, 장비 및 보관대는 적절하게 접지되어야 합니다; 취급 중 플라스틱 렌즈에 축적될 수 있는 정전기를 중화시키기 위해 이오나이저를 사용해야 합니다. ESD 손상은 즉각적인 고장을 일으키지 않을 수 있지만 수명 단축 또는 불안정한 성능을 초래할 수 있습니다.

7.3 열 관리

작은 장치이지만 75mW의 전력 소산 한계와 전류 디레이팅 곡선은 열 관리가 중요함을 나타냅니다, 특히 고주변 온도 환경에서 또는 최대 연속 전류 근처에서 구동할 때 더욱 그렇습니다. 솔더 패드 주변에 충분한 PCB 구리 면적을 확보하면 열을 분산시키는 데 도움이 될 수 있습니다. 광도와 주 파장은 접합 온도에 따라 변할 수 있으므로 안정적인 열 환경을 유지하는 것이 일관된 광학 성능에 기여합니다.

8. 기술 비교 및 차별화

LTST-C194KSKT의 주요 차별화 요소는 AlInGaP 노란색 LED 범주 내에서의 0.30mm 프로파일입니다. 종종 0.6mm 또는 1.0mm 높이인 표준 SMD LED와 비교할 때, 이는 높이의 50-70% 감소를 나타냅니다. 이는 광학 성능을 크게 저하시키지 않고 달성되었으며, 여전히 표시기 응용 분야에 적합한 넓은 시야각과 밝기 수준을 제공합니다. 표준 리플로우 공정과의 호환성으로 인해 일부 초박형 장치가 특수 조립 기술을 필요로 하는 것과 달리, 공간 업그레이드 시나리오에서 더 두꺼운 부품을 대체할 수 있는 드롭인 대체품입니다.

9. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 이 LED를 3.3V 또는 5V 논리 출력에서 직접 구동할 수 있나요?

A: 아니요. 직렬 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 예를 들어, 3.3V 공급 전압과 20mA에서 일반적인 VF 2.0V를 가정하면, 저항 값은 R = (3.3V - 2.0V) / 0.02A = 65 옴이 됩니다. 표준 68 옴 저항이 적합할 것입니다.

Q: 왜 광도 범위(28~180 mcd)가 그렇게 넓나요?

A: 이는 전체 생산에 걸친 총 범위입니다. 특정 주문의 경우 더 좁은 빈(예: 빈 R: 112-180 mcd)을 요청하여 응용 분야에서 밝기 일관성을 보장할 수 있습니다.

Q: 투명 렌즈는 넓고 균일한 라이트 바에 적합한가요?

A: 투명 렌즈는 넓은 시야각(130°)을 제공하지만, 확산 렌즈에 비해 더 집중된 "핫 스팟"을 생성할 수 있습니다. 완벽하게 균일한 바를 위해서는 LED와 함께 2차 광학 또는 도광판이 종종 사용됩니다.

Q: 솔더링 프로파일 그래프를 어떻게 해석하나요?

A: 그래프는 Y축에 온도, X축에 시간을 표시합니다. 선은 LED 패키지가 리플로우 오븐을 통과할 때 경험해야 하는 목표 온도를 정의합니다. 주요 포인트는 최대 가열 속도, 예열 소킹 온도 및 지속 시간, 솔더의 녹는점 이상 시간, 피크 온도 및 최대 냉각 속도입니다.

10. 실용적인 설계 및 사용 예시

예시 1: 웨어러블 기기의 상태 표시기

스마트워치나 피트니스 트래커에서는 보드 공간과 두께가 심각하게 제한됩니다. 단일 LTST-C194KSKT를 GPIO 핀과 직렬 저항을 통해 10-15 mA로 구동하면, 의미 있는 두께를 추가하지 않고도 명확한 알림(충전, 메시지, 배터리 부족)을 제공할 수 있습니다. 넓은 시야각으로 인해 손목의 다양한 각도에서 빛이 보입니다.

예시 2: 멤브레인 스위치 패널용 백라이트

멤브레인 키패드가 있는 산업용 제어 패널의 경우, 여러 노란색 LED를 반투명 키 아이콘 아래에 배치할 수 있습니다. 초박형 프로파일로 인해 멤브레인 시트 뒤의 얕은 공간에 맞출 수 있습니다. 동일한 광도 및 파장 빈(예: 빈 Q, 빈 K)의 LED를 지정함으로써 모든 키에 걸쳐 일관된 색상과 밝기를 달성할 수 있습니다.

예시 3: 장식용 에지 조명

얇은 소비자 전자 제품(예: 스피커, 라우터)에서, 이러한 LED를 내부 에지를 따라 배치하고 도광판 또는 확산판과 결합하면 균일하게 빛나는 액센트 라인을 만들 수 있습니다. 0.3mm 높이로 인해 제품의 외부 케이스에 매우 가깝게 배치할 수 있습니다.

11. 작동 원리 소개

LTST-C194KSKT의 발광은 AlInGaP 재료로 만들어진 반도체 p-n 접합에서의 전계발광을 기반으로 합니다. 접합의 내재 전위를 초과하는 순방향 전압이 인가되면, n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 활성 영역으로 주입되어 재결합합니다. AlInGaP와 같은 직접 밴드갭 반도체에서 이 재결합 사건은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 방출된 빛의 특정 파장(색상)은 반도체 재료의 밴드갭 에너지에 의해 결정되며, 이는 노란색 스펙트럼(~588-597 nm)에 있도록 결정 성장 공정 중에 설계됩니다. 투명 에폭시 렌즈는 칩을 캡슐화하고 기계적 보호를 제공하며 광 출력 패턴을 형성합니다.

12. 기술 동향 및 배경

LTST-C194KSKT의 개발은 광전자 및 전자 제조 분야의 몇 가지 주요 동향과 일치합니다. 소비자들의 더 얇은 스마트폰, 태블릿 및 웨어러블에 대한 요구에 의해 추진되는 소형화 및 낮은 프로파일 부품에 대한 추진은 끊임없이 계속되고 있습니다. AlInGaP 기술은 고효율 앰버, 노란색 및 적색 LED를 위한 지배적인 솔루션으로 남아 있지만, 형광체 변환 청색 LED(pc-LED)의 발전으로 일부 노란색/녹색 응용 분야에 대한 대안이 제공되고 있습니다. RoHS 준수 및 친환경 제조에 대한 강조는 이제 보편적인 표준이 되었습니다. 또한 상세한 빈닝 시스템과 표준화된 포장(테이프 및 릴, EIA 풋프린트)은 글로벌 공급망의 수요를 충족시키기 위한 대량, 자동화 및 일관된 생산에 대한 산업의 필요성을 반영합니다. 무연 솔더링을 위한 특정 프로파일의 포함은 산업이 납 기반 공정에서 완전히 전환되었음을 강조합니다.