LTST-C193KGKT-2A 칩 LED 데이터시트 - 크기 1.6x0.8x0.35mm - 전압 1.6-2.2V - 녹색 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTST-C193KGKT-2A는 현대의 공간 제약이 있는 전자 응용 분야를 위해 설계된 표면 실장 장치(SMD) 칩 LED입니다. 이 부품의 주요 기능은 신뢰할 수 있고 밝은 녹색 광원을 제공하는 것입니다. 이 구성 요소의 핵심 장점은 단 0.35mm의 매우 얇은 두께에 있으며, 이는 초슬림 디스플레이, 모바일 장치 및 웨어러블 기술과 같이 수직 공간이 귀중한 응용 분야에 적합하도록 해줍니다. 이 장치는 발광 영역에 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 재료를 사용하며, 이는 녹색에서 호박색 스펙트럼에서 고효율 빛을 생성하는 것으로 알려져 있습니다. 이 장치는 업계 표준 7인치 릴에 감긴 8mm 테이프에 포장되어 고속 자동 픽 앤 플레이스 조립 장비와의 호환성을 보장합니다. 이 제품은 녹색 제품으로 분류되며 RoHS(유해 물질 제한) 지침을 준수합니다.

2. 기술 파라미터 심층 객관적 해석

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 한계에서 또는 그 이상으로 동작하는 것은 보장되지 않습니다.

• 전력 소산 (Pd):75 mW. 이는 주변 온도(Ta) 25°C에서 LED 패키지가 열로 소산할 수 있는 최대 전력량입니다. 이를 초과하면 과열 및 수명 단축으로 이어질 수 있습니다.
• DC 순방향 전류 (IF):30 mA. LED에 인가할 수 있는 최대 연속 전류입니다.
• 피크 순방향 전류:80 mA, 단 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서만 가능합니다. 이는 열 손상 없이 짧은 시간 동안 더 높은 밝기를 가능하게 합니다.
• 디레이팅:주변 온도가 25°C 이상으로 상승할 때마다 최대 순방향 전류는 섭씨 1도당 0.4 mA씩 선형적으로 감소해야 합니다. 이는 고온 환경에서의 열 관리에 매우 중요합니다.
• 역방향 전압 (VR):5 V. 이보다 높은 역방향 전압을 인가하면 LED 접합의 즉각적이고 치명적인 고장을 초래할 수 있습니다.
• 동작 및 저장 온도 범위:-55°C ~ +85°C. 이 장치는 이 넓은 산업용 온도 범위 내에서 동작 및 저장이 가능하도록 정격화되어 있습니다.
• 솔더링 온도 내성:이 LED는 260°C에서 최대 5초 동안 웨이브 또는 적외선 리플로우 솔더링을, 215°C에서 최대 3분 동안 증기 위상 솔더링을 견딜 수 있습니다. 이는 일반적인 PCB 조립 공정과의 호환성을 정의합니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성

이는 달리 명시되지 않는 한, Ta=25°C 및 표준 테스트 전류(IF) 2mA에서 측정한 일반적인 성능 파라미터입니다.

• 광도 (Iv):최소 1.80 mcd에서 최대 11.2 mcd까지의 범위를 가집니다. 특정 유닛의 실제 값은 할당된 빈 코드에 따라 다릅니다(섹션 3 참조). 광도는 명시(인간의 눈) 응답 곡선에 근사하는 필터로 측정됩니다.
• 시야각 (2θ1/2):130도. 이는 매우 넓은 시야각으로, 방출된 빛이 좁은 빔이 아니라 넓은 영역에 분산됨을 의미합니다. 이 각도는 광도가 정축(0도)에서의 값의 절반으로 떨어지는 지점으로 정의됩니다.
• 피크 방출 파장 (λP):574 nm. 이는 LED가 가장 많은 광 출력을 방출하는 특정 파장입니다.
• 주 파장 (λd):564.5 nm에서 573.5 nm까지의 범위를 가집니다. 이는 색상(이 경우 녹색)을 정의하는 인간의 눈이 인지하는 단일 파장입니다. 이는 전체 스펙트럼 출력과 CIE 색도도에서 도출됩니다. 특정 빈은 이 범위 내에서 정의됩니다.
• 스펙트럼 선 반치폭 (Δλ):15 nm. 이는 방출된 빛의 스펙트럼 순도 또는 대역폭을 나타냅니다. 값이 작을수록 더 단색광(순수한 색상) 광원임을 나타냅니다.
• 순방향 전압 (VF):IF=2mA에서 1.60 V에서 2.20 V까지의 범위를 가집니다. 이는 LED가 전류를 흘릴 때 LED 양단에 걸리는 전압 강하입니다. 전류 제한 회로를 설계할 때 중요한 파라미터입니다.
• 역방향 전류 (IR):VR=5V에서 최대 10 μA. 이는 LED가 최대 정격 내에서 역바이어스될 때 흐르는 작은 누설 전류입니다.
• 정전 용량 (C):0V 바이어스 및 1 MHz에서 측정 시 40 pF. 이 기생 용량은 고주파 스위칭 응용 분야에서 관련이 있을 수 있습니다.
• 정전기 방전 (ESD) 임계값 (HBM):1000 V (인체 모델). 이는 중간 수준의 ESD 민감도를 나타냅니다. 잠재적 또는 즉각적인 손상을 방지하기 위해 적절한 ESD 처리 절차가 필수적입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

대량 생산에서 일관성을 보장하기 위해 LED는 주요 파라미터에 따라 성능 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 밝기와 색상에 대한 특정 응용 요구 사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 광도 빈닝

유닛은 2mA에서 측정된 광도에 따라 네 개의 빈(G, H, J, K)으로 분류됩니다. 각 빈은 최소값과 최대값을 가지며, 각 광도 빈에 대해 +/-15%의 허용 오차를 가집니다.

• 빈 G:1.80 - 2.80 mcd
• 빈 H:2.80 - 4.50 mcd
• 빈 J:4.50 - 7.10 mcd
• 빈 K:7.10 - 11.20 mcd

3.2 주 파장 빈닝

유닛은 또한 정확한 녹색 색조를 정의하는 주 파장에 따라 세 그룹(B, C, D)으로 빈닝됩니다. 각 빈의 허용 오차는 +/- 1 nm입니다.

• 빈 B:564.5 - 567.5 nm
• 빈 C:567.5 - 570.5 nm
• 빈 D:570.5 - 573.5 nm

전체 부품 번호(예: LTST-C193KGKT-2A)에는 이러한 빈 코드가 포함되어 정밀한 선택이 가능합니다. "K"는 광도 빈을 나타내며, 다음 문자(데이터시트 예시에서는 암묵적)는 파장 빈을 나타냅니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에서 특정 그래픽 곡선(그림 1, 그림 6)이 참조되지만, 그들의 일반적인 동작은 기술에 기반하여 설명될 수 있습니다.

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

AlInGaP LED는 낮은 전류(2mA)에서 1.6-2.2V 범위의 순방향 전압(VF)을 가진 특성 I-V 곡선을 나타냅니다. 순방향 전류가 증가함에 따라 VF는 로그적으로 증가합니다. 이 비선형 관계는 LED가 정전압원이 아닌 전류원 또는 직렬 전류 제한 저항으로 구동되어야 하는 이유입니다.

4.2 광도 대 순방향 전류

광 출력(광도)은 상당한 동작 범위에서 순방향 전류에 거의 비례합니다. 그러나 매우 높은 전류에서는 증가된 열 발생(드룹 효과)으로 인해 효율이 떨어집니다. 30mA의 정격 DC 전류는 효율과 수명을 유지하기 위한 안전한 동작점을 정의합니다.

4.3 온도 특성

LED의 순방향 전압(VF)은 음의 온도 계수를 가지며, 이는 접합 온도가 증가함에 따라 감소함을 의미합니다. 반대로, 광도와 주 파장도 온도에 따라 변합니다. 일반적으로 온도가 상승함에 따라 광도는 감소하고 파장은 약간 증가(적색 편이)할 수 있습니다. 디레이팅 사양(0.4 mA/°C)은 이러한 열 효과를 관리해야 할 필요성의 직접적인 결과입니다.

5. 기계적 및 포장 정보

5.1 패키지 치수

이 LED는 EIA 표준 칩 패키지 폼 팩터를 가집니다. 주요 치수로는 길이 1.6mm, 너비 0.8mm, 그리고 중요한 높이 0.35mm가 포함됩니다. 달리 명시되지 않는 한 모든 치수 허용 오차는 일반적으로 ±0.10mm입니다. 이 패키지는 물처럼 투명한 렌즈를 특징으로 하며, 이는 기본 AlInGaP 칩의 색상을 변경하지 않고 원래의 녹색 빛이 통과하도록 합니다.

5.2 극성 식별 및 패드 설계

데이터시트에는 PCB 설계를 위한 권장 솔더링 패드 레이아웃(랜드 패턴)이 포함되어 있습니다. 이 패턴을 준수하는 것은 리플로우 중에 신뢰할 수 있는 솔더 접합과 적절한 정렬을 달성하는 데 필수적입니다. LED 자체에는 애노드와 캐소드 표시(일반적으로 캐소드 근처의 노치, 베벨 또는 점)가 있습니다. 조립 중에 올바른 극성을 관찰해야 하며, 역방향 연결은 동작을 방지하고 역방향 전압 정격을 초과할 경우 장치를 손상시킬 수 있습니다.

5.3 테이프 및 릴 포장

부품은 7인치(178mm) 직경 릴에 감긴 8mm 너비의 엠보싱 캐리어 테이프에 공급됩니다. 각 릴에는 5000개가 들어 있습니다. 포장은 ANSI/EIA 481-1-A-1994 표준을 준수하여 자동 공급기와의 호환성을 보장합니다. 테이프에는 부품을 오염으로부터 보호하기 위한 커버 실이 있습니다. 사양에 따르면 최대 두 개의 연속 누락 부품과 나머지 릴에 대한 최소 포장 수량 500개가 허용됩니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

데이터시트는 일반(주석-납) 및 무연(SnAgCu) 솔더 공정 모두에 대한 권장 적외선(IR) 리플로우 프로파일을 제공합니다. 주요 파라미터는 다음과 같습니다:

• 예열:플럭스를 활성화하고 열 충격을 최소화하기 위해 소킹 온도(예: 120-150°C)까지 점진적으로 상승시킵니다.
• 피크 온도:260°C를 초과하지 않아야 합니다. 액상선 온도(무연 솔더의 경우 ~217°C) 이상의 시간과 피크 온도에서의 시간은 LED의 플라스틱 패키지와 내부 와이어 본드에 대한 손상을 방지하기 위해 제어되어야 합니다. 권장 사항은 260°C에서 최대 5초입니다.
• 냉각 속도:제어된 냉각 단계도 접합 신뢰성에 중요합니다.

6.2 웨이브 솔더링 및 핸드 솔더링

웨이브 솔더링의 경우 최대 100°C에서 최대 60초 동안 예열하고, 솔더 웨이브는 최대 260°C에서 최대 10초 동안 유지하는 것이 권장됩니다. 솔더링 아이언을 사용한 수리 작업의 경우, 팁 온도는 300°C를 초과하지 않아야 하며, 접촉 시간은 접합당 3초로 제한하고 한 번만 해야 과도한 열 전달을 방지할 수 있습니다.

6.3 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우, 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올과 같은 지정된 알코올 기반 용매만 사용해야 합니다. LED는 상온에서 1분 미만으로 담가야 합니다. 지정되지 않은 화학 세척제는 에폭시 렌즈나 패키지 재료를 손상시킬 수 있습니다.

6.4 저장 및 취급

LED는 30°C 이하 및 상대 습도 70% 이하의 환경에 보관해야 합니다. 원래의 방습 백에서 꺼낸 후, 부품은 수분 흡수를 피하기 위해 672시간(28일) 이내에 리플로우 솔더링되어야 합니다. 리플로우 중 "팝콘 현상"을 일으킬 수 있습니다. 원래 백 외부에서 더 오래 보관하려면, 건조제가 들어 있는 밀폐 용기나 질소 환경에 보관해야 합니다. 672시간 이상 보관된 경우, 조립 전에 수분을 제거하기 위해 60°C에서 최소 24시간 동안 베이킹이 필요합니다.

7. 응용 제안

7.1 일반적인 응용 시나리오

이 초박형, 밝은 녹색 LED는 다음과 같은 용도에 이상적입니다:

• 상태 표시기:소비자 가전(스마트폰, 태블릿, 노트북, 웨어러블)의 전원, 연결성 또는 모드 표시기.
• 백라이트:매우 얇은 디스플레이 패널의 가장자리 조명 또는 키패드 조명.
• 자동차 실내 조명:계기판 표시기, 스위치 백라이트(공간이 제한된 곳).
• 산업용 제어판:제어 장치 및 인간-기계 인터페이스(HMI)의 상태 및 고장 표시기.

7.2 설계 고려 사항

• 전류 구동:LED는 전류 구동 장치입니다. 여러 LED를 병렬로 사용할 때 균일한 밝기를 보장하려면 각 LED와 직렬로 별도의 전류 제한 저항을 사용해야 합니다(회로 모델 A). 순방향 전압(VF)의 변동으로 인해 LED를 직접 병렬로 연결하는 것(회로 모델 B)은 권장되지 않으며, 이는 불균일한 전류 분배와 따라서 불균일한 밝기를 초래합니다.
• 열 관리:낮은 전력에도 불구하고, 특히 최대 정격 근처 또는 높은 주변 온도에서 동작할 때 열을 발산하기 위한 적절한 PCB 레이아웃이 중요합니다. 전류 디레이팅 곡선을 따르십시오.
• ESD 보호:LED가 노출된 위치(예: 전면 패널 표시기)에 있는 경우 회로에 ESD 보호 조치를 구현하십시오. 조립 중에는 항상 ESD 안전 취급 절차를 따르십시오: 접지된 손목 스트랩, 방진 매트 및 적절히 접지된 장비를 사용하십시오.

8. 기술 비교 및 차별화

LTST-C193KGKT-2A의 주요 차별화 요소는 다음과 같습니다.0.35mm 높이및AlInGaP 기술. 표준 GaP(갈륨 포스파이드) 녹색 LED와 같은 오래된 기술에 비해, AlInGaP는 훨씬 더 높은 발광 효율을 제공하여 동일한 구동 전류에서 더 밝은 출력을 제공합니다. 초박형 프로파일은 많은 표준 칩 LED(종종 0.6mm 이상)에 비해 주요 장점이며, 차세대 슬림 장치 설계를 가능하게 합니다. 무연, 고온 리플로우 공정과의 호환성은 또한 현대의 RoHS 준수 제조 라인에 적합하도록 해줍니다.

9. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q1: 이 LED를 3.3V 또는 5V 논리 공급 장치에서 직접 구동할 수 있습니까?

A: 아닙니다. 전류를 제한하기 위해 직렬 저항을 사용해야 합니다. 예를 들어, 3.3V 공급 전압과 2mA에서의 일반적인 VF 1.9V를 사용할 경우, 필요한 저항 값은 R = (3.3V - 1.9V) / 0.002A = 700 옴입니다. 항상 최대 VF를 기준으로 계산하여 전류가 원하는 값을 초과하지 않도록 하십시오.

Q2: 왜 광도 범위(1.8 ~ 11.2 mcd)가 그렇게 넓습니까?

A: 이는 전체 생산 분포입니다. 빈닝 시스템(G, H, J, K)을 통해 응용 분야에 맞는 특정하고 좁은 밝기 범위를 선택하여 제품의 모든 유닛에서 일관성을 보장할 수 있습니다.

Q3: 이 LED는 실외 사용에 적합합니까?

A: 동작 온도 범위(-55°C ~ +85°C)는 많은 실외 환경을 지원합니다. 그러나 플라스틱 패키지는 매우 오랜 기간 동안 UV 열화 및 수분 침투에 취약할 수 있습니다. 가혹한 실외 응용 분야의 경우, 특별히 인증된 실외용 패키지를 가진 LED를 고려해야 합니다.

Q4: 5V 역방향 전압을 초과하면 어떻게 됩니까?

A: LED 접합부는 아마도 애벌랜치 항복을 경험하여 즉각적이고 영구적인 고장(개방 또는 단락)을 일으킬 것입니다. 항상 회로 설계가 이 정격을 초과하는 역바이어스를 방지하도록 하십시오.

10. 실용적인 설계 사례

시나리오:배터리 구동 IoT 센서 모듈용 상태 표시기를 설계합니다. 표시기는 매우 작고, 저전력이며, 명확하게 보여야 합니다. "활성/정상" 상태를 위해 녹색 LED가 선택되었습니다.

구현:

1. 부품 선택:0.35mm 높이와 낮은 전류에서의 좋은 밝기 때문에 LTST-C193KGKT-2A가 선택되었습니다.

2. 회로 설계:모듈은 3.0V 코인 셀 배터리를 사용합니다. 전력을 절약하기 위해 2mA의 구동 전류가 선택되었습니다. 보수적인 설계를 위해 최대 VF 2.20V를 사용합니다: R = (3.0V - 2.20V) / 0.002A = 400 옴. 표준 390 옴 저항이 사용됩니다.

3. PCB 레이아웃:데이터시트의 권장 솔더 패드 치수가 사용되었습니다. LED는 가시성을 위해 보드 가장자리 근처에 배치됩니다. 리플로우 중 솔더 위킹 문제를 방지하기 위해 LED 아래에 작은 접지 영역을 피합니다.

4. 결과:표시기는 최소의 전력 소모(LED 및 저항에 대해 총 약 6mW)로 적절한 밝기를 제공하며, 초박형 패키지는 장치의 슬림 인클로저 내에 맞습니다.

11. 원리 소개

AlInGaP LED에서의 발광은 반도체 p-n 접합에서의 전계 발광을 기반으로 합니다. 순방향 전압이 인가되면, n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 활성 영역(양자 우물)으로 주입됩니다. 전자가 정공과 재결합할 때, 에너지는 광자의 형태로 방출됩니다. 이 광자의 특정 파장(색상)은 활성 영역에 사용된 AlInGaP 합금 구성의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. 더 넓은 밴드갭은 더 짧은 파장(더 푸른) 빛을 생성합니다. 이 LED의 특정 합금은 약 574 nm에서 피크를 갖는 녹색 빛을 생성하도록 설계되었습니다. 물처럼 투명한 에폭시 렌즈는 칩을 캡슐화하고 기계적 보호를 제공하며, 광 출력을 넓은 130도 시야각으로 형성하는 데 도움을 줍니다.

12. 개발 동향

소비자 및 산업용 전자 제품용 칩 LED의 동향은 계속해서 다음과 같은 방향으로 나아가고 있습니다:

1. 효율 증가 (lm/W):AlInGaP 및 InGaN(청색/백색용) 기술에서의 지속적인 재료 과학 개선으로 단위 전기 입력당 더 많은 광 출력을 추구하여 전력 소비와 열 발생을 줄입니다.

2. 소형화:더 얇고 작은 장치를 위한 추진력은 점점 더 작아지는 면적(XY 치수)과 특히 높이(Z 치수)를 가진 LED를 요구합니다. 이 LED의 0.35mm 높이는 이러한 동향을 나타냅니다.

3. 향상된 색상 일관성 및 빈닝:파장과 광도에 대한 더 엄격한 빈닝 허용 오차가 표준이 되어, 여러 LED를 사용하는 응용 분야에서 더 균일한 시각적 외관을 가능하게 합니다.

4. 향상된 신뢰성:더 높은 온도 리플로우 프로파일(무연 조립용)과 더 가혹한 환경 조건을 견디기 위한 패키지 재료(에폭시, 실리콘)의 개선.

5. 통합:개별 LED는 여전히 중요하지만, 스마트 조명 응용 분야를 위해 내장 드라이버, 컨트롤러 및 여러 색상을 단일 패키지에 통합한 LED 모듈로의 병행 동향이 있습니다.