LTW-C191DS5 SMD LED 데이터시트 - 0.55mm 초박형 - 3.15V 최대 - 72mW 전력 - 백색광 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTW-C191DS5은 현대의 공간 제약이 있는 전자 애플리케이션을 위해 설계된 표면 실장 장치(SMD) 발광 다이오드(LED)입니다. 이 제품의 주요 특징은 패키지 높이가 단 0.55mm에 불과한 매우 낮은 프로파일입니다. 이 초박형 폼 팩터는 슬림한 소비자 가전, 디스플레이용 백라이트 유닛, 수직 여유 공간이 제한된 지시등 애플리케이션에 통합하기에 이상적입니다.

InGaN(인듐 갈륨 나이트라이드) 반도체 재료를 활용하는 이 LED는 백색광을 방출합니다. 패키지는 EIA(전자 산업 연합) 표준 아웃라인을 준수하여 산업 표준 자동 피크 앤 플레이스 장비 및 테이프 앤 릴 패키징 시스템과의 호환성을 보장합니다. 이 제품은 그린 제품으로 지정되었으며 RoHS(유해물질 제한) 지침을 준수합니다. 이는 납, 수은, 카드뮴과 같은 특정 유해 물질을 사용하지 않고 제조되었음을 의미합니다.

이 부품의 핵심 장점은 소형화된 풋프린트, 대량 자동 조립 공정과의 호환성, 그리고 표면 실장 기술(SMT) 조립 라인에서 사용되는 표준 솔더링 방법인 적외선(IR) 리플로우 솔더링에 대한 적합성을 포함합니다.

2. 기술 사양 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 한계에서 또는 그 이하에서의 동작은 보장되지 않으며 신뢰할 수 있는 설계에서는 피해야 합니다.

• 전력 소산 (Pd):72 mW. 이는 LED 패키지가 최대 접합 온도를 초과하지 않고 열로 소산할 수 있는 최대 전력량입니다.
• DC 순방향 전류 (IF):20 mA. 적용할 수 있는 최대 연속 순방향 전류입니다.
• 피크 순방향 전류:100 mA, 단 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서만 가능합니다. 이는 짧고 고강도의 섬광을 허용합니다.
• 역방향 전압 (VR):5 V. 역방향 바이어스에서 이 전압을 초과하면 즉시 항복이 발생할 수 있습니다. 데이터시트는 역방향 전압 동작이 연속적일 수 없음을 명시적으로 언급합니다.
• 동작 온도 범위 (Topr):-30°C ~ +85°C. 장치가 기능하도록 설계된 주변 온도 범위입니다.
• 보관 온도 범위 (Tstg):-55°C ~ +105°C.
• 적외선 솔더링 조건:260°C 피크 온도를 10초 동안 견딥니다. 이는 일반적인 무연 리플로우 프로파일과 일치합니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성

이는 주변 온도(Ta) 25°C에서 측정한 일반적인 성능 매개변수입니다. 설계는 일반 값뿐만 아니라 최소 및 최대 한계를 기반으로 해야 합니다.

• 광도 (Iv):순방향 전류(IF) 5 mA에서 최소 71.0 mcd부터 일반 180.0 mcd까지의 범위를 가집니다. 광도는 CIE 명시적 눈 반응 곡선과 일치하도록 필터링된 센서를 사용하여 측정됩니다.
• 시야각 (2θ1/2):130도. 이 넓은 시야각은 람베르시안 또는 근접 람베르시안 방출 패턴을 나타내며, 집속된 빔보다는 영역 조명에 적합합니다.
• 색도 좌표 (x, y):IF=5mA에서 일반 값은 x=0.304, y=0.301이며, 이는 백색점을 CIE 1931 색 공간의 특정 영역 내에 위치시킵니다. 이 좌표에는 ±0.01의 허용 오차가 적용됩니다.
• 순방향 전압 (VF):IF=5mA에서 2.70 V(최소) ~ 3.15 V(최대) 사이입니다. 이 범위는 구동 회로 설계에 매우 중요합니다.
• 역방향 전류 (IR):역방향 전압(VR) 5V가 인가될 때 최대 10 µA입니다.

정전기 방전 (ESD) 주의:LED는 정전기 및 전압 서지에 민감합니다. 접지된 작업대, 정전기 방지 손목띠, 정전기 방지 패키징과 같은 적절한 ESD 제어는 취급 중 필수적입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

반도체 제조의 고유한 변동성으로 인해 LED는 성능 빈으로 분류됩니다. LTW-C191DS5는 3차원 빈닝 시스템을 사용합니다:

3.1 순방향 전압 (VF) 빈닝

LED는 5 mA에서의 전압 강하를 기준으로 분류됩니다.

- 빈 A: 2.70V - 2.85V

- 빈 B: 2.85V - 3.00V

- 빈 C: 3.00V - 3.15V

허용 오차: 빈당 ±0.1V.

3.2 광도 (Iv) 빈닝

LED는 5 mA에서의 광 출력을 기준으로 분류됩니다.

- 빈 Q: 71.0 mcd - 112.0 mcd

- 빈 R: 112.0 mcd - 180.0 mcd

허용 오차: 빈당 ±15%.

3.3 색조 (색상) 빈닝

이는 가장 복잡한 빈으로, CIE 1931 다이어그램 상의 색도 좌표를 정의합니다. 6개의 빈(S1 ~ S6)은 (x,y) 좌표 경계를 지정하는 사변형으로 정의됩니다. 제공된 다이어그램은 이러한 빈을 시각적으로 보여줍니다. 일반적인 색도점(x=0.304, y=0.301)은 S3/S4 영역 내에 있습니다. 색조에 대한 허용 오차는 x 및 y 좌표 모두에서 ±0.01입니다.

이 빈닝을 통해 설계자는 애플리케이션에서 일관된 성능을 위해 전기적 및 광학적 특성이 엄격하게 제어된 LED를 선택할 수 있으며, 특히 색상과 밝기의 균일성이 중요한 다중 LED 어레이에서 중요합니다.

4. 기계적 및 패키징 정보

4.1 패키지 치수

데이터시트에는 LED 패키지의 상세한 치수 도면이 포함되어 있습니다. 주요 특징으로는 0.55mm의 최대 높이와 자동화 처리를 위한 EIA 표준 풋프린트가 있습니다. 특별히 명시되지 않는 한 모든 치수는 ±0.10mm의 표준 허용 오차를 가진 밀리미터 단위입니다.

4.2 권장 솔더링 패드 레이아웃

PCB에 권장되는 랜드 패턴(풋프린트)이 제공됩니다. 이 설계를 따르는 것은 신뢰할 수 있는 솔더 접합을 달성하고, 툼스토닝(한쪽 끝이 들리는 현상)을 방지하며, 리플로우 중 적절한 정렬을 보장하는 데 중요합니다.

4.3 테이프 및 릴 패키징

LED는 엠보싱된 캐리어 테이프에 공급되며, 커버 테이프로 밀봉되고 7인치(178mm) 직경의 릴에 감겨 있습니다. 표준 릴 수량은 5,000개입니다. 패키징은 ANSI/EIA 481-1-A-1994 표준을 준수합니다. 조립 기계의 피더 설정을 위한 주요 테이프 및 릴 치수가 제공됩니다.

5. 조립, 취급 및 신뢰성 지침

5.1 솔더링 공정

이 부품은 적외선 리플로우 솔더링 공정과 완전히 호환됩니다. 권장 리플로우 프로파일이 제공되며, 주요 매개변수는 다음과 같습니다:

- 예열:150-200°C

- 예열 시간:최대 120초

- 피크 온도:최대 260°C

- 260°C 이상 유지 시간:최대 10초

- 리플로우 사이클 횟수:최대 두 번.

데이터시트는 프로파일 개발을 위한 JEDEC 표준을 참조하며, 최종 프로파일은 특정 PCB 설계, 부품 및 사용된 솔더 페이스트에 대해 특성화되어야 함을 강조합니다.

솔더링 아이언을 사용한 수동 리워크의 경우, 팁 온도는 300°C를 초과해서는 안 되며, 접촉 시간은 3초로 제한해야 하며, 한 번만 가능합니다.

5.2 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우, 지정된 용제만 사용해야 합니다. LED를 상온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 1분 미만 담그는 것은 허용됩니다. 지정되지 않은 화학 물질의 사용은 LED 패키지를 손상시킬 수 있습니다.

5.3 보관 및 습도 민감도

LED는 습기에 민감한 장치입니다. 엄격한 보관 조건이 명시되어 있습니다:

- 밀봉 백:≤30°C 및 ≤90% RH에서 보관하십시오. 백 개봉 후 1년 이내에 사용하십시오.

- 백 개봉 후:≤30°C 및 ≤60% RH에서 보관하십시오. IR 리플로우를 672시간(28일) 이내에 완료하는 것이 권장됩니다.

- 장기 보관 (개봉 상태):건조제가 들어 있는 밀폐 용기 또는 질소 건조기 내에 보관하십시오.

- 672시간 초과 노출:솔더링 전 약 60°C에서 최소 20시간 동안 베이크아웃(건조)하여 흡수된 수분을 제거하고 "팝콘 현상"(리플로우 중 패키지 균열)을 방지해야 합니다.

6. 애플리케이션 노트 및 설계 고려사항

6.1 일반적인 애플리케이션

LTW-C191DS5은 일반 전자 장비용으로 설계되었으며, 다음을 포함합니다:

- 소비자 가전(전화기, 태블릿, 라우터)의 상태 표시등.

- 슬림 장치의 LCD 디스플레이, 키패드 또는 패널용 백라이트.

- 가전 제품의 장식용 조명.

- 일반 목적 지시등.

중요한 애플리케이션 제한:데이터시트는 이 LED가 고장이 생명이나 건강을 위협할 수 있는 애플리케이션(예: 항공, 의료 생명 유지 장치, 운송 안전 시스템)을 위해 설계되지 않았음을 명시적으로 언급합니다. 이러한 고신뢰성 애플리케이션의 경우 전문 제품에 대한 상담이 필요합니다.

6.2 회로 설계

1. 전류 제한:LED는 전류 구동 장치입니다. 전원 공급 전압이 변동하더라도 최대 DC 순방향 전류(20 mA)를 초과하지 않도록 하기 위해 직렬 전류 제한 저항 또는 정전류 구동 회로가 필수적입니다. 설계는 순방향 전압 빈(A, B 또는 C)을 고려해야 합니다.

2. 역방향 전압 보호:최대 역방향 전압이 5V에 불과하므로, 특히 AC 또는 양극성 신호 애플리케이션에서 LED가 역방향 바이어스에 노출되지 않도록 회로 설계에 주의해야 합니다. 병렬(캐소드-캐소드) 보호 다이오드가 필요할 수 있습니다.

3. 열 관리:전력 소산이 낮지만(72mW), LED의 열 패드(해당되는 경우) 아래에 충분한 PCB 구리 면적 또는 열 비아를 확보하면 접합 온도를 낮게 유지하는 데 도움이 되며, 이는 장기적인 광 출력 안정성과 수명에 매우 중요합니다.

6.3 광학 설계

넓은 130도의 시야각은 넓고 확산된 광 패턴을 제공합니다. 더 지향성 있는 빔이 필요한 애플리케이션의 경우, LED 위에 2차 광학 요소(렌즈, 도광판)를 설계하고 배치해야 합니다. 초박형 프로파일은 빡빡한 광학 어셈블리나 얇은 도광판(LGP) 뒤에 통합할 때 유리합니다.

7. 기술 비교 및 포지셔닝

LTW-C191DS5의 주요 차별점은 0.55mm 높이입니다. 일반적으로 0.8-1.0mm 높이인 표준 0603 또는 0402 패키지 LED와 비교할 때, 이는 Z-높이의 상당한 감소를 나타냅니다. 이는 더 얇은 최종 제품을 가능하게 합니다. InGaN 기술은 오래된 기술에 비해 현대적이고 효율적인 백색 광원을 제공합니다. 포괄적인 빈닝 구조는 빈닝되지 않거나 광범위하게 빈닝된 LED보다 품질에 민감한 애플리케이션에 더 나은 일관성을 제공합니다. 표준 SMT 공정과의 호환성은 많은 설계에서 더 두꺼운 LED를 대체할 수 있는 드롭인 솔루션으로, 제품 소형화에 대한 직관적인 경로를 제공합니다.

8. 자주 묻는 질문 (기술 매개변수 기반)

Q: 이 LED를 20mA로 연속 구동할 수 있습니까?

A: 네, 20mA는 최대연속DC 순방향 전류 정격입니다. 최적의 수명과 열 효과를 고려하여 더 낮은 전류(예: 10-15 mA)로 구동하는 것이 종종 권장됩니다.

Q: Iv 빈 Q와 R의 차이점은 무엇입니까?

A: 빈 R LED는 동일한 5mA 테스트 전류에서 더 높은 최소 광도(112 mcd 대 71 mcd)를 가집니다. 빈 R을 선택하면 더 밝은 출력을 보장하지만 약간 더 높은 비용이 발생할 수 있습니다.

Q: 백을 개봉한 후 보관 습도가 왜 그렇게 중요합니까?

A: LED 패키지는 공기 중의 수분을 흡수할 수 있습니다. 고온 리플로우 솔더링 공정 중에 갇힌 이 수분이 빠르게 증기로 변하여 내부 박리 또는 플라스틱 패키지 균열("팝콘 현상")을 일으킬 수 있습니다. 지정된 보관 조건 및 베이크 요구 사항은 이러한 고장 모드를 방지합니다.

Q: 색조 빈닝 다이어그램을 어떻게 해석해야 합니까?

A: CIE 1931 다이어그램은 색상을 표시합니다. 레이블이 붙은 6개의 사변형(S1-S6)은 해당 색조 빈에 속하는 LED의 허용 가능한 색도 좌표 영역을 나타냅니다. LED의 측정된 (x,y) 좌표는 할당된 빈의 다각형 내에 떨어져야 합니다. 이는 동일한 색조 빈으로 레이블이 붙은 모든 LED가 표준 조건에서 인간의 눈에 동일한 색상으로 보이도록 보장합니다.

9. 설계 및 사용 사례 연구

시나리오: 초박형 블루투스 트래커용 상태 표시등 설계.

제품의 산업 디자인은 지시등 LED 어셈블리에 대해 내부 높이 0.6mm만 허용합니다. 표준 LED는 맞지 않습니다.

해결책:0.55mm 높이를 가진 LTW-C191DS5가 선택되었습니다. 설계자는 패키지 치수를 사용하여 PCB 컷아웃을 생성하여 LED가 보드와 평평하게 위치하도록 하여 결정적인 0.1mm 단위의 공간을 절약합니다. 배터리 전압 강하와 관계없이 일관된 밝기를 보장하기 위해 5mA로 설정된 정전류 구동 IC가 사용됩니다. 모든 생산 단위에서 밝고 균일한 백색광을 보장하기 위해 빈 R 및 색조 빈 S3의 LED가 BOM에 지정됩니다. 조립 업체는 권장 리플로우 프로파일과 672시간 플로어 라이프 규칙을 따르며, 결과적으로 높은 제조 수율과 현장에서의 신뢰할 수 있는 성능을 달성합니다.

10. 기술 소개 및 트렌드

InGaN 기술:인듐 갈륨 나이트라이드는 이 백색 LED에 사용되는 반도체 재료입니다. 일반적으로 청색 발광 InGaN 칩이 패키지 내부의 황색 형광체 코팅과 결합됩니다. 청색광이 형광체를 여기시켜 황색광을 재방출합니다. 청색과 황색의 혼합은 인간의 눈에 백색으로 인지됩니다. 이는 고체 상태 장치에서 백색광을 생산하는 매우 효율적인 방법입니다.

산업 트렌드:전자 제품의 소형화 추진은 계속되고 있습니다. LTW-C191DS5와 같은 부품은 더 얇은 스마트폰, 태블릿, 웨어러블 및 IoT 장치를 가능하게 하기 위해 수동 및 능동 부품의 Z-높이(두께)를 줄이는 지속적인 트렌드를 나타냅니다. 또한, 정밀한 빈닝에 대한 강조는 소비자 제품에서 더 높은 품질과 시각적 일관성에 대한 시장의 수요를 반영합니다. RoHS 준수 및 무연 고온 리플로우 공정과의 호환성 통합은 이제 글로벌 환경 규제에 의해 추진되는 기본 요구 사항입니다.