LTST-C281KSKT-5A SMD LED 데이터시트 - 0.35mm 높이 - 1.7-2.3V - 75mW - AlInGaP Yellow - English Technical Document

1. 제품 개요

LTST-C281KSKT-5A는 현대의 공간 제약이 있는 전자 응용 분야를 위해 설계된 표면 실장 장치(SMD) LED 램프입니다. 이는 자동화된 인쇄 회로 기판(PCB) 조립 공정을 위해 특별히 설계된 미니어처 LED 제품군에 속합니다. 이 부품은 신뢰할 수 있고 컴팩트하며 밝은 표시가 필요한 다양한 소비자 및 산업용 전자 제품에 통합하기에 적합합니다.

1.1 핵심 장점 및 타겟 시장

이 LED는 설계자들에게 선호되는 선택지가 되는 몇 가지 핵심적인 장점을 제공합니다. 주요 특징은 높이가 0.35mm에 불과한 초박형 프로파일로, 초슬림 디바이스에 사용이 가능합니다. Ultra Bright AlInGaP (Aluminum Indium Gallium Phosphide) 칩을 사용하여 황색 스펙트럼에서 높은 발광 효율과 우수한 색 순도를 제공합니다. 본 디바이스는 RoHS (Restriction of Hazardous Substances) 지침을 완전히 준수하여 엄격한 환경 규정을 가진 글로벌 시장에 적합합니다. 7인치 릴에 8mm 테이프로 패키징된 방식은 표준화(EIA STD)되어 고속 자동 피크 앤 플레이스 장비와의 호환성을 보장합니다. 또한 표준 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정을 견딜 수 있도록 설계되어 현대 표면 실장 기술(SMT) 조립 라인에 매우 중요합니다.

대상 응용 분야는 통신 장비(예: 무선 전화기 및 휴대전화), 사무 자동화 장치(예: 노트북 컴퓨터, 네트워크 시스템), 가전 제품 및 실내 간판 등 다양합니다. 구체적인 기능적 용도로는 키패드 또는 키보드 백라이트, 전원 또는 연결 상태 표시등, 마이크로 디스플레이 통합, 일반 신호 또는 기호 조명 등이 포함됩니다.

2. 기술 파라미터: 심층적이고 객관적인 해석

LTST-C281KSKT-5A의 성능은 전기적, 광학적 및 열적 매개변수로 구성된 포괄적인 세트로 정의됩니다. 이러한 사양을 이해하는 것은 적절한 회로 설계와 장기적인 신뢰성을 보장하는 데 중요합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격들은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이는 정상 작동을 위한 것이 아닙니다. 주변 온도(Ta) 25°C에서 LTST-C281KSKT-5A의 경우: 최대 연속 전력 소산은 75mW입니다; 최대 DC 순방향 전류는 30mA입니다; 과열을 방지하기 위해 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서만 80mA의 피크 순방향 전류가 허용됩니다; 인가 가능한 최대 역전압은 5V입니다; 동작 온도 범위는 -30°C에서 +85°C이며; 저장 온도 범위는 -40°C에서 +85°C입니다. 특히, 이 장치는 일반적인 무연(Pb-free) 리플로우 프로파일과 일치하는 260°C의 적외선 솔더링 조건을 최대 10초 동안 견딜 수 있습니다.

2.2 전기 및 광학 특성

이는 표준 시험 조건(Ta=25°C)에서 측정한 대표적인 성능 파라미터입니다. 순방향 전류(IF) 5mA로 구동 시, 광도(Iv)는 최소 7.1 밀리칸델라(mcd)에서 최대 45.0 mcd 범위를 가집니다. 이 소자는 130도의 매우 넓은 시야각(2θ1/2)을 특징으로 하며, 이는 광범위한 영역에 걸쳐 빛을 방출한다는 의미로, 광시야각 가시성이 필요한 응용 분야에 적합합니다. 그 광학 색상은 587.0 nm에서 594.5 nm 사이의 주 파장(λd)으로 정의되며, 이는 가시 스펙트럼의 노란색 영역에 확실히 위치시킵니다. 최대 발광 파장(λp)은 일반적으로 591.0 nm입니다. 전기적으로, LED에 5mA를 흐르게 하는 데 필요한 순방향 전압(VF)은 1.7V에서 2.3V 사이입니다. 역방향 전류(IR)는 매우 낮으며, 5V 역방향 바이어스가 인가될 때 최대 10 마이크로암페어입니다.

3. Binning System 설명

대량 생산의 일관성을 보장하기 위해 LED는 주요 매개변수에 따라 성능 그룹 또는 "빈"으로 분류됩니다. LTST-C281KSKT-5A는 순방향 전압(VF), 광도(IV) 및 주 파장(Hue)에 대한 3차원 빈닝 시스템을 사용합니다.

3.1 순방향 전압(VF) 등급

LED는 5mA의 테스트 전류에서 순방향 전압 강하에 따라 등급이 분류됩니다. 등급은 E2(1.70V ~ 1.90V), E3(1.90V ~ 2.10V), E4(2.10V ~ 2.30V)입니다. 각 등급에는 ±0.1V의 허용 오차가 적용됩니다. 이 정보는 정전류 드라이버 설계 또는 직렬 구성에서의 전압 강하 예측에 매우 중요합니다.

3.2 발광 강도(IV) 등급

이 등급은 밝기 출력을 정의합니다. 5mA에서 mcd로 측정된 등급은 K(7.1 ~ 11.2), L(11.2 ~ 18.0), M(18.0 ~ 28.0), N(28.0 ~ 45.0)입니다. 각 등급에는 ±15%의 허용 오차가 적용됩니다. 설계자는 특정 밝기 등급을 선택하여 응용 제품의 시각적 요구 사항을 충족시키고, 다중 LED 배열에서 균일성을 보장할 수 있습니다.

3.3 색조(주 파장) 등급

이 빈은 노란색의 정확한 색조를 제어합니다. 주 파장 빈은 다음과 같습니다: J (587.0 nm ~ 589.5 nm), K (589.5 nm ~ 592.0 nm), L (592.0 nm ~ 594.5 nm). 각 빈의 허용 오차는 ±1 nm입니다. 색상 일관성이 중요한 상태 표시등이나 여러 LED가 동일하게 보여야 하는 백라이트와 같은 애플리케이션에서는 좁은 색조 빈을 선택하는 것이 중요합니다.

4. 성능 곡선 분석

LED 특성의 그래픽 표현은 다양한 조건에서의 성능에 대한 깊은 통찰력을 제공하며, 이는 견고한 설계에 필수적입니다.

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

I-V 곡선은 LED를 통해 흐르는 전류와 양단 전압 간의 비선형 관계를 보여줍니다. 본 LED에 사용된 AlInGaP 소재의 경우, 곡선은 약 1.8-2.0V 부근에서 특징적인 "무릎(knee)" 전압을 나타내며, 이 값을 초과하면 전압의 작은 증가에 따라 전류가 급격히 증가합니다. 이는 고정 전압원 대신 전류 제한 기구(저항 또는 정전류 구동기)를 사용하여 열 폭주(thermal runaway)와 소자 파손을 방지하는 것이 중요함을 강조합니다.

4.2 광도 대 순방향 전류

이 곡선은 구동 전류에 따른 광 출력 증가를 보여줍니다. 일반적으로 낮은 전류에서는 관계가 비교적 선형적이지만, 접합 온도 상승과 효율 저하로 인해 높은 전류에서는 포화되거나 준선형이 될 수 있습니다. LED를 지정된 DC 전류 범위(최대 30mA) 내에서 동작시키면 최적의 효율과 수명을 보장할 수 있습니다.

4.3 스펙트럼 분포

AlInGaP 황색 LED의 스펙트럼 출력 곡선은 상대적으로 좁은 방출 대역을 보여주며, 명시된 바와 같이 일반적으로 약 15 nm의 스펙트럼 반치폭(Δλ)을 가집니다. 피크는 591 nm 근처에 위치합니다. 이 좁은 대역폭은 인광체 변환 백색 LED와 같은 광대역 스펙트럼 광원에 비해 채도가 높고 순수한 황색을 구현합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

물리적 구조와 치수는 PCB 레이아웃 및 조립에 매우 중요합니다.

5.1 패키지 치수 및 극성 식별

이 LED는 표준 칩 LED 풋프린트를 가지고 있습니다. 주요 치수로는 전체 길이, 너비, 그리고 0.35mm라는 매우 낮은 높이가 포함됩니다. 캐소드(음극) 단자는 일반적으로 패키지 상의 표시(예: 녹색 점, 노치, 또는 모양이 다른 패드)로 식별됩니다. 데이터시트에는 패드 위치, 부품 외곽선, 렌즈 크기를 포함한 모든 주요 치수(밀리미터 단위)가 상세히 표시된 치수 도면이 제공됩니다. 설계자는 올바른 솔더링과 정렬을 보장하기 위해 PCB 랜드 패턴(풋프린트) 설계 시 이 치수를 준수해야 합니다.

5.2 권장 PCB 부착 패드 설계

리플로우 중 신뢰할 수 있는 솔더 접합 형성을 보장하기 위해 권장 랜드 패턴(솔더 패드 레이아웃)이 제공됩니다. 이 패턴은 솔더 필렛 형성을 고려하며, 톰스토닝(한쪽 끝이 패드에서 들려 올라가는 현상)과 같은 문제를 방지합니다. 패드가 대면적 구리 평면에 연결된 경우, 일반적으로 납땜 중 열 관리를 위한 서멀 릴리프 연결부를 설계에 포함합니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

적절한 취급 및 조립은 수율과 신뢰성에 있어 가장 중요합니다.

6.1 IR 리플로우 납땜 파라미터

무연(Pb-free) 공정의 경우, 특정 리플로우 프로파일을 권장합니다. 피크 온도는 260°C를 초과해서는 안 되며, 260°C 이상의 시간은 최대 10초로 제한해야 합니다. 프리히트 단계(일반적으로 150-200°C)는 온도를 서서히 상승시키고 플럭스를 활성화하기 위해 필요하며, 최대 프리히트 시간은 120초입니다. 특정 PCB, 솔더 페이스트 및 오븐에 맞춰 프로파일을 특성화하여 모든 부품이 손상 없이 적절히 솔더링되도록 해야 합니다.

6.2 보관 및 취급 조건

LED는 습기에 민감합니다(MSL2a). 제습제가 들어 있는 원래의 밀봉 방습 포장재에 보관할 경우, 온도 ≤30°C, 상대 습도(RH) ≤90% 이하 환경에서 1년 이내에 사용해야 합니다. 포장을 개봉한 후에는 보관 환경이 30°C 및 60% RH를 초과해서는 안 됩니다. 주변 공기에 노출된 부품은 672시간(28일) 이내에 IR 리플로우 공정을 거쳐야 합니다. 이 시간을 초과할 경우, 솔더링 전 약 60°C에서 최소 20시간 이상 베이크아웃(bake-out)을 실시하여 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 중 "팝콘" 현상으로 인한 손상을 방지해야 합니다.

6.3 세척

납땜 후 세정이 필요한 경우, 지정된 용제만 사용해야 합니다. LED를 상온의 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 1분 미만으로 침지하는 것은 허용됩니다. 강력하거나 지정되지 않은 화학 물질은 플라스틱 렌즈나 패키지를 손상시킬 수 있습니다.

6.4 정전기(ESD) 주의

LED는 정전기 및 서지 전압에 의한 손상에 취약합니다. 접지된 손목 스트랩이나 방진 장갑을 사용하여 장치를 다루는 것이 권장됩니다. 작업대 및 기계를 포함한 모든 장비는 ESD 발생을 방지하기 위해 적절히 접지되어야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

LTST-C281KSKT-5A는 자동화 조립에 적합한 테이프 앤 릴 형태로 공급됩니다. 테이프 폭은 8mm이며, 표준 7인치(178mm) 직경 릴에 감겨 있습니다. 각 릴에는 5000개가 들어 있습니다. 소량 구매 시 잔량에 대해서는 최소 500개 포장 단위로 구매 가능합니다. 테이프와 릴 사양은 ANSI/EIA 481 표준을 준수하여 표준 피더 시스템과의 호환성을 보장합니다. 부품을 보호하기 위한 커버가 있으며, 연속된 두 개 이상의 부품 포켓이 비어 있지 않아야 한다는 규격이 있습니다.

8. 응용 제안 및 설계 고려사항

8.1 대표적인 응용 회로

가장 일반적인 구동 방식은 전원 공급 장치(Vcc)에 연결된 직렬 전류 제한 저항입니다. 저항 값(R)은 옴의 법칙을 사용하여 계산됩니다: R = (Vcc - VF) / IF. 여기서 VF는 LED의 순방향 전압(안정적인 설계를 위해 빈 또는 데이터시트의 최대값 사용)이고, IF는 원하는 순방향 전류(예: 5mA, 10mA, 최대 30mA)입니다. 일관된 밝기 또는 넓은 전압 범위에서의 동작이 필요한 응용 분야에는 정전류 드라이버 IC를 권장합니다.

8.2 열 관리

소비 전력은 낮지만(최대 75mW), 효과적인 열 관리는 LED 수명 유지와 색 편이(color shift) 방지를 위해 여전히 중요합니다. PCB 자체가 방열판 역할을 합니다. LED의 열 패드(있는 경우)를 PCB 상의 충분한 구리 면적에 연결하면 열을 발산하는 데 도움이 됩니다. LED를 절대 최대 전류와 온도에서 동시에 장시간 연속 구동하는 것을 피하십시오.

8.3 광학 설계 고려사항

130도의 넓은 시야각은 추가 확산판 없이 다양한 각도에서 빛을 볼 필요가 있는 응용 분야에 이 LED를 적합하게 만듭니다. 보다 집중된 빛을 위해 외부 렌즈나 도광판(light guide)을 사용할 수 있습니다. 이 특정 모델의 투명(water-clear) 렌즈는 필터링 없이 칩의 고유 색상(노란색)을 방출할 수 있게 합니다.

9. 기술적 비교 및 차별화

LTST-C281KSKT-5A는 주로 0.35mm의 초박형 프로파일로 차별화되며, 이는 많은 표준 칩 LED(예: 높이가 0.6-0.8mm인 0603 또는 0805 패키지)보다 얇습니다. 이는 최신 세대의 초슬림 모바일 기기 및 웨어러블에 이상적입니다. AlInGaP 기술의 사용은 GaAsP와 같은 구형 기술에 비해 적색-황색-노란색 범위에서 더 높은 효율과 더 나은 색 채도를 제공합니다. 표준 IR 리플로우 및 테이프 앤 릴 패키징과의 호환성은 대량 자동화 생산 공정에 부합하여 비용 효율적이고 신뢰할 수 있는 솔루션을 제공합니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술적 매개변수 기준)

10.1 우세 파장(dominant wavelength)과 피크 파장(peak wavelength)의 차이는 무엇입니까?

피크 파장(λp)은 방출 스펙트럼의 강도가 최대가 되는 단일 파장입니다. 최대 파장(λd)은 CIE 색도도에서 도출된 계산값으로, 빛의 지각된 색상을 나타냅니다. 이는 LED의 혼합 출력이 주는 색감과 일치하는 단일 파장을 의미합니다. 이러한 황색 AlInGaP LED와 같은 단색 광원의 경우, 두 값은 일반적으로 매우 유사하지만, 색상 규격 지정에는 λd가 더 관련성이 높은 매개변수입니다.

10.2 저항 없이 3.3V 전원으로 이 LED를 구동할 수 있나요?

아니요, 권장되지 않으며 LED를 파손시킬 가능성이 높습니다. 순방향 전압은 1.7-2.3V에 불과합니다. 3.3V를 직접 인가하면 매우 크고 제어되지 않은 전류가 흐르게 되어(최대 30mA를 훨씬 초과) 즉시 과열 및 고장으로 이어집니다. 항상 전류 제한 저항이나 레귤레이터가 필요합니다.

10.3 주문 시 bin 코드를 어떻게 해석하나요?

주문 시 VF, IV 및 Hue 빈 코드의 조합을 지정하여 특성이 밀접하게 일치하는 LED를 얻을 수 있습니다. 예를 들어, "E3, M, K"를 요청하면 순방향 전압 1.9-2.1V, 발광 강도 18.0-28.0 mcd, 주 파장 589.5-592.0 nm의 LED를 받게 됩니다. 빈을 지정하지 않으면 표준 생산 빈의 부품을 받게 됩니다.

11. Operational Principles

LTST-C281KSKT-5A는 AlInGaP 재료 시스템 기반의 반도체 광원입니다. 다이오드의 내재 전위를 초과하는 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 반도체 칩의 활성 영역으로 주입됩니다. 이러한 전하 캐리어들이 재결합하면서 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. AlInGaP 합금의 특정 밴드갭 에너지가 방출되는 광자의 파장을 결정하며, 본 제품의 경우 노란색 영역(~590 nm)에 해당합니다. 투명 에폭시 렌즈가 칩을 캡슐화하여 기계적 보호를 제공하고, 광 출력 빔을 형성(넓은 130도 각도)하며, 광 추출 효율을 향상시킵니다.

12. 산업 동향과 맥락

LTST-C281KSKT-5A와 같은 LED의 발전은 전자 분야의 몇 가지 주요 트렌드에 의해 주도됩니다. 소형화에 대한 지속적인 추구로 인해 더 얇은 최종 제품을 구현하기 위해 더 작은 설치 면적과 더 낮은 프로파일을 가진 부품이 요구됩니다. AlInGaP와 같은 반도체 소재로부터의 효율성과 휘도 증가는 휴대용 기기에서 더 낮은 전력 소비와 더 긴 배터리 수명을 가능하게 합니다. 더 나아가, 산업 전반의 무연 솔더링 및 RoHS 준수 채택은 더 높은 리플로우 온도를 견딜 수 있고 제한 물질이 없는 부품을 의무화합니다. 패키징의 표준화(tape-and-reel, EIA 표준)는 현대 소비자 전자 제품 생산을 정의하는 고도로 자동화된 대량 생산을 지원합니다.