LED 램프 333-2SYGD/S530-E2 데이터시트 - 브릴리언트 옐로우 그린 - 20mA - 2.0V - 60mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 고휘도 브릴리언트 옐로우 그린 LED 램프의 완전한 기술 사양을 제공합니다. 이 소자는 AlGaInP 칩 기술을 사용하여 설계되었으며, 녹색 확산 수지로 캡슐화되어 다양한 시야각 옵션과 함께 신뢰할 수 있고 견고한 조명이 필요한 애플리케이션에 사용됩니다. 본 제품은 관련 환경 표준을 준수합니다.

1.1 핵심 장점 및 목표 시장

이 LED 시리즈의 주요 장점은 높은 발광 강도, 다양한 색상 및 강도 옵션, 그리고 자동화 조립을 위한 테이프 및 릴 패키징 옵션을 포함합니다. 이는 우수한 밝기를 요구하는 애플리케이션을 위해 특별히 설계되었습니다. 목표 시장 및 대표적인 애플리케이션에는 텔레비전, 컴퓨터 모니터, 전화기 및 기타 컴퓨팅 장치와 같은 소비자 가전 디스플레이, 표시등, 백라이트 시스템이 포함됩니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

이 섹션은 표준 테스트 조건(Ta=25°C)에서 정의된 소자의 주요 전기적, 광학적 및 열적 파라미터에 대한 상세하고 객관적인 해석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

절대 최대 정격은 소자에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이는 권장 작동 조건이 아닙니다.

• 연속 순방향 전류 (IF):25 mA. 이 전류를 연속적으로 초과하면 LED의 수명과 발광 출력이 저하됩니다.
• 피크 순방향 전류 (IFP):60 mA. 이는 최대 허용 펄스 전류로, 일반적으로 1 kHz에서 듀티 사이클 1/10 조건에서 지정됩니다. 짧은 고전류 펄스를 포함하는 애플리케이션에 중요합니다.
• 역방향 전압 (VR):5 V. 이 값보다 큰 역바이어스 전압을 가하면 LED 접합부에 즉각적이고 치명적인 고장이 발생할 수 있습니다.
• 전력 소산 (Pd):60 mW. 이는 최대 접합 온도를 초과하지 않고 패키지가 소산할 수 있는 최대 전력으로, 순방향 전압(VF)에 순방향 전류(IF)를 곱하여 계산됩니다.
• 작동 및 보관 온도:이 소자는 -40°C에서 +85°C까지 작동이 가능하며, -40°C에서 +100°C까지 보관할 수 있습니다. 이 범위는 에폭시 수지 및 반도체 재료의 기계적 및 화학적 안정성을 보장합니다.
• 솔더링 온도 (Tsol):5초 동안 260°C. 이는 웨이브 또는 리플로우 솔더링 공정 중 LED 패키지가 견딜 수 있는 최대 열 프로파일을 정의합니다.

2.2 전기-광학 특성

이 파라미터들은 정상 작동 조건(IF=20mA)에서 소자의 성능을 정의합니다. 'Typ.' 열은 예상 중간값을 나타내며, 'Min.'과 'Max.'는 허용 가능한 생산 편차를 정의합니다.

• 발광 강도 (Iv):40-80 mcd (Typ. 80 mcd). 이는 밀리칸델라로 측정된 LED의 인지된 밝기입니다. 넓은 범위는 빈닝 과정을 나타냅니다. 설계자는 최악의 밝기 시나리오를 위해 최소값을 고려해야 합니다.
• 시야각 (2θ1/2):30도 (Typical). 이는 발광 강도가 피크 값(축상)의 절반으로 떨어지는 전체 각도입니다. 30도 각도는 비교적 집중된 빔을 나타내며, 방향성 표시기에 적합합니다.
• 피크 및 주 파장 (λp, λd):각각 575 nm 및 573 nm. 피크 파장은 최대 복사 전력의 스펙트럼 지점입니다. 주 파장은 인지된 색상 지점입니다. 가까운 값은 스펙트럼적으로 순수한 옐로우-그린 발광을 나타냅니다.
• 스펙트럼 방사 대역폭 (Δλ):20 nm. 이는 최대 강도의 절반(FWHM)에서의 스펙트럼 폭입니다. 20 nm의 대역폭은 AlGaInP 기반 LED의 특징으로, 좋은 색 순도를 제공합니다.
• 순방향 전압 (VF):1.7V ~ 2.4V (Typ. 2.0V). 이는 20mA로 구동될 때 LED 양단에 걸리는 전압 강하입니다. 공급 전압이 고정된 경우 전류가 최대 정격을 초과하지 않도록 하려면 회로 설계에서 최대 VF에 맞춘 전류 제한 저항 또는 드라이버를 사용해야 합니다.
• 역방향 전류 (IR):VR=5V에서 10 μA (Max.). 이는 소자가 역바이어스되었을 때의 누설 전류입니다. 정상적인 LED의 경우 일반적으로 매우 낮습니다.

측정 허용 오차:데이터시트는 특정 불확실성을 명시합니다: VF에 대해 ±0.1V, Iv에 대해 ±10%, λd에 대해 ±1.0nm. 정밀 설계 계산 시 이들을 고려해야 합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

제공된 데이터는 대량 생산에서 일관성을 보장하기 위해 주요 성능 파라미터를 기반으로 한 빈닝 구조를 암시합니다. 상세한 빈닝 매트릭스는 완전히 설명되지 않았지만, 사양표 및 라벨 설명에서 다음과 같은 사항을 추론할 수 있습니다:

• 발광 강도 / 플럭스 빈닝:40-80 mcd의 Iv 범위는 소자들이 20mA에서 측정된 출력에 따라 빈으로 분류됨을 시사합니다. 포장 라벨의 'CAT' 필드는 이 등급 또는 카테고리를 나타낼 가능성이 높습니다.
• 파장 / 색상 빈닝:라벨의 'HUE' 필드는 주 파장(λd)에 해당합니다. 전형값이 573 nm이므로, 생산 로트는 특정 주 파장으로 특성화 및 라벨링되어 애플리케이션 내 색상 일관성을 유지할 가능성이 높습니다.
• 순방향 전압 빈닝:1.7V ~ 2.4V의 VF 범위는 LED가 순방향 전압 특성에 따라 그룹화될 수 있음을 나타냅니다. 병렬 회로에서 VF를 일치시키면 균일한 전류 분배를 달성하는 데 도움이 될 수 있습니다.

4. 성능 곡선 분석

전형적인 특성 곡선은 다양한 조건에서 소자의 동작에 대한 중요한 통찰력을 제공하며, 이는 견고한 회로 및 열 설계에 필수적입니다.

4.1 상대 강도 대 파장

이 곡선은 스펙트럼 전력 분포를 그래픽으로 나타내며, 약 20 nm의 FWHM으로 575 nm 근처에서 피크를 보입니다. 이는 가시 스펙트럼의 옐로우-그린 영역에 중심을 둔 광 출력의 단색 특성을 확인시켜 줍니다.

4.2 지향성 패턴

지향성(또는 방사 패턴) 곡선은 빛의 공간적 분포를 보여줍니다. 제공된 30도 시야각은 이 패턴에서 도출됩니다. 곡선 형태는 돔 렌즈가 있는 표준 LED 램프의 전형적인 것으로, 근접 람베르트 또는 약간 집중된 발광 프로파일을 보여줍니다.

4.3 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

이 곡선은 다이오드의 전형적인 전류와 전압 사이의 지수 관계를 보여줍니다. '무릎' 전압은 약 1.8V-2.0V입니다. 이 지점을 넘어서면 전압의 작은 증가가 전류의 큰 증가를 유발하며, LED를 구동할 때 전압 규제가 아닌 전류 규제의 중요성을 강조합니다.

4.4 상대 강도 대 순방향 전류 (L-I 곡선)

이 곡선은 구동 전류와 광 출력 사이의 관계를 보여줍니다. 권장 작동 범위 내에서는 일반적으로 선형이지만, 매우 높은 전류에서는 포화되고 결국 저하됩니다. 전형적인 20mA에서 작동하면 효율성, 밝기 및 수명 사이의 좋은 균형을 보장합니다.

4.5 열적 특성

다음 곡선들은상대 강도 대 주변 온도및순방향 전류 대 주변 온도(일정 전압에서) 매우 중요합니다. 이들은 내부 양자 효율 감소 및 비방사 재결합 증가로 인해 주변 온도가 증가함에 따라 발광 출력이 감소함을 보여줍니다. 반대로, 고정된 인가 전압의 경우 순방향 전류는 다이오드의 순방향 전압이 음의 온도 계수를 가지기 때문에 온도와 함께 증가합니다. 이는 정전류 드라이버로 적절히 관리되지 않으면 잠재적인 열 폭주 시나리오를 생성할 수 있습니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

5.1 패키지 치수 및 도면

데이터시트에는 상세한 치수 도면이 포함되어 있습니다. 도면 및 주석에서 도출된 주요 사양은 다음과 같습니다: 모든 치수는 밀리미터(mm) 단위이며, 플랜지 높이는 1.5mm 미만이어야 하고, 별도로 명시되지 않는 한 일반 공차는 ±0.25mm입니다. 도면은 PCB 풋프린트 설계(랜드 패턴)에 필수적인 리드 간격, 본체 크기 및 전체 모양을 정의합니다.

5.2 극성 식별

제공된 텍스트에 명시적으로 상세히 설명되지는 않았지만, 표준 LED 램프는 일반적으로 렌즈의 평평한 모서리, 짧은 리드 또는 패키지의 표시를 통해 캐소드(음극 리드)를 식별합니다. PCB 풋프린트는 조립 중 올바른 방향을 보장하기 위해 이 극성과 일치하도록 설계되어야 합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

적절한 취급은 소자의 신뢰성과 성능을 유지하는 데 필수적입니다.

6.1 리드 성형

• 굽힘은 응력 균열을 방지하기 위해 에폭시 불베이스에서 최소 3mm 이상 떨어진 곳에서 이루어져야 합니다.
• 성형은 솔더링 전에 완료되어야 합니다.
• 열 충격을 피하기 위해 실온에서 리드를 절단하십시오.
• PCB 구멍은 장착 응력을 피하기 위해 LED 리드와 완벽하게 정렬되어야 합니다.

6.2 보관 조건

• 수령 시 ≤30°C 및 ≤70% 상대 습도(RH)에서 보관하십시오. 이러한 조건에서의 유통 기한은 3개월입니다.
• 더 긴 보관(최대 1년)을 위해서는 질소 분위기와 건조제가 있는 밀봉 용기를 사용하십시오.
• 습한 환경에서 급격한 온도 변화를 피하여 응결을 방지하십시오.

6.3 솔더링 공정

중요 규칙:솔더 접합부에서 에폭시 불베이스까지 최소 3mm의 거리를 유지하십시오.

• 핸드 솔더링:인두 팁 온도 최대 300°C (최대 30W 인두용), 솔더링 시간 최대 3초.
• 웨이브/딥 솔더링:예열 온도 최대 100°C (최대 60초). 솔더 목욕 온도 최대 260°C, 최대 침지 시간 5초.
• 권장 솔더링 온도 프로파일이 제공되며, 열 응력을 최소화하기 위해 이를 따라야 합니다.
• 솔더링 중 및 솔더링 직후 소자가 뜨거울 때 리드에 기계적 응력을 가하지 마십시오.
• 딥/핸드 솔더링을 두 번 이상 수행하지 마십시오.
• 피크 솔더링 온도에서 점진적으로 냉각하십시오. 급격한 냉각을 피하십시오.

6.4 세척

• 필요한 경우에만 세척하십시오. 실온에서 이소프로필 알코올을 1분 이내로 사용하십시오. 공기 건조하십시오.
• 초음파 세척은 강력히 권장하지 않습니다. 절대적으로 필요한 경우, 초음파 에너지가 내부 다이 본드 또는 에폭시 패키지를 손상시킬 수 있으므로 안전한 전력 수준 및 지속 시간을 결정하기 위해 광범위한 사전 적격성 테스트가 필요합니다.

6.5 열 관리

효과적인 열 관리는 LED 성능 및 수명에 가장 중요합니다. 데이터시트에서 참조된 디레이팅 곡선에 표시된 바와 같이, 더 높은 주변 온도에서 전류를 적절히 디레이팅해야 합니다. 설계는 일반적으로 적절한 열 릴리프, 열 비아 또는 고전력 애플리케이션용 외부 방열판이 있는 PCB를 사용하여 LED 본체 주변의 온도가 제어되도록 해야 합니다.

6.6 정전기 방전 (ESD) 보호

이 LED들은 정전기 방전에 민감합니다. ESD는 잠재적 손상 또는 즉각적인 고장을 일으킬 수 있습니다. 접지된 손목 스트랩과 도전성 매트를 사용하여 ESD 보호 구역에서 항상 부품을 취급하십시오. 모든 조립 및 취급 공정 중에 ESD 안전 포장 및 장비를 사용하십시오.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 포장 사양

소자는 운송 및 취급 중 기계적 및 정전기적 손상을 방지하기 위해 포장됩니다.

• 1차 포장:정전기 방지 백.
• 2차 포장:5개의 백을 포함하는 내부 카톤.
• 3차 포장:10개의 내부 카톤을 포함하는 외부 카톤.
• 포장 수량:백당 최소 200개에서 500개. 따라서 하나의 외부 카톤에는 10,000개에서 25,000개가 포함됩니다 (10 내부 카톤 * 5 백 * 200-500개/백).

7.2 라벨 설명

포장 라벨에는 추적성 및 식별을 위한 여러 코드가 포함되어 있습니다:

• CPN:고객의 부품 번호.
• P/N:제조사의 생산 번호 (예: 333-2SYGD/S530-E2).
• QTY:백 내의 개수.
• CAT:등급 또는 성능 카테고리 (발광 강도 빈과 관련 있을 가능성 높음).
• HUE:주 파장 코드.
• REF:참조 코드.
• LOT No:추적성을 위한 제조 로트 번호.

8. 애플리케이션 제안 및 설계 고려사항

8.1 대표적인 애플리케이션 시나리오

이 LED는 다음에 적합합니다:

• 상태 표시기:높은 밝기와 집중된 시야각으로 인해 소비자 가전(TV, 모니터, 전화기, 컴퓨터)의 전원, 활동 또는 모드 표시기.
• 백라이트:균일하고 밝은 조명이 필요한 소형 LCD 패널의 에지 라이팅 또는 아이콘 백라이트.
• 전면 패널 디스플레이:버튼, 스위치 또는 패널 미터의 조명.

8.2 중요한 설계 고려사항

• 전류 제한:항상 직렬 전류 제한 저항 또는 정전류 드라이버를 사용하십시오. 최악의 조건(최소 VF)에서 전류가 25mA를 절대 초과하지 않도록 하기 위해 최대 순방향 전압(2.4V)을 사용하여 저항 값을 계산하십시오. 공식: R = (V_공급 - VF_최대) / I_목표.
• 열 설계:온도가 광 출력 및 순방향 전압에 미치는 부정적인 영향을 고려하십시오. 특히 높은 주변 온도 환경 또는 밀폐 공간에서 적절한 PCB 구리 면적 또는 기타 방열 수단을 제공하십시오.
• ESD 보호:사용자 인터페이스 또는 외부 커넥터에 노출된 LED 애노드/캐소드에 연결된 신호 라인에 ESD 보호 다이오드를 통합하십시오.
• 광학 설계:30도 시야각은 비교적 좁은 빔을 제공합니다. 더 넓은 조명을 위해서는 확산 렌즈를 사용하거나 더 넓은 기본 시야각을 가진 LED를 선택하는 것을 고려하십시오.

9. 기술 비교 및 차별화

특정 경쟁사 부품과의 직접적인 비교는 제공되지 않지만, 이 LED의 데이터시트를 기반으로 한 주요 차별화 특징은 다음과 같습니다:

• 칩 기술:AlGaInP(알루미늄 갈륨 인듐 포스파이드) 반도체 재료를 사용하며, 이는 구형 기술에 비해 앰버, 옐로우 및 그린 빛을 생산하는 데 매우 효율적입니다.
• 밝기:20mA에서 전형적인 발광 강도 80 mcd를 제공하며, 이 색상의 표준 램프 패키지로서 경쟁력이 있습니다.
• 견고성:데이터시트는 신뢰할 수 있고 견고한 구조를 강조하며, 표준 조립 공정을 견딜 수 있도록 설계되었음을 시사하는 상세한 취급 및 솔더링 지침을 제공합니다.
• 규정 준수:무연 및 RoHS 준수로 명시되어 있으며, 전자 부품에 대한 현대 환경 규정을 충족합니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q1: 더 많은 밝기를 위해 이 LED를 30mA로 구동할 수 있나요?

A: 아니요. 연속 순방향 전류에 대한 절대 최대 정격은 25 mA입니다. 30mA에서 작동하면 이 정격을 초과하여 LED의 수명을 크게 단축시키고, 빠른 루멘 감가를 일으키며, 치명적인 열적 고장으로 이어질 수 있습니다.

Q2: 제 전원 공급 장치는 5V입니다. 20mA 구동 전류를 위해 어떤 값의 저항을 사용해야 하나요?

A: 안전한 설계를 위해 최악의 경우(최대) VF인 2.4V를 사용하십시오. R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 옴. 가장 가까운 표준 높은 값은 150 옴입니다. 150 옴을 사용하면 전류는 약 (5V - 2.0V)/150 = 20mA(전형적인 VF 사용)가 되어 안전합니다. 항상 저항의 전력 소산을 확인하십시오: P = I^2 * R = (0.02^2)*150 = 0.06W, 따라서 표준 1/8W(0.125W) 저항으로 충분합니다.

Q3: 제 장치가 뜨거워지면 빛 출력이 왜 어두워지나요?

A: 이는 "상대 강도 대 주변 온도" 곡선에 표시된 바와 같이 LED의 기본적인 특성입니다. 반도체 재료의 효율성은 접합 온도가 증가함에 따라 감소하여 동일한 양의 전기 전류에 대해 더 적은 빛을 생산합니다. 설계에서 개선된 열 관리는 이 효과를 완화할 수 있습니다.

Q4: 이 LED들을 솔더링한 후 PCB를 청소하기 위해 초음파 세척을 사용할 수 있나요?

A: 강력히 권장하지 않습니다. 데이터시트는 초음파 세척이 전력 및 조립 조건에 따라 LED를 손상시킬 수 있다고 명시합니다. 반드시 사용해야 한다면 철저한 사전 적격성 테스트를 수행해야 합니다. 더 안전한 대안은 이소프로필 알코올과 부드러운 브러싱을 사용하거나 솔더링 후 세척이 필요 없는 노클린 플럭스를 사용하는 것입니다.

11. 실용적인 설계 및 사용 사례 연구

시나리오: 네트워크 라우터용 상태 표시기 클러스터 설계.

설계자는 전원, 인터넷, Wi-Fi 및 두 개의 이더넷 포트에 대해 5개의 밝은 녹색-노란색 표시기가 필요합니다. 그들은 밝기와 색상 때문에 이 LED를 선택합니다.

• 회로 설계:라우터의 내부 논리 공급은 3.3V입니다. 최대 VF 2.4V와 목표 전류 18mA(마진 추가)를 사용하여 저항 값은 (3.3V - 2.4V) / 0.018A = 50 옴입니다. 51옴 표준 저항이 선택됩니다. 저항당 전력은 (0.018^2)*51 ≈ 0.0165W입니다.
• PCB 레이아웃:PCB 풋프린트는 패키지 치수 도면에 정확히 따라 생성됩니다. 작은 열 릴리프 스포크가 LED 패드를 더 큰 접지면에 연결하여 솔더링을 어렵게 하지 않으면서 열 방산을 돕습니다.
• 조립:조립자는 지침을 따릅니다: ESD 보호를 사용하고, 배치 전에 리드를 성형하며(필요한 경우), 피크 온도가 260°C를 초과하지 않는 권장 리플로우 프로파일을 따릅니다.
• 결과:LED는 모든 다섯 개 유닛에서 일관된 색상으로 선명하고 밝은 표시를 제공하며, 적절한 열 및 전기 설계로 인해 제품은 신뢰성 테스트를 통과합니다.

12. 작동 원리 소개

이 LED는 반도체 p-n 접합에서의 전기발광 원리로 작동합니다. 칩 재료는 AlGaInP입니다. 다이오드의 턴온 전압(약 1.7-2.0V)을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 접합을 가로질러 주입됩니다. 이들 전하 캐리어는 반도체의 활성 영역에서 재결합합니다. 이 재결합의 상당 부분은 방사성입니다. 즉, 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 573-575 nm(옐로우-그린)의 특정 파장은 칩의 활성층에 사용된 AlGaInP 합금 구성의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. 녹색 확산 에폭시 수지 패키지는 칩을 보호하고, 광 출력 빔을 형성하는 기본 렌즈 역할을 하며, 빛을 확산시켜 더 균일한 외관을 만듭니다.

13. 기술 동향 및 맥락

이 구성 요소는 단색 표시기 LED를 위한 성숙한 주류 기술을 나타냅니다. AlGaInP 기반 LED는 고효율 적색, 앰버 및 옐로우-그린 발광을 위한 표준입니다. 이러한 소자와 관련된 현재 산업 동향은 다음과 같습니다:

• 효율성 증가:지속적인 연구는 이러한 재료의 내부 양자 효율(IQE) 및 광 추출 효율(LEE)을 개선하여 동일한 입력 전류에서 더 높은 발광 강도 또는 더 낮은 전력에서 동일한 밝기를 달성하는 것을 목표로 합니다.
• 소형화:이것은 표준 램프 패키지이지만, 더 넓은 동향은 고밀도 PCB 설계를 위한 더 작은 표면 실장 장치(SMD) 패키지(예: 0402, 0201)를 향하고 있지만, 종종 총 광 출력 및 열 방산 능력과의 트레이드오프가 있습니다.
• 향상된 신뢰성:에폭시 수지 조성, 다이 부착 재료 및 와이어 본딩 기술의 개선은 LED의 작동 수명 및 온도 내성을 계속해서 높이고 있습니다.
• 스마트 통합:조명의 거시적 동향은 제어 회로(드라이버, 통신)를 LED 패키지에 직접 통합하여 "스마트" 구성 요소를 만드는 것입니다. 이 특정 부품은 개별적인 "덤" LED이지만, 그 기본 파라미터를 이해하는 것은 더 통합된 솔루션을 다루는 데 기초가 됩니다.