듀얼 컬러 SMD LED 데이터시트 - 패키지 3.2x2.8x1.9mm - 전압 2.0V - 전력 75mW - 녹색/황색 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 소형 표면 실장 듀얼 컬러 LED 램프의 사양을 상세히 설명합니다. 이 장치는 자동화된 인쇄 회로 기판(PCB) 조립 공정을 위해 설계되었으며, 공간이 중요한 제약 조건인 응용 분야에 적합합니다. 단일 패키지 내에 두 개의 별도 LED 칩을 통합하여 최소한의 공간으로 다중 상태 표시 또는 색상 혼합을 가능하게 합니다.

1.1 핵심 특징 및 목표 시장

이 부품의 주요 장점은 RoHS 지침 준수, 고휘도 AlInGaP 반도체 기술 활용, 대량 조립을 위한 표준 테이프 앤 릴 형식과 호환되는 패키징을 포함합니다. 그 설계는 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정과 호환됩니다. 목표 응용 분야는 통신 장비(예: 휴대폰), 휴대용 컴퓨팅 장치(예: 노트북), 네트워크 하드웨어, 가전제품, 실내 간판, 키보드 백라이트 및 상태 표시 기능을 포함하되 이에 국한되지 않는 다양한 소비자 및 산업용 전자 제품에 걸쳐 있습니다.

2. 기술 파라미터: 심층 객관적 해석

2.1 절대 최대 정격

이 한계를 초과하여 장치를 작동하면 영구적인 손상을 초래할 수 있습니다. 주요 정격에는 색상 칩당 최대 전력 소산 75 mW, 연속 DC 순방향 전류 30 mA, 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서의 피크 순방향 전류 80 mA가 포함됩니다. 최대 허용 역전압은 5 V입니다. 장치는 작동 온도 범위 -30°C ~ +85°C 및 저장 온도 범위 -40°C ~ +85°C로 정격화되어 있습니다.

2.2 전기-광학 특성

표준 테스트 전류 20 mA 및 주변 온도 25°C에서 측정 시, 녹색 및 황색 칩 모두의 일반적인 순방향 전압(Vf)은 2.0 V이며, 지정된 범위는 1.5 V(최소)에서 2.4 V(최대)입니다. 광도(Iv)는 핵심 성능 지표입니다. 녹색 칩의 경우 일반적인 값은 35.0 mcd(밀리칸델라)이며, 최소값은 18.0 mcd입니다. 황색 칩은 일반적으로 75.0 mcd의 더 높은 출력을 보이며, 최소값은 28.0 mcd입니다. 시야각(2θ1/2)은 강도가 축 방향 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도로 정의되며, 일반적으로 130도로 넓은 시야 패턴을 나타냅니다. 주 파장(λd)은 인지되는 색상을 정의합니다. 녹색의 경우 일반적으로 571 nm(범위 564-578 nm)에 중심을 두며, 황색의 경우 589 nm(범위 582-596 nm)에 있습니다. 스펙트럼 선 반폭(Δλ)은 두 색상 모두 일반적으로 15.0 nm입니다.

3. 빈 등급 시스템 설명

제품은 응용 분야에서 일관성을 보장하기 위해 성능 빈에 따라 분류됩니다. 두 가지 주요 빈 분류 파라미터가 사용됩니다: 광도(Iv) 및 주 파장(색조).

3.1 광도 빈 분류

녹색 LED는 광도 빈 M(18.0-28.0 mcd), N(28.0-45.0 mcd) 및 P(45.0-71.0 mcd)로 제공됩니다. 황색 LED는 빈 N(28.0-45.0 mcd), P(45.0-71.0 mcd), Q(71.0-112.0 mcd) 및 R(112.0-180.0 mcd)을 제공합니다. 각 빈 내에서 +/-15%의 허용 오차가 적용됩니다.

3.2 색조(파장) 빈 분류

녹색 LED의 경우, 주 파장은 C(567.5-570.5 nm), D(570.5-573.5 nm) 및 E(573.5-576.5 nm)로 빈 분류되며, 빈당 +/-1 nm의 허용 오차를 가집니다. 이 정밀한 제어는 생산 로트 전반에 걸쳐 색상 일관성을 보장하며, 균일한 외관이 필요한 응용 분야에 중요합니다.

4. 성능 곡선 분석

특정 그래픽 데이터가 원본 문서에서 참조되지만(예: 스펙트럼 방출을 위한 그림 1, 시야각을 위한 그림 5), 이러한 장치의 일반적인 곡선은 중요한 관계를 보여줍니다. 순방향 전류 대 순방향 전압(I-V) 곡선은 다이오드 특성의 지수 관계를 보여줍니다. 광도 대 순방향 전류 곡선은 일반적으로 전류가 일정 수준까지 증가함에 따라 광 출력이 거의 선형적으로 증가하다가 효율이 떨어질 수 있음을 보여줍니다. 스펙트럼 분포 곡선은 각 단색 칩에 대해 단일 피크를 보여주며, 반폭은 색상 순도를 정의합니다. 이러한 곡선을 이해하는 것은 회로 설계, 특히 LED를 최적 효율로 구동하고 다양한 작동 조건에서 광 출력을 예측하는 데 필수적입니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수 및 핀 할당

이 장치는 표준 SMD 풋프린트를 특징으로 합니다. 주요 치수는 길이 약 3.2 mm, 너비 2.8 mm의 본체 크기와 일반적인 높이 1.9 mm를 포함합니다. 허용 오차는 일반적으로 ±0.1 mm입니다. 패키지는 투명 렌즈를 사용합니다. 핀 할당은 다음과 같습니다: 핀 1과 3은 녹색 AlInGaP 칩에 할당되고, 핀 2와 4는 황색 AlInGaP 칩에 할당됩니다. 이 구성은 각 색상을 독립적으로 제어할 수 있게 합니다.

5.2 권장 PCB 부착 패드 레이아웃

신뢰할 수 있는 솔더링과 적절한 기계적 정렬을 보장하기 위해 권장 랜드 패턴(풋프린트)이 제공됩니다. 이 패턴은 일반적으로 접합 강도와 열 방산에 중요한 좋은 솔더 필렛 형성을 용이하게 하기 위해 장치 단자보다 약간 큰 패드를 포함합니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 IR 리플로우 솔더링 파라미터

무연(Pb-free) 조립 공정의 경우, 특정 리플로우 프로파일이 권장됩니다. 피크 본체 온도는 260°C를 초과해서는 안 되며, 260°C 이상의 시간은 최대 10초로 제한되어야 합니다. 최대 200°C까지의 예열 단계가 권장됩니다. 프로파일은 특정 PCB 설계, 솔더 페이스트 및 사용된 오븐에 대해 특성화되어야 합니다. 이 장치는 이러한 조건에서 최대 두 번의 리플로우 사이클에 대해 적격입니다.

6.2 수동 솔더링

인두로 수동 솔더링이 필요한 경우, 팁 온도는 최대 300°C로 제어되어야 하며, 리드당 솔더링 시간은 3초를 초과해서는 안 됩니다. 수동 솔더링은 한 번만 수행되어야 합니다.

6.3 저장 및 취급

LED는 습기에 민감합니다(MSL 3). 원래 밀봉된 습기 차단 백에 건조제와 함께 보관할 때는 ≤30°C 및 ≤90% RH에서 보관하고 1년 이내에 사용해야 합니다. 백을 개봉한 후에는 구성 요소를 ≤30°C 및 ≤60% RH에서 보관해야 합니다. 백을 개봉한 후 1주일 이내에 IR 리플로우 공정을 완료하는 것이 좋습니다. 원래 포장에서 벗어나 1주일 이상 보관된 구성 요소의 경우, 솔더링 전에 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 중 "팝콘" 손상을 방지하기 위해 베이킹 절차(예: 60°C에서 최소 20시간)가 필요합니다.

6.4 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 물질은 패키지 재료를 손상시킬 수 있습니다.

7. 포장 및 주문 정보

구성 요소는 EIA-481 표준에 따라 7인치(178 mm) 직경 릴에 감긴 8 mm 너비의 엠보싱 캐리어 테이프에 공급됩니다. 각 릴에는 3000개가 들어 있습니다. 테이프는 구성 요소 포켓을 밀봉하기 위해 커버 테이프를 사용합니다. 전체 릴 미만의 수량의 경우, 나머지 로트에 대해 최소 포장 수량 500개가 적용됩니다.

8. 응용 제안

8.1 일반적인 응용 시나리오

이 듀얼 컬러 LED는 다중 상태 표시에 이상적입니다. 예를 들어, 네트워크 라우터에서 녹색 칩은 "전원 켜짐/작동 정상"을 나타낼 수 있고, 황색 칩은 "데이터 활동" 또는 "시스템 경고"를 나타낼 수 있습니다. 소비자 전자 제품에서는 결합된 충전/상태 표시등으로 사용할 수 있습니다. 작은 크기로 인해 휴대용 장치의 미니어처 키패드 또는 아이콘 백라이트에 적합합니다.

8.2 설계 고려 사항

전류 제한:각 LED 칩에 대해 항상 직렬 전류 제한 저항을 사용하십시오. 저항 값은 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다: R = (공급 전압 - LED_Vf) / 원하는 전류. 일반적인 Vf 2.0V와 5V 공급 전압에서 원하는 전류 20 mA를 사용하면, R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω입니다.

열 관리:전력 소산이 낮지만, 열 패드(있는 경우) 또는 리드 주변에 적절한 PCB 구리를 확보하는 것은 열을 방산하는 데 도움이 되며, 특히 고온 환경에서 LED 수명과 안정적인 광 출력을 유지하는 데 중요합니다.

ESD 보호:이 장치는 정전기 방전(ESD)에 민감합니다. 취급 및 조립 중에 적절한 ESD 제어(손목 스트랩, 접지된 작업대, 전도성 폼)를 사용해야 합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

단색 SMD LED와 비교하여, 이 장치는 하나의 패키지에 두 가지 기능을 결합하여 공간을 절약하고, PCB 실장 면적과 조립 시간을 줄입니다. AlInGaP 기술의 사용은 이러한 특정 색상(녹색 및 황색)에 대해 다른 일부 LED 기술에 비해 일반적으로 더 높은 발광 효율과 더 나은 온도 안정성을 제공하여 작동 온도 범위에서 더 밝고 일관된 출력을 제공합니다.

10. 자주 묻는 질문(기술 파라미터 기반)

Q: 녹색과 황색 LED를 각각 최대 DC 전류(30 mA)로 동시에 구동할 수 있습니까?

A: 기술적으로는 가능하지만, 총 전력 소산을 고려해야 합니다. 각각 30mA로 동시 작동하면 순방향 전압이 범위의 상한에 있을 경우 권장 한계를 초과할 수 있는 결합된 전력 소산이 발생합니다. 절대 최대 정격보다 낮은 값, 예를 들어 각각 20 mA에서 작동하고 적절한 열 설계를 보장하는 것이 더 안전합니다.

Q: 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇입니까?

A: 피크 파장(λp)은 스펙트럼 전력 분포가 최대인 파장입니다. 주 파장(λd)은 기준 백색광과 비교할 때 LED의 인지된 색상과 일치하는 단색광의 단일 파장입니다. λd는 인간 중심 응용 분야에서 색상 사양과 더 관련이 있습니다.

Q: 백을 개봉한 후 저장 조건이 왜 그렇게 중요합니까?

A: SMD 패키지는 공기 중의 수분을 흡수할 수 있습니다. 고온 리플로우 솔더링 공정 중에 갇힌 이 수분이 빠르게 증발하여 내부 압력을 생성하여 패키지 박리 또는 다이 균열을 일으킬 수 있으며, 이러한 고장을 "팝콘" 현상이라고 합니다. 지정된 저장 조건과 베이킹 절차는 이를 방지합니다.

11. 실제 응용 사례

시나리오: 휴대용 장치용 듀얼 상태 표시등 설계

설계자가 단일 표시등 LED가 있는 소형 미디어 플레이어를 만들고 있습니다. 요구 사항은 다음과 같습니다: "재생"을 위한 고정 녹색, "일시 정지"를 위한 깜빡이는 녹색, "충전/대기"를 위한 고정 황색. 이 듀얼 컬러 LED를 사용하면 설계가 단순화됩니다. 두 개의 GPIO 핀이 있는 마이크로컨트롤러는 간단한 트랜지스터 스위치를 통해 또는 GPIO가 충분한 전류를 싱크/소스할 수 있는 경우 직접 녹색과 황색 칩을 독립적으로 제어할 수 있습니다. 넓은 130도 시야각은 다양한 각도에서 상태를 볼 수 있도록 보장합니다. 설계자는 모든 생산 단위에서 균일한 색상과 밝기를 보장하기 위해 동일한 광도 및 색조 빈에서 구성 요소를 선택합니다.

12. 원리 소개

발광 다이오드(LED)는 전류가 흐를 때 빛을 방출하는 반도체 장치입니다. 이 현상을 전계 발광이라고 합니다. AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) LED에서 전기 에너지는 전자와 정공이 반도체의 활성 영역 내에서 재결합하게 하여 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 빛의 특정 색상은 구성 요소의 비율을 조정하여 설계된 반도체 재료의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. 듀얼 컬러 LED 패키지는 서로 다른 밴드갭을 가진 두 개의 이러한 반도체 칩을 전기적으로 분리되었지만 공통의 기계적 구조를 공유하는 형태로 수용합니다.

13. 발전 동향

SMD LED 기술의 일반적인 동향은 더 높은 효율(와트당 더 많은 루멘)을 지향하여 더 밝은 디스플레이 또는 더 낮은 전력 소비를 가능하게 합니다. 소형화는 소비자 전자 제품에서 더 밀집된 패키징과 새로운 폼 팩터를 가능하게 하는 핵심 동인으로 남아 있습니다. 또한 개선된 색 재현성과 일관성, 가혹한 환경 조건에서의 향상된 신뢰성에 초점을 맞추고 있습니다. 제어 IC와 LED를 단일 패키지에 결합하는 것("스마트 LED")과 같은 통합은 시스템 설계를 단순화하는 또 다른 성장 영역입니다.