목차
1. 제품 개요
본 문서는 듀얼 컬러 표면 실장 장치(SMD) LED의 완전한 기술 사양을 제공합니다. 이 부품은 단일 패키지 내에 두 개의 별도 반도체 칩을 통합합니다: 하나는 InGaN(인듐 갈륨 나이트라이드) 기술을 사용하여 청색광을 방출하고, 다른 하나는 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 기술을 사용하여 적색광을 방출합니다. 이 설계는 표준 EIA 호환 풋프린트에서 컴팩트한 다중 색상 표시 또는 조명 솔루션을 가능하게 합니다.
LED는 7인치 직경 릴에 감겨진 8mm 테이프에 패키징되어 현대 전자 제조에 사용되는 고속 자동 피크 앤 플레이스 조립 장비와 완벽하게 호환됩니다. 이 제품은 그린 제품으로 분류되며 RoHS(유해물질 제한) 지침을 준수합니다. 또한 이 장치는 인쇄 회로 기판(PCB)에 표면 실장 부품을 조립하는 표준 공정인 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정과 호환되도록 설계되었습니다.
2. 절대 최대 정격
절대 최대 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이 값은 주변 온도(Ta) 25°C에서 지정되며, 어떠한 작동 조건에서도 초과해서는 안 됩니다.
- 소비 전력:블루 칩: 76 mW, 레드 칩: 75 mW.
- 피크 순방향 전류:1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭으로 측정. 블루 칩: 100 mA, 레드 칩: 80 mA.
- DC 순방향 전류:최대 연속 순방향 전류. 블루 칩: 20 mA, 레드 칩: 30 mA.
- 작동 온도 범위:-20°C ~ +80°C.
- 보관 온도 범위:-30°C ~ +100°C.
- 적외선 솔더링 조건:리플로우 솔더링 중 최대 10초 동안 피크 온도 260°C를 견딜 수 있습니다.
LED를 이러한 한계 근처 또는 초과하여 작동시키면 수명과 신뢰성이 크게 감소할 수 있습니다. 설계자는 구동 회로가 지정된 범위 내에서 조건을 유지하도록 해야 합니다.
3. 전기 및 광학 특성
이러한 특성은 표준 테스트 조건에서 Ta=25°C에서 측정되며, 장치의 일반적인 성능을 나타냅니다.
3.1 광도 및 시야각
광도(Iv)는 특정 방향으로 방출되는 빛의 지각된 세기를 측정한 것입니다. 단위는 밀리칸델라(mcd)입니다.
- 블루 칩 (InGaN):순방향 전류(IF) 20 mA에서 일반적인 광도는 45.0 mcd이며, 지정된 최소값은 28.0 mcd입니다.
- 레드 칩 (AlInGaP):IF=20 mA에서 일반적인 광도는 45.0 mcd이며, 지정된 최소값은 18.0 mcd입니다.
시야각(2θ1/2)은 두 색상 모두 130도입니다. 이는 광도가 중심축(0도)에서의 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도입니다. 130도의 각도는 넓은 가시성을 요구하는 응용 분야에 적합한 넓은 시야 패턴을 나타냅니다.
3.2 스펙트럼 특성
스펙트럼 특성은 방출된 빛의 색상 품질을 정의합니다.
- 피크 파장 (λP):방출 스펙트럼이 가장 강한 파장. 블루: 468 nm (일반), 레드: 639 nm (일반).
- 주 파장 (λd):인간의 눈이 색상을 가장 잘 나타낸다고 인지하는 단일 파장. 이는 CIE 색도도에서 도출됩니다. 블루: 470 nm (일반), 레드: 631 nm (일반).
- 스펙트럼 선 반치폭 (Δλ):최대 강도의 절반에서 측정한 방출 스펙트럼의 폭. 블루: 25 nm (일반), 레드: 20 nm (일반). 더 좁은 반치폭은 더 포화되고 순수한 색상을 나타냅니다.
3.3 전기적 파라미터
- 순방향 전압 (VF):지정된 전류에서 작동할 때 LED 양단에 걸리는 전압 강하.
- 블루 칩: IF=20 mA에서 일반 3.3V, 최대 3.8V.
- 레드 칩: IF=20 mA에서 일반 2.0V, 최대 2.4V.
- 역방향 전류 (IR):역방향 전압(VR) 5V가 인가될 때의 최대 누설 전류. 두 칩 모두 최대 역방향 전류는 10 μA입니다.중요 참고사항:이 파라미터는 테스트 목적으로만 사용됩니다; LED는 역방향 바이어스 하에서 작동하도록 설계되지 않았습니다.
ESD 주의:LED는 정전기 방전(ESD)에 민감합니다. 조립 및 취급 중 손상을 방지하기 위해 접지된 손목 스트랩, 방진 매트 및 취급 장비 사용과 같은 적절한 ESD 예방 조치가 필수적입니다.
4. 빈닝 시스템
제조 공정의 자연적인 변동을 고려하기 위해 LED는 성능 빈으로 분류됩니다. 이는 생산 로트 내에서 일관성을 보장합니다.
4.1 광도 빈닝
각 색상의 광도는 다음 코드에 따라 빈닝됩니다. 각 빈 내 허용 오차는 +/-15%입니다.
블루 칩 빈닝 (mcd @20mA):
- 코드 N: 28.0 – 45.0 mcd
- 코드 P: 45.0 – 71.0 mcd
- 코드 Q: 71.0 – 112.0 mcd
- 코드 R: 112.0 – 180.0 mcd
레드 칩 빈닝 (mcd @20mA):
- 코드 M: 18.0 – 28.0 mcd
- 코드 N: 28.0 – 45.0 mcd
- 코드 P: 45.0 – 71.0 mcd
- 코드 Q: 71.0 – 112.0 mcd
주문 시 빈 코드를 지정하면 설계자가 응용 분야에 필요한 밝기 수준의 LED를 선택하여 여러 유닛 간의 시각적 일관성을 보장할 수 있습니다.
5. 솔더링 및 조립 가이드라인
5.1 리플로우 솔더링 프로파일
이 장치는 무연(Pb-free) 솔더링 공정용으로 설계되었습니다. JEDEC 표준을 준수하는 권장 적외선(IR) 리플로우 프로파일이 제공됩니다. 주요 파라미터는 다음과 같습니다:
- 예열:150°C ~ 200°C.
- 예열 시간:최대 120초.
- 피크 온도:최대 260°C.
- 액상선 이상 시간:최대 10초 (최대 두 번의 리플로우 사이클 권장).
정확한 프로파일은 특정 PCB 설계, 솔더 페이스트 및 사용된 오븐에 대해 특성화되어야 합니다. 데이터시트 3페이지의 프로파일은 일반적인 목표로 제공됩니다.
5.2 핸드 솔더링
핸드 솔더링이 필요한 경우, 각별한 주의가 필요합니다:
- 솔더링 아이언 온도:최대 300°C.
- 솔더링 시간:접합부당 최대 3초.
- 핸드 솔더링은 일회성 수리에만 국한되어야 하며, 대량 생산에는 사용해서는 안 됩니다.
5.3 세척
지정된 세척제만 사용해야 합니다. 지정되지 않은 화학 물질은 LED 패키지를 손상시킬 수 있습니다.
- 권장 용제:에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올.
- 절차:세척이 필요한 경우, LED를 상온에서 1분 미만 담급니다.
6. 기계적 및 패키징 정보
6.1 패키지 치수 및 핀 할당
LED는 표준 SMD 패키지로 제공됩니다. 렌즈는 투명합니다. 핀 할당은 다음과 같습니다:
- 핀 1, 2: 블루(InGaN) 칩의 애노드 및 캐소드.
- 핀 3, 4: 레드(AlInGaP) 칩의 애노드 및 캐소드.
데이터시트에는 밀리미터 단위의 모든 중요 치수를 보여주는 상세한 기계 도면이 제공됩니다. 별도 명시되지 않는 한 대부분 치수의 허용 오차는 ±0.10 mm입니다. 신뢰할 수 있는 솔더 접합 형성과 리플로우 중 적절한 정렬을 보장하기 위한 PCB 솔더링 패드 레이아웃도 포함되어 있습니다.
6.2 테이프 및 릴 패키징
LED는 업계 표준 엠보싱 캐리어 테이프로 공급됩니다.
- 릴 크기:직경 7인치.
- 릴당 수량:3000개.
- 최소 포장 수량:잔여 수량의 경우 500개.
- 커버 테이프:빈 부품 포켓은 상단 커버 테이프로 밀봉됩니다.
- 누락 램프:테이프에서 연속적으로 누락될 수 있는 최대 램프 수는 2개입니다.
이 패키징은 ANSI/EIA 481-1-A-1994 사양을 준수하여 자동 조립 장비와의 호환성을 보장합니다.
7. 보관 및 취급
7.1 보관 조건
- 밀봉 패키지 (건조제 포함):≤30°C 및 ≤90% 상대 습도(RH)에서 보관. 1년 이내 사용.
- 개봉 패키지:보관 환경은 30°C 및 60% RH를 초과해서는 안 됩니다. 원래 백 외부에서 장기 보관할 경우, 건조제가 들어 있는 밀폐 용기 또는 질소 건조기 내에 보관하십시오.
7.2 베이킹 요구사항
LED가 원래의 방습 포장에서 1주일 이상 보관된 경우, 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 중 "팝콘 현상"을 방지하기 위해 솔더링 전에 베이킹해야 합니다.
- 베이킹 조건:약 60°C에서 최소 20시간.
- 개봉 후 리플로우:원래 포장 개봉 후 1주일 이내에 IR 리플로우 솔더링을 완료하는 것이 권장됩니다.
8. 적용 노트 및 주의사항
8.1 용도
이 LED는 사무 기기, 통신 장치 및 가전 제품을 포함한 일반 전자 장비 응용 분야용으로 설계되었습니다. 사전 협의 및 특정 자격 없이는 고장이 생명이나 건강을 위협할 수 있는 안전 관련 응용 분야(예: 항공, 의료 생명 유지 장치, 교통 안전 시스템)에는 사용할 수 없습니다.
8.2 설계 고려사항
- 전류 제한:순방향 전류(IF)가 최대 DC 정격(블루 20mA, 레드 30mA)을 초과하지 않도록 항상 직렬 전류 제한 저항 또는 정전류 드라이버를 사용하십시오.
- 열 관리:소비 전력은 낮지만, 특히 고주변 온도 환경에서 충분한 PCB 구리 면적 또는 열 비아를 확보하면 접합 온도를 낮게 유지하여 광 출력과 수명을 보존하는 데 도움이 될 수 있습니다.
- 역방향 전압 보호:장치가 역방향 작동을 위해 설계되지 않았으므로, 회로 설계는 LED 단자에 역방향 바이어스가 인가되는 것을 방지해야 합니다.
- 듀얼 컬러 구동:두 칩은 전기적으로 독립적입니다. 적절한 회로를 사용하여 별도로 또는 함께 구동할 수 있습니다. 동시에 둘 다 구동할 때는 패키지의 총 소비 전력을 고려해야 합니다.
9. 일반적인 적용 시나리오
이 LED의 듀얼 컬러 기능은 다양한 표시 및 상태 표시 기능에 다용도로 사용될 수 있습니다.
- 상태 표시기:소비자 가전, 네트워크 장비 및 산업 제어 장치에서 다른 작동 상태(예: 전원 켜짐/대기, 네트워크 활동, 고장 상태)를 표시하는 데 사용됩니다.
- 이중 색상 디스플레이:두 가지 색상이 필요한 단순 세그먼트 디스플레이 또는 버튼 백라이트로 사용할 수 있습니다.
- 자동차 실내 조명:비중요 실내 분위기 조명용으로 사용 가능하지만, 특정 자동차 등급 자격이 필요합니다.
- 가전 제품 사용자 인터페이스:세탁기, 오븐 또는 오디오 장비에 명확한 다중 상태 피드백을 제공합니다.
10. 성능 분석 및 곡선
데이터시트에는 심층 설계 분석에 필수적인 일반적인 성능 곡선이 포함되어 있습니다. 특정 그래프는 텍스트로 재현되지 않지만 일반적으로 다음과 같은 관계를 보여줍니다:
- 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선):비선형 관계를 보여주며, 필요한 구동 전압과 직렬 저항 값을 계산하는 데 중요합니다.
- 광도 대 순방향 전류:광 출력이 전류에 따라 어떻게 증가하는지 보여주어 밝기 대 전력 소비를 최적화하는 데 도움이 됩니다.
- 광도 대 주변 온도:온도가 증가함에 따라 광 출력이 감소하는 것을 보여주며, 고온 환경에서 작동하는 설계에 중요합니다.
- 스펙트럼 분포:파장에 따른 상대 강도를 나타내는 그래프로, 피크 및 주 파장 값과 스펙트럼 순도를 확인합니다.
설계자는 비표준 조건(다른 전류 또는 온도)에서 장치 동작을 예측하고 의도된 작동 범위 전반에 걸쳐 견고한 성능을 보장하기 위해 이러한 곡선을 참조해야 합니다.
LED 사양 용어
LED 기술 용어 완전 설명
광전 성능
| 용어 | 단위/표시 | 간단한 설명 | 중요한 이유 |
|---|---|---|---|
| 광효율 | lm/W (루멘 매 와트) | 전력 와트당 광출력, 높을수록 더 에너지 효율적입니다. | 에너지 효율 등급과 전기 비용을 직접 결정합니다. |
| 광속 | lm (루멘) | 광원에서 방출되는 총 빛, 일반적으로 "밝기"라고 합니다. | 빛이 충분히 밝은지 결정합니다. |
| 시야각 | ° (도), 예: 120° | 광도가 절반으로 떨어지는 각도, 빔 폭을 결정합니다. | 조명 범위와 균일성에 영향을 미칩니다. |
| 색온도 | K (켈빈), 예: 2700K/6500K | 빛의 따뜻함/차가움, 낮은 값은 노란색/따뜻함, 높은 값은 흰색/차가움. | 조명 분위기와 적합한 시나리오를 결정합니다. |
| 연색성 지수 | 단위 없음, 0–100 | 물체 색상을 정확하게 재현하는 능력, Ra≥80이 좋습니다. | 색상 정확성에 영향을 미치며, 쇼핑몰, 박물관과 같은 고수요 장소에서 사용됩니다. |
| 색차 허용오차 | 맥아담 타원 단계, 예: "5단계" | 색상 일관성 메트릭, 작은 단계는 더 일관된 색상을 의미합니다. | 동일 배치의 LED 전체에 균일한 색상을 보장합니다. |
| 주파장 | nm (나노미터), 예: 620nm (빨강) | 컬러 LED의 색상에 해당하는 파장. | 빨강, 노랑, 녹색 단색 LED의 색조를 결정합니다. |
| 스펙트럼 분포 | 파장 대 강도 곡선 | 파장 전체에 걸친 강도 분포를 보여줍니다. | 연색성과 색상 품질에 영향을 미칩니다. |
전기적 매개변수
| 용어 | 기호 | 간단한 설명 | 설계 고려사항 |
|---|---|---|---|
| 순방향 전압 | Vf | LED를 켜기 위한 최소 전압, "시작 임계값"과 같습니다. | 드라이버 전압은 ≥Vf이어야 하며, 직렬 LED의 경우 전압이 더해집니다. |
| 순방향 전류 | If | 정상 LED 작동을 위한 전류 값. | 일반적으로 정전류 구동, 전류가 밝기와 수명을 결정합니다. |
| 최대 펄스 전류 | Ifp | 짧은 시간 동안 견딜 수 있는 피크 전류, 디밍 또는 플래싱에 사용됩니다. | 손상을 피하기 위해 펄스 폭과 듀티 사이클을 엄격히 제어해야 합니다. |
| 역방향 전압 | Vr | LED가 견딜 수 있는 최대 역전압, 초과하면 항복될 수 있습니다. | 회로는 역연결 또는 전압 스파이크를 방지해야 합니다. |
| 열저항 | Rth (°C/W) | 칩에서 솔더로의 열전달 저항, 낮을수록 좋습니다. | 높은 열저항은 더 강력한 방열이 필요합니다. |
| ESD 면역 | V (HBM), 예: 1000V | 정전기 방전을 견디는 능력, 높을수록 덜 취약합니다. | 생산 시 정전기 방지 조치가 필요하며, 특히 민감한 LED의 경우. |
열 관리 및 신뢰성
| 용어 | 주요 메트릭 | 간단한 설명 | 영향 |
|---|---|---|---|
| 접합 온도 | Tj (°C) | LED 칩 내부의 실제 작동 온도. | 10°C 감소마다 수명이 두 배가 될 수 있음; 너무 높으면 광감쇠, 색 변위를 유발합니다. |
| 루멘 감가 | L70 / L80 (시간) | 밝기가 초기 값의 70% 또는 80%로 떨어지는 시간. | LED "서비스 수명"을 직접 정의합니다. |
| 루멘 유지 | % (예: 70%) | 시간이 지난 후 유지되는 밝기의 비율. | 장기 사용 시 밝기 유지 능력을 나타냅니다. |
| 색 변위 | Δu′v′ 또는 맥아담 타원 | 사용 중 색상 변화 정도. | 조명 장면에서 색상 일관성에 영향을 미칩니다. |
| 열 노화 | 재료 분해 | 장기간 고온으로 인한 분해. | 밝기 감소, 색상 변화 또는 개방 회로 고장을 유발할 수 있습니다. |
패키징 및 재료
| 용어 | 일반 유형 | 간단한 설명 | 특징 및 응용 |
|---|---|---|---|
| 패키지 유형 | EMC, PPA, 세라믹 | 칩을 보호하는 하우징 재료, 광학/열 인터페이스를 제공합니다. | EMC: 내열성 좋음, 저비용; 세라믹: 방열성 더 좋음, 수명 더 길음. |
| 칩 구조 | 프론트, 플립 칩 | 칩 전극 배열. | 플립 칩: 방열성 더 좋음, 효율성 더 높음, 고출력용. |
| 인광체 코팅 | YAG, 규산염, 질화물 | 블루 칩을 덮고, 일부를 노랑/빨강으로 변환하며, 흰색으로 혼합합니다. | 다른 인광체는 효율성, CCT 및 CRI에 영향을 미칩니다. |
| 렌즈/광학 | 플랫, 마이크로렌즈, TIR | 광 분포를 제어하는 표면의 광학 구조. | 시야각과 배광 곡선을 결정합니다. |
품질 관리 및 등급 분류
| 용어 | 빈닝 내용 | 간단한 설명 | 목적 |
|---|---|---|---|
| 광속 빈 | 코드 예: 2G, 2H | 밝기에 따라 그룹화되며, 각 그룹에 최소/최대 루멘 값이 있습니다. | 동일 배치에서 균일한 밝기를 보장합니다. |
| 전압 빈 | 코드 예: 6W, 6X | 순방향 전압 범위에 따라 그룹화됩니다. | 드라이버 매칭을 용이하게 하며, 시스템 효율성을 향상시킵니다. |
| 색상 빈 | 5단계 맥아담 타원 | 색 좌표에 따라 그룹화되며, 좁은 범위를 보장합니다. | 색상 일관성을 보장하며, 기기 내부의 고르지 않은 색상을 피합니다. |
| CCT 빈 | 2700K, 3000K 등 | CCT에 따라 그룹화되며, 각각 해당 좌표 범위가 있습니다. | 다른 장면의 CCT 요구 사항을 충족합니다. |
테스트 및 인증
| 용어 | 표준/시험 | 간단한 설명 | 의미 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 루멘 유지 시험 | 일정 온도에서 장기간 조명, 밝기 감쇠 기록. | LED 수명 추정에 사용됩니다 (TM-21과 함께). |
| TM-21 | 수명 추정 표준 | LM-80 데이터를 기반으로 실제 조건에서 수명을 추정합니다. | 과학적인 수명 예측을 제공합니다. |
| IESNA | 조명 공학 학회 | 광학적, 전기적, 열적 시험 방법을 포함합니다. | 업계에서 인정된 시험 기반. |
| RoHS / REACH | 환경 인증 | 유해 물질 (납, 수은) 없음을 보장합니다. | 국제적으로 시장 접근 요구 사항. |
| ENERGY STAR / DLC | 에너지 효율 인증 | 조명 제품의 에너지 효율 및 성능 인증. | 정부 조달, 보조금 프로그램에서 사용되며, 경쟁력을 향상시킵니다. |