LED RGB SMD 1.6x1.7x1.6mm - 전압 R:1.7-2.4V G:2.5-3.3V B:2.5-3.3V - 전력 48-49.5mW - 풀 컬러 영문 기술 데이터시트

1. 제품 개요

이 풀컬러 LED 소자는 공통 애노드 RGB SMD(표면 실장 소자)로, 전체 검정색 표면을 적용하여 고대비 애플리케이션에 적합합니다. 제품 크기는 1.6mm x 1.7mm x 1.6mm로, 실내외 풀컬러 비디오 스크린의 고밀도 픽셀 피치에 적합합니다. 110°의 초광시야각은 대형 디스플레이에서 균일한 광 분포를 보장합니다. 이 LED는 높은 광도, 낮은 소비 전력, 우수한 신뢰성 및 긴 수명을 특징으로 합니다. IPX6 방수 등급을 충족하며, Moisture Sensitivity Level 5a(MSL5a)를 만족하여 납땜 전 주의 깊은 취급이 필요합니다. 이 부품은 RoHS를 준수하며 무연 리플로우 납땜 공정과 호환됩니다. 무광 표면은 직사광선에서 눈부심을 줄이고 시각적 대비를 향상시킵니다.

2. 기술 파라미터 분석

2.1 전기적 및 광학적 특성

시험 온도 25°C(Ts=25°C)에서 각 컬러 칩(R, G, B)에 대한 전기적 및 광학적 파라미터가 명시됩니다. 모든 채널에서 VR=5V일 때 역전류(IR)는 최대 6μA로 제한되어 낮은 누설을 보장합니다. 순방향 전압(VF) 범위는 Red: 최소 1.7V ~ 최대 2.4V, Green: 최소 2.5V ~ 최대 3.3V, Blue: 최소 2.5V ~ 최대 3.3V입니다. 주파장(λD) 빈은 Red 617–628 nm(빈당 5nm), Green 520–545 nm(빈당 3nm), Blue 460–475 nm(빈당 3nm)입니다. 스펙트럼 복사 대역폭(Δλ)은 Red 24 nm, Green 38 nm, Blue 30 nm입니다. 시험 전류(Red 10mA, Green 10mA, Blue 5mA)에서의 광도(IV)는 최소, 평균, 최대값을 나타냅니다: Red: 최소 120 mcd, 평균 195 mcd, 최대 310 mcd; Green: 최소 290 mcd, 평균 470 mcd, 최대 750 mcd; Blue: 최소 20 mcd, 평균 35 mcd, 최대 55 mcd. 각 색상의 빈 비율은 1:1.3입니다. 시야각(2θ1/2)은 110° 대칭입니다.

2.2 절대 최대 정격

Ts=25°C에서의 절대 최대 정격은 안전 작동 한계를 정의합니다. 순방향 전류(IF) 최대값: Red 20 mA, Green 15 mA, Blue 15 mA. 역방향 전압(VR) 최대값: 채널당 5 V. 작동 온도 범위: -30°C ~ +85°C. 보관 온도 범위: -40°C ~ +100°C. 전력 손실(PD) 최대값: Red 48 mW, Green 49.5 mW, Blue 49.5 mW. 모든 칩의 총 접합 온도(TJ) 최대값: 100°C. 정전기 방전(ESD) 보호(HBM)는 1000V로 정격화되어 있으며, 취급 시 표준 정전기 방지 조치가 필요합니다.

2.3 Binning 시스템 설명

LED는 주 파장과 광도에 따라 빈(bin)으로 분류됩니다. 적색의 파장 빈은 5 nm 간격, 녹색 및 청색은 3 nm 간격입니다. 광도 빈은 1:1.3 비율을 따르며, 각 광도 등급은 하한값의 1.3배를 상한값으로 하는 범위를 포함합니다. 이 빈닝 시스템은 디스플레이 내 여러 LED 간의 일관된 색상과 밝기 균일성을 보장합니다. 특정 빈 코드는 제품 라벨에 인쇄되어 있습니다. 고객은 균일한 시각적 성능을 위해 애플리케이션에 적합한 빈을 선택해야 합니다.

3. 성능 곡선 분석

3.1 순방향 전압 대 순방향 전류 (I-V 곡선)

일반적인 I-V 곡선은 LED의 전형적인 비선형 관계를 보여줍니다. 낮은 순방향 전압에서는 전류가 미미하며, 임계 전압(적색 약 1.8V, 녹색/청색 약 2.6V) 이상에서는 전류가 급격히 증가합니다. 곡선은 적색, 녹색, 청색 칩에 대해 제공되며, 순방향 전압이 색상에 따라 달라짐을 보여줍니다. 설계자는 LED를 직렬 또는 병렬로 구동할 때 이러한 차이를 고려해야 합니다.

3.2 순방향 전류 대 상대 광도

상대 광도는 순방향 전류에 따라 증가하지만, 높은 전류에서는 포화 현상을 보입니다. 적색 칩의 경우, 60 mA에서의 상대 광도는 10 mA 대비 약 500%입니다. 녹색과 청색도 유사한 경향을 보이나 기울기는 다릅니다. PWM 디밍 또는 정전류 구동 방식을 설계할 때 이러한 비선형성을 고려해야 합니다.

3.3 광도 대 주변 온도

주변 온도가 상승함에 따라 광도는 감소합니다. 85°C에서 상대 광도는 색상에 따라 25°C 값의 약 60~70%까지 떨어집니다. 적색(Red)은 열화가 가장 적은 반면, 녹색(Green)과 청색(Blue)은 더 많이 열화됩니다. 온도 범위에서 밝기 안정성을 유지하기 위해서는 열 관리가 중요합니다.

3.4 스펙트럼 분포

스펙트럼 분포 곡선은 파장에 따른 상대 방출 강도를 보여줍니다. 적색(Red)은 620~625 nm 부근, 녹색(Green)은 530 nm 부근, 청색(Blue)은 465 nm 부근에서 피크를 나타냅니다. 스펙트럼 폭(반치폭)은 명시된 Δλ 값과 일치합니다. 이러한 스펙트럼 순도는 디스플레이 응용 분야에서 우수한 색 영역을 보장합니다.

3.5 방사 각도

지향성 곡선(X-X 및 Y-Y 축)은 각도에 따른 상대 강도를 보여줍니다. 110°의 시야각(반각)은 강도가 축 방향 값의 50%로 떨어지는 각도에 해당합니다. 방사 패턴은 거의 램버시안(Lambertian)에 가까워, 옥외 스크린에 적합한 넓고 균일한 광 분포를 제공합니다.

4. 기계적 및 패키징 정보

4.1 패키지 치수 및 극성

패키지 치수: 상면도는 1.6 mm x 1.7 mm 본체에 높이 1.15 mm를 나타냅니다. 측면도는 총 높이 1.6 mm를 나타냅니다. 하면도에는 1+(공통 애노드), 2R-(적색 캐소드), 3G-(녹색 캐소드), 4B-(청색 캐소드)로 표시된 4개의 패드가 포함됩니다. 극성 표시(PIN-MARK)가 명확하게 표시되어 있습니다. 솔더링 패턴(권장 PCB 풋프린트)이 치수와 함께 제공됩니다: 특정 간격의 0.7 mm x 0.5 mm 패드. 글루 필링 권장 사항: 필링 높이는 ≥ 0.65 mm여야 합니다. 별도 명시가 없는 한 모든 공차는 ±0.1 mm입니다.

4.2 캐리어 테이프 및 릴 치수

LED는 표준 픽 앤 플레이스 장비와 호환되는 캐리어 테이프에 포장됩니다. 릴 치수: A=400±2 mm, B=100.0±0.4 mm, C=14.3±0.3 mm, D=2.6±0.2 mm, E=12.4±0.3 mm, F=8.6+0.2/-0.3 mm, T=1.9±0.2 mm. 각 릴에는 15,500개가 포함됩니다. 테이프 포켓 설계는 운송 중 적절한 방향성과 보호를 보장합니다.

4.3 라벨 및 방습 백

Each reel is labeled with part number, lot number, luminous intensity bin, forward voltage bin, wavelength bin, forward current, quantity, and date. The packaging includes desiccant and a humidity indicator card (HIC) inside a moisture-proof anti-static aluminum foil bag. The bag is vacuum-sealed to maintain low humidity (<10% RH) during storage. Storage conditions: temperature ≤30°C, humidity ≤60% RH before opening; after opening, use within 12 hours and store at ≤30°C / ≤10% RH with baking required before next use.

5. 솔더링 및 조립 가이드라인

5.1 리플로우 솔더링 프로파일

권장 리플로우 프로파일은 최고 온도(TP) 245°C(최대 10초)의 무연 납땜을 기준으로 합니다. 150°C에서 200°C까지 60-120초 동안 예열합니다. TP까지의 상승률은 ≤4°C/s, 냉각률은 ≤6°C/s입니다. 217°C(TL) 이상의 시간은 60초를 초과해서는 안 됩니다. 25°C에서 최고점까지의 총 시간은 ≤8분입니다. 리플로우 사이클은 1회만 허용됩니다. 산화 및 광학적 성능 저하를 방지하기 위해 질소 분위기 사용을 권장합니다.

5.2 수동 솔더링 및 수리

If hand soldering is necessary, use a soldering iron at <300°C for less than 3 seconds, and perform only once. For repair, a double-head soldering iron should be used, and the effect on LED characteristics must be verified beforehand. Repair after reflow is discouraged.

5.3 세정

물, 벤젠, 신너를 사용하지 마십시오. 권장 세정 용제는 이소프로필 알코올(IPA)입니다. 염소(Cl) 또는 황(S) 성분이 포함된 용제는 피하십시오. 세정 시 LED 표면이나 패키지가 손상되지 않도록 주의하십시오.

6. 포장 및 주문 정보

표준 포장: 릴당 15,500개. 각 릴은 건조제 및 HIC와 함께 방습 백에 넣습니다. 백을 밀봉한 후 판지 상자(데이터시트에 명시된 규격)에 포장합니다. 라벨 형식에는 필요한 모든 추적 코드가 포함됩니다. 주문 시 전체 부품 번호에는 빈 코드가 포함됩니다. 고객은 애플리케이션에 필요한 파장 및 강도 빈을 지정해야 합니다. 본 제품은 MSL5a로 분류되므로 엄격한 습도 관리가 필수입니다.

7. 적용 가이드

7.1 일반적인 애플리케이션

옥외 풀컬러 비디오 스크린(미세 피치), 실내외 장식 조명, 놀이기구 및 일반 간판. 높은 대비의 블랙 표면은 옥외 환경에서 인지 대비를 향상시킵니다. IPX6 방수 등급으로 비나 물 분사에 노출된 장소에서 사용 가능합니다.

7.2 설계 고려사항

각 LED 칩은 정전류원으로 구동되어야 하며, 순방향 전류는 절대 최대 정격을 초과해서는 안 됩니다. 매트릭스 구동 시 역방향 전압이 5V를 초과하지 않도록 하십시오. 열 관리: 장기 신뢰성을 위해 LED 표면 온도를 55°C 미만, 솔더 조인트 온도를 75°C 미만으로 유지하십시오. 적절한 방열판과 충분한 구리 면적의 PCB 레이아웃을 사용하십시오. 순방향 전압이 다르므로 다른 색상의 LED를 직렬로 연결하지 말고, 색상별로 독립적인 정전류 드라이버를 사용하십시오. 대형 디스플레이의 경우 균일성 확보를 위해 비닝과 에이징을 고려하십시오. 습하거나 부식성 환경(해안가, 온천)에서는 추가적인 컨포멀 코팅이 필요할 수 있습니다.

8. 경쟁 솔루션과의 기술 비교

블랙 표면이 없는 표준 RGB SMD LED와 비교하여, 이 제품은 올블랙 패키지로 인해 햇빛 아래에서 더 높은 명암비를 제공합니다. IPX6 등급은 일반적인 IPX4 또는 방수 기능이 없는 LED보다 우수합니다. 넓은 시야각(110°)은 옥외 디스플레이 업계 표준에 부합합니다. 그러나 MSL5a 감도는 일반적인 MSL3보다 까다로워 엄격한 습도 관리가 필요합니다. 비닝 세분화(Red 5nm, Green/Blue 3nm, 1:1.3 강도 비율)는 고품질 디스플레이 LED와 유사합니다.

9. 자주 묻는 질문

Q: 개봉 전 권장 보관 기간은 얼마인가요?
A: ≤30°C 및 ≤60% RH 조건에서 최대 6개월입니다.

Q: 이 LED를 멀티플렉싱 방식의 매트릭스 구동 방식으로 사용할 수 있나요?
A: 네, 하지만 역전압이 5V를 초과하지 않도록 하고 적절한 전류 제한을 사용하세요.

Q: 수명 기간 동안의 루멘 유지율은 어떻게 되나요?
A: 일반적인 L70 수명은 구동 전류와 열 조건에 따라 달라집니다. 신뢰성 데이터를 참조하세요 (85°C/85%RH에서 1000시간 테스트 시 고장 없음).

Q: 이 제품은 실외 사용에 적합한가요?
A: 네, IPX6 등급과 넓은 온도 범위를 갖추어 실외 스크린용으로 설계되었습니다.

Q: 이 LED를 리플로우 솔더링 두 번 해도 되나요?
A: 아니요, 리플로우 공정은 한 번만 허용됩니다.

10. 실용적 적용 사례

사례 1: 미세 피치 옥외 LED 디스플레이 (P4-P8)
한 제조사가 64x32 픽셀(픽셀당 RGB)을 사용하여 320x160mm 모듈을 설계했습니다. 이 LED를 사용하여 20% 듀티 사이클에서 5000 니트의 밝기를 구현했습니다. 검은색 표면은 직사광선 아래에서도 높은 명암비를 제공했습니다. 적절한 비닝(binning)을 통해 전체 화면의 색상 균일성을 확보했습니다.

사례 2: 건물 외관 장식용 선형 조명
한 건축 조명 업체가 이 LED를 플렉서블 PCB에 적용하여 RGB 스트립을 제작했습니다. IPX6 등급의 보호를 통해 별도의 포팅(potting) 없이 건물 외부에 스트립을 설치했습니다. 넓은 시야각(110°)이 건물 외관을 따라 균일한 조명을 보장했습니다.

11. 작동 원리 설명

이 LED는 공통 애노드 구조로 단일 패키지 내에 3개의 독립적인 반도체 다이(적색, 녹색, 청색)를 포함합니다. 각 다이는 순방향 바이어스 시 발광하는 p-n 접합입니다. 방출 파장은 반도체 재료에 의해 결정되며, 적색은 AlInGaP, 녹색과 청색은 InGaN을 사용합니다. 검은색 에폭시 봉지는 주변광을 흡수하여 온/오프 대비를 개선합니다. 리드는 납땜성을 위해 은도금 처리되었으며, 패키지는 표면 실장 조립용으로 설계되었습니다. 공통 애노드 구성은 하나의 양극 전원과 RGB 제어를 위한 3개의 음극 채널을 사용하여 구동 회로를 단순화합니다.

12. 기술 동향 및 미래 전망

풀컬러 SMD LED는 크기가 지속적으로 축소되는 동시에 밝기와 대비가 향상되고 있습니다. 이 1.6x1.7mm 패키지는 옥외 미세 피치 디스플레이용 일반적인 현재 세대 제품을 나타냅니다. 향후 추세로는 추가 소형화(예: 1.0x1.0mm), 더 높은 효율, 개선된 열 관리가 포함됩니다. 순방향 전압을 낮추기 위한 공통 캐소드 아키텍처의 채택이 등장하고 있습니다. 그러나 멀티플렉스 디스플레이에서는 공통 애노드가 여전히 널리 사용됩니다. IPX6 및 그 이상의 방수 등급(IPX8)은 옥외 애플리케이션의 표준이 되고 있습니다. microLED 기술의 개발은 초미세 피치 분야에서 SMD LED에 도전할 수 있지만, SMD는 비용과 신뢰성 측면에서 대부분의 중대형 디스플레이에서 여전히 지배적입니다.