미니 탑 뷰 LED 65-21 시리즈 데이터시트 - SMT 패키지 - 최대 2.35V - 선명한 옐로우 그린 - 60mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

65-21 시리즈는 표면 실장 기술(SMT) 애플리케이션을 위해 설계된 미니 탑 뷰 발광 다이오드(LED) 제품군을 대표합니다. 빈 분류를 나타내는 부품 번호 접미사로 식별되는 이 특정 변형은 선명한 옐로우 그린 빛을 방출합니다. 핵심 설계 철학은 빛이 인쇄 회로 기판(PCB)을 통해 방출되는 상향식 장착 구성에 중점을 둡니다. 이 독특한 구조와 통합된 내부 반사판은 광 출력 커플링을 최적화하도록 설계되어, 광파이프나 라이트 가이드를 활용하는 애플리케이션에 이 부품들을 특히 적합하게 만듭니다.

패키지는 컴팩트한 화이트 표면 실장 장치입니다. 주요 성능 특징은 120도(반치폭, 2θ1/2)로 특징지어지는 매우 넓은 시야각입니다. 이 넓은 방출 프로파일은 다양한 각도에서 높은 가시성을 보장하며, 이는 표시기 애플리케이션에 있어 중요한 요소입니다. 본 제품은 RoHS(유해물질 제한), EU REACH 규정을 포함한 주요 환경 및 안전 지침을 준수하며, 할로겐 프리(브롬 <900ppm, 염소 <900ppm, 합계 <1500ppm)로 제조됩니다. 자동 픽 앤 플레이스 조립 공정과의 호환성을 위해 테이프 및 릴에 공급됩니다.

1.1 핵심 장점 및 목표 시장

65-21 시리즈의 주요 장점은 기계적 및 광학적 설계에서 비롯됩니다. 탑 뷰, PCB 투과 방출은 그 정의적 특성으로, 사이드 발사나 직각 장착 없이도 광파이프로의 효율적인 커플링을 가능하게 합니다. 패키지 내 통합 반사판은 광 추출 및 방향성을 향상시킵니다. 넓은 120도 시야각은 우수한 전방향 가시성을 제공합니다. SMT 패키지는 고밀도 PCB 레이아웃을 허용하며 표준 리플로우 솔더링 공정과 호환됩니다.

목표 애플리케이션은 다양하며, 컴팩트한 크기, 신뢰할 수 있는 표시, 효율적인 광 가이딩이 가장 중요한 분야에 초점을 맞춥니다. 여기에는 다음이 포함됩니다: 소비자 가전 및 산업 장비의 광학 상태 표시기; 액정 디스플레이(LCD), 키패드, 스위치, 계기판의 백라이트; 광고 및 간판의 일반 조명; 계기판 백라이트와 같은 자동차 실내 조명. 이 부품은 JEDEC J-STD-020D 레벨 3 표준을 기반으로 프리컨디셔닝되어 있어, 일반적인 상업용 솔더링 공정에 대한 견고성을 나타냅니다.

2. 기술 파라미터 분석

이 섹션은 데이터시트에 정의된 주요 전기적, 광학적, 열적 파라미터에 대한 상세하고 객관적인 해석을 제공합니다. 이러한 한계와 특성을 이해하는 것은 신뢰할 수 있는 회로 설계와 LED의 장기 성능 보장에 필수적입니다.

2.1 절대 최대 정격

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

• 역방향 전압 (V_R):12V. 역방향 바이어스 방향으로 이 전압을 초과하면 접합 파괴가 발생할 수 있습니다.
• 연속 순방향 전류 (I_F):25mA. 이는 연속적으로 인가할 수 있는 최대 DC 전류입니다.
• 피크 순방향 전류 (I_FP):60mA. 이는 펄스 조건(1kHz에서 듀티 사이클 10%)에서만 허용되며 DC 작동에는 사용해서는 안 됩니다.
• 소비 전력 (P_d):60mW. 패키지가 열로 소산할 수 있는 최대 전력으로, 순방향 전압(V_F) × 순방향 전류(I_F)로 계산됩니다.
• 접합 온도 (T_j):115°C. 반도체 칩 자체의 최대 허용 온도입니다.
• 작동 및 저장 온도:-40°C ~ +85°C (작동), -40°C ~ +90°C (저장).
• 정전기 방전 (ESD):2000V (인체 모델). 적절한 ESD 처리 절차가 필요합니다.
• 솔더링 온도:리플로우의 경우, 최대 10초 동안 피크 260°C가 지정됩니다. 핸드 솔더링의 경우, 단자당 최대 3초 동안 350°C가 허용됩니다.

2.2 전기-광학 특성

이 파라미터들은 별도로 명시되지 않는 한, 주변 온도 25°C, 순방향 전류(I_F) 20mA의 표준 테스트 조건에서 측정됩니다.

• 광도 (I_V):최소 36 밀리칸델라(mcd)에서 최대 90 mcd까지 범위입니다. 부품이 빈 분류되므로 전형값은 지정되지 않습니다. ±11%의 허용 오차가 적용됩니다.
• 시야각 (2θ_1/2):120도. 이는 광도가 0도(축상)에서 측정된 피크 강도의 절반 이상인 각도 폭입니다.
• 피크 파장 (λ_p):약 575 나노미터(nm). 이는 스펙트럼 파워 분포가 최대가 되는 파장입니다.
• 주 파장 (λ_d):569.5 nm에서 577.5 nm까지 범위입니다. 이는 인간의 눈이 인지하는 LED 색상의 단일 파장이며, 색상 빈 분류의 핵심 파라미터입니다. 허용 오차는 ±1nm입니다.
• 스펙트럼 대역폭 (Δλ):약 20 nm. 이는 스펙트럼 순도를 나타냅니다. 더 작은 대역폭은 더 단색에 가까운 색상을 의미합니다.
• 순방향 전압 (V_F):20mA에서 1.75V에서 2.35V까지 범위입니다. 허용 오차는 ±0.1V입니다. 이는 LED와 직렬로 연결되는 전류 제한 저항을 설계하는 데 중요합니다.
• 역방향 전류 (I_R):역방향 바이어스 12V가 인가될 때 최대 10 마이크로암페어(μA)입니다.

2.3 열적 특성

별도의 표에 명시적으로 나열되지는 않았지만, 열 관리는 소비 전력(P_d) 및 접합 온도(T_j) 정격을 통해 암시됩니다. 순방향 전류 감소 곡선은 주변 온도가 25°C 이상으로 증가함에 따라 115°C 접합 온도 한계를 초과하지 않도록 허용 가능한 최대 연속 순방향 전류를 어떻게 감소시켜야 하는지를 그래픽으로 보여줍니다. 고전류 또는 고주변 온도 애플리케이션의 경우 적절한 열 방출을 갖춘 효과적인 PCB 레이아웃이 필요합니다.

3. 빈 분류 시스템 설명

생산 시 색상과 밝기의 일관성을 보장하기 위해 LED는 빈으로 분류됩니다. 65-21 시리즈는 광도와 주 파장에 대해 별도의 빈을 사용합니다.

3.1 광도 빈 분류

광도는 I_F= 20mA에서 측정 시 네 가지 별개의 빈(N2, P1, P2, Q1)으로 분류됩니다. 각 빈은 특정 범위를 포함합니다:

- N2:36 mcd ~ 45 mcd

- P1:45 mcd ~ 57 mcd

- P2:57 mcd ~ 72 mcd

- Q1:72 mcd ~ 90 mcd

부품 번호(예: G6C-AN2Q1/3T)에는 장치가 속한 광도 및 파장 빈을 지정하는 코드가 포함되어 있어, 설계자가 애플리케이션에 맞는 엄격한 성능 허용 오차를 가진 부품을 선택할 수 있습니다.

3.2 주 파장 빈 분류

인지되는 옐로우 그린 색상을 정의하는 주 파장은 그룹 A 내에서 빈 분류됩니다. 이는 각각 2nm 범위를 포함하는 네 가지 코드(C16 ~ C19)로 나뉩니다:

- C16:569.5 nm ~ 571.5 nm

- C17:571.5 nm ~ 573.5 nm

- C18:573.5 nm ~ 575.5 nm

- C19:575.5 nm ~ 577.5 nm

이 정밀한 빈 분류는 단일 조립체 내 LED 간의 색상 변동을 최소화하여, 다중 LED 백라이트 또는 표시기 어레이와 같은 애플리케이션에 중요합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 다양한 조건에서 LED의 동작을 설명하는 여러 특성 곡선을 제공합니다. 이는 고급 설계 고려 사항에 필수적입니다.

4.1 상대 광도 대 순방향 전류

이 곡선은 광도가 순방향 전류에 비례하지 않음을 보여줍니다. 광도는 전류가 증가함에 따라 증가하지만, 접합 온도 증가와 효율 저하로 인해 더 높은 전류에서는 비선형 관계를 보이는 경향이 있습니다. 권장 20mA 테스트 전류보다 훨씬 높게 작동하면 밝기 증가 효과가 줄어들고 노화가 가속화될 수 있습니다.

4.2 상대 광도 대 주변 온도

이 그래프는 광 출력의 음의 온도 계수를 보여줍니다. 주변 온도가 상승함에 따라 LED의 광 출력이 감소합니다. 이는 반도체 광원의 기본 특성입니다. 이 곡선을 통해 설계자는 고온 환경에서의 밝기 손실을 추정하고 필요한 경우 보상할 수 있습니다.

4.3 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

I-V 곡선은 다이오드의 전형적인 지수적 특성을 가집니다. 순방향 전압의 작은 증가는 순방향 전류의 큰 증가를 초래합니다. 이는 전압원으로 구동할 때 LED와 직렬로 전류 제한 장치(거의 항상 저항)를 사용하는 것이 얼마나 중요한지 강조합니다. LED를 정전압으로 구동하면 열 폭주와 파괴로 이어질 것입니다.

4.4 스펙트럼 분포

스펙트럼 분포도는 파장에 걸쳐 방출되는 상대 광 출력을 보여줍니다. 이 선명한 옐로우 그린 LED의 경우, 피크는 약 575nm이며 전형적인 반치폭(FWHM)은 20nm입니다. 이 도표는 특정 스펙트럼 내용에 민감한 애플리케이션에 유용합니다.

4.5 방사 패턴

극좌표 방사 다이어그램은 넓은 120도 시야각을 시각적으로 확인시켜 줍니다. 패턴은 람베르트 또는 근사 람베르트일 가능성이 높으며, 이는 강도가 시야각의 코사인에 대략 비례함을 의미합니다. 이 패턴은 광역 조명 및 광파이프 커플링에 이상적입니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

5.1 패키지 치수 및 랜드 패턴

데이터시트에는 LED 패키지의 상세 치수 도면이 포함되어 있습니다. 주요 치수에는 전체 길이, 너비, 높이, 리드(단자) 간격 및 크기가 포함됩니다. PCB 권장 솔더 패드 레이아웃(랜드 패턴)도 제공됩니다. 이 권장 패턴을 준수하는 것은 신뢰할 수 있는 솔더 접합을 달성하고, 리플로우 중 적절한 정렬을 보장하며, 열 응력을 관리하는 데 중요합니다. 도면에는 별도로 명시되지 않는 한 허용 오차가 ±0.1mm로 지정되어 있습니다.

5.2 극성 식별

정상 작동을 위해 극성을 준수해야 합니다. 데이터시트 도면은 애노드 및 캐소드 단자를 나타냅니다. 일반적으로 캐소드는 패키지 본체의 점, 노치, 녹색 표시 또는 다른 리드 모양(예: 더 짧은 리드)으로 식별될 수 있습니다. 솔더링 중 잘못된 극성 연결은 순방향 바이어스 시 LED가 점등되지 않도록 합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

적절한 취급 및 솔더링은 이러한 SMT 부품의 손상을 방지하는 데 중요합니다.

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

특정 무연(Pb-free) 리플로우 온도 프로파일이 제공됩니다. 일반적으로 다음을 포함합니다: 예열 램프(예: 60-120초 동안 150-200°C), 피크 온도까지의 제어된 램프, 액상선 이상 시간(예: 60-150초 동안 217°C 이상), 최대 10초 동안 260°C를 초과하지 않는 피크 온도, 제어된 냉각 단계. 이 프로파일은 열 충격과 극한 온도 노출을 최소화하는 데 중점을 둡니다.

6.2 주요 주의 사항

• 전류 제한:외부 직렬 저항은 필수입니다. 이것이 없으면 공급 전압의 작은 증가조차도 파괴적인 큰 전류 증가를 일으킬 수 있습니다.
• 리플로우 사이클:패키지 및 와이어 본드에 과도한 열 응력을 피하기 위해 LED는 두 번 이상 리플로우 솔더링을 거쳐서는 안 됩니다.
• 기계적 응력:가열(솔더링) 중 또는 조립 후 PCB 휨으로 인해 LED에 물리적 응력을 가하지 마십시오.
• 핸드 솔더링:필요한 경우, 팁 온도 <350°C의 솔더링 아이언을 사용하고, 각 단자에 ≤3초 동안 열을 가하며, 단자 사이에 ≥2초의 냉각 간격을 두십시오. 저전력 아이언(≤25W)을 사용하십시오.
• 수리:솔더링 후 수리는 권장되지 않습니다. 불가피한 경우, 한쪽 패드를 들어 올리는 기계적 응력을 방지하기 위해 양쪽 단자를 동시에 가열하는 전문 이중 헤드 솔더링 아이언을 사용해야 합니다.

7. 패키징 및 주문 정보

7.1 습기 민감도 및 저장

부품은 건제와 습도 표시 카드가 들어 있는 방습 베리어 백에 포장됩니다. 이 백은 사용 직전에만 <30°C 및 <60% 상대 습도로 제어된 환경에서 개봉해야 합니다. 표시 카드가 과도한 습기 노출을 보이면, 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 중 \"팝콘 현상\"을 방지하기 위해 사용 전 60°C ±5°C에서 24시간 동안 베이킹해야 합니다.

7.2 테이프 및 릴 사양

LED는 자동 조립을 위해 릴에 감긴 캐리어 테이프에 공급됩니다. 주요 사양에는 다음이 포함됩니다: 릴 치수(직경, 너비, 허브 크기), 캐리어 테이포 포켓 치수, 피치(포켓 간 거리). 표준 적재 수량은 릴당 3000개입니다. 릴, 캐리어 테이프 및 방습 백 포장 공정에 대한 상세 도면이 데이터시트에 제공됩니다.

7.3 라벨 설명

릴 라벨에는 여러 코드가 포함됩니다:

- P/N:전체 제품 번호.

- CAT:광도 빈 코드(예: Q1).

- HUE:주 파장 빈 코드(예: C18).

- REF:순방향 전압 등급.

- LOT No:추적 가능 로트 번호.

8. 애플리케이션 설계 고려 사항

8.1 전형적인 애플리케이션 회로

가장 기본적이고 필수적인 회로는 전압원(V_CC), 전류 제한 저항(R_S), 그리고 직렬 연결된 LED입니다. 저항 값은 옴의 법칙을 사용하여 계산됩니다: R_S= (V_CC- V_F) / I_F, 여기서 V_F와 I_F는 원하는 작동점입니다. 최악의 경우 설계를 위해 항상 데이터시트의 최대 V_F(2.35V)를 사용하여 전류가 한계를 초과하지 않도록 합니다. 예를 들어, 5V 공급 및 목표 I_F20mA: R_S= (5V - 2.35V) / 0.020A = 132.5Ω. 표준 130Ω 또는 150Ω 저항이 적절하며, 정격 전력 P = I_F²× R_S.

입니다.

8.2 광파이프 및 가이드 커플링

광파이프 애플리케이션의 경우, PCB를 통한 탑 뷰 방출이 이상적입니다. LED는 광파이프 입력 표면 바로 아래에 위치해야 합니다. 넓은 시야각은 방출된 빛의 많은 부분을 파이프로 포착하는 데 도움이 됩니다. LED 돔과 광파이프 사이의 간격은 최소화해야 하며, 광학 커플링 재료(예: 실리콘, 투명 접착제)를 사용하여 공기 간격에서의 프레넬 반사 손실을 줄일 수 있습니다.

8.3 PCB 레이아웃의 열 관리

소신호 장치이지만, 열 관리는 수명을 향상시킵니다. 권장 솔더 패드 치수를 사용하십시오. 열 패드(있는 경우) 또는 캐소드/애노드 패드를 PCB의 더 큰 구리 영역에 연결하면 열 소산에 도움이 됩니다. 패키지 아래의 열 비아는 열을 내부 또는 하단 레이어로 전달할 수 있습니다. LED를 다른 발열 부품 근처에 배치하지 마십시오.

9. 기술 비교 및 차별화65-21 시리즈는 주로 그탑 뷰, PCB 투과 광학 경로

를 통해 차별화됩니다. 표준 사이드 뷰 또는 직각 LED와 비교하여, 이 설계는 광파이프와의 기계적 통합을 단순화하여 광 가이드에서 복잡한 굽힘이나 90도 회전의 필요성을 제거합니다. 통합 내부 반사판은 특히 이 커플링 방법을 위한 광학 효율 향상을 목표로 하는 기능입니다. 120도 시야각은 탑 뷰 패키지에 대해 예외적으로 넓어, 많은 경쟁사보다 더 나은 축외 가시성을 제공합니다. 최신 할로겐 프리 및 고온(무연) 솔더링 표준을 준수하여 현대적이고 환경을 고려한 전자 제조에 적합합니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

Q1: 이 LED를 3.3V 또는 5V 마이크로컨트롤러 핀에서 직접 구동할 수 있나요?

A: 아니요. 항상 직렬 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. I-V 곡선은 전압의 작은 변화가 전류의 큰 변화를 일으킴을 보여줍니다. 마이크로컨트롤러 핀의 출력 전압은 변동할 수 있으며, LED를 직접 연결하면 파괴될 가능성이 높습니다.

Q2: 고온 환경에서 사용할 때 LED가 예상보다 어두운 이유는 무엇인가요?

A: 이는 정상적인 동작입니다. \"상대 광도 대 주변 온도\" 곡선을 참조하십시오. LED 광 출력은 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 보상하기 위해 더 높은 밝기 빈(예: Q1)을 선택하거나 구동 전류를 약간 증가시킬(절대 한계 내에서) 수 있으며, 열 한계를 초과하지 않도록 해야 합니다.

Q3: 백이 어제 열렸습니다. 베이킹 없이 오늘 남은 LED를 사용할 수 있나요?

A: 공장 현장 조건과 부품의 습기 민감도 수준(MSL)에 따라 다르며, 이는 베이킹 지침에 암시되어 있습니다. 환경이 제어되었고(<30°C/60% RH) 노출 시간이 짧았다면(지정된 MSL 플로어 라이프보다 짧을 가능성이 높음, 예: MSL 3의 경우 168시간), 아마도 안전할 것입니다. 의심스럽거나 습도 표시 카드가 경고 수준을 보이면 지정된 대로 부품을 베이킹하십시오.

Q4: 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇인가요?_pA: 피크 파장(λ_d)은 LED가 가장 많은 광 출력을 방출하는 물리적 파장입니다. 주 파장(λ_d)은 인간의 눈이 LED의 넓은 스펙트럼과 동일한 색상으로 인지할 단일 파장으로 계산된 값입니다. λ

는 시각적 애플리케이션에서 색상 일치에 더 관련이 있습니다.

11. 설계 적용 사례 연구

1. 시나리오: 산업용 컨트롤러를 위한 광파이프가 있는 상태 표시 패널 설계.요구 사항:

2. 여러 개의 옐로우 그린 상태 LED가 개별 광파이프를 통해 전면 패널에서 보여야 합니다.부품 선택:

3. 65-21 시리즈는 탑 뷰 방출로 인해 기계적 설계를 단순화하여 선택되었습니다. 광파이프는 PCB 상의 LED 바로 위에 위치하는 직선, 수직 요소일 수 있습니다.빈 분류:

4. 패널 전체에 걸쳐 균일한 밝기를 보장하기 위해 동일한 광도 빈(예: 모두 P2 또는 Q1)의 LED를 지정합니다. 균일한 색상을 보장하기 위해 동일한 주 파장 빈(예: 모두 C18)의 LED를 지정합니다.회로 설계:_F공통 5V 레일이 사용됩니다. 최대 V_F2.35V 및 목표 I

5. 20mA를 사용하여, 각 LED에 대해 150Ω 직렬 저항이 선택되며, 저항당 60mW(0.06W)를 소산합니다. 1/8W 또는 1/10W 저항이 충분합니다.PCB 레이아웃:

6. LED는 광파이프 위치에 따라 배치됩니다. 권장 랜드 패턴이 사용됩니다. 솔더링을 돕고 접지/전원 평면으로의 열 전도를 유지하기 위해 패드에 작은 열 릴리프 연결이 사용됩니다.결과:

65-21 LED의 특정 광학 커플링 장점으로 인해 일관된 밝기와 색상을 가진 깔끔하고 신뢰할 수 있는 표시기 시스템이 구현되었습니다.

12. 작동 원리

LED는 AlGaInP(알루미늄 갈륨 인듐 포스파이드) 반도체 칩을 기반으로 합니다. 다이오드의 턴온 전압(약 1.8-2.0V)을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 반도체의 활성 영역으로 주입됩니다. 이들 전하 캐리어는 재결합하여 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. AlGaInP 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 차례로 방출되는 빛의 파장을 결정합니다. 이 경우 옐로우 그린 스펙트럼(약 575nm)입니다. 칩은 투명 에폭시 돔이 있는 화이트, 반사 플라스틱 패키지로 캡슐화됩니다. 화이트 플라스틱은 측면 방출 빛을 위쪽으로 반사하고, 돔은 렌즈 역할을 하여 방사 패턴을 형성하고 환경 보호를 제공합니다.

13. 기술 동향