Orange SMD LED RF-OUL150TS-CA-E1 - 3.2x1.6x1.88mm - 전압 1.8-2.3V - 전력 69mW - 기술 데이터시트

1. 제품 개요

1.1 일반 설명

RF-OUL150TS-CA-E1은 오렌지 칩을 사용하여 제작된 표면 실장형 오렌지 발광 다이오드입니다. 소형 패키지 크기는 3.2mm × 1.6mm × 1.88mm로, 공간이 제한된 애플리케이션에 이상적입니다. 이 LED는 모든 SMT 조립 및 납땜 공정에 맞게 설계되어 뛰어난 신뢰성과 일관된 성능을 제공합니다.

1.2 주요 특징

• 좁은 시야각: 이 소자는 50% Iv 시야각이 30°에 불과하여 집중된 광 출력을 제공합니다.
• SMT 호환: 모든 표준 SMT 조립 및 리플로우 납땜 공정에 적합합니다.
• 습기 민감도: 습기 민감도 레벨 3(MSL 3)으로 평가되며, 주의 깊은 취급 및 보관이 필요합니다.
• RoHS 준수: RoHS 환경 지침을 완전히 준수합니다.

1.3 응용 분야

• 광학 표시기 및 신호등
• 스위치, 기호 및 디스플레이 백라이트
• 소비자 가전 및 산업 장비의 일반용 시각 표시

2. 기술 사양

2.1 패키지 치수

LED는 3.2 mm × 1.6 mm × 1.88 mm (길이 × 너비 × 높이)의 표면 실장 패키지에 내장되어 있습니다. 하단 뷰에는 올바른 방향을 위한 극성 표시가 있는 두 개의 단자(Pad 1 및 Pad 2)가 표시됩니다. 최적의 열 및 전기적 성능을 보장하기 위해 데이터시트에 권장 납땜 패턴이 제공됩니다. 별도로 명시되지 않는 한 모든 치수는 밀리미터 단위이며 일반 공차는 ±0.2 mm입니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성 (Ts = 25°C)

다음 표는 주변 온도 25°C 및 순방향 전류 20 mA에서의 주요 전기 및 광학 파라미터를 요약합니다.

파라미터	기호	최소값	일반값	최대값	단위
스펙트럼 반치폭	Δλ	--	15	--	nm
순방향 전압 (B1 bin)	Vf	1.8	--	1.9	V
순방향 전압 (B2 bin)	Vf	1.9	--	2.0	V
순방향 전압 (C1 bin)	Vf	2.0	--	2.1	V
순방향 전압 (C2 bin)	Vf	2.1	--	2.2	V
순방향 전압 (D1 bin)	Vf	2.2	--	2.3	V
주 파장 (E00 bin)	λd	620	--	625	nm
주파장 (F00 bin)	λd	625	--	630	nm
광도 (M00 bin)	Iv	1200	--	1800	mcd
광도 (N00 bin)	Iv	1800	--	2800	mcd
광도 (O00 bin)	Iv	2800	--	4300	mcd
50% Iv에서의 시야각	2θ½	--	30	--	Deg
역전류 (Vr = 5 V)	Ir	--	--	10	μA
열 저항 (접합부에서 납땜점까지)	Rth(j-s)	--	--	450	°C/W

2.3 절대 최대 정격 (Ts = 25°C)

파라미터	기호	정격	단위
전력 손실	Pd	69	mW
순방향 전류	IF	30	mA
피크 순방향 전류 (1/10 듀티, 0.1 ms 펄스)	IFP	60	mA
정전기 방전 (HBM)	ESD	2000	V
동작 온도	Topr	-40 ~ +85	°C
보관 온도	Tstg	-40 ~ +85	°C
접합 온도	Tj	95	°C

절대 최대 정격을 초과하지 않도록 주의해야 합니다. 모든 작동 조건에서 접합 온도는 95°C 미만으로 유지되어야 합니다. 실제 최대 순방향 전류는 패키지 온도를 측정하여 접합 온도 한계를 초과하지 않는지 확인함으로써 결정해야 합니다.

3. 빈 시스템 및 선별

3.1 파장 / 색도 빈

주 파장은 E00 (620–625 nm)과 F00 (625–630 nm)의 두 그룹으로 빈 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 애플리케이션에 필요한 정확한 오렌지 색상을 선택할 수 있습니다.

3.2 광도 빈

M00(1200–1800 mcd), N00(1800–2800 mcd), O00(2800–4300 mcd)의 세 가지 광도 빈이 제공됩니다. 선택은 원하는 밝기와 시스템의 광학 효율에 따라 달라집니다.

3.3 순방향 전압 빈

순방향 전압은 1.8V에서 2.3V 범위에 걸쳐 5개의 빈(B1, B2, C1, C2, D1)으로 분류됩니다. 이 빈닝은 LED를 병렬 스트링으로 사용할 때 일관된 전류 분배를 보장합니다.

4. 성능 곡선 및 분석

4.1 순방향 전압 대 순방향 전류

Vf-I 곡선은 일반적인 지수 관계를 보여줍니다. 20mA에서 순방향 전압은 지정된 bin 범위 내에 속합니다. 이 곡선은 전류 제한 저항 또는 정전류 드라이버 설계에 도움이 됩니다.

4.2 상대 강도 대 순방향 전류

상대 광도는 30mA까지 전류에 따라 거의 선형적으로 증가합니다. 더 높은 전류에서는 포화 효과로 인해 효율이 감소합니다. 일반적인 곡선은 20mA에서 100%의 상대 광도를 나타냅니다.

4.3 온도 영향

솔더 온도 대 상대 광도 곡선은 온도가 상승함에 따라 광도가 약간 감소함을 보여줍니다. 마찬가지로, 최대 접합 온도를 초과하지 않도록 고온에서는 순방향 전류를 감소시켜야 합니다. 450°C/W의 열 저항은 특히 고전류 구동 시 우수한 열 관리의 필요성을 강조합니다.

4.4 스펙트럼 분포

상대 강도 대 파장 곡선은 일반적으로 15nm의 좁은 스펙트럼 반치폭을 확인시켜 줍니다. 피크 파장은 620–630nm 범위의 중심에 위치하여 순수한 오렌지색 발광을 제공합니다.

4.5 방사 패턴

방사 다이어그램 특성은 30° 시야각(50% Iv)을 가진 좁은 빔 패턴을 보여줍니다. 이는 LED가 스폿 인디케이터 또는 소형 심볼 백라이트와 같은 지향성 광원이 필요한 애플리케이션에 적합하게 합니다.

5. 기계적 사양 및 포장 정보

5.1 캐리어 테이프 및 릴 치수

LED는 178mm 직경의 릴에 감긴 8mm 폭 캐리어 테이프에 포장됩니다. 각 릴에는 2000개가 포함됩니다. 테이프 포켓 피치는 표준 SMT 픽앤플레이스 장비에 맞게 설계되었습니다. 릴에는 부품 번호, 로트 번호, 빈 코드, 수량 및 날짜 코드가 표시된 라벨이 포함됩니다.

5.2 방습백 및 보관

습기 흡수를 방지하기 위해 릴은 건조제 및 습도 지시 카드와 함께 방습백에 밀봉됩니다. 사용 전까지 백은 밀봉 상태를 유지해야 합니다. 보관 조건: 백 개봉 전 – 온도 ≤ 30°C, 습도 ≤ 75%에서 최대 1년; 개봉 후 – 온도 ≤ 30°C, 습도 ≤ 60%에서 168시간(7일). 보관 시간이 이 한계를 초과할 경우, 솔더링 전에 60±5°C에서 최소 24시간 동안 베이킹 공정이 필요합니다.

5.3 Cardboard Box

여러 개의 릴이 배송을 위해 표준 골판지 상자에 포장됩니다. 상자에는 제품 정보 및 취급 주의사항이 표시된 라벨이 부착됩니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 Reflow Soldering Profile

해당 LED는 무연 리플로우 솔더링과 호환됩니다. 권장 프로파일은 JEDEC 표준을 기반으로 합니다.

• 평균 램프업 속도 (Tsmax에서 Tp까지): 최대 3°C/s
• 예열: 150°C ~ 200°C에서 60~120초
• 217°C(TL) 이상 유지 시간: 60~150초
• 피크 온도 (Tp): 260°C, 최대 10초
• Tp의 5°C 이내 유지 시간: 최대 30초
• 냉각 속도: 최대 6°C/s
• 25°C에서 피크까지 총 시간: 최대 8분

리플로 솔더링은 2회를 초과하여 수행해서는 안 됩니다. 두 번의 솔더링 간격이 24시간을 초과하면 LED가 수분을 흡수하여 손상될 수 있습니다.

6.2 Hand Soldering

수동 솔더링이 필요한 경우, 패드당 300°C 미만의 온도에서 3초 미만으로 인두를 사용하십시오. LED당 한 번의 수동 솔더링 작업만 허용됩니다.

6.3 주의사항

• 휘어지거나 평탄하지 않은 PCB에 LED를 장착하지 마십시오.
• 납땜 후 냉각 과정에서 기계적 스트레스나 과도한 진동을 피하십시오.
• 리플로우 후 소자를 급속 냉각하지 마십시오.
• 수리가 필요한 경우 양면 인두기를 사용하고 LED 특성이 손상되지 않았는지 확인하십시오.

7. 신뢰성 시험 및 기준

7.1 시험 조건

LED는 다음 신뢰성 시험을 통해 검증되었습니다 (시험당 22개, 합격 기준 0/1):

• 리플로 (JESD22-B106): 최대 260°C, 10초, 2회
• 온도 사이클 (JESD22-A104): -40°C ~ 100°C, 100사이클
• 열충격 (JESD22-A106): -40°C ~ 100°C, 300사이클
• 고온 보관 (JESD22-A103): 100°C에서 1000시간
• 저온 보관 (JESD22-A119): -40°C에서 1000시간
• 수명 시험 (JESD22-A108): 25°C, IF=20 mA에서 1000시간

7.2 불량 기준

불량은 다음 한계치를 초과하는 모든 파라미터로 정의됨:

• Forward voltage: > 1.1 × Upper Standard Limit (U.S.L)
• Reverse current: > 2.0 × U.S.L (max 10 μA)
• Luminous flux: < 0.7 × Lower Standard Limit (L.S.L)

이러한 테스트는 일반적인 애플리케이션 조건에서 LED의 견고성을 확인합니다.

8. Design Considerations and Application Notes

8.1 Thermal Management

450°C/W의 열 저항을 고려할 때, 최대 전류 근처에서 작동 시 적절한 방열이 필수적입니다. 접합 온도는 95°C 미만으로 유지되어야 합니다. 설계자는 PCB에 충분한 구리 면적을 제공하고 필요에 따라 능동 냉각을 고려해야 합니다.

8.2 Sulfur and Halogen Sensitivity

LED 봉지재는 황 화합물에 의해 열화될 수 있습니다. 주변 환경 및 결합 재료의 황 함량은 100 PPM 미만으로 유지되어야 합니다. 마찬가지로, 브롬 및 염소 화합물은 각각 900 PPM 미만, 총합 1500 PPM 미만으로 유지하여 내부 구조에 대한 화학적 공격을 방지해야 합니다.

8.3 Electrostatic Discharge (ESD) Protection

모든 반도체 소자와 마찬가지로, 이 LED는 ESD에 민감합니다. HBM 등급은 2000 V입니다. 취급 및 조립 시 표준 ESD 예방 조치(접지된 작업대, 정전기 방지 손목 스트랩, 전도성 포장)를 사용해야 합니다.

8.4 회로 설계

순방향 전압 편차로 인한 전류 급증을 방지하기 위해 각 LED 또는 스트링에 전류 제한 저항이 필수입니다. 구동 회로는 LED에 역전압이 인가되지 않도록 해야 하며, 이는 마이그레이션 및 고장을 유발할 수 있습니다.

9. 대체 기술과의 비교

9.1 vs. 표준 광각 오렌지 LED

RF-OUL150TS-CA-E1의 좁은 30° 시야각은 높은 축상 강도와 집중된 광 출력이 필요한 애플리케이션에 우수합니다. 광각 LED(예: 120°)는 동일한 지향성을 달성하기 위해 추가 광학 장치가 필요하므로 비용과 복잡성이 증가합니다.

9.2 vs. 유사 패키지의 적색 LED

오렌지 LED(620–630 nm)는 인간의 눈 감지 측면에서 심적색(660 nm)에 비해 주변광에서 더 나은 가시성을 제공합니다. 또한 상태 표시를 위한 뚜렷한 색상을 제공하여 표준 적색 또는 녹색 표시등과 차별화됩니다.

10. 자주 묻는 질문

10.1 연속 동작 시 최대 순방향 전류는 얼마입니까?

절대 최대 정격은 30 mA이지만 실제 한계는 열 조건에 따라 달라집니다. 주변 온도 25°C에서 방열이 양호한 경우 30 mA는 허용 가능합니다. 더 높은 온도에서는 정격 감소가 필요합니다.

10.2 내 애플리케이션에 맞는 올바른 Bin을 어떻게 선택합니까?

원하는 색상에 따라 파장 빈(E00 또는 F00)을 선택하십시오. 요구되는 밝기에 따라 강도 빈(M00, N00, O00)을 선택하십시오. 전압의 경우, 전류 제한 저항에서의 전력 손실을 최소화하기 위해 드라이버 출력 전압 범위와 일치하는 빈을 선택하십시오.

10.3 이 LED를 옥외용으로 사용할 수 있습니까?

작동 온도 범위(-40°C ~ +85°C)는 많은 실외 환경에 적합합니다. 그러나 이 LED는 수분 침투나 자외선 노출에 대해 특별히 정격화되어 있지 않습니다. 혹독한 실외 조건에서는 추가적인 컨포멀 코팅 또는 인캡슐레이션이 필요할 수 있습니다.

11. 사례 연구: 방향성 상태 표시기 설계

3미터 거리에서도 선명하게 보이는 밝고 집중된 주황색 표시기가 필요한 제어판에서, 엔지니어들은 빈 O00(2800–4300 mcd) 및 F00(625–630 nm)의 RF-OUL150TS-CA-E1을 선택했습니다. 정전류 드라이버가 20mA로 각 LED에 전원을 공급합니다. PCB 패드 설계는 방열을 위한 충분한 구리 면적과 함께 권장 솔더링 패턴을 따랐습니다. 좁은 시야각 덕분에 2차 광학 장치가 필요하지 않았습니다. 최종 조립품은 모든 신뢰성 테스트를 통과했으며, 인접 표시기 간의 간섭을 최소화하면서 균일한 광 출력을 달성했습니다.

12. 기본 원리 및 미래 동향

12.1 광 방출 원리

이 LED는 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 인화물) 재료 시스템 기반의 주황색 칩을 사용하며, 직접 밴드갭 반도체에서 전자와 정공이 재결합할 때 빛을 방출합니다. 좁은 스펙트럼 폭은 높은 색 순도를 나타냅니다.

12.2 산업 동향

칩 기술의 지속적인 발전은 더 높은 광효율과 더 작은 패키지 크기를 추구하고 있습니다. 소형화 및 고휘도 추세는 계속되어 더욱 컴팩트하고 에너지 효율적인 설계를 가능하게 합니다. 또한, 자동 광학 검사 도입과 더욱 엄격한 빈 분류는 디스플레이 및 간판 애플리케이션의 일관성을 향상시킵니다.