오렌지 SMD LED 데이터시트 - 2.0x1.25x1.1mm - 2.5V - 75mW - AlInGaP 기술 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 고휘도 오렌지 표면 실장 장치(SMD) LED의 완전한 기술 사양을 제공합니다. 이 장치는 자동화된 실장 장비에 적합한 컴팩트한 EIA 표준 패키지를 특징으로 하여 현대적인 전자 조립 공정을 위해 설계되었습니다. AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 기술을 활용하여 높은 발광 효율의 생생한 오렌지 광원을 생산합니다. 본 제품은 친환경 제조 표준을 준수하며 RoHS 지침에 따라 무연입니다.

1.1 핵심 장점

• 자동화 호환성:고속 픽 앤 플레이스 머신에 최적화된 7인치 릴에 8mm 테이프로 공급됩니다.
• 리플로우 솔더링 준비 완료:적외선(IR) 및 증기상 리플로우 솔더링 공정 모두와 호환되어 대량 생산에서 신뢰할 수 있는 솔더 접합을 보장합니다.
• 고휘도:표준 구동 전류 20mA에서 최대 900 mcd의 일반적인 광도를 제공합니다.
• 넓은 시야각:110도의 시야각(2θ1/2)을 특징으로 하여 우수한 빛 분산을 제공합니다.
• 견고한 구조:표준 SMD 조립 및 세척 공정을 견딜 수 있도록 설계되었습니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 절대 최대 정격

다음 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이러한 조건에서의 동작은 보장되지 않습니다.

• 전력 소산 (Pd):Ta=25°C에서 75 mW. 이는 LED 패키지가 열로 안전하게 소산할 수 있는 최대 전력입니다.
• DC 순방향 전류 (IF):연속 30 mA. 적용할 수 있는 최대 정상 상태 전류입니다.
• 피크 순방향 전류:80 mA, 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서만 허용됩니다.
• 역방향 전압 (VR):5 V. 역바이어스에서 이 전압을 초과하면 접합 파괴를 일으킬 수 있습니다.
• 동작 온도 범위:-40°C ~ +85°C. 신뢰할 수 있는 동작을 위한 주변 온도 범위입니다.
• 보관 온도 범위:-40°C ~ +100°C.
• 디레이팅:과열을 방지하기 위해 주변 온도가 35°C를 초과할 때마다 DC 순방향 전류는 0.46 mA씩 선형적으로 디레이팅되어야 합니다.

2.2 전기-광학 특성

지정된 테스트 조건에서 Ta=25°C에서 측정된 이 파라미터들은 일반적인 성능을 정의합니다.

• 광도 (Iv):IF=20mA에서 450 mcd(최소) ~ 1120 mcd(최대) 범위이며, 일반적인 값은 900 mcd입니다. CIE 명시적 눈 반응 곡선에 필터링된 센서를 사용하여 측정됩니다.
• 순방향 전압 (VF):일반적으로 2.5V, IF=20mA에서 1.7V ~ 2.5V 범위입니다. 특정 전압 빈 내에서 ±0.1V의 허용 오차가 적용됩니다.
• 피크 파장 (λP):611 nm. 스펙트럼 방출이 가장 강한 파장입니다.
• 주 파장 (λd):605 nm. CIE 색도도에서 도출된 인간의 눈이 인지하는 단일 파장입니다.
• 스펙트럼 반치폭 (Δλ):15 nm. 피크 강도의 절반에서의 방출 스펙트럼 폭으로, 색 순도를 나타냅니다.
• 역방향 전류 (IR):VR=5V에서 최대 100 μA.
• 정전용량 (C):VF=0V, f=1 MHz에서 측정된 일반적인 40 pF.

3. 빈닝 시스템 설명

애플리케이션에서 일관성을 보장하기 위해 LED는 성능 빈으로 분류됩니다. 두 가지 핵심 파라미터인 광도와 순방향 전압이 빈닝됩니다.

3.1 광도 빈닝

단위: mcd @ IF=20mA. 각 빈은 ±15%의 허용 오차를 가집니다.

• U1:450.0 – 560.0 mcd
• U2:560.0 – 710.0 mcd
• V1:710.0 – 900.0 mcd
• V2:900.0 – 1120.0 mcd

3.2 순방향 전압 빈닝

단위: V @ IF=20mA. 각 빈은 ±0.10V의 허용 오차를 가집니다.

• 0:1.7 – 1.8 V
• 1:1.8 – 1.9 V
• 2:1.9 – 2.0 V
• 3:2.0 – 2.1 V
• 4:2.1 – 2.2 V
• 5:2.2 – 2.3 V
• 6:2.3 – 2.4 V
• 7:2.4 – 2.5 V

설계자는 특히 여러 LED를 병렬로 사용할 때 애플리케이션의 밝기와 전압 일관성 요구 사항에 맞는 적절한 빈 코드를 선택해야 합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트(그림1, 그림6)에서 특정 그래픽 곡선이 참조되지만, 그 함의는 설계에 매우 중요합니다.

4.1 광도 대 순방향 전류

권장 동작 범위 내에서 빛 출력(Iv)은 순방향 전류(IF)에 거의 비례합니다. LED를 20mA 이상으로 구동하면 밝기는 증가하지만 더 많은 열이 발생하므로 신중한 열 관리와 절대 최대 정격 준수가 필요합니다.

4.2 순방향 전압 대 순방향 전류

V-I 특성은 비선형입니다. 순방향 전압은 양의 온도 계수를 가지며, 이는 주어진 전류에 대해 접합 온도가 증가함에 따라 약간 감소함을 의미합니다.

4.3 스펙트럼 분포

방출 스펙트럼은 611 nm(피크)를 중심으로 상대적으로 좁은 15 nm 반치폭을 가지며, AlInGaP 기술의 특징으로 포화된 오렌지 색상을 제공합니다.

4.4 열 고려사항

35°C 이상에서 0.46 mA/°C의 디레이팅 계수는 신뢰성에 매우 중요합니다. 높은 주변 온도 환경이나 설계가 잘못된 PCB에서는 접합 온도 한계를 초과하고 가속된 광속 감소를 방지하기 위해 최대 허용 연속 전류를 줄여야 합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

LED는 산업 표준 SMD 패키지 외곽선을 따릅니다. 핵심 치수(밀리미터)는 풋프린트를 정의합니다: 길이 약 2.0mm, 너비 1.25mm, 높이 1.1mm. 상세 도면은 패드 간격, 구성 요소 높이 및 렌즈 형상을 지정합니다.

5.2 극성 식별

캐소드는 명확하게 표시되어 있습니다. 조립 중 올바른 방향이 필수적입니다. 적절한 솔더링과 리플로우 중 기계적 안정성을 보장하기 위해 권장 PCB 부착 패드 레이아웃이 제공됩니다.

5.3 테이프 및 릴 패키징

• 테이프:구성 요소는 8mm 너비의 엠보싱 캐리어 테이프에 수납됩니다.
• 릴:테이프는 표준 7인치(178mm) 직경 릴에 감겨 있습니다.
• 수량:완전한 릴당 4000개.
• 포장:EIA-481-1-B 사양을 준수합니다. 최대 두 개의 연속 누락 구성 요소(빈 포켓)가 허용됩니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

J-STD-020B에 따른 무연 리플로우 프로파일을 권장합니다.

• 예열:120–150°C, 최대 120초.
• 피크 온도:최대 260°C.
• 액상선 이상 시간:피크 온도 영역 내에서 최대 30초.
• 열 충격을 방지하기 위해 제어된 상승 및 냉각 속도가 필요합니다.

6.2 핸드 솔더링

수동 솔더링이 필요한 경우:

• 인두 온도:최대 300°C.
• 솔더링 시간:리드당 최대 3초.
• 플라스틱 패키지를 손상시키지 않도록 한 번만 수행해야 합니다.

6.3 세척

지정된 세척제만 사용해야 합니다. 상온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 LED를 1분 미만 담그는 것은 허용됩니다. 지정되지 않은 화학 물질은 에폭시 렌즈나 패키지를 손상시킬 수 있습니다.

6.4 습기 민감도 및 보관

본 제품은 JEDEC J-STD-020에 따라 습기 민감도 레벨(MSL) 3으로 분류됩니다.

• 밀봉 백:≤30°C 및 ≤90% RH에서 보관하십시오. 백 밀봉 날짜로부터 1년 이내에 사용하십시오.
• 개봉 백:≤30°C 및 ≤60% RH에서 보관하십시오. 공장 주변 조건에 노출된 후 168시간(7일) 이내에 솔더링해야 합니다.
• 베이킹:습도 표시 카드가 분홍색(≥10% RH)으로 변하거나 168시간 플로어 라이프를 초과한 경우, 사용 전 최소 48시간 동안 60°C에서 베이킹하십시오. 사용하지 않은 부품은 새로운 건조제와 함께 재밀봉하십시오.

7. 애플리케이션 설계 권장사항

7.1 구동 회로 설계

LED는 전류 구동 장치입니다. 일관된 성능을 위해:

• 전류 제한 저항:일정 전류원으로 구동될 때도 각 LED마다 직렬 저항을 사용하여 동작 전류를 설정하십시오. 이는 개별 LED의 순방향 전압(Vf 빈 분포)의 작은 변동을 보상하는 데 도움이 됩니다.
• 직접 병렬 연결 피하기:개별 전류 제한 없이 여러 LED를 직접 병렬로 연결하는 것(데이터시트의 회로 모델 B)은 권장되지 않습니다. 순방향 전압 특성의 작은 차이가 상당한 전류 불균형을 일으켜 밝기 불균일과 가장 낮은 Vf를 가진 LED의 잠재적 과부하를 초래할 수 있습니다.
• 권장 회로 (모델 A):전압원(Vcc), 전류 설정 저항(R = (Vcc - Vf_LED) / I_LED) 및 LED를 직렬로 사용하십시오. 병렬로 연결된 각 LED 분기마다 이 회로를 반복하십시오.

7.2 정전기 방전 (ESD) 보호

LED는 정전기 방전에 민감합니다. 취급 및 조립 중 예방 조치를 취해야 합니다:

• 작업자는 접지된 손목 스트랩이나 방진 장갑을 착용해야 합니다.
• 모든 작업대, 장비 및 보관 시설은 적절하게 접지되어야 합니다.
• 플라스틱 렌즈에 축적될 수 있는 정전기를 중화시키기 위해 이온화기를 사용하십시오.
• ANSI/ESD S20.20에 따른 표준 ESD 제어 절차를 따르십시오.

7.3 열 관리

전력 소산은 낮지만 적절한 PCB 설계는 수명을 연장합니다:

• LED의 열 패드(캐소드 및 애노드)에 연결된 PCB에 충분한 구리 면적을 사용하여 방열판 역할을 하도록 하십시오.
• LED가 다른 중요한 열원 근처에 배치되지 않도록 하십시오.
• 고온 애플리케이션에서 전류 디레이팅 곡선을 엄격히 준수하십시오.

8. 대표적인 애플리케이션 시나리오

이 오렌지 LED는 컴팩트하고 밝으며 신뢰할 수 있는 표시등 또는 광원이 필요한 다양한 애플리케이션에 적합하며, 다음을 포함하되 이에 국한되지 않습니다:

• 상태 표시등:소비자 가전, 가전제품 및 산업용 제어판의 전원 켜짐, 대기, 충전 및 오류 표시등.
• 백라이트:소형 LCD 디스플레이의 엣지 라이팅, 키패드 조명 및 컴팩트 장치의 장식용 조명.
• 자동차 실내 조명:계기판 표시등, 스위치 조명 및 주변 조명(특정 자동차 표준에 대한 적격성 평가 필요).
• 간판 및 장식:장식용 배열 및 간단한 간판의 점 광원.
• 센서 시스템:광센서 및 차단 감지기에서 광원으로 사용.

9. 자주 묻는 질문 (FAQ)

9.1 3.3V 또는 5V 로직 출력으로 이 LED를 직접 구동할 수 있나요?

아니요, 직접은 안 됩니다. 항상 직렬 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 예를 들어, 일반적인 Vf가 2.5V인 5V 공급 전압에서 20mA로 구동하려면: R = (5V - 2.5V) / 0.020A = 125 옴입니다. 120옴 또는 130옴 저항이 적절할 것입니다. 저항 없이는 과도한 전류가 흘러 LED를 파괴할 수 있습니다.

9.2 전압과 광도에 빈닝 시스템이 존재하는 이유는 무엇인가요?

제조 공정으로 인해 반도체 특성에 자연스러운 변동이 발생합니다. 빈닝은 성능이 밀접하게 일치하는 그룹으로 LED를 분류합니다. 여러 LED가 동일하게 밝게 보여야 하는 애플리케이션(예: 배열)에서는 동일한 광도 빈(예: V1)을 지정하는 것이 중요합니다. 마찬가지로 동일한 전압 빈의 LED를 사용하면 병렬 회로에서 전류 설정 저항 계산을 단순화할 수 있습니다.

9.3 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇인가요?

피크 파장 (λP)는 LED가 가장 많은 광 출력을 방출하는 물리적 파장입니다.주 파장 (λd)는 인간의 색상 인지(CIE 차트)를 기반으로 계산된 값입니다. 우리가 실제로 보는 색상과 가장 잘 일치하는 단일 파장입니다. 이 오렌지 LED와 같은 단색 LED의 경우 종종 가깝지만 동일하지는 않습니다.

9.4 습기 차단 백 개봉 후 168시간의 플로어 라이프는 얼마나 중요한가요?

MSL 3 구성 요소에게는 매우 중요합니다. 이 시간을 초과하여 노출되면 습기가 플라스틱 패키지로 흡수됩니다. 리플로우 솔더링 중에 이 습기는 빠르게 증기로 팽창하여 내부 박리, 균열("팝콘 현상") 또는 와이어 본드 실패를 일으킬 수 있습니다. 시간을 초과한 경우 습기를 제거하기 위해 베이킹이 필수적입니다.

10. 기술 소개 및 트렌드

10.1 AlInGaP 기술

이 LED는 투명 기판 위에 성장된 알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AlInGaP) 반도체 재료를 기반으로 합니다. 이 기술은 적색, 오렌지, 호박색 및 황색 파장 영역에서 특히 효율적이며, 갈륨 비소 포스파이드(GaAsP)와 같은 오래된 기술에 비해 더 높은 밝기와 더 나은 온도 안정성을 제공합니다. 투명 기판의 사용은 더 많은 빛이 칩에서 빠져나가도록 하여 외부 양자 효율을 향상시킵니다.

10.2 산업 트렌드

SMD LED의 일반적인 트렌드는 다음과 같습니다:

• 효율성 증가:와트당 더 많은 루멘 또는 밀리칸델라, 전력 소비 및 열 부하 감소.
• 소형화:고밀도 PCB 설계를 위한 더 작은 패키지 크기(예: 0402, 0201) 및 빛 출력 유지 또는 개선.
• 높은 신뢰성:특히 고온 및 고습 조건에서 작동 수명을 연장하기 위한 개선된 재료 및 패키징 기술.
• 더 엄격한 빈닝:더 정밀한 분류를 통해 설계자에게 색상과 밝기가 극도로 일관된 구성 요소를 제공하며, 이는 풀컬러 디스플레이 및 자동차 조명과 같은 애플리케이션에 필수적입니다.
• 통합:구동 IC, 보호 구성 요소 및 광학 장치를 단일 패키지에 통합한 LED 모듈의 성장으로 최종 제품 설계를 단순화합니다.