적색 LED 0402 사양 - 1.0x0.5x0.4mm - 순방향 전압 1.6-2.4V - 전력 48mW - 기술 데이터시트

1. 제품 개요

1.1 일반 설명

이 LED는 적색 칩을 사용하여 제조된 표면 실장 적색 발광 다이오드입니다. 패키지 크기는 1.0 mm x 0.5 mm x 0.4 mm로 소형 설계에 적합합니다. 넓은 시야각을 제공하며 표준 SMT 조립 공정과 호환됩니다. 이 장치는 일반적인 표시등 및 디스플레이 용도로 설계되었습니다.

1.2 특징

• 140도의 매우 넓은 시야각.
• 모든 SMT 조립 및 납땜 공정에 적합.
• 흡습 감도 레벨: 레벨 3 (JEDEC 기준).
• RoHS 준수 및 유해 물질 무함유.

1.3 응용 분야

• 소비자 가전의 광학 표시기.
• 스위치 및 심볼 백라이트.
• 일반 전자 표지판 및 디스플레이 모듈.

2. 기술 매개변수

2.1 전기 및 광학 특성 (Ts=25°C, IF=5mA에서)

다음은 순방향 전류 5mA, 주변 온도 25°C에서 측정된 주요 전기 및 광학 매개변수입니다:

• 스펙트럼 반치폭:15 nm (일반값). 최대 강도의 절반에서 방출 스펙트럼의 폭을 나타냅니다.
• 순방향 전압 (VF):1.6V ~ 2.4V 범위에서 0.1V 간격으로 8개 구간으로 비닝됩니다. 비닝 코드는 A1 (1.6-1.7V), A2 (1.7-1.8V), B1 (1.8-1.9V), B2 (1.9-2.0V), C1 (2.0-2.1V), C2 (2.1-2.2V), D1 (2.2-2.3V), D2 (2.3-2.4V)입니다.
• 주 파장 (λD):세 가지 비닝 옵션 제공: F00 (625–630 nm), G00 (630–635 nm), H00 (635–640 nm).
• 광도 (IV):6개 구간으로 분류: A00 (8–12 mcd), B00 (12–18 mcd), C00 (18–28 mcd), D00 (28–43 mcd), E00 (43–65 mcd), F00 (65–100 mcd).
• 시야각 (2θ1/2):140도 (일반값), 넓은 방사 패턴 제공.
• 역전류 (IR):역전압 VR=5V에서 최대 10 μA.
• 열 저항 (RTHJ-S):최대 450 °C/W, 접합부-납땜점 간 열 저항을 나타냅니다.

2.2 절대 최대 정격

손상을 방지하기 위해 LED는 다음 한계를 초과하여 작동해서는 안 됩니다:

• 전력 소모 (Pd): 48 mW.
• 순방향 전류 (IF): 20 mA 연속.
• 피크 순방향 전류 (IFP): 60 mA (펄스 폭 0.1ms, 듀티 사이클 1/10).
• 정전기 방전 (ESD, HBM): 2000 V.
• 작동 온도 (Topr): -40 ~ +85 °C.
• 보관 온도 (Tstg): -40 ~ +85 °C.
• 접합부 온도 (Tj): 95 °C.

3. 비닝 시스템

3.1 전압 비닝

순방향 전압은 비닝을 통해 엄격하게 제어되어 직렬 및 병렬 회로에서 일관된 성능을 보장합니다. 1.6V ~ 2.4V 범위의 8개 전압 구간이 있으며 각 구간은 0.1V입니다. 비닝 코드는 A1, A2, B1, B2, C1, C2, D1, D2입니다.

3.2 파장 비닝

주 파장은 특정 색상 요구 사항을 충족하도록 세 그룹으로 비닝됩니다: F00 (625–630 nm, 딥 레드), G00 (630–635 nm, 표준 적색), H00 (635–640 nm, 약간 긴 적색).

3.3 광도 비닝

광도는 밝기 선택의 유연성을 제공하기 위해 6개 구간으로 나뉩니다. 구간은 A00 (최저)부터 F00 (최고)까지이며 값은 8 mcd에서 100 mcd입니다.

4. 성능 곡선

4.1 순방향 전압 대 순방향 전류

곡선은 로그 관계를 보여줍니다: 순방향 전류가 증가함에 따라 순방향 전압도 점차 증가합니다. 5mA에서 일반 전압은 비닝에 따라 약 1.8–2.0V입니다.

4.2 순방향 전류 대 상대 강도

상대 광 출력은 순방향 전류에 따라 증가합니다. 곡선은 20mA까지 거의 선형으로, 일반적인 구동 전류에서 우수한 효율을 나타냅니다.

4.3 핀 온도 대 상대 강도

핀 온도가 상승하면 상대 강도가 감소합니다. 85°C에서는 전류에 따라 강도가 25°C 값의 약 80~90%로 떨어질 수 있습니다.

4.4 핀 온도 대 순방향 전류

더 높은 온도에서는 최대 접합부 온도를 초과하지 않도록 순방향 전류를 디레이팅해야 합니다.

4.5 순방향 전류 대 주 파장

순방향 전류를 증가시키면 주 파장이 약간 이동하며 일반적으로 긴 파장 쪽으로 수 나노미터 이동합니다.

4.6 상대 강도 대 파장

방출 스펙트럼은 625–640 nm에서 피크를 가지며 반치폭은 15 nm로 좁은 적색을 제공합니다.

4.7 방사 패턴

방사 다이어그램은 140도의 넓은 각도를 보여주며, 이 LED는 표시등 응용 분야의 넓은 영역 조명에 적합합니다.

5. 기계 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

LED 패키지 크기는 1.0 mm × 0.5 mm × 0.4 mm (길이 × 너비 × 높이)입니다. 상면도는 애노드와 캐소드 두 개의 전극을 보여줍니다. 하면도는 크기가 다른 납땜 패드를 나타내어 식별을 쉽게 합니다. 극성은 상면의 노치 또는 점으로 표시됩니다.

5.2 극성 및 납땜 패턴

권장 납땜 패턴은 애노드 (큰 쪽)와 캐소드 (작은 쪽)의 두 패드로 구성됩니다. 올바른 정렬로 극성을 확인합니다. 레이아웃 치수는 데이터시트에 제공됩니다: 각 패드 0.6 mm, 간격 0.5 mm.

5.3 테이프 및 릴 치수

캐리어 테이프는 8mm 폭, 부품 포켓 피치 2.00mm를 사용합니다. 릴 직경은 178mm, 폭은 8.0mm입니다. 각 릴에는 4000개가 들어 있습니다.

6. 납땜 및 조립 가이드라인

6.1 SMT 리플로우 납땜

권장 리플로우 프로파일은 최대 3°C/s의 상승률, 150°C~200°C에서 60~120초 예열, 이후 최대 피크 온도 260°C까지 10초간 상승, 최대 6°C/s의 냉각률을 포함합니다. 25°C에서 피크까지 총 시간은 8분을 초과해서는 안 됩니다.

6.2 수동 납땜

수동 납땜이 필요한 경우 300°C 미만의 인두를 사용하고 3초 이내에 접합을 완료하십시오. LED당 한 번의 수동 납땜만 허용됩니다.

6.3 수리 및 재작업

납땜 후 수리는 권장하지 않습니다. 불가피한 경우 양면 인두를 사용하고 LED 특성이 손상되지 않도록 확인하십시오. 냉각 중 기계적 응력을 피하십시오.

6.4 일반 주의사항

휘어진 PCB 영역에 LED를 장착하지 마십시오. 납땜 후 보드를 휘게 하거나 진동을 가하지 마십시오. 리플로우 후 급속 냉각은 허용되지 않습니다.

7. 패키징 및 주문 정보

7.1 캐리어 테이프 및 릴

표준 패키징은 8mm 캐리어 테이프에 릴당 4000개입니다. 테이프에는 이송 구멍과 상부 커버 테이프가 있습니다. 릴에는 부품 번호, 로트 번호, 비닝 코드, 수량 및 날짜가 표시됩니다.

7.2 방습 포장

LED는 건조제와 함께 방습 장벽 백에 넣어 저습도를 유지합니다. MSL 레벨 3은 개봉 후 30°C/60%RH 이하에서 보관할 경우 168시간 이내에 사용해야 함을 의미합니다. 시간 제한을 초과하면 60°C에서 24시간 베이킹해야 합니다.

7.3 신뢰성 시험 요약

이 제품은 리플로우 납땜 (260°C, 10초, 2사이클), 온도 사이클 (−40°C ~ 100°C, 100사이클), 열충격 (−40°C/100°C, 300사이클), 고온 보관 (100°C, 1000h), 저온 보관 (−40°C, 1000h) 및 수명 시험 (25°C, 5mA, 1000h)을 포함한 표준 신뢰성 시험을 통과했습니다. 불량 기준은 VF 변화 >10%, IR >한계의 2배, 또는 강도 감소 >30%로 정의됩니다.

8. 응용 권장사항

8.1 일반 응용 회로

표시등 응용에는 직렬 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 예를 들어 5V 공급 전압, 5mA 전류에서 VF≈1.8V 기준으로 약 640Ω 저항이 적절합니다. 더 높은 밝기를 위해 적절한 열 관리와 함께 최대 20mA까지 구동할 수 있습니다.

8.2 ESD 보호

LED의 ESD 내전압은 2000V (HBM)입니다. 그러나 취급 및 조립 중 표준 ESD 주의사항 (접지, 손목 스트랩, 이오나이저)을 권장합니다.

8.3 열 설계

열 저항이 상대적으로 높지만 (450°C/W), 낮은 전력 소모로 열 관리가 가능합니다. 양호한 납땜 접촉을 보장하고 LED를 고전력 열원 근처에 두지 마십시오.

9. 기술 비교

9.1 표준 0402 적색 LED와의 비교

이 LED는 일반적인 120° 소자에 비해 더 넓은 시야각 (140°)을 제공합니다. 정밀한 비닝 옵션으로 더 나은 색상 및 밝기 일관성을 얻을 수 있습니다. ESD 정격 2kV는 많은 표준 LED (보통 1kV)보다 높습니다. 열 저항은 유사한 패키지와 비슷합니다.

10. 자주 묻는 질문

10.1 권장 순방향 전류는 얼마인가요?

일반 시험 전류는 5mA이지만 LED는 연속 최대 20mA까지 구동할 수 있습니다. 펄스 구동 시 10% 듀티 사이클에서 최대 60mA까지 가능합니다.

10.2 백 개봉 후 LED는 어떻게 보관해야 하나요?

30°C 이하, 60% RH 이하에서 보관하고 168시간 이내에 사용하십시오. 사용하지 않은 경우 사용 전 60°C에서 24시간 베이킹하십시오.

10.3 이 LED를 실외 응용에 사용할 수 있나요?

작동 온도 범위는 -40~+85°C로, 습기와 기계적 응력으로부터 적절히 보호된다면 많은 실외 응용에 적합합니다.

11. 실용 응용 예시

11.1 스마트폰 케이스의 상태 표시등

0402 적색 LED가 충전 상태를 표시하는 데 사용됩니다. 5mA 구동으로 충분한 가시성을 제공합니다. 넓은 시야각으로 다양한 각도에서 표시등을 볼 수 있습니다.

11.2 자동차 콘솔의 백라이트 푸시버튼

여러 개의 0402 LED가 심볼 뒤에 배치되어 균일한 적색 백라이트를 제공합니다. 소형 크기로 고밀도 실장이 가능합니다.

12. 작동 원리

12.1 적색 LED 작동 원리

LED는 적색 발광 재료 (일반적으로 AlGaInP 또는 GaAsP)로 만들어진 반도체 접합을 기반으로 합니다. 순방향 바이어스가 인가되면 전자와 정공이 활성 영역에서 재결합하여 적색 파장 범위 (625–640 nm)에 해당하는 에너지를 가진 광자를 방출합니다. 강도는 전류에 비례합니다. 칩은 투명 에폭시 또는 실리콘 패키지에 캡슐화되어 빛을 외부로 방출합니다.

13. 개발 동향

13.1 소형화 및 고효율화

LED 패키징의 추세는 밝기나 신뢰성을 희생하지 않으면서 0402, 나아가 0201과 같은 더 작은 풋프린트로 나아가는 것입니다. 칩 설계 및 형광체 기술 (백색 LED의 경우)의 발전으로 효율이 계속 향상되고 있습니다. 적색 LED의 경우 개선된 AlGaInP 구조가 더 높은 광효율과 더 나은 온도 안정성을 제공합니다. 미래 개발에는 소형 패키지에 통합 ESD 보호 및 더 높은 전력 성능이 포함될 수 있습니다.