적색 SMD LED 3.2x1.25x1.1mm 데이터시트 | 순방향 전압 2.0V, 30mA

1. 제품 개요

1.1 일반 설명

이 적색 SMD LED는 적색 발광 다이오드 칩을 사용하여 제작되었으며 표준 3.2mm x 1.25mm x 1.1mm 표면실장 패키지로 포장되었습니다. 이 장치는 높은 밝기와 넓은 시야각이 필요한 일반 표시, 신호, 디스플레이 응용 분야에 설계되었습니다. 작은 크기로 자동 SMT 조립 및 리플로우 납땜 공정에 적합합니다.

1.2 특징

• 매우 넓은 시야각: 140도(반치각)로 여러 방향에서 선명하게 볼 수 있습니다.
• 무연 리플로우를 포함한 모든 SMT 조립 및 납땜 공정과 호환됩니다.
• JEDEC 표준에 따른 습기 민감도 레벨(MSL) 레벨 3으로, 지정된 한계를 초과하는 환경에 노출된 경우 적절한 취급 및 사용 전 베이킹이 필요합니다.
• RoHS 준수, 납, 수은, 카드뮴, 6가 크롬과 같은 유해 물질이 없습니다.
• 설계 유연성을 위해 여러 밝기 및 파장 빈으로 제공됩니다.

1.3 응용 분야

• 소비자 가전, 산업 장비 및 자동차 내장재의 광학 표시기 및 상태 표시등.
• 키보드, 제어 패널, 간판 등의 스위치 및 기호 백라이트.
• 소형 크기와 저전력 소비가 요구되는 일반 조명 및 장식 용도.

2. 기술 매개변수

2.1 전기 및 광학 특성 (Ta = 25°C)

다음 표는 별도로 명시되지 않는 한 순방향 전류 20mA 및 주변 온도 25°C에서 측정된 주요 전기 및 광학 매개변수를 요약합니다.

참고: 순방향 전압 측정 허용 오차: ±0.1V. 주 파장 측정 허용 오차: ±2nm. 광도 측정 허용 오차: ±10%.

2.2 절대 최대 정격

아래 표에 나열된 값을 초과하는 스트레스는 장치에 영구적인 손상을 초래할 수 있습니다. 이는 스트레스 정격일 뿐이며 권장 작동 조건에 표시된 조건 이외의 조건에서 장치의 기능적 작동을 암시하지 않습니다.

열저항 및 주변 온도로 인해 접합부 온도가 95°C를 초과하는 경우 최대 허용 순방향 전류를 감소시켜야 합니다. 고온 조건에서는 적절한 방열 또는 구동 전류 감소를 사용해야 합니다.

3. 빈 시스템

LED는 순방향 전압(VF), 주 파장(λD), 광도(IV)에 대해 여러 빈으로 제공됩니다. 이 빈을 통해 설계자는 조명 시스템에서 일관된 성능을 위해 엄격한 매개변수 허용 오차를 가진 장치를 선택할 수 있습니다.

3.1 순방향 전압 빈

세 가지 VF 빈이 정의됩니다: B0 (1.8–2.0V), C0 (2.0–2.2V), D0 (2.2–2.4V). 20mA에서의 일반적인 순방향 전압은 B0 빈의 경우 약 2.0V입니다.

3.2 주 파장 빈

세 가지 주 파장 빈이 제공됩니다: F00 (625–630nm, 진적색), G00 (630–635nm, 적색), H00 (635–640nm, 주황-적색). 일반적인 피크 방출은 약 630nm입니다.

3.3 광도 빈

광도는 세 가지 범위로 분류됩니다: 1BS (40–90mcd), 1DN (90–140mcd), 1GK (140–200mcd). 이 빈은 다중 LED 응용 분야에서 밝기 매칭을 가능하게 합니다.

빈 코드는 로트 번호 및 날짜 코드와 같은 다른 식별자와 함께 패키지 라벨에 인쇄됩니다.

4. 성능 곡선

일반적인 광학 및 전기 특성은 아래 곡선에 나와 있습니다. 이 곡선은 설계 지침으로 제공되며 실제 성능은 작동 조건에 따라 다를 수 있습니다.

4.1 순방향 전압 vs 순방향 전류 (그림 1-6)

그래프는 다이오드의 일반적인 지수 관계를 보여줍니다. 20mA에서 순방향 전압은 약 2.0V입니다. 이 곡선을 사용하여 주어진 전압에 대한 전류를 추정할 수 있지만 전류 제한 저항을 항상 사용하는 것이 좋습니다.

4.2 순방향 전류 vs 상대 강도 (그림 1-7)

상대 광도는 순방향 전류가 30mA까지 거의 선형적으로 증가합니다. 더 높은 전류에서는 발열로 인해 약간의 포화가 발생할 수 있습니다.

4.3 핀 온도 vs 상대 강도 (그림 1-8)

납땜점 온도가 상승하면 상대 출력이 감소합니다. 85°C에서 강도는 25°C일 때의 약 90%입니다. 일관된 광 출력을 유지하려면 열 관리가 필수적입니다.

4.4 핀 온도 vs 순방향 전류 (그림 1-9)

핀 온도가 증가함에 따라 최대 허용 순방향 전류를 감소시켜야 합니다. 85°C에서 최대 전류는 접합부 온도를 95°C 미만으로 유지하기 위해 약 20mA로 감소됩니다.

4.5 순방향 전류 vs 주 파장 (그림 1-10)

주 파장은 전류 증가에 따라 약간 이동하며, 일반적으로 작동 범위에서 2nm 미만입니다. 이는 반도체의 밴드 필링 효과 때문입니다.

4.6 상대 강도 vs 파장 (그림 1-11)

스펙트럼 전력 분포는 약 630nm에서 피크를 보이며, 스펙트럼 반치폭은 15nm(일반)입니다. 이는 포화된 적색을 보장합니다.

4.7 방사 패턴 (그림 1-12)

LED는 반치각 140°의 넓은 람베르트 방사 패턴을 나타냅니다. 이는 넓은 조명 또는 광각 표시가 필요한 응용 분야에 이상적입니다.

5. 기계 및 포장 정보

5.1 패키지 치수

패키지 본체는 3.2mm(길이) x 1.25mm(너비) x 1.1mm(높이)입니다. 하단면에 두 개의 납땜 패드가 제공됩니다. 양극 패드는 도면에 더하기 기호 또는 식별자로 표시됩니다. 상세 기계 도면은 데이터시트(그림 1-1 ~ 1-5)에서 확인할 수 있습니다.

5.2 권장 납땜 패턴

리플로우 납땜을 위한 권장 구리 패드 치수는 데이터시트에 나와 있습니다. 적절한 패드 크기는 우수한 열 및 전기 접촉을 보장합니다. 일반적으로 솔더 페이스트 스텐실 두께는 0.12mm가 권장됩니다.

5.3 극성 식별

음극 측은 일반적으로 패키지의 노치 또는 평평한 부분으로 표시됩니다. 하단 보기에서 패드 1은 양극이고 패드 2는 음극입니다(그림 1-4 참조). 조립 중 올바른 극성을 준수해야 합니다.

6. SMT 리플로우 납땜

6.1 리플로우 프로파일

권장 리플로우 납땜 프로파일은 JEDEC 표준을 기반으로 합니다. 주요 매개변수는 다음과 같습니다:

• 평균 상승 속도 (Tsmax ~ TP): 최대 3°C/s
• 예열 온도 범위 (Tsmin ~ Tsmax): 150°C ~ 200°C
• 예열 시간 (ts): 60 ~ 120초
• 217°C 이상 시간 (tL): 60 ~ 150초
• 피크 온도 (TP): 260°C (최대)
• 피크 온도 ±5°C 이내 시간 (tp): 최대 30초
• 피크 온도 (>255°C) 시간: 최대 10초
• 평균 냉각 속도: 최대 6°C/s
• 25°C에서 피크 온도까지 시간: 최대 8분

리플로우 납땜은 두 번 이상 수행해서는 안 됩니다. 두 납땜 주기 사이에 24시간 이상 경과하면 LED가 수분을 흡수할 수 있으므로 두 번째 리플로우 전에 베이킹해야 합니다.

6.2 수동 납땜

수동 납땜이 필요한 경우 인두 팁 온도는 300°C 미만이어야 하며 납땜 시간은 3초를 초과하지 않아야 합니다. LED당 한 번의 수동 납땜 작업만 허용됩니다.

6.3 재작업 및 수리

리플로우 후 재작업은 권장되지 않습니다. 불가피한 경우 이중 헤드 인두를 사용하여 열 응력을 최소화해야 합니다. LED 손상이 없는지 사전 승인 테스트가 필요합니다.

7. 취급 주의사항

7.1 보관

LED는 건조제 및 습도 표시 카드가 포함된 방습 백(MBB)에 포장되어 배송됩니다. 백을 열기 전에 ≤30°C 및 ≤75% RH에서 보관하십시오. 개봉 후 ≤30°C 및 ≤60% RH에서 보관하는 경우 168시간(7일) 이내에 사용해야 합니다. 보관 시간을 초과하거나 습도 표시 카드가 분홍색(수분 흡수 표시)으로 변하면 베이킹이 필요합니다: 60±5°C에서 >24시간.

7.2 정전기 방전(ESD) 보호

LED는 ESD에 민감합니다. 접지된 작업대, 전도성 포장, 정전기 방지 손목 스트랩을 포함한 적절한 ESD 예방 조치를 취해야 합니다. 이 장치는 2000V HBM 정격입니다.

7.3 화학 및 환경 고려사항

LED 봉지재는 실리콘이며 특정 가스 및 화학 물질에 대해 투과성이 있습니다. 환경 또는 접촉 재료의 황 화합물은 100ppm 미만으로 유지해야 합니다. 외부 재료의 브롬 및 염소 함량은 각각 900ppm 미만이어야 하며 총합은 1500ppm 미만이어야 합니다. 휘발성 유기 화합물(VOC)은 가스 배출되어 LED에 침착되어 변색 및 광 손실을 유발할 수 있습니다. LED 근처에 사용되는 접착제는 유기 증기를 방출해서는 안 됩니다.

7.4 기계적 취급

실리콘 렌즈에 직접 압력을 가하지 마십시오. 측면을 잡고 부품을 핀셋으로 취급하십시오. 납땜 후 PCB를 구부리지 마십시오. LED 패키지가 깨질 수 있습니다.

7.5 세척

세척에는 이소프로필 알코올이 권장됩니다. 다른 용제는 실리콘 봉지재와의 호환성을 테스트해야 합니다. 초음파 세척은 LED를 손상시킬 수 있으므로 권장되지 않습니다.

8. 포장 및 주문 정보

8.1 포장 사양

LED는 테이프 및 릴 형식으로 포장됩니다: 릴당 3000개. 캐리어 테이프는 전도성 플라스틱으로 만들어졌으며 폭 8mm, 포켓 피치 4mm입니다. 릴 직경은 178mm, 허브 직경은 60mm, 테이프 폭은 8mm입니다.

8.2 라벨 정보

각 릴에는 부품 번호, 사양 번호, 로트 번호, 빈 코드(VF, 파장 및 강도 빈 포함), 수량, 날짜 코드가 포함된 라벨이 부착됩니다. 빈 코드는 생산에서 일관된 성능을 보장하는 데 필수적입니다.

8.3 방습 포장

릴은 건조제와 습도 표시 카드가 포함된 방습 백에 밀봉됩니다. 그런 다음 백을 판지 상자에 포장하여 배송합니다.

9. 신뢰성 및 테스트

9.1 신뢰성 테스트 조건

이 제품은 JEDEC 표준에 따라 승인되었습니다. 각각 22개의 샘플로 다음 테스트가 수행되었으며 합격 기준은 0개의 불량 허용(Ac=0, Re=1)입니다.

9.2 고장 기준

다음 기준은 신뢰성 테스트 후 고장을 정의합니다:

• 순방향 전압(VF)이 상위 사양 한계(U.S.L.)의 1.1배 초과
• 역전류(IR)가 상위 사양 한계(U.S.L.)의 2.0배 초과
• 광속(Φ)이 하위 사양 한계(L.S.L.)의 0.7배 미만

10. 응용 참고 사항

LED 회로를 설계할 때 과전류를 방지하기 위해 항상 전류 제한 저항을 포함하십시오. 저항 값은 R = (V_supply - VF_typ) / IF_desired로 계산할 수 있습니다. 예를 들어, 5V 공급 및 목표 전류 20mA의 경우 R = (5 - 2.0) / 0.02 = 150Ω입니다. 모든 조건에서 안전한 작동을 보장하려면 최악의 경우 VF 최소/최대를 사용하십시오.

직렬 또는 병렬 연결의 경우 전류 분배 및 열 효과를 고려하십시오. 밝기 변동을 최소화하려면 동일한 빈의 LED를 병렬로 사용해야 합니다. 특히 더 높은 전류 또는 주변 온도에서 작동할 때 방열을 위해 충분한 PCB 구리 영역을 제공해야 합니다.

넓은 시야각으로 이 LED는 균일한 조명이 필요한 엣지 라이팅 및 백라이트 응용 분야에 적합합니다.

11. 자주 묻는 질문

Q: 온도가 증가하면 LED 밝기가 감소하는 이유는 무엇입니까?

A: 반도체의 내부 양자 효율이 온도에 따라 감소하여 동일한 구동 전류에서 광 출력이 낮아집니다. 열 관리가 핵심입니다.

Q: 전압 소스에서 LED를 직접 구동할 수 있습니까?

A: 아니요, LED 손상을 방지하기 위해 전류 제한 저항 또는 정전류 드라이버가 필수입니다.

Q: 역전압이 인가되면 어떻게 됩니까?

A: 항복 전압 이상의 역전압은 누설 전류를 유발하고 결국 LED를 파괴할 수 있습니다. 최대 역전압은 5V 시험 조건입니다. 장기간 역방향 바이어스를 피해야 합니다.

Q: 사용하지 않은 LED는 어떻게 보관해야 합니까?

A: 원래 방습 백에 ≤30°C 및 ≤75% RH에서 보관하십시오. 개봉한 경우 168시간 이내에 사용하거나 사용 전에 베이킹하십시오.

Q: LED는 무연 납땜과 호환됩니까?

A: 예, 260°C의 피크 온도는 RoHS 준수 무연 납땜 공정과 호환됩니다.

12. 작동 원리

LED는 PN 접합에서 전자와 정공이 재결합할 때 빛을 방출하는 반도체 다이오드입니다. 이 적색 LED의 활성 영역은 일반적으로 알루미늄 갈륨 인듐 인(AlGaInP) 또는 갈륨 비소 인(GaAsP) 재료로 만들어집니다. 순방향 바이어스가 인가되면 n측의 전자와 p측의 정공이 활성 영역에서 재결합하여 광자 형태로 에너지를 방출합니다. 방출된 빛의 파장은 반도체 재료의 밴드갭 에너지(이 경우 적색광(630nm)의 경우 약 1.96eV)에 해당합니다. LED는 보호 기능을 제공하고 방사 패턴을 형성하는 투명 또는 착색 실리콘 렌즈에 봉입됩니다.

13. 개발 동향

적색 LED는 더 높은 효율(더 높은 lm/W)과 더 나은 열 안정성을 향해 계속 발전하고 있습니다. 추세는 더 작은 패키지(예: 3.2×1.25mm는 이미 소형)와 더 높은 밝기 빈으로 가고 있습니다. 개선된 광 추출 및 플립칩 설계와 같은 칩 기술의 발전은 추가 성능 향상을 약속합니다. 또한 지능형 구동 회로 및 IoT 연결과의 통합은 스마트 조명 및 디스플레이에서 응용 분야를 확장할 것으로 예상됩니다.