LED Red 3.0x3.0x2.1mm - 2.2V - 1.1W - 620nm 기술 사양

1. 제품 개요

RF-E30AG-OUH-FS는 EMC(Epoxy Molding Compound) 패키지를 적용한 고출력 적색 LED로, 뛰어난 신뢰성과 방열 성능을 제공합니다. 3.00mm x 3.00mm의 콤팩트한 면적과 2.10mm의 낮은 높이로 설계된 이 소자는 보안 감시, 센서, 조경 조명 및 일반 광학 표시기 등 다양한 응용 분야에 적합합니다. 이 LED는 RoHS를 준수하며 MSL 3 등급으로 평가되어 무연 리플로 솔더링 공정에 사용할 수 있습니다.

2. 기계적 세부 사항 및 패키지 치수

2.1 패키지 외형

이 LED는 3.00mm x 3.00mm x 2.10mm(길이 x 폭 x 높이) 크기의 표면 실장 패키지에 장착됩니다. 상면도는 극성 표시가 있는 투명 렌즈를 보여주며, 패드 ①은 애노드, 패드 ②는 캐소드입니다. 측면도는 전체 높이가 2.10mm임을 나타냅니다. 하면도는 솔더 패드 레이아웃을 보여주며, 애노드 패드는 2.26mm x 0.69mm, 캐소드 패드는 1.45mm x 0.50mm이고 두 패드 사이의 피치는 0.46mm입니다. 적절한 방열과 기계적 안정성을 보장하기 위해 권장 솔더링 패턴이 제공됩니다. 별도로 명시되지 않은 경우 모든 치수는 ±0.2mm의 공차를 갖습니다.

3. 전기 및 광학 특성

3.1 순방향 전압 및 전류

IF = 500mA, Ts = 25°C의 시험 조건에서 순방향 전압(VF)의 일반적인 값은 2.2V이며, 최소값은 1.8V, 최대값은 명시되지 않음(개방)입니다. 이 소자는 최대 500mA의 순방향 전류와 최대 1.1W의 전력 소모를 처리할 수 있습니다. 역방향 전압은 최대 5V로 정격이며, VR = 5V에서의 역방향 전류(IR)는 최대 10µA입니다.

3.2 광학 성능

주 파장(λD)은 620nm(적색)이며 일반적인 값이고, 대역폭(Δλ)은 30nm입니다. 500mA에서의 광속(Φ)은 일반적으로 45lm입니다. 시야각(2θ1/2)은 90도로, 표시등 및 조명 응용 분야에 적합한 넓은 빔을 제공합니다. 접합부에서 납땜점까지의 열 저항(RTHJ-S)은 14°C/W로 효율적인 열 전달을 보장합니다.

3.3 절대 최대 정격

절대 최대 정격은 다음과 같습니다: 소비 전력 1.1W, 순방향 전류 500mA (디레이팅 고려), 역방향 전압 5V, 정전기 방전 (HBM) 2000V, 동작 온도 범위 -40°C ~ +85°C, 보관 온도 범위 -40°C ~ +100°C, 접합 온도 115°C. 펄스 동작(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)의 경우 더 높은 전류가 허용될 수 있으나 접합 온도 한계를 초과해서는 안 됩니다.

4. 일반적인 광학 특성 곡선

4.1 순방향 전압 대 순방향 전류

The typical IV curve shows a non-linear relationship. At low currents (<100mA), the forward voltage rises steeply, while above 200mA the slope decreases, indicating the ohmic resistance of the die and package. At 500mA, the forward voltage is approximately 2.2V.

4.2 순방향 전류 대 상대 강도

상대 광 출력은 500mA까지 순방향 전류에 따라 거의 선형적으로 증가합니다. 사양 범위 내에서 포화 현상이 보이지 않으며, 이는 LED가 정격 전류에서 효율적으로 구동될 수 있음을 시사합니다.

4.3 온도 대 상대 강도

광 출력은 솔더 포인트 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 85°C에서 상대 강도는 25°C 값의 약 75%로 떨어집니다. 시스템 설계 시 이 열적 디레이팅을 반드시 고려해야 합니다.

4.4 스펙트럼 분포

스펙트럼 전력 분포는 약 620nm에서 피크를 보이며, 반치전폭(FWHM)은 30nm입니다. 색상은 순수한 적색으로, 신호등 및 장식용 조명에 적합합니다.

4.5 방사선 도표

방사 패턴은 람베르트 유사형으로, 광축에서 ±45° 지점에서 강도가 50%로 감소합니다. 이는 넓고 균일한 조명 빔을 제공합니다.

4.6 솔더 포인트 온도 vs. 순방향 전류

솔더 포인트 온도가 상승함에 따라 최대 허용 순방향 전류는 감소합니다. 85°C에서는 접합부가 최대 정격을 초과하지 않도록 권장 전류가 약 350mA로 낮아집니다.

5. 신뢰성 시험 항목 및 조건

해당 LED는 JEDEC 표준에 기반한 일련의 신뢰성 시험을 통해 검증되었습니다. 주요 시험은 다음과 같습니다:

• 리플로우 솔더링: 260°C 최대 10초, 3사이클, 10개 샘플 중 0개 불량.
• 온도 사이클: -40°C ~ 100°C, 300사이클, 0개 불량.
• Thermal shock: -40°C ~ 100°C, 100사이클, 0불량.
• 고온 보관: 100°C에서 1000시간, 0불량.
• 저온 보관: -40°C에서 1000시간, 0불량.
• 수명 시험: 25°C, IF=500mA, 1000시간, 0불량.

Failure criteria: forward voltage increase >1.1x upper spec limit, reverse current >2x upper spec limit, or luminous flux <0.7x lower spec limit.

6. 패키징 정보

LED는 테이프 및 릴 형태로 포장되며, 릴당 3000개가 포함됩니다. 캐리어 테이프에는 극성 표시가 있는 특정 포켓 디자인이 적용됩니다. 릴 치수는 플랜지 직경 330.2±2mm, 허브 직경 79.5±1mm, 폭 14.3±0.2mm, 두께 12.7±0.3mm입니다. 각 릴은 건조제 및 습도 표시 카드와 함께 방습 백에 밀봉됩니다. 외부 골판지 상자 치수는 사양서에 명시되어 있습니다(PDF에 명시적으로 나열되지는 않았지만 330mm 릴의 일반적인 규격). 라벨에는 부품 번호, 사양 번호, 로트 번호, 빈 코드, 광속, 주 파장, 순방향 전압, 수량 및 데이트 코드가 포함됩니다.

7. 솔더링 및 조립 가이드라인

7.1 SMT 리플로우 납땜 프로파일

이 LED는 무연 리플로 솔더링과 호환됩니다. 권장 프로파일의 파라미터는 다음과 같습니다:

• 평균 승온 속도: 최대 3°C/s (Tsmax에서 Tp까지)
• 예열: 150°C ~ 200°C에서 60~120초
• 217°C 초과 시간: 최대 60초
• 피크 온도: 260°C, 피크 ±5°C 이내 체류 시간: 최대 30초, 절대 피크 시간(tp): 최대 10초
• 냉각 속도: 최대 6°C/s
• 25°C에서 피크까지 도달 시간: 최대 8분

리플로우 솔더링은 2회를 초과할 수 없습니다. 1차와 2차 공정 사이에 24시간 이상 경과 시 LED가 수분을 흡수하여 손상될 수 있습니다. 수동 솔더링은 인두 팁 온도 300°C 미만, 3초 이내로 1회만 허용됩니다. 수리는 권장되지 않으며, 필요한 경우 양면 인두를 사용하고 공정을 사전 검증하십시오.

7.2 취급 시 주의사항

• LED 봉지재는 실리콘으로 부드럽습니다. 픽앤플레이스 또는 조립 시 렌즈 표면에 압력을 가하지 마십시오. 적절한 노즐과 적정 힘을 사용하십시오.
• 휘어진 PCB에 LED를 장착하지 마십시오. 납땜 후 기판을 구부리지 마십시오.
• 납땜 후 냉각 중 기계적 응력이나 진동을 피하십시오.
• 사용 환경 및 접촉 재료는 황 화합물 100PPM 미만, 브롬 함량 900PPM 미만, 염소 함량 900PPM 미만, 브롬+염소 총합 1500PPM 미만이어야 합니다.
• 고정구 재료에서 발생하는 휘발성 유기 화합물(VOCs)이 실리콘에 침투하여 변색을 유발할 수 있습니다. 사용 전 모든 재료의 호환성을 테스트하십시오.
• 적절한 ESD 보호 조치를 사용하십시오. LED는 2000V HBM 정격이지만 여전히 주의가 필요합니다.
• 보관 조건: 알루미늄 백 개봉 전, 30°C 이하, 상대습도 75% 이하에서 최대 1년간 보관하십시오. 개봉 후에는 30°C 이하, 상대습도 60% 이하에서 168시간 이내에 사용하십시오. 이를 초과할 경우, 60±5°C에서 24시간 이상 베이킹하십시오.
• 세척: 이소프로필 알코올 사용을 권장합니다. 기타 용제는 패키지에 손상을 주지 않는지 반드시 확인해야 합니다. 초음파 세척은 권장하지 않습니다.

8. 애플리케이션 고려사항

이 LED는 광학 지시등, 조경 조명 및 일반 조명용으로 설계되었습니다. 구동 회로를 설계할 때는 항상 전류 제한 저항을 포함하여 전압 변동으로 인한 과전류를 방지하십시오. 열 설계는 매우 중요합니다: 접합 온도가 115°C를 초과하지 않아야 합니다. 특히 고전류에서 작동할 때는 충분한 방열을 보장하십시오. 넓은 시야각(90°)과 높은 광속(500mA에서 45lm)은 면 조명 및 백라이트에 적합합니다. 620nm 적색은 경고등, 신호등 및 장식용 애플리케이션에 이상적입니다. 펄스 동작의 경우, 최대 접합 온도를 초과하지 않도록 듀티 사이클과 피크 전류를 주의 깊게 제어해야 합니다.

9. 동작 원리

이 LED는 적색 파장에 일반적인 AlGaInP(알루미늄 갈륨 인듐 인화물) 재료 시스템으로 만들어진 반도체 p-n 접합을 기반으로 합니다. 순방향 바이어스가 인가되면 활성 영역에서 전자와 정공이 재결합하여 재료의 밴드갭에 해당하는 파장의 광자 형태로 에너지를 방출합니다. EMC 패키지는 다이를 보호하고 투명 실리콘 렌즈를 통해 효율적인 광 추출을 가능하게 하는 견고하고 응력이 적은 봉합을 제공합니다.

10. 개발 동향

고출력 LED의 추세는 더 높은 효율, 향상된 열 관리, 그리고 더 작은 크기로 나아가고 있습니다. 이 제품은 EMC 패키지와 3.0x3.0mm 폼팩터를 통해 소형화되고 신뢰성 높은 표면실장소자로 가는 업계 흐름에 부합합니다. 향후 개발 방향으로는 더 높은 광속과 개선된 색 안정성이 포함될 수 있습니다. 또한 에폭시 대신 실리콘 봉지를 사용하는 것은 열 사이클과 자외선 노출 조건에서 신뢰성을 높이기 위한 최신 트렌드입니다.