LED Red 2.0x1.25x0.7mm SMD 사양 - 625-640nm - 1.8-2.4V - 20mA - 72mW - 영문 기술 문서

1. 제품 개요

RF-RUB170TS-BD는 일반 표시 및 디스플레이 용도로 설계된 표면 실장형 적색 LED입니다. 고효율 적색 칩을 사용하여 제작되었으며, 2.0mm x 1.25mm x 0.7mm의 소형 패키지로 제공됩니다. 이 LED는 140°의 매우 넓은 시야각을 제공하여 광범위한 광 분포가 필요한 응용 분야에 적합합니다. 표준 SMT 조립 및 리플로우 솔더링 공정과 호환되며, RoHS 규정 요구 사항을 충족합니다. 내습성 등급은 Level 3으로 평가되어, 수분 흡수를 방지하기 위한 적절한 취급 및 보관이 필요합니다.

2. 기술 파라미터 해석

2.1 전기광학적 특성 (T_S=25°C에서)

20mA의 테스트 전류 조건에서 LED는 다음과 같은 특성을 나타냅니다.

• 순방향 전압 (V_F): B0 (1.8-2.0V), C0 (2.0-2.2V), D0 (2.2-2.4V)의 세 가지 빈으로 제공됩니다. B0 빈의 일반적인 값은 1.8V입니다.
• 주 파장 (λ_D): 625nm에서 640nm 범위이며, F00 (625-630nm), G00 (630-635nm), H00 (635-640nm) 빈으로 분류됩니다. F00 빈의 일반적인 값은 625nm입니다.
• 스펙트럼 반치폭 (Δλ): 일반적으로 15nm입니다.
• 광도 (I_V): 20mA에서 1GJ (20-40mcd) 및 1BS (40-90mcd)의 두 가지 광도 빈이 있습니다.
• 시야각 (2θ_1/2): 140° 일반적.
• 역전류 (I_R): V에서 최대 10µA_R=5V.
• 열 저항 (R_THJ-S): 최대 450°C/W.

이 매개변수들은 제조사의 표준 테스트 조건에서 측정됩니다. 허용 측정 오차는 전압 ±0.1V, 파장 ±2nm, 광도 ±10%입니다.

2.2 절대 최대 정격

실제 작동 조건이 이러한 정격 값을 초과하지 않도록 주의해야 하며, 특히 전력 소모와 접합 온도를 초과하지 않도록 하여 손상이나 가속 열화를 방지해야 합니다.

3. 빈 시스템

RF-RUB170TS-BD는 순방향 전압, 주 파장 및 광도에 따라 특성화 및 빈(bin) 분류되어 최종 사용자에게 일관된 성능을 제공합니다.

• 전압 빈(Voltage Bins): B0 (1.8-2.0V), C0 (2.0-2.2V), D0 (2.2-2.4V).
• 파장 빈(Wavelength Bins): F00 (625-630nm), G00 (630-635nm), H00 (635-640nm).
• 강도 빈(Intensity Bins): 1GJ (20-40mcd), 1BS (40-90mcd).

빈 코드(예: F00 1GJ B0)는 릴 라벨에 인쇄되어 정확한 성능 그룹을 식별합니다. 이를 통해 설계자는 균일한 디스플레이 패널 또는 표시기 어레이를 위해 매개변수 허용 오차가 좁은 LED를 선택할 수 있습니다.

4. 성능 곡선 분석

4.1 순방향 전압 대 순방향 전류

I-V 곡선은 20mA에서 약 1.8V의 일반적인 순방향 전압을 보여줍니다. 매우 낮은 전류(5mA 미만)에서는 전압이 1.5V 아래로 떨어집니다. 곡선은 지수 함수 형태이며, 이는 적색 LED의 일반적인 특성입니다.

4.2 상대 강도 대 순방향 전류

상대 광도는 0~30mA 범위에서 순방향 전류에 따라 거의 선형적으로 증가합니다. 20mA에서의 광도는 30mA 최대값의 약 80%입니다. 이러한 관계는 전류 조정을 통한 디밍(Dimming) 응용에 유용합니다.

4.3 Pin Temperature vs. Relative Intensity & 순방향 전류

핀(납땜점) 온도가 상승하면 상대 광도가 감소합니다. 85°C에서 광도는 25°C 값의 약 85%로 떨어집니다. 마찬가지로, 접합 온도를 95°C 이하로 유지하기 위해 고온에서는 최대 허용 순방향 전류를 감소(derating)시켜야 합니다. 예를 들어, 핀 온도가 100°C일 때 순방향 전류는 약 10mA로 제한되어야 합니다.

4.4 순방향 전류에 따른 파장 이동

주 파장(dominant wavelength)은 순방향 전류에 따라 소폭 증가합니다. 30mA에서의 파장은 5mA에서보다 약 1-2nm 높습니다. 이러한 이동은 미미하며 대부분의 표시용(Indication) 응용 분야에서 일반적으로 허용 가능합니다.

4.5 스펙트럼 분포

일반적인 스펙트럼은 630-635nm 부근에서 피크를 이루며, 반치폭은 15nm입니다. 방출은 좁고 적색 영역에 집중되어 있어 적색 표시기 및 디스플레이에 적합합니다.

4.6 방사 패턴

방사 다이어그램은 반치각 ±70°의 넓고 대칭적인 패턴을 보여주며, 140°의 넓은 시야각을 확인시켜 줍니다. 이는 이 LED가 엣지라이트(edge-lit) 또는 확산 조명 응용 분야에 이상적임을 의미합니다.

5. Mechanical & Packaging Information

5.1 패키지 치수

LED 패키지 크기는 2.0mm x 1.25mm x 0.7mm (L x W x H)입니다. 상면도는 중앙에 위치한 렌즈와 하단의 두 개의 단자를 보여줍니다. 캐소드는 최신 버전에 따라 상면의 녹색 잉크 점으로 표시됩니다. 권장 솔더링 패드 레이아웃 치수는 패드 너비 1.20mm, 패드 길이 3.20mm, 패드 간 간격 0.80mm입니다. 별도 명시가 없는 한 모든 공차는 ±0.2mm입니다.

5.2 극성 식별

하면도에서 패드 2는 극성 표시에 따라 캐소드입니다. 상면에는 E/3 버전에서 추가된 녹색 잉크 점이 캐소드 측을 나타냅니다. 설계자는 PCB 레이아웃에서 올바른 방향을 확인해야 합니다.

5.3 Carrier Tape & Reel Dimensions

부품은 4mm 피치의 8mm 폭 캐리어 테이프에 공급됩니다. 각 릴에는 4000개가 들어 있습니다. 릴 직경은 178mm, 허브 직경은 60mm, 테이프 폭은 8.0±0.1mm입니다. 캐리어 테이프에는 공급 방향을 나타내는 극성 표시가 있습니다.

5.4 라벨 정보

각 릴에는 Part Number (RF-RUB170TS-BD), Spec Number, Lot Number, Bin Code (파장, 강도, 전압 빈 포함), 수량 및 Date code가 포함된 라벨이 부착되어 있습니다. 이 추적성은 품질 관리에 필수적입니다.

6. Soldering & Assembly Guidelines

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

이 LED에 권장되는 리플로 프로파일(JEDEC J-STD-020 기준)은 다음과 같습니다:

• 예열: 150-200°C에서 60-120초
• 217°C(TL) 이상 유지 시간: 60-150초
• 최고 온도 (TP): 최대 260°C, 최고 온도 5°C 이내 구간에서 30초 초과 금지, 절대 최고 온도 시간 (tp) 최대 10초
• 승온 속도: Tsmax에서 TP까지 최대 3°C/s
• 냉각 속도: 최대 6°C/s
• 25°C에서 최고 온도까지 총 시간: 최대 8분

리플로 솔더링은 2회를 초과하여 수행해서는 안 됩니다. 두 솔더링 공정 간 간격이 24시간을 초과할 경우, LED가 흡습되었을 수 있으므로 사용 전에 베이킹을 실시해야 합니다.

6.2 Hand Soldering & Rework

수동 납땜이 필요한 경우, 온도 300°C 미만의 인두를 사용하고 접촉 시간은 3초 미만으로 유지하십시오. 수동 납땜은 한 번만 허용됩니다. 리플로우 후 재작업은 피해야 하며, 불가피할 경우 양면 인두를 사용하고 LED 손상이 없는지 사전 테스트를 수행하십시오.

6.3 Storage & Moisture Handling

밀봉된 알루미늄 백을 개봉하기 전에는 제조일로부터 1년 이내에 30°C 이하, 상대습도 75% 이하에서 보관하십시오. 개봉 후에는 30°C 이하, 상대습도 60% 이하 조건에서 168시간(7일) 이내에 LED를 사용해야 합니다. 보관 조건을 초과했거나 건조제의 색이 변한 경우, 사용 전에 LED를 60°C(±5°C)에서 24시간 이상 베이킹하십시오.

7. Packaging & Ordering Information

표준 포장은 릴당 4,000개, 8mm 테이프, 178mm 릴입니다. 여러 개의 릴은 건조제 및 습도 표시 카드와 함께 방습 백에 포장됩니다. 그런 다음 백은 배송을 위해 골판지 상자에 넣어집니다. 상자에는 제품 정보 및 취급 주의사항이 표시됩니다.

8. 적용 권장 사항

8.1 일반적인 적용 분야

• 소비자 가전, 가전제품, 자동차 내장재의 광학 표시기
• 스위치 및 심볼 백라이트 (예: 버튼, 로고)
• 일반 목적 상태 표시 및 안내 표지
• 소형 디스플레이용 엣지 라이트 조명

8.2 설계 고려 사항

• 항상 전류 제한 저항을 사용하여 순방향 전류가 절대 최대 정격(30mA)을 초과하지 않도록 하십시오. 공급 전압의 작은 변화로 인해 전류가 크게 변동할 수 있으므로 저항 공차를 고려해야 합니다.
• 열 관리는 매우 중요합니다: PCB 구리 패드와 비아를 통해 충분한 방열을 확보하여 접합 온도를 95°C 미만으로 유지하십시오. 높은 주변 온도에서는 전류를 감소시키십시오.
• 역방향 전압을 인가하지 마십시오. LED가 손상될 수 있습니다.
• ESD 보호: 표준 ESD 안전 취급 절차(접지된 작업대, 손목 스트랩)를 사용하십시오.
• 실리콘 렌즈는 부드럽고 먼지를 끌어들일 수 있으므로 렌즈 표면에 기계적 접촉을 피하십시오. 필요한 경우 이소프로필 알코올로 세척하는 것이 좋습니다. 초음파 세척은 LED를 손상시킬 수 있으므로 권장하지 않습니다.
• Environmental compatibility: ensure the surrounding materials (e.g., potting, lenses, adhesives) do not contain high levels of sulfur ( >100ppm ), bromine ( >900ppm ), chlorine ( >900ppm ), or total halogens ( >1500ppm ), as these can cause chemical attack on the LED.
• 유기 증기를 방출하는 접착제는 LED에 응축되어 성능을 저하시킬 수 있으므로 사용을 피하십시오.

9. 유사 제품과의 기술 비교

다른 2.0x1.25mm 적색 LED와 비교하여 RF-RUB170TS-BD는 140°의 넓은 시야각을 제공하며, 이는 일반적인 120° 또는 110° 제품보다 현저히 넓습니다. 따라서 넓은 영역에 걸쳐 균일한 조명이 필요한 애플리케이션에 유리합니다. 또한 625-640nm 범위의 여러 파장 빈을 제공하여 설계자가 브랜딩 또는 미적 일치를 위해 정확한 적색 색조를 선택할 수 있습니다. 열 저항(450°C/W)은 보통 수준이며, 더 높은 전력 애플리케이션의 경우 방열이 더 우수한 더 큰 패키지가 선호될 수 있습니다.

10. 자주 묻는 질문

1. 포장 개봉 후 최대 허용 보관 시간은 얼마입니까? 30°C 이하, 60% RH 이하에서 168시간. 초과 시 60°C에서 24시간 동안 베이크하십시오.
2. LED를 30mA로 연속 구동할 수 있습니까? 네, 하지만 접합 온도가 95°C를 초과하지 않도록 해야 합니다. 높은 주변 온도에서는 디레이팅이 필요할 수 있습니다.
3. 20mA에서 일반적인 순방향 전압은 얼마입니까? 빈(Bin)에 따라 다릅니다: B0 ~1.8V, C0 ~2.1V, D0 ~2.3V.
4. LED 극성이 표시되어 있습니까? 네, 상단 표면의 녹색 잉크 점이 캐소드를 나타냅니다.
5. 이 LED를 옥외용으로 사용할 수 있습니까? 작동 온도 범위는 -40 ~ +85°C이므로, 습기와 고온으로부터 적절히 밀봉된다면 옥외에서 사용할 수 있습니다.
6. 납땜 후 LED를 어떻게 세척합니까? 이소프로필 알코올을 사용하십시오. 초음파 세척은 사용하지 마십시오.

11. 실제 적용 사례

예제 1: 가전제품 패널의 상태 표시등 넓은 시야각 덕분에 어떤 방향에서도 표시등이 보입니다. 5V 전원에 330Ω 직렬 저항을 사용하면 약 10mA 전류가 흘러 긴 수명과 일정한 밝기를 보장합니다.

예제 2: 자동차 계기판의 심볼 백라이트 좁은 파장 대역(예: 630-635nm)은 여러 스위치에서 균일한 적색을 보장합니다. PCB 구리 면을 통한 적절한 열 관리는 뜨거운 실내 환경에서도 LED를 시원하게 유지합니다.

예제 3: 소형 간판용 엣지 라이트 디스플레이 낮은 프로파일(0.7mm) 덕분에 LED를 얇은 패널 뒤에 배치할 수 있습니다. 여러 개의 LED를 가장자리를 따라 배열하고 전류를 약 15mA로 설정하면 균일한 조명을 얻을 수 있습니다.

12. 작동 원리

LED는 직접 밴드갭 반도체(일반적으로 적색 발광의 경우 AlGaInP)로 만들어진 P-N 접합 다이오드입니다. 순방향 바이어스가 인가되면 전자와 정공이 복사 재결합하여 밴드갭에 해당하는 에너지를 가진 광자를 방출합니다. 625-640nm의 주 파장은 약 1.98-1.94 eV의 광자 에너지에 해당합니다. 광 추출 효율은 투명 기판과 렌즈 설계에 의해 향상됩니다. 140° 시야각은 빛을 널리 산란시키는 반구형 또는 평탄 상단 렌즈를 통해 구현됩니다.

13. 개발 동향

적색 SMD LED의 현재 동향은 더 작은 패키지 크기(예: 1.6x0.8mm), 더 높은 효율(lm/W), 그리고 자동차 및 고온 애플리케이션을 위한 향상된 신뢰성을 포함합니다. RF-RUB170TS-BD는 우수한 광학 성능을 갖춘 성숙된 2.0x1.25mm 플랫폼을 대표합니다. 향후 개발은 열 저항을 더욱 낮추고 더 엄격한 빈(binning)을 통해 더 나은 색상 일관성을 달성하는 데 초점을 맞출 수 있습니다.