사이드 뷰 SMD LED 오렌지 5A - 울트라 브라이트 AlInGaP - 5V 역방향 전압 - 75mW 전력 - 한국어 기술 데이터시트

1. 제품 개요

본 문서는 고성능 사이드 뷰 표면 실장 장치(SMD) 발광 다이오드(LED)의 사양을 상세히 설명합니다. 이 소자는 울트라 브라이트 알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AlInGaP) 반도체 칩을 사용하여 오렌지 빛을 생성합니다. 워터 클리어 렌즈 패키지로 설계되어, 사이드 발광이 필요한 다양한 지시등 및 백라이트 애플리케이션에 적합한 넓은 시야각을 제공합니다. 본 제품은 유해물질 제한(RoHS) 지침을 준수하여 친환경 제품으로 분류됩니다. 표준 자동 피크 앤 플레이스 장비 및 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정과 호환되도록 설계되어 대량 생산에 이상적입니다. LED는 7인치 직경 릴에 장착된 8mm 테이프에 공급되며, 전자 산업 연합(EIA) 표준 포장을 준수합니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 절대 최대 정격

절대 최대 정격은 소자에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이 값들은 주변 온도(Ta) 25°C에서 지정되며, 어떠한 작동 조건에서도 초과해서는 안 됩니다.

• 전력 소산 (Pd):75 mW. 이는 LED 패키지가 성능 저하나 고장 없이 열로 방산할 수 있는 최대 전력량입니다.
• 연속 순방향 전류 (IF):30 mA DC. 연속적으로 인가할 수 있는 최대 정상 상태 전류입니다.
• 피크 순방향 전류:80 mA. 이는 듀티 사이클 1/10, 펄스 폭 0.1ms의 펄스 조건에서만 허용됩니다. 펄스 모드에서 DC 전류 정격을 초과하면 더 높은 순간 밝기를 얻을 수 있습니다.
• 역방향 전압 (VR):5 V. LED 양단에 역방향 바이어스 방향으로 인가할 수 있는 최대 전압입니다. 이를 초과하면 접합 파괴가 발생할 수 있습니다.
• 정전기 방전 (ESD) 임계값 (HBM):1000 V (인체 모델). 이는 소자의 정전기 민감도를 나타냅니다. 적절한 ESD 처리 절차가 필수적입니다.
• 작동 온도 범위:-30°C ~ +85°C. LED가 정상적으로 기능하도록 설계된 주변 온도 범위입니다.
• 보관 온도 범위:-40°C ~ +85°C. 소자가 전원이 공급되지 않을 때 안전하게 보관할 수 있는 온도 범위입니다.
• 적외선 리플로우 솔더링 조건:최대 10초 동안 피크 온도 260°C. 이는 조립 과정에서 패키지가 견딜 수 있는 열 프로파일을 정의합니다.

2.2 전기-광학적 특성

이 파라미터들은 Ta=25°C에서 측정되며, 정상 작동 조건에서 LED의 일반적인 성능을 정의합니다. 대부분의 광학 파라미터에 대한 테스트 전류(IF)는 5 mA입니다.

• 광도 (Iv):5 mA에서 최소 11.2 밀리칸델라(mcd)부터 전형값 71.0 mcd까지 범위입니다. 광도는 명시(인간 눈) 반응 곡선(CIE)에 맞춰 필터링된 센서를 사용하여 측정됩니다.
• 시야각 (2θ1/2):130도. 이는 중심축에서 측정된 광도 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도입니다. 넓은 시야각은 워터 클리어 렌즈를 가진 사이드 뷰 LED의 특징입니다.
• 피크 발광 파장 (λP):611 나노미터(nm). 이는 LED의 스펙트럼 파워 출력이 최대가 되는 파장입니다.
• 주 파장 (λd):605 nm. CIE 색도도에서 유도된 값으로, 인간의 눈이 인지하는 LED의 색상(오렌지)을 가장 잘 나타내는 단일 파장입니다.
• 스펙트럼 선 반치폭 (Δλ):17 nm. 이 파라미터는 방출된 빛의 스펙트럼 순도 또는 대역폭을 나타내며, 최대 강도의 절반에서의 전체 폭(FWHM)으로 측정됩니다.
• 순방향 전압 (VF):IF=5mA에서 1.6 V(최소)에서 2.3 V(최대) 사이입니다. 이는 LED가 전류를 흘릴 때 양단에 걸리는 전압 강하입니다.
• 역방향 전류 (IR):역방향 전압(VR) 5V가 인가될 때 최대 10 마이크로암페어(μA). 낮은 역방향 전류가 바람직합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

LED의 광도는 배치마다 다를 수 있습니다. 최종 사용자에게 일관성을 보장하기 위해, 소자들은 5 mA에서 측정된 성능에 따라 광도 빈으로 분류됩니다. 빈 코드는 해당 코드로 표시된 LED의 보장된 최소 및 최대 광도를 정의합니다. 각 빈 내의 허용 오차는 +/- 15%입니다.

• 빈 코드 L:11.2 mcd (최소) ~ 18.0 mcd (최대)
• 빈 코드 M:18.0 mcd (최소) ~ 28.0 mcd (최대)
• 빈 코드 N:28.0 mcd (최소) ~ 45.0 mcd (최대)
• 빈 코드 P:45.0 mcd (최소) ~ 71.0 mcd (최대)

이 시스템을 통해 설계자는 애플리케이션에 대해 알려진 밝기 범위의 LED를 선택할 수 있어, 다중 LED 설계에서 균일한 조명을 달성하는 데 도움이 됩니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에서 특정 그래픽 곡선(예: 스펙트럼 분포를 위한 Fig.1, 시야각을 위한 Fig.6)이 참조되지만, 그들의 일반적인 거동은 반도체 물리학 및 표준 LED 특성을 기반으로 설명될 수 있습니다.

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

AlInGaP 재료는 5mA에서 일반적으로 1.6V에서 2.3V 사이의 특징적인 순방향 전압을 가집니다. I-V 곡선은 지수적입니다. 순방향 전압의 작은 증가는 순방향 전류의 큰 증가를 초래합니다. 따라서, 열 폭주를 방지하고 안정적인 광 출력을 보장하기 위해 정전압원보다 정전류원으로 LED를 구동하는 것이 강력히 권장됩니다.

4.2 광도 대 순방향 전류

광 출력(광도)은 상당한 범위에서 순방향 전류에 거의 비례합니다. 그러나 칩 내부에서 발생하는 열 증가(드룹 효과)로 인해 매우 높은 전류에서 효율이 감소하는 경향이 있습니다. 권장 DC 전류 이하에서 작동하면 최적의 효율과 수명을 보장합니다.

4.3 온도 의존성

모든 반도체와 마찬가지로, LED 성능은 온도에 민감합니다. 접합 온도가 증가함에 따라:

• 순방향 전압 (VF):약간 감소합니다.
• 광도 (Iv):감소합니다. AlInGaP LED의 광 출력은 음의 온도 계수를 가집니다.
• 주 파장 (λd):온도 상승에 따라 일반적으로 더 긴 파장(적색 편이) 쪽으로 약간 이동할 수 있습니다.

애플리케이션에서 적절한 열 관리(예: 방열을 위한 충분한 PCB 구리 면적)는 일관된 성능과 수명을 유지하는 데 중요합니다.

4.4 스펙트럼 분포

스펙트럼 출력 곡선은 약 611 nm(오렌지-레드)에서 주 피크를 보일 것입니다. 17 nm 반치폭은 백색 또는 광대역 스펙트럼 LED에 비해 상대적으로 좁은 방출 스펙트럼을 나타내며, 이는 단색 AlInGaP 소자의 전형적 특징입니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

데이터시트에는 SMD 패키지의 상세 치수 도면이 포함되어 있습니다. 주요 특징으로는 사이드 뷰 렌즈 형상, 캐소드 및 애노드 단자의 위치와 크기, 그리고 전체 패키지 풋프린트가 있습니다. 별도로 명시되지 않는 한 모든 치수는 표준 허용 오차 ±0.10 mm로 밀리미터 단위로 제공됩니다. 사이드 뷰 설계는 빛을 PCB의 장착 평면과 평행하게 방출합니다.

5.2 극성 식별 및 패드 설계

LED에는 애노드(+)와 캐소드(-) 단자가 있습니다. 데이터시트는 PCB 설계를 위한 권장 솔더링 패드 레이아웃(랜드 패턴)을 제공합니다. 이 레이아웃은 신뢰할 수 있는 솔더링과 기계적 안정성을 위해 최적화되었습니다. 또한 균일한 솔더 필렛을 보장하고 툼스토닝(리플로우 중 한쪽 끝이 패드에서 떨어지는 현상)을 방지하기 위한 권장 솔더링 방향도 표시합니다. 이러한 지침을 따르는 것은 높은 수율의 제조에 필수적입니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

무연(Pb-free) 솔더 공정을 위한 권장 적외선(IR) 리플로우 프로파일이 제공됩니다. 이 프로파일의 주요 파라미터는 다음과 같습니다:

• 예열/소킹 영역:플럭스를 활성화하고 조립체를 서서히 가열하여 열 충격을 최소화하기 위해 150-200°C까지 상승합니다.
• 리플로우 영역:온도가 최대 260°C 피크까지 상승합니다. 액상선 온도(일반적으로 SnAgCu 솔더의 경우 ~217°C) 이상의 시간과 피크 온도의 5°C 이내의 시간은 접합 형성에 중요합니다.
• 피크 온도 및 시간:패키지는 260°C를 10초 이상 초과해서는 안 됩니다. 이 한계는 LED의 에폭시 렌즈와 내부 와이어 본드 손상을 방지하는 데 중요합니다.
• 냉각 영역:솔더 접합이 적절하게 응고되도록 제어된 냉각이 이루어집니다.

이 프로파일은 JEDEC 표준을 기반으로 하지만, PCB 설계, 솔더 페이스트 및 오븐 특성의 변동으로 인해 최종 보드 레벨 프로파일링이 권장됩니다.

6.2 핸드 솔더링

핸드 솔더링이 필요한 경우, 온도 제어 솔더링 아이언을 사용하십시오. 아이언 팁 온도는 300°C를 초과해서는 안 되며, 리드당 솔더링 시간은 최대 3초로 제한해야 합니다. 열 응력을 피하기 위해 핸드 솔더링은 한 번만 수행해야 합니다.

6.3 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우, 지정된 용제만 사용하십시오. LED를 상온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 1분 미만 담그는 것은 허용됩니다. 지정되지 않은 화학 세척제는 패키지 재료나 렌즈를 손상시킬 수 있으므로 사용하지 마십시오.

6.4 보관 및 취급

• ESD 주의사항:본 소자는 정전기 방전(ESD)에 민감합니다. 취급 시 항상 손목 스트랩, 방진 매트 및 적절하게 접지된 장비를 사용하십시오.
• 습기 민감도:건제와 함께 원래 밀봉된 포장이 소자를 보호하지만, 일단 개봉된 후 LED는 30°C 이하 및 상대 습도 60% 이하의 환경에 보관해야 합니다. 원래 백 외부에서 장기 보관할 경우, 건제가 들어 있는 밀폐 용기를 사용하십시오. 일주일 이상 개방된 상태로 보관한 경우, 리플로우 솔더링 전에 흡수된 수분을 제거하고 "팝콘 현상"(리플로우 중 패키지 균열)을 방지하기 위해 약 60°C에서 최소 20시간 동안 베이크아웃하는 것이 권장됩니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 사양

LED는 보호 커버 테이프가 있는 엠보싱 캐리어 테이프에 공급됩니다. 주요 사양은 다음과 같습니다:

• 캐리어 테이프 폭:8 mm.
• 릴 직경:7 인치.
• 릴당 수량:4000개(풀 릴).
• 최소 포장 수량:잔여 수량의 경우 500개.
• 포켓 밀봉:테이프의 빈 포켓은 커버 테이프로 밀봉됩니다.
• 누락 램프:사양에 따라 최대 두 개의 연속 누락 LED(빈 포켓)가 허용됩니다.

포장은 ANSI/EIA-481 사양을 준수하여 표준 자동 조립 장비와의 호환성을 보장합니다.

8. 애플리케이션 노트 및 설계 고려사항

8.1 전형적인 애플리케이션 시나리오

이 사이드 뷰 오렌지 LED는 넓은 사이드 발광 패턴이 필요한 다양한 애플리케이션에 적합합니다. 이는 다음과 같습니다:

• 상태 표시기:넓은 시야각이 유리한 소비자 가전, 산업용 제어 패널 및 네트워킹 장비에서 사용됩니다.
• 백라이트:빛이 측면으로 향해야 하는 엣지 라이트 패널, 멤브레인 스위치 오버레이 또는 심볼에 사용됩니다.
• 자동차 실내 조명:계기판 또는 콘솔 조명에 사용됩니다(특정 자동차 등급 인증 필요).
• 가전 제품 디스플레이:가정용 기기의 전원, 모드 또는 기능을 표시합니다.

8.2 회로 설계 고려사항

• 전류 제한:항상 직렬 전류 제한 저항 또는 전용 정전류 LED 드라이버를 사용하십시오. 저항 값은 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다: R = (공급 전압 - VF) / IF. 저항의 전력 정격이 충분한지 확인하십시오(P = IF² * R).
• 역방향 전압 보호:LED가 역방향으로 5V를 견딜 수 있지만, 역방향 바이어스를 인가하지 않는 것이 좋은 관행입니다. AC 또는 양극성 회로에서는 보호를 위해 역병렬 다이오드를 추가하는 것을 고려하십시오.
• 열 관리:최대 DC 전류 근처 또는 그 이상에서 작동할 경우, PCB가 충분한 열 방출을 제공하는지 확인하십시오. LED 패드를 구리 부어 영역에 연결하면 열 방산에 도움이 됩니다.
• 디밍:밝기 제어를 위해 펄스 폭 변조(PWM)는 일관된 색온도를 유지하기 때문에 아날로그 전류 감소보다 선호되는 방법입니다.

9. 기술 비교 및 차별화

이 AlInGaP 오렌지 LED는 다음과 같은 특정 장점을 제공합니다:

• 기존 오렌지 LED(예: GaAsP) 대비:AlInGaP 기술은 상당히 더 높은 발광 효율과 밝기, 더 나은 온도 안정성 및 더 긴 작동 수명을 제공합니다.
• 형광체 변환 오렌지 LED 대비:직접 발광 반도체로서, 형광체 변환 유형의 더 넓은 스펙트럼에 비해 더 포화된 순수한 오렌지 색상(약 605 nm 주 파장의 좁은 스펙트럼)을 제공합니다. 또한 일반적으로 더 빠른 응답 시간을 가집니다.
• 사이드 뷰 대 탑 뷰 패키지:주요 차별화 요소는 빛 방출 방향입니다. 이 패키지는 PCB와 평행하게 빛을 방출하도록 특별히 설계되어, 수직 공간이 제한되거나 측면 표면 조명이 필요한 설계 문제를 해결합니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

10.1 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇인가요?

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

10.2 이 LED를 20 mA로 연속 구동할 수 있나요?

예. 절대 최대 연속 순방향 전류는 30 mA입니다. 20 mA에서 작동하는 것은 사양 내에 있습니다. 20 mA에서의 순방향 전압(5 mA에서보다 약간 높을 수 있음)을 기반으로 필요한 전류 제한 저항 값을 다시 계산해야 합니다.

10.3 왜 정전류 드라이버가 권장되나요?

LED의 순방향 전압은 음의 온도 계수를 가지며 개체마다 다를 수 있습니다. 직렬 저항이 있는 정전압원은 기본적인 전류 제한을 제공하지만, 전류는 여전히 온도에 따라 변동할 수 있습니다. 정전류원은 VF 변동에 관계없이 안정적인 광 출력을 보장하고 LED를 과전류 상태로부터 보호합니다.

10.4 주문 시 빈 코드를 어떻게 해석하나요?

빈 코드(예: L, M, N, P)는 5 mA에서 보장된 광도 범위를 지정합니다. 균일한 밝기가 필요한 애플리케이션의 경우, 동일한 빈 코드의 LED를 지정하고 사용하십시오. 덜 중요한 애플리케이션의 경우 혼합이 허용될 수 있습니다.

11. 설계 및 사용 사례 연구

시나리오: 의료 기기 패널의 돌출된 촉각 버튼 백라이트.버튼 캡은 불투명하며 반투명 아이콘이 있고, PCB 위 2mm에 위치합니다. 탑 뷰 LED는 위쪽으로 빛을 비추어 빛을 낭비하게 됩니다. 버튼 옆에 장착된 사이드 뷰 LED는 130도 빔을 측면으로 버튼 캡의 가장자리로 향하게 하여 아이콘을 내부에서 효율적으로 조명할 수 있습니다. 넓은 시야각은 아이콘 전체에 걸쳐 균일한 조명을 보장합니다. 오렌지 색상은 명확한 "대기" 또는 "경고" 표시를 제공합니다. SMD 패키지는 의료 장비에 필요한 자동화 생산 및 세척 공정과 호환되는 컴팩트하고 낮은 프로파일의 조립을 가능하게 합니다.

12. 기술 원리 소개

이 LED는 기판 위에 에피택셜 성장된 알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AlInGaP) 반도체 재료를 기반으로 합니다. 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 활성 영역으로 주입되어 재결합하며, 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 결정 격자 내 알루미늄, 인듐 및 갈륨의 특정 비율은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접적으로 방출되는 빛의 파장(색상)을 정의합니다—이 경우 오렌지(~605-611 nm). "울트라 브라이트" 특성은 고급 칩 설계와 반도체 재료에서 패키지로의 효율적인 빛 추출을 통해 달성됩니다. 사이드 뷰 효과는 내부 반사와 굴절을 사용하여 탑 발광 칩의 빛을 패키지 측면으로 재지향하는 특정 성형 렌즈 형상에 의해 생성됩니다.

13. 산업 동향 및 발전

지시등 및 신호 LED의 동향은 더 높은 효율, 더 작은 패키지 및 더 큰 신뢰성을 지속적으로 향하고 있습니다. AlInGaP 기술은 성숙되었지만, 와트당 루멘 출력에서 점진적인 개선이 계속되고 있습니다. 또한 풀컬러 디스플레이나 자동차 클러스터와 같이 색상 일관성이 필요한 애플리케이션을 위한 정밀한 색상 빈닝과 더 엄격한 허용 오차에 대한 강조도 증가하고 있습니다. 사이드 뷰 및 직각 패키지의 채택은 전자 제품의 소형화와 함께 증가하여 공간이 제한된 설계에서 혁신적인 백라이트 및 상태 표시 솔루션을 가능하게 합니다. 더 나아가, 온보드 컨트롤러(스마트 LED)와의 통합 및 고온 솔더링 공정과의 향상된 호환성은 고급 자동차 및 산업 애플리케이션의 요구를 충족시키기 위한 지속적인 개발 영역입니다.