SMD LED 12-21/BHC-ZL1M2RY/2C 데이터시트 - 사이즈 2.0x1.25x0.8mm - 전압 2.5-3.1V - 블루 컬러 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

12-21/BHC-ZL1M2RY/2C는 현대적이고 컴팩트한 전자 애플리케이션을 위해 설계된 표면 실장 장치(SMD) 발광 다이오드(LED)입니다. 이 부품은 기존의 리드 프레임 타입 LED에 비해 보드 공간 활용도와 설계 유연성 측면에서 상당한 이점을 제공하는 중요한 발전을 대표합니다.

1.1 핵심 장점 및 제품 포지셔닝

이 LED의 주요 장점은 미니어처 풋프린트입니다. 12-21 패키지는 기존의 스루홀 부품보다 훨씬 작습니다. 이러한 크기 감소는 설계자가 인쇄 회로 기판(PCB)에서 더 높은 부품 포장 밀도를 달성하여 궁극적으로 전체 장비 크기를 줄일 수 있게 합니다. SMD 패키지의 가벼운 특성은 무게가 중요한 요소인 휴대용 및 미니어처 애플리케이션에 이상적입니다.

이 LED는 단일 컬러 타입으로, 청색광을 방출하며 무연(Pb-free) 재료로 제작되었습니다. EU의 RoHS(유해물질 제한) 지침, REACH 규정 등 주요 국제 환경 및 안전 규정을 준수하며, 브롬(Br)과 염소(Cl) 함량이 지정된 한도 이하로 유지되는 할로겐 프리로 분류됩니다.

1.2 타겟 시장 및 애플리케이션

이 부품은 광범위한 소비자, 산업 및 통신 전자제품을 대상으로 합니다. 주요 적용 분야는 다음과 같습니다:

• 백라이트:대시보드, 스위치 및 키패드 조명에 이상적입니다.
• 통신 장비:전화기 및 팩스 기기와 같은 장치의 상태 표시등 및 백라이트 역할을 합니다.
• 디스플레이 기술:액정 디스플레이(LCD) 뒤의 평면 백라이트 유닛 및 기호 조명에 적합합니다.
• 일반 목적 표시:컴팩트하고 신뢰할 수 있는 시각적 표시기가 필요한 다양한 전자 장치에 사용할 수 있습니다.

제품은 업계 표준 7인치 직경 릴에 8mm 테이프로 공급되어 고속 자동 피크 앤 플레이스 조립 장비와 완벽하게 호환됩니다. 또한 표준 적외선 및 기상 재류 솔더링 공정을 견딜 수 있도록 설계되었습니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

전기적 및 광학적 사양에 대한 철저한 이해는 신뢰할 수 있는 회로 설계와 최적의 성능에 중요합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 한계에서 또는 그 이하에서의 동작은 보장되지 않습니다.

• 역방향 전압 (V_R):5V. 역바이어스에서 이 전압을 초과하면 즉시 접합 파괴가 발생할 수 있습니다.
• 연속 순방향 전류 (I_F):10 mA. 이는 연속적으로 인가할 수 있는 최대 DC 전류입니다.
• 피크 순방향 전류 (I_FP):100 mA. 이 펄스 전류 정격(1/10 듀티 사이클, 1kHz)은 짧은 고강도 점멸 애플리케이션에 유용하지만 연속 동작에는 사용해서는 안 됩니다.
• 전력 소산 (P_d):40 mW. 이 한계는 순방향 전압과 결합되어 특정 열 조건에서 허용 가능한 최대 연속 전류를 결정합니다.
• 정전기 방전 (ESD) 휴먼 바디 모델 (HBM):150V. 이는 상대적으로 낮은 ESD 내성으로, 장치가 정전기에 민감함을 나타냅니다. 조립 및 취급 중 적절한 ESD 처리 절차가 필수적입니다.
• 동작 온도 (T_opr):-40°C ~ +85°C. 장치는 산업용 온도 범위로 등급이 매겨졌습니다.
• 보관 온도 (T_stg):-40°C ~ +90°C.
• 솔더링 온도:장치는 최대 260°C의 피크 온도에서 최대 10초 동안 재류 솔더링을 견딜 수 있습니다. 핸드 솔더링의 경우, 솔더링 아이언 팁 온도는 350°C를 초과해서는 안 되며, 리드당 접촉 시간은 3초로 제한해야 합니다.

2.2 전기-광학 특성

이 파라미터들은 별도로 명시되지 않는 한, 주변 온도 25°C, 순방향 전류(I_F) 5 mA의 표준 테스트 조건에서 측정됩니다.

• 광도 (I_v):최소 11.5 mcd에서 최대 28.5 mcd까지 범위입니다. 전형값은 지정되지 않았으며, 이는 빈닝 시스템(후술)을 통해 성능이 관리됨을 나타냅니다.
• 시야각 (2θ_1/2):120도. 이 넓은 시야각은 광범위한 조명 또는 다중 각도에서의 가시성이 필요한 애플리케이션에 LED를 적합하게 만듭니다.
• 피크 파장 (λ_p):전형적으로 468 nm로, 가시 스펙트럼의 청색 영역에 위치합니다.
• 주 파장 (λ_d):465 nm에서 475 nm 사이로 지정됩니다. 이는 인간의 눈이 인지하는 파장이며, 역시 빈닝을 통해 관리됩니다.
• 스펙트럼 대역폭 (Δλ):전형적으로 25 nm로, 피크 파장 주변에서 방출되는 빛의 확산을 나타냅니다.
• 순방향 전압 (V_F):5 mA에서 2.5V에서 3.1V까지 범위입니다. 이 파라미터는 LED와 직렬로 연결된 전류 제한 저항을 설계하는 데 중요합니다. 전압 빈닝 시스템은 설계자가 일관된 전압 강하를 가진 LED를 선택하는 데 도움을 줍니다.
• 역방향 전류 (I_R):5V 역바이어스가 인가될 때 최대 50 μA입니다.중요 참고사항:데이터시트는 역방향 전압 조건이 테스트 목적으로만 사용되며, 실제 회로에서 장치는 역바이어스 상태로 동작해서는 안 된다고 명시적으로 명시합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

대량 생산에서 일관성을 보장하기 위해 LED는 성능 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 애플리케이션에 대한 특정 최소 기준을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 광도 빈닝

LED는 5 mA에서 측정된 출력을 기반으로 네 가지 광도 빈(L1, L2, M1, M2)으로 분류됩니다.

• L1:11.5 – 14.5 mcd
• L2:14.5 – 18.0 mcd
• M1:18.0 – 22.5 mcd
• M2:22.5 – 28.5 mcd

광도에는 ±11%의 허용 오차가 적용됩니다.

3.2 주 파장 빈닝

청색광의 색조(색상)는 파장 빈닝을 통해 제어됩니다. 두 개의 빈이 정의됩니다:

• 빈 X:465 – 470 nm
• 빈 Y:470 – 475 nm

주 파장에는 ±1 nm의 더 엄격한 허용 오차가 지정됩니다.

3.3 순방향 전압 빈닝

전원 공급 설계를 돕고 병렬 스트링에서 균일한 밝기를 보장하기 위해 LED는 5 mA에서의 순방향 전압으로 빈닝됩니다.

• 빈 9:2.5 – 2.7 V
• 빈 10:2.7 – 2.9 V
• 빈 11:2.9 – 3.1 V

순방향 전압의 허용 오차는 ±0.1V입니다.

4. 기계적 및 패키징 정보

4.1 패키지 치수

12-21 SMD LED는 컴팩트한 직사각형 패키지를 가지고 있습니다. 주요 치수(밀리미터)에는 전형적인 본체 길이 2.0 mm, 너비 1.25 mm, 높이 0.8 mm가 포함됩니다. 데이터시트는 리드 간격, 패드 크기 및 전체 허용 오차를 보여주는 상세한 치수 도면을 제공하며, 별도로 명시되지 않는 한 일반적으로 ±0.1 mm입니다. 이 도면은 올바른 PCB 풋프린트를 생성하여 적절한 솔더링 및 정렬을 보장하는 데 필수적입니다.

4.2 극성 식별

부품은 캐소드를 식별하기 위해 일반적으로 패키지의 노치 또는 점으로 표시된 극성 마커를 갖추고 있습니다. 배치 중 올바른 방향은 회로 기능에 매우 중요합니다.

4.3 테이프 및 릴 패키징

LED는 방습 패키징으로 공급됩니다. 12-21 패키지를 보관할 수 있는 크기의 포켓이 있는 캐리어 테이프에 적재됩니다. 표준 릴에는 2000개가 들어 있습니다. 릴 치수(허브 직경, 릴 너비, 플랜지 직경 등)는 자동 조립 기계와의 호환성을 보장하기 위해 제공됩니다. 패키징에는 건제가 포함되어 있으며, 보관 및 운송 중 주변 습기로부터 장치를 보호하기 위해 알루미늄 방습 백에 밀봉됩니다.

4.4 라벨 설명

패키징 라벨에는 추적성 및 식별을 위한 중요한 정보가 포함되어 있습니다:

• P/N:제품 번호 (예: 12-21/BHC-ZL1M2RY/2C).
• QTY:릴당 포장 수량.
• CAT:광도 등급 (L1, M2 등 빈 코드에 해당).
• HUE:색도 좌표 및 주 파장 등급 (X, Y 빈 코드에 해당).
• REF:순방향 전압 등급 (9, 10, 11 빈 코드에 해당).
• LOT No:품질 관리를 위한 제조 로트 번호.

5. 솔더링 및 조립 지침

적절한 취급 및 솔더링은 신뢰성에 매우 중요합니다. LED는 열 및 기계적 응력에 민감합니다.

5.1 보관 및 습기 민감도

제품은 습기에 민감합니다. 주요 주의사항은 다음과 같습니다:

• 부품을 사용할 준비가 될 때까지 방습 백을 열지 마십시오.
• 개봉 후 사용하지 않은 LED는 ≤30°C 및 ≤60% 상대 습도에서 보관해야 합니다.
• 백을 개봉한 후의 "플로어 라이프"는 168시간(7일)입니다. 이 시간 내에 사용하지 않으면 부품을 60±5°C에서 24시간 동안 재건조하고 건제와 함께 재포장해야 합니다.

5.2 재류 솔더링 프로파일

무연(Pb-free) 재류 프로파일을 권장합니다:

• 예열:150–200°C에서 60–120초.
• 액상선 이상 시간 (TAL):217°C 이상에서 60–150초.
• 피크 온도:최대 260°C, 10초 이하 유지.
• 가열/냉각 속도:255°C까지 최대 가열 속도 6°C/초, 최대 냉각 속도 3°C/초.
• 동일한 부품에 대해 재류 솔더링은 두 번 이상 수행해서는 안 됩니다.

5.3 핸드 솔더링 주의사항

핸드 솔더링이 필요한 경우 극도의 주의가 필요합니다:

• 팁 온도 ≤350°C의 솔더링 아이언을 사용하십시오.
• 단자당 접촉 시간을 ≤3초로 제한하십시오.
• 저전력 아이언(≤25W)을 사용하십시오.
• 각 단자를 솔더링하는 사이에 최소 2초의 냉각 간격을 두십시오.
• 가열 중 LED 본체에 기계적 응력을 가하지 마십시오.

5.4 회로 설계 보호

과전류 보호:외부 전류 제한 저항은 절대적으로 필수입니다. 순방향 전압은 음의 온도 계수를 가지며, 이는 LED가 가열됨에 따라 V_F가 떨어져서 직렬 저항 없이 전압원으로 구동될 경우 전류가 빠르고 제어되지 않게 증가할 수 있음을 의미합니다. 이는 열 폭주 및 장치 고장으로 이어질 것입니다.

6. 애플리케이션 설계 고려사항 및 제한사항

6.1 설계 고려사항

• 전류 구동:항상 정전류로 LED를 구동하거나, 빈닝 범위에서 최악의 경우 V_F(최소값)을 기반으로 계산된 직렬 저항과 함께 전압원을 사용하여 전류가 절대 최대 정격을 절대 초과하지 않도록 하십시오.
• 열 관리:패키지가 작지만, 열 패드 주변에 적절한 PCB 구리 면적을 확보하는 것은 열을 발산하는 데 도움이 될 수 있으며, 특히 최대 전류 근처 또는 높은 주변 온도에서 동작할 때 중요합니다.
• ESD 보호:LED가 사용자가 접근 가능한 포트에 연결된 경우, 낮은 150V HBM 등급을 고려하여 입력 라인에 ESD 보호를 구현하십시오.

6.2 애플리케이션 제한사항

데이터시트에는 고신뢰성 애플리케이션에 관한 중요한 면책 조항이 포함되어 있습니다. 명시된 바와 같이 이 제품은 고장이 심각한 부상, 생명 손실 또는 상당한 재산 피해로 이어질 수 있는 애플리케이션에는 적합하지 않을 수 있습니다. 이는 명시적으로 다음을 포함합니다:

• 군사 및 항공우주 시스템
• 자동차 안전 및 보안 시스템 (예: 에어백, 제동 시스템)
• 의료 생명 유지 장비

이러한 애플리케이션의 경우, 다른 자격, 테스트 및 신뢰성 보장을 가진 부품이 필요합니다. 엔지니어는 이러한 중요한 사용 사례에 맞게 설계된 제품에 대해 제조업체와 상담해야 합니다.

7. 기술 비교 및 차별화

12-21/BHC-ZL1M2RY/2C는 주로 패키지 크기와 빈닝을 통한 성능 일관성으로 차별화됩니다.

• vs. 더 큰 SMD 패키지 (예: 3528, 5050):훨씬 더 작은 풋프린트를 제공하여 더 높은 밀도 설계를 가능하게 하지만, 일반적으로 장치당 총 광 출력은 더 낮습니다.
• vs. 스루홀 LED:PCB에 구멍을 뚫을 필요가 없어지고, 자동 조립이 단순화되며, 무게가 감소하고, 더 작은 제품 폼 팩터를 가능하게 합니다.
• vs. 비빈닝 LED:광도, 파장 및 전압에 대한 포괄적인 빈닝 시스템은 설계자에게 예측 가능한 성능을 제공하며, 이는 여러 LED에 걸쳐 색상 또는 밝기 균일성이 필요한 애플리케이션에 매우 중요합니다.

8. 자주 묻는 질문 (FAQ)

Q: 5V 전원에서 이 LED를 5 mA로 구동하려면 어떤 저항 값을 사용해야 합니까?

A: 옴의 법칙 사용: R = (V_공급- V_F) / I_F. 최악의 경우 설계(가장 낮은 V_F에서도 전류가 5 mA를 절대 초과하지 않도록 보장)를 위해 빈 9의 최소 V_F(2.5V)를 사용하십시오. R = (5V - 2.5V) / 0.005A = 500 Ω. 표준 510 Ω 저항이 안전한 선택이 될 것이며, 결과적으로 전류는 5 mA보다 약간 낮아집니다.

Q: 이 LED를 50 mA로 펄싱할 수 있습니까?

A: 예, 하지만 특정 조건에서만 가능합니다. 데이터시트는 1/10 듀티 사이클 및 1 kHz 주파수에서 100 mA의 피크 순방향 전류(I_FP)를 허용합니다. 유사하거나 더 낮은 듀티 사이클로 50 mA로 펄싱하는 것은 일반적으로 허용되지만, 평균 전류 및 전력 소산이 연속 정격을 초과하지 않는지 확인해야 합니다.

Q: 백을 개봉한 후 보관 시간이 7일로 제한되는 이유는 무엇입니까?

A: SMD LED는 공기 중의 습기를 흡수할 수 있습니다. 고온 재류 솔더링 공정 중에 갇힌 이 습기는 빠르게 팽창하여 내부 박리 또는 "팝콘 현상"을 일으켜 패키지를 균열시키고 장치를 파괴할 수 있습니다. 7일 제한은 부품의 습기 민감도 수준(MSL)을 기반으로 합니다.

Q: 시야각이 120도입니다. 이것은 어떻게 측정됩니까?

A: 시야각(2θ_1/2)은 광도가 최대값(0도, 직접 온축에서 측정)의 절반으로 떨어지는 전체 각도입니다. 120도 각도는 LED가 매우 넓은 원뿔 모양으로 효과적으로 빛을 방출함을 의미합니다.

9. 동작 원리 및 기술

이 LED는 InGaN(인듐갈륨질화물) 반도체 기술을 기반으로 합니다. 다이오드의 턴온 임계값(약 2.5-3.1V)을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 반도체 접합의 활성 영역으로 주입됩니다. 이들의 재결합은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. InGaN 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접 방출되는 빛의 파장(색상)에 해당합니다—이 경우 청색(~468 nm). "워터 클리어" 수지 렌즈는 반도체 칩에서 빛 추출을 극대화하는 데 사용됩니다.

10. 산업 동향 및 맥락

12-21 패키지는 전자 부품의 소형화를 향한 장기적인 산업 동향의 일부입니다. 소비자 전자제품, 웨어러블 및 IoT 센서에서 더 작고, 가볍고, 더 전력 효율적인 장치에 대한 추진력은 계속해서 더 작은 LED 패키지의 개발을 촉진하고 있습니다. 더 나아가, 환경 규정 준수(RoHS, 할로겐 프리) 및 상세한 빈닝과 추적성(로트 번호)을 통한 공급망 관리에 대한 강조는 품질과 지속 가능성에 대한 더 넓은 산업 표준을 반영합니다. 이 부품이 적격한 무연 솔더링으로의 전환은 이제 전자 제조에서 세계적인 표준입니다.