SMD LED 19-21/G6C-FP1Q1L/3T 데이터시트 - 크기 2.0x1.25x0.8mm - 전압 1.7-2.3V - 전력 60mW - 선명한 황록색 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

19-21 SMD LED는 고밀도 부품 배치가 필요한 현대 전자 응용 분야를 위해 설계된 소형 표면 실장 장치입니다. 이 LED는 선명한 황록색 광 출력을 생성하기 위해 AlGaInP(알루미늄 갈륨 인듐 포스파이드) 칩을 사용하며, 투명 수지 패키지로 캡슐화되어 있습니다. 주요 장점은 기존 리드 프레임 LED에 비해 크게 줄어든 점유 면적으로, 더 컴팩트한 PCB 설계, 더 높은 포장 밀도, 궁극적으로 더 작은 최종 사용자 장비를 가능하게 합니다. 가벼운 구조는 소형 및 휴대용 응용 분야에 이상적입니다.

1.1 핵심 특징 및 규격 준수

이 장치는 7인치 직경 릴에 장착된 8mm 테이프로 공급되어 표준 자동 피크 앤 플레이스 조립 장비와의 호환성을 보장합니다. 적외선 및 증기상 리플로우 솔더링 공정 모두에 사용하도록 설계되었습니다. 제품은 단색 타입이며, 무연(Pb-free)이며, RoHS, EU REACH 및 무할로겐 표준(브롬 <900 ppm, 염소 <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm)을 포함한 주요 환경 및 안전 규정을 준수합니다.

1.2 목표 응용 분야

이 LED는 다양한 조명 및 표시 목적에 적합합니다. 일반적인 응용 분야로는 계기판, 스위치 및 심볼의 백라이트; 전화 및 팩스와 같은 통신 장치의 상태 표시등 및 키패드 백라이트; LCD 디스플레이의 평면 백라이트; 밝고 신뢰할 수 있는 광원이 필요한 일반 목적 표시기 사용 등이 있습니다.

2. 기술 사양 심층 분석

이 섹션은 절대 최대 정격 및 전기-광학 특성 표에 정의된 장치의 전기적, 광학적 및 열적 매개변수에 대한 상세하고 객관적인 분석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

절대 최대 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이는 권장 작동 조건이 아닙니다.

• 역방향 전압 (V_R):5V. 역바이어스에서 이 전압을 초과하면 접합 파괴를 일으킬 수 있습니다.
• 순방향 전류 (I_F):25 mA (연속).
• 피크 순방향 전류 (I_FP):60 mA, 펄스 조건(듀티 사이클 1/10 @ 1kHz)에서만 허용됩니다.
• 전력 소산 (P_d):60 mW. 이는 패키지가 열로 소산할 수 있는 최대 허용 전력으로, V_F* I_F.
• 정전기 방전 (ESD) HBM:2000V. 이 인체 모델 등급은 중간 수준의 ESD 민감도를 나타냅니다. 적절한 취급 절차가 필요합니다.
• 동작 온도 (T_opr):-40°C ~ +85°C. 이 장치는 산업용 온도 범위로 등급이 지정되었습니다.
• 보관 온도 (T_stg):-40°C ~ +90°C.
• 솔더링 온도 (T_sol):리플로우 프로파일 피크 260°C에서 최대 10초; 핸드 솔더링 인두 팁 온도 <350°C에서 단자당 최대 3초.

2.2 전기-광학 특성

별도로 명시되지 않는 한, 주변 온도 25°C, 순방향 전류 (I_F) 20 mA의 표준 테스트 조건에서 측정되었습니다.

• 광도 (I_v):45.0 mcd (최소) ~ 90.0 mcd (최대) 범위이며, 일반적인 허용 오차는 ±11%입니다. 이 매개변수는 LED의 인지된 밝기를 정의합니다.
• 시야각 (2θ_1/2):약 100도 (일반적). 이 넓은 시야각은 투명 돔 렌즈의 특징으로, 넓은 방사 패턴을 제공합니다.
• 피크 파장 (λ_p):일반적으로 575 nm. 이는 스펙트럼 전력 분포가 최대가 되는 파장입니다.
• 주 파장 (λ_d):570.0 nm ~ 574.5 nm 범위이며, 허용 오차는 ±1 nm입니다. 이는 인간의 눈이 인지하는 단일 파장으로 색상(황록색)을 정의합니다.
• 스펙트럼 대역폭 (Δλ):일반적으로 20 nm. 이는 방출된 빛의 스펙트럼 순도를 나타냅니다.
• 순방향 전압 (V_F):I_F=20mA에서 1.70 V ~ 2.30 V 범위이며, 허용 오차는 ±0.05V입니다. 이는 전류를 흘릴 때 LED 양단에 걸리는 전압 강하입니다.
• 역방향 전류 (I_R):V_R=5V에서 최대 10 μA. 이 장치는 역바이어스 동작을 위해 설계되지 않았습니다. 이 매개변수는 누설 전류 테스트 전용입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

제품은 광도, 주 파장 및 순방향 전압이라는 세 가지 핵심 매개변수를 기반으로 빈으로 분류됩니다. 이 빈닝은 생산 로트 내 일관성을 보장하고 설계자가 특정 성능 기준에 맞는 LED를 선택할 수 있게 합니다.

3.1 광도 빈닝

I_F= 20 mA에서 빈닝됩니다. 빈 코드(P1, P2, Q1)는 최소 및 최대 광도 값을 분류합니다.

• P1:45.0 - 57.0 mcd
• P2:57.0 - 72.0 mcd
• Q1:72.0 - 90.0 mcd

3.2 주 파장 빈닝

I_F= 20 mA에서 빈닝됩니다. 빈 코드(CC2, CC3, CC4)는 색상 일관성을 제어하기 위해 주 파장의 좁은 범위를 정의합니다.

• CC2:570.0 - 571.5 nm
• CC3:571.5 - 573.0 nm
• CC4:573.0 - 574.5 nm

3.3 순방향 전압 빈닝

I_F= 20 mA에서 빈닝됩니다. 빈 코드(19, 20, 21, 22, 23, 24)는 순방향 전압 강하를 0.1V 단계로 분류합니다. 이는 특히 여러 LED가 직렬로 연결될 때 균일한 전류 분배를 보장하기 위해 전류 제한 저항 네트워크를 설계하는 데 중요합니다.

• 19:1.70 - 1.80 V
• 20:1.80 - 1.90 V
• 21:1.90 - 2.00 V
• 22:2.00 - 2.10 V
• 23:2.10 - 2.20 V
• 24:2.20 - 2.30 V

부품 번호 "19-21/G6C-FP1Q1L/3T"에는 특정 빈 코드가 포함되어 있으며, 이는 출하 제품의 성능이 이러한 정의된 범위 내에 있음을 나타냅니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에서 특정 그래픽 데이터를 참조하지만, AlGaInP LED의 일반적인 성능 추세는 추론할 수 있으며 설계에 중요합니다.

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

순방향 전압 (V_F)은 순방향 전류 (I_F)와 대수 관계를 보입니다. 턴온 문턱값(~1.7V)을 초과하는 작은 인가 전압 증가는 전류의 크고 잠재적으로 손상적인 증가를 초래합니다. 이는 LED와 직렬로 연결된 정전류 드라이버 또는 전류 제한 저항의 중요성을 강조합니다.

4.2 온도 의존성

핵심 매개변수는 온도에 의존적입니다. 일반적으로 순방향 전압 (V_F)은 접합 온도가 증가함에 따라 감소합니다(음의 온도 계수). 반대로, 광도는 일반적으로 온도가 상승함에 따라 감소합니다. 설계자는 특히 주변 온도 변화가 크거나 내부 발열이 높은 응용 분야에서 이러한 변동을 고려해야 합니다.

4.3 스펙트럼 특성

방출 스펙트럼은 575 nm(황록색)를 중심으로 합니다. 일반적인 20 nm 스펙트럼 대역폭은 상대적으로 순수한 색상 방출을 나타냅니다. 주 파장은 접합 온도와 구동 전류가 증가함에 따라 약간 이동할 수 있습니다(일반적으로 더 긴 파장 쪽으로).

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

19-21 SMD LED는 컴팩트한 직사각형 패키지를 특징으로 합니다. 주요 치수(mm, 별도 명시되지 않는 한 허용 오차 ±0.1mm)는 본체 길이 2.0 mm, 너비 1.25 mm, 높이 0.8 mm를 포함합니다. 상세 도면은 적절한 솔더링 및 기계적 안정성을 보장하기 위해 PCB 레이아웃에 필수적인 패드 간격 및 랜드 패턴 권장 사항을 지정합니다.

5.2 극성 식별

캐소드는 패키지에 명확하게 표시되어 있습니다. 역방향 전압 5V를 초과하면 장치가 즉시 파괴될 수 있으므로 조립 중 올바른 극성 방향은 필수입니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

이 가이드라인을 준수하는 것은 신뢰성과 제조 공정 중 손상 방지에 중요합니다.

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

무연(Pb-free) 리플로우 프로파일이 지정되었습니다:

• 예열:150-200°C에서 60-120초.
• 액상선 온도 이상 시간 (217°C):60-150초.
• 피크 온도:최대 260°C.
• 피크 온도 유지 시간:최대 10초.
• 가열 속도:최대 6°C/초.
• 255°C 이상 시간:최대 30초.
• 냉각 속도:최대 3°C/초.

6.2 핸드 솔더링

핸드 솔더링이 불가피한 경우, 팁 온도가 350°C 미만인 솔더링 인두를 사용하십시오. 단자당 접촉 시간은 3초를 초과해서는 안 됩니다. 저전력 인두(<25W)를 사용하고 각 단자를 솔더링하는 사이에 최소 2초의 냉각 간격을 두어 열 충격을 방지하십시오.

6.3 보관 및 습기 민감도

LED는 건조제와 함께 습기 방지 배리어 백에 포장되어 있습니다.

• 사용 준비가 될 때까지 백을 열지 마십시오.
• 개봉 후 사용하지 않은 LED는 ≤30°C 및 ≤60% 상대 습도에서 보관해야 합니다.
• 백 개봉 후 "플로어 라이프"는 168시간(7일)입니다.
• 노출 시간을 초과하거나 건조제 지시약이 포화 상태를 나타내면 리플로우 솔더링 전에 60°C ±5°C에서 24시간 동안 베이킹 처리가 필요합니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 릴 및 테이프 사양

이 장치는 7인치 직경 릴에 엠보싱된 캐리어 테이프로 공급됩니다. 표준 적재 수량은 릴당 3000개입니다. 자동 공급기와의 호환성을 보장하기 위해 릴, 테이프 및 커버 테이프 치수가 제공됩니다.

7.2 라벨 설명

릴 라벨에는 추적성 및 검증을 위한 중요한 정보가 포함되어 있습니다:

• CPN:고객의 제품 번호.
• P/N:제조사의 제품 번호 (예: 19-21/G6C-FP1Q1L/3T).
• QTY:포장 수량.
• CAT:광도 등급 (빈 코드).
• HUE:색도 좌표 및 주 파장 등급 (빈 코드).
• REF:순방향 전압 등급 (빈 코드).
• LOT No:추적성을 위한 제조 로트 번호.

8. 응용 설계 고려사항

8.1 전류 제한은 필수입니다

외부 전류 제한 메커니즘은 절대적으로 필요합니다. 가장 간단한 방법은 직렬 저항입니다. 저항 값 (R_s)은 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다: R_s= (V_supply- V_F) / I_F. 최악의 조건에서 I_F가 25 mA를 초과하지 않도록 하기 위해 빈 또는 데이터시트의 최대 V_F를 사용하십시오. 정밀도나 안정성을 위해 정전류 드라이버 회로를 권장합니다.

8.2 열 관리

패키지가 작지만, 특히 최대 정격 근처에서 동작할 때 성능과 수명을 유지하기 위해 PCB 패드를 통한 효과적인 방열판이 중요합니다. LED 패드 주변에 충분한 구리 면적을 제공하여 열 확산체 역할을 하도록 PCB 레이아웃을 설계하십시오.

8.3 ESD 보호

ESD HBM 등급이 2000V인 이 장치는 중간 정도의 민감도를 가집니다. LED가 외부 인터페이스에 연결된 경우 취급, 조립 및 회로 설계 중 표준 ESD 예방 조치를 구현하십시오.

9. 기술 비교 및 차별화

19-21 LED는 주로 0603 또는 0805 사이즈와 같은 많은 기존 SMD LED보다 작은 컴팩트한 2.0x1.25mm 점유 면적으로 차별화되어 더 높은 밀도의 레이아웃을 가능하게 합니다. AlGaInP 기술의 사용은 황록색 스펙트럼에서 높은 효율과 밝은 출력을 제공합니다. 투명 렌즈의 넓은 100도 시야각은 확산 또는 협각 렌즈를 가진 장치에 비해 넓고 균일한 조명을 제공합니다. 무할로겐 및 기타 환경 표준 준수는 현대의 환경 의식 설계에 적합하게 만듭니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

10.1 5V 공급 전압에서 어떤 저항 값을 사용해야 하나요?

최대 V_F2.30V (빈 24)와 목표 I_F20 mA를 사용합니다: R = (5V - 2.30V) / 0.020A = 135 Ohms. 가장 가까운 표준 높은 값(예: 150 Ohms)이 안전한 선택이 될 것이며, I_F≈ 18 mA가 됩니다. 항상 특정 빈의 실제 V_F로 확인하십시오.

10.2 정전압원을 사용하여 저항 없이 이 LED를 구동할 수 있나요?

No.V_F의 음의 온도 계수는 열 폭주를 초래할 수 있습니다. 온도가 약간 상승하면 V_F가 낮아지고, 이는 정전압으로 구동될 경우 전류를 증가시켜 추가 가열과 잠재적으로 치명적인 고장을 일으킬 수 있습니다. 항상 전류 제한 방식을 사용하십시오.

10.3 부품 번호 19-21/G6C-FP1Q1L/3T는 어떻게 해석하나요?

"19-21"은 패키지 패밀리와 크기를 나타냅니다. 후속 코드(G6C, FP1Q1L, 3T)는 데이터시트에 제공된 빈 테이블에 따라 광도, 주 파장 및 순방향 전압 특성을 지정하는 내부 빈닝 및 제품 코드입니다.

10.4 이 LED는 자동차 실내 조명에 적합한가요?

일부 비중요 실내 응용 분야(예: 스위치 백라이트)에 사용될 수 있지만, 데이터시트에는 응용 제한 노트가 포함되어 있습니다. 고신뢰성 자동차 안전/보안 시스템(예: 계기판 경고등), 의료 장비 또는 군사/항공 우주 응용 분야의 경우, 이러한 가혹한 환경에 특별히 적합한 제품을 조달해야 합니다. 항상 의도된 사용 사례에 대한 적합성을 확인하십시오.

11. 실용 설계 사례 연구

시나리오:3.3V 레일로 구동되는 10개의 균일하게 밝은 황록색 LED로 구성된 상태 표시등 패널 설계.

설계 단계:

1. 전류 선택:밝기와 전력 소비의 균형을 위해 I_F= 15 mA를 선택합니다.
2. 전압 빈 고려:균일한 밝기를 보장하기 위해 동일하거나 인접한 V_F빈(예: 빈 20: 1.80-1.90V)의 LED를 지정합니다. 계산에 최대 V_F1.90V를 사용하면 최악의 변동에서도 모든 LED가 점등됩니다.
3. 저항 계산: R_s= (3.3V - 1.90V) / 0.015A ≈ 93.3 Ohms. 표준 100 Ohm 저항을 사용합니다. 실제 I_F는 ~14 mA(1.90V LED의 경우)에서 ~15.6 mA(더 낮은 빈을 가정한 1.75V LED의 경우) 범위가 되어 허용 가능한 균일성을 제공합니다.
4. PCB 레이아웃:각 LED와 그 100Ω 직렬 저항을 애노드 패드 가까이에 배치합니다. 약간의 열 방산을 위해 캐소드 패드에 연결된 작은 구리 푸어를 제공합니다.
5. 조립:지정된 리플로우 프로파일을 따르십시오. 생산 라인이 준비될 때까지 백을 밀봉하고 개봉 후 7일 플로어 라이프 내에 솔더링을 완료하십시오.

12. 동작 원리

LED는 반도체 p-n 접합에서 전계발광 원리로 동작합니다. 활성 영역은 AlGaInP(알루미늄 갈륨 인듐 포스파이드) 반도체 재료로 구성됩니다. 접합의 내장 전위를 초과하는 순방향 바이어스 전압이 인가되면, n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 활성 영역으로 주입됩니다. 거기서 그들은 방사적으로 재결합하여 광자의 형태로 에너지를 방출합니다. AlGaInP 합금의 특정 밴드갭 에너지는 방출된 빛의 파장을 결정하며, 이 경우 가시 스펙트럼의 황록색 부분(약 575 nm)에 해당합니다. 투명 에폭시 수지 캡슐런트는 렌즈 역할을 하여 광 출력을 형성하고 반도체 칩에 기계적 및 환경적 보호를 제공합니다.

13. 기술 동향

19-21과 같은 SMD LED의 일반적인 동향은 지속적인 소형화, 증가된 광 효율(전기 와트당 더 많은 광 출력), 그리고 더 높은 신뢰성으로 향하고 있습니다. 또한 이 제품이 RoHS, REACH 및 무할로겐 표준을 준수하는 것에서 알 수 있듯이 환경 친화적인 재료 및 제조 공정의 광범위한 채택을 위한 강력한 추진력이 있습니다. 패키징 측면에서 발전은 더 작은 점유 면적에서 더 높은 구동 전류를 지원하기 위해 칩에서 PCB로의 열 관리를 개선하는 것을 목표로 합니다. 색상 일관성과 더 엄격한 빈닝 허용 오차 또한 정밀한 색상 일치가 필요한 응용 분야의 요구를 충족시키기 위한 지속적인 개발 영역입니다.