SMD LED 0603 블루 데이터시트 - 치수 1.6x0.8x0.8mm - 전압 2.8-3.8V - 전력 80mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 표준 0603 패키지 크기의 표면 실장 장치(SMD) 발광 다이오드(LED)에 대한 사양을 상세히 설명합니다. 이 장치는 인듐 갈륨 나이트라이드(InGaN) 반도체 재료를 활용하여 청색광을 방출합니다. 자동화 조립 공정을 위해 설계되었으며 적외선 리플로우 솔더링과 호환되어 대량 전자 제품 제조에 적합합니다.

1.1 핵심 특징 및 장점

이 LED는 현대 전자 설계에서 사용성과 신뢰성을 향상시키는 몇 가지 주요 특징을 제공합니다. 유해 물질 제한(RoHS) 지침을 준수하여 친환경 제품으로 분류됩니다. 부품은 업계 표준인 7인치 직경 릴에 감긴 8mm 테이프로 공급되어 자동 픽 앤 플레이스 장비에 의한 효율적인 처리가 용이합니다. 그 설계는 집적 회로(IC)와 호환되어 디지털 및 아날로그 회로에 쉽게 통합될 수 있습니다.

1.2 목표 응용 분야

이 LED는 일반 전자 장비에서 사용하기 위한 것입니다. 일반적인 응용 분야로는 상태 표시기, 소형 디스플레이 백라이트, 패널 조명, 그리고 소비자 가전, 통신 장치, 사무 장비의 장식용 조명 등이 있습니다. 작은 폼 팩터와 신뢰성은 공간이 제한된 설계에 다용도로 선택될 수 있게 합니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

다르게 명시되지 않는 한, 모든 파라미터는 주변 온도(Ta) 25°C에서 지정됩니다. 이러한 파라미터를 이해하는 것은 적절한 회로 설계와 장기적인 성능 보장에 중요합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이는 연속 작동을 위한 것이 아닙니다.

• 전력 소산(Pd):80 mW. 이는 LED 패키지가 열로 소산할 수 있는 최대 전력량입니다.
• 피크 순방향 전류(IFP):100 mA. 이는 최대 허용 순간 전류로, 일반적으로 과열을 방지하기 위해 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서 지정됩니다.
• DC 순방향 전류(IF):20 mA. 이는 신뢰할 수 있는 작동을 위한 권장 최대 연속 순방향 전류입니다.
• 작동 온도 범위:-40°C ~ +85°C. 장치는 이 주변 온도 범위 내에서 기능이 보장됩니다.
• 보관 온도 범위:-40°C ~ +100°C. 장치는 이 한계 내에서 열화 없이 보관될 수 있습니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성

이는 지정된 테스트 조건에서의 일반적인 성능 파라미터입니다.

• 광도(Iv):순방향 전류(IF) 20 mA에서 140 mcd(최소)부터 450 mcd(최대)까지 범위입니다. 광도는 인간 눈의 명시 응답(CIE 곡선)에 맞추어 필터링된 센서를 사용하여 측정됩니다.
• 시야각(2θ1/2):120도. 이는 광도가 중심축에서 측정된 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도입니다. 이와 같은 넓은 시야각은 넓고 확산된 조명을 제공합니다.
• 피크 방출 파장(λP):468 nm(일반적). 이는 스펙트럼 파워 출력이 가장 높은 파장입니다.
• 주 파장(λd):IF=20mA에서 465 nm에서 475 nm까지 범위입니다. 이는 인간 눈이 인지하는 빛의 색상을 정의하는 단일 파장으로, CIE 색도도에서 유도됩니다.
• 스펙트럼 선 반폭(Δλ):25 nm(일반적). 이 파라미터는 방출된 빛의 스펙트럼 순도 또는 대역폭을 나타냅니다.
• 순방향 전압(VF):IF=20mA에서 2.8 V(최소)부터 3.8 V(최대)까지 범위입니다. 이는 LED가 전류를 흘릴 때 LED 양단에 걸리는 전압 강하입니다.
• 역방향 전류(IR):역방향 전압(VR) 5V에서 10 μA(최대). 이 장치는 역방향 바이어스 작동을 위해 설계되지 않았습니다; 이 파라미터는 누설 전류 특성화를 위한 것입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

대량 생산에서 일관성을 보장하기 위해, LED는 주요 파라미터에 따라 성능 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 응용 분야에서 색상과 밝기 균일성에 대한 특정 요구 사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 순방향 전압 빈닝

빈은 D7부터 D11까지 레이블이 지정되며, 각각 20mA에서 2.8V부터 3.8V까지 0.2V 범위를 포함합니다. 각 빈 내의 허용 오차는 ±0.1V입니다. 동일한 전압 빈에서 LED를 선택하면 여러 LED가 병렬로 연결될 때 균일한 전류 분배를 유지하는 데 도움이 됩니다.

1.3.2 광도 빈닝

빈은 R2, S1, S2, T1, T2로 레이블이 지정됩니다. 광도는 20mA에서 140 mcd(R2 최소)부터 450 mcd(T2 최대)까지 범위입니다. 각 광도 빈의 허용 오차는 ±11%입니다. 이 빈닝은 여러 표시기에 걸쳐 일관된 밝기 수준이 필요한 응용 분야에 중요합니다.

3.3 주 파장 빈닝

빈은 AC(465-470 nm)와 AD(470-475 nm)로 레이블이 지정됩니다. 각 빈의 허용 오차는 ±1 nm입니다. 이는 인지되는 청색에 대한 매우 엄격한 제어를 보장하며, 다중 LED 어레이 또는 백라이트 시스템에서 색상 일치에 중요합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에서 특정 그래프(예: 그림1, 그림5)가 참조되지만, 이러한 장치에 대한 일반적인 곡선은 필수적인 설계 통찰력을 제공합니다.

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압(I-V 곡선)

관계는 지수적입니다. 문턱값을 넘어서는 전압의 작은 증가는 전류의 큰 증가로 이어집니다. 따라서 LED는 열 폭주 및 파괴를 방지하기 위해 정전압원이 아닌 전류 제한 소스에 의해 구동되어야 합니다.

4.2 광도 대 순방향 전류

광도는 순방향 전류에 거의 비례합니다. 그러나 반도체 접합 내에서 발생하는 열 증가로 인해 매우 높은 전류에서 효율이 떨어질 수 있습니다.

4.3 스펙트럼 분포

방출된 빛 스펙트럼은 특징적인 반폭을 가진 피크 파장(일반적 468 nm)을 중심으로 합니다. 주 파장은 인지되는 색조를 결정합니다. 제조 및 구동 전류의 변동은 이러한 스펙트럼 특성에 약간의 변화를 일으킬 수 있습니다.

4.4 온도 의존성

LED 성능은 온도에 민감합니다. 일반적으로 순방향 전압은 접합 온도가 증가함에 따라 감소하는 반면, 광도도 감소합니다. LED를 지정된 온도 범위 내에서 작동시키는 것은 성능과 수명을 유지하는 데 중요합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 장치 치수

이 LED는 EIA 표준 0603 패키지 풋프린트를 준수합니다. 주요 치수로는 본체 길이 약 1.6 mm, 너비 0.8 mm, 높이 0.8 mm가 포함됩니다. 정확한 패드 레이아웃 및 배치 허용 오차(일반적으로 ±0.2 mm)를 위해서는 상세한 기계 도면을 참조해야 합니다.

5.2 극성 식별

캐소드는 일반적으로 표시되며, 종종 렌즈의 해당 측면에 녹색 색조나 패키지의 노치로 표시됩니다. 올바른 기능을 보장하기 위해 조립 중 올바른 극성 방향이 필수적입니다.

5.3 권장 PCB 패드 설계

신뢰할 수 있는 솔더 접합을 보장하기 위해 장치 풋프린트보다 약간 큰 랜드 패턴을 권장합니다. 데이터시트는 적외선 또는 증기상 리플로우 솔더링 공정에 최적화된 특정 패드 레이아웃 다이어그램을 제공하며, 이는 리플로우 중 툼스토닝(한쪽 끝으로 부품이 서는 현상)을 방지하는 데 도움이 됩니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

이 장치는 적외선 리플로우 솔더링 공정과 호환됩니다. J-STD-020B를 준수하는 무연 솔더링 프로파일을 권장합니다. 주요 파라미터로는 예열 온도 150-200°C, 최대 본체 온도 260°C 이하, 그리고 특정 솔더 페이스트에 맞춰진 액상선 온도 이상 시간(TAL)이 포함됩니다. 총 예열 시간은 최대 120초로 제한해야 합니다.

6.2 핸드 솔더링

핸드 솔더링이 필요한 경우, 온도가 300°C를 초과하지 않는 솔더링 아이언을 사용하십시오. 솔더링 시간은 패드당 최대 3초로 제한해야 하며, 부품에 가해지는 열 응력을 최소화하기 위해 한 번만 수행해야 합니다.

6.3 보관 및 취급

개봉되지 않은 포장:≤30°C 및 ≤70% 상대 습도(RH)에서 보관하십시오. 건조제가 들어 있는 방습 백 내의 유통 기한은 1년입니다.
개봉된 포장:주변 공기에 노출된 부품의 경우, 보관 조건은 30°C와 60% RH를 초과하지 않아야 합니다. 백을 개봉한 후 168시간(7일) 이내에 IR 리플로우 공정을 완료하는 것이 강력히 권장됩니다. 원래 포장 외부에서 더 오래 보관할 경우, 건조제가 들어 있는 밀폐 용기나 질소 분위기에서 보관하십시오. 168시간을 초과하여 보관된 부품은 솔더링 전에 약 60°C에서 최소 48시간 동안 베이킹하여 흡수된 수분을 제거하고 \"팝콘 현상\"(리플로우 중 빠른 증기 팽창으로 인한 패키지 균열)을 방지해야 합니다.

6.4 세척

조립된 보드의 세척이 필요한 경우, 지정된 용제만 사용하십시오. LED를 상온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 1분 미만 담그는 것은 허용됩니다. 지정되지 않은 화학 세척제는 에폭시 렌즈나 패키지를 손상시킬 수 있으므로 사용하지 마십시오.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 사양

LED는 7인치(178 mm) 직경 릴에 감긴 8mm 너비의 엠보싱 캐리어 테이프에 공급됩니다. 각 릴에는 2000개가 들어 있습니다. 테이프 포켓은 보호용 상단 커버 테이프로 밀봉됩니다. 포장은 ANSI/EIA-481 사양을 따릅니다. 전체 릴보다 적은 수량의 경우, 나머지 로트에 대해 최소 포장 수량 500개가 적용됩니다.

7.2 테이프 품질 보증

릴 상의 연속 누락 부품(빈 포켓)의 최대 개수는 두 개이며, 이는 자동화 피더를 위한 일관성을 보장합니다.

8. 응용 설계 고려 사항

8.1 구동 방법

LED는 전류 구동 장치입니다. 특히 여러 LED를 병렬로 연결할 때 균일한 밝기를 보장하기 위해 각 LED는 자체 전류 제한 저항에 의해 구동되어야 합니다. 일정 전류원과 함께 LED를 직렬로 구동하는 것은 동일한 전류가 직렬 연결된 모든 장치를 통해 흐르기 때문에 균일한 광도를 달성하는 더 신뢰할 수 있는 방법입니다.

8.2 열 관리

전력 소산이 낮지만(최대 80mW), 적절한 PCB 레이아웃은 열 방산에 도움이 될 수 있습니다. 특히 높은 주변 온도나 최대 전류 근처에서 작동할 때, 열 패드(있는 경우) 또는 캐소드/애노드 트레이스에 연결된 충분한 구리 면적을 히트 싱크 역할을 하도록 보장하십시오.

8.3 전기적 보호

LED가 전압 스파이크나 정전기 방전(ESD)에 취약한 라인에 연결된 경우, 서지 전압 억제(TVS) 다이오드나 기타 보호 회로를 추가하는 것을 고려하십시오. LED는 낮은 역방향 항복 전압을 가지며 역방향 바이어스나 과전압 조건에 의해 쉽게 손상될 수 있습니다.

9. 자주 묻는 질문(FAQ)

9.1 이 LED를 5V 또는 3.3V 논리 출력에서 직접 구동할 수 있나요?

아니요. 직렬 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 필요한 저항 값(R)은 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다: R = (Vcc - VF) / IF, 여기서 Vcc는 공급 전압(예: 5V), VF는 LED의 순방향 전압(빈의 최대값 사용, 예: 3.8V), IF는 원하는 순방향 전류(예: 20mA)입니다. 예: R = (5V - 3.8V) / 0.02A = 60 옴. 항상 다음으로 높은 표준 저항 값을 선택하고 저항의 전력 소산을 확인하십시오.

9.2 시야각 사양이 왜 있고, 어떻게 사용하나요?

120도 시야각은 이것이 광각 LED임을 나타냅니다. 빛 출력은 좁은 빔으로 집중되지 않고 확산됩니다. 이는 넓은 범위의 위치에서 보여야 하는 상태 표시기에 이상적입니다. 지시된 빔이 필요한 응용 분야의 경우, 렌즈나 더 좁은 시야각을 가진 LED가 더 적합합니다.

9.3 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇인가요?

피크 파장(λP)는 빛 방출이 가장 강한 물리적 파장입니다.주 파장(λd)는 인간 눈이 색상을 인지하는 방식을 기반으로 계산된 값입니다; 이는 LED의 출력과 동일한 색상으로 보이는 단일 파장입니다. 이와 같은 청색 단색 LED의 경우, 종종 가깝지만 주 파장이 색상 일치를 위한 핵심 파라미터입니다.

9.4 제 응용 분야에서 매우 일관된 청색이 필요합니다. 무엇을 지정해야 하나요?

엄격한 주 파장 빈을 지정해야 합니다. 예를 들어 모든 부품을 \"AC\" 빈(465-470 nm) 또는 \"AD\" 빈(470-475 nm)에서 요청하는 것입니다. 이렇게 하면 제품 내 다른 LED 간의 색상 변동이 최소화됩니다.

10. 설계 및 사용 사례 연구

10.1 다중 LED 상태 표시기 패널

시나리오:균일한 밝기를 가져야 하는 10개의 청색 상태 표시기가 있는 제어판 설계.
설계 접근 방식:
1. 회로:균일성을 위해 직렬 연결을 사용합니다. 24V 공급 전압으로, 직렬로 5개의 LED를 연결하고(5 * 3.8V 최대 = 19V), 두 개의 동일한 직렬 회로를 병렬로 연결합니다. 각 직렬 회로에 대해 단일 정전류 드라이버 또는 전류 제한 저항을 총 직렬 전압 강하를 기반으로 계산합니다.
2. 부품 선택:동일한 광도 빈(예: 모두 T1 빈: 280-355 mcd)과 동일한 주 파장 빈(예: 모두 AC 빈)에서 LED를 지정하여 시각적 일관성을 보장합니다.
3. 레이아웃:LED를 PCB에 대칭적으로 배치합니다. 신뢰할 수 있는 솔더링과 일관된 정렬을 촉진하기 위해 권장 패드 형상을 사용하도록 보장합니다.

11. 기술 소개

11.1 InGaN 반도체 기술

이 LED는 인듐 갈륨 나이트라이드(InGaN) 활성층을 사용합니다. 결정 격자 내 인듐과 갈륨의 비율을 변화시킴으로써 반도체의 밴드갭을 조정할 수 있으며, 이는 직접적으로 방출되는 빛의 파장(색상)을 결정합니다. InGaN은 고효율 청색, 녹색 및 백색 LED(후자는 형광체 코팅이 있는 청색 LED 사용)를 생산하는 데 널리 사용되는 재료입니다. 0603 패키지는 작은 반도체 다이, 와이어 본드, 그리고 다이를 보호하고 빛 출력을 형성하는 성형된 에폭시 렌즈를 포함합니다.

12. 업계 동향

12.1 소형화 및 통합

SMD LED의 동향은 스마트폰, 웨어러블, 초박형 디스플레이와 같은 점점 더 컴팩트한 장치에서 보드 공간을 절약하기 위해 더 작은 패키지 크기(예: 0402, 0201)로 계속되고 있습니다. 더 나아가, LED 다이를 드라이버 IC, 보호 부품, 때로는 여러 색상(RGB)과 단일 패키지로 결합하는 통합 LED 모듈의 성장이 있으며, 이는 설계를 단순화하고 성능을 향상시킵니다.

12.2 효율성 및 신뢰성

지속적인 재료 과학 및 제조 공정 개선은 LED의 광 효율(루멘/와트)을 꾸준히 증가시켜 더 낮은 전력에서 더 밝은 출력 또는 감소된 열 부하를 가능하게 합니다. 향상된 패키징 재료와 기술은 또한 장기적인 신뢰성, 색상 안정성, 그리고 고온 및 고습과 같은 가혹한 환경 조건에 대한 저항성을 향상시킵니다.