SMD LED 15-11/BHC-ZL2N1QY/2T 데이터시트 - 블루 - 1.6x0.8x0.6mm - 3.2V - 40mW - 영어 기술 문서

1. 제품 개요

15-11/BHC-ZL2N1QY/2T는 고밀도 부품 배치가 필요한 현대 전자 응용 분야를 위해 설계된 소형 표면 실장 블루 LED입니다. 이 소자는 InGaN(인듐 갈륨 나이트라이드) 반도체 기술을 활용하여 일반적인 주 파장 468nm의 청색광을 생성합니다. 미니어처 풋프린트와 저프로파일 설계는 공간이 제한된 응용 분야에 이상적인 선택입니다.

1.1 핵심 기능 및 장점

이 LED의 주요 장점은 SMD(표면 실장 소자) 패키징에서 비롯됩니다. 직경 7인치 릴에 감긴 8mm 테이프에 공급되어 고속 자동 픽 앤 플레이스 조립 장비와의 호환성을 보장합니다. 이는 스루홀 부품에 비해 제조 시간과 비용을 크게 절감합니다. 본 소자는 표준 적외선 및 기상 재유동 솔더링 공정에 적합하며, 주류 PCB 조립 기술과 부합합니다.

Key product features include compliance with major environmental and safety standards: it is Pb-free (lead-free), incorporates ESD (Electrostatic Discharge) protection, adheres to the EU REACH regulation, and meets halogen-free requirements (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). The product is also designed to remain within RoHS (Restriction of Hazardous Substances) compliant specifications.

소형 크기(약 1.6mm x 0.8mm x 0.6mm)로 인해 보드 공간을 크게 절약하고, 패킹 밀도를 높이며, 최종 제품의 크기를 줄일 수 있습니다. 경량 구조는 미니어처 및 휴대용 애플리케이션에서의 사용을 더욱 지원합니다.

1.2 목표 응용 분야

이 파란색 LED는 다양한 지시등 및 백라이트 기능에 적합합니다. 일반적인 적용 분야로는 자동차 계기판 및 스위치 백라이트, 전화 및 팩스와 같은 통신 장치의 상태 표시등 및 키패드 백라이트, LCD 패널의 평면 백라이트, 스위치 조명, 선명하고 밝은 파란색 신호가 필요한 일반 목적 지시등 사용 등이 있습니다.

2. 기술 사양 및 객관적 해석

2.1 절대 최대 정격

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

• 역전압 (V_R): 5V. 역바이어스에서 이 전압을 초과하면 접합 파괴가 발생할 수 있습니다.
• 연속 순방향 전류 (I_F): 10 mA. 안정적인 장기 운용을 위한 최대 DC 전류입니다.
• 피크 순방향 전류 (I_FP): 100 mA (1/10 듀티 사이클, 1 kHz 조건). 멀티플렉싱이나 펄스 신호 전송에 유용한 더 높은 전류의 짧은 펄스를 허용하지만, 평균 전력은 관리되어야 합니다.
• 전력 소산 (P_d): 40 mW. 허용 가능한 최대 전력 손실 (V_F * I_F주변 온도 25°C 기준. 더 높은 온도에서는 감액(derating)이 필요합니다.
• ESD 내전압(HBM): 2000V. 취급 중 정전기 방전에 대한 어느 정도의 보호 기능을 제공하지만, 적절한 ESD 절차 준수는 권장됩니다.
• 동작 온도(T_opr): -40°C ~ +85°C. 기능 동작을 위한 주변 온도 범위입니다.
• 저장 온도(T_stg): -40°C ~ +90°C.
• 납땜 온도: 리플로우 프로파일 최고점 260°C에서 최대 10초; 핸드 납땜 350°C에서 터미널당 최대 3초.

2.2 전기-광학 특성 (Ta=25°C, I_F=5mA)

이 파라미터들은 표준 테스트 조건에서 LED의 일반적인 성능을 정의합니다.

• 광도 (I_v): 14.5에서 36.0 mcd (밀리칸델라). 실제 출력은 등급 구분되어 있습니다 (섹션 3 참조).
• 시야각 (2θ_1/2): 130도 (일반적). 이 넓은 시야각은 LED 렌즈 설계의 특징으로, 넓은 방사 패턴을 제공합니다.
• 피크 파장 (λ_p): 468 nm (일반적). 스펙트럼 파워 분포가 최대가 되는 파장입니다.
• 주 파장 (λ_d): 465 내지 475 nm. 이는 인지되는 빛의 색상을 정의하며, 또한 Binning 처리됩니다.
• 스펙트럼 대역폭 (Δλ): 25 nm (일반적). 최대 강도의 절반에서 측정된 방출 스펙트럼의 폭(FWHM)입니다.
• 순방향 전압 (V_F): 2.70 내지 3.20 V. 시험 전류에서 LED 양단에 걸리는 전압 강하입니다. 이 파라미터는 Binning 처리되며, 동일 Binning 내에서 ±0.05V의 허용 오차를 가집니다.

3. Binning System 설명

대량 생산에서의 일관성을 보장하기 위해 LED는 성능 빈으로 분류됩니다. 15-11/BHC-ZL2N1QY/2T는 광도, 주파장 및 순방향 전압에 대한 3차원 빈닝 시스템을 사용합니다.

3.1 광도(Luminous Intensity) Binning

빈은 코드 L2, M1, M2 및 N1으로 정의되며, 최소 광도 범위는 14.5 mcd에서 28.5 mcd입니다. 부품 번호의 빈 코드(예: ZL2N1QY의 'N1')는 보장된 최소 및 최대 광 출력을 지정합니다. 광도에는 ±11%의 공차가 적용됩니다.

3.2 주 파장(Dominant Wavelength, 색상) Binning

파장은 'X'(465-470 nm)와 'Y'(470-475 nm) 두 개의 코드로 빈닝됩니다. 부품 번호는 이 빈을 나타냅니다(예: ZL2N1QY). 주파장에는 ±1nm의 공차가 지정됩니다.

3.3 순방향 전압 Binning

순방향 전압은 29부터 33까지의 코드로 구분된 다섯 개의 빈으로 분류되며, 이는 2.70-2.80V부터 3.10-3.20V까지의 전압 범위에 해당합니다. 부품 번호는 이 빈을 나타냅니다 (예: ZL2N1QY). 빈 내의 허용 오차는 ±0.05V입니다.

4. 성능 곡선 분석

제공된 텍스트에 구체적인 그래프 곡선이 상세히 설명되어 있지 않지만, 이러한 LED의 일반적인 전기-광학적 특성은 다음과 같을 것입니다:

• I-V (전류-전압) 곡선: 순방향 전류와 순방향 전압 사이의 지수적 관계를 보여줍니다. 푸른색 InGaN LED의 경우 무릎 전압은 일반적으로 약 2.7-3.2V입니다.
• 광도 대 순방향 전류: 강도는 일반적으로 정상 작동 범위(최대 I까지)에서 전류에 따라 선형적으로 증가합니다._F), 하지만 매우 높은 전류에서는 발열로 인해 효율이 떨어질 수 있습니다.
• Luminous Intensity vs. Ambient Temperature: 광 출력은 일반적으로 접합 온도가 상승함에 따라 감소합니다. 이러한 감소 특성을 이해하는 것은 높은 주변 온도에서 작동하는 설계에 매우 중요합니다.
• 스펙트럼 분포: 파장에 따른 상대적 출력을 나타낸 플롯으로, 468 nm를 중심으로 약 25 nm의 FWHM을 가집니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

LED의 표준 본체 크기는 길이 1.6mm, 너비 0.8mm, 높이 0.6mm입니다. 패키지 도면에는 LED 본체, 솔더 패드 및 캐소드 표시 위치에 대한 정확한 치수와 공차(별도 명시되지 않는 한 ±0.1mm)가 명시되어 있습니다. 캐소드는 패키지의 특정 표시로 식별되며, 이는 올바른 PCB 방향 설정에 매우 중요합니다.

5.2 권장 PCB 풋프린트

패키지 치수를 수용하고 적절한 솔더 필렛 형성을 허용하는 랜드 패턴 설계를 사용해야 합니다. 데이터시트의 치수 도면은 PCB CAD 소프트웨어에서 이 풋프린트를 생성하는 기초를 제공합니다.

6. 납땜 및 조립 가이드라인

6.1 리플로우 납땜 프로파일

무연(Pb-free) 조립의 경우 권장 리플로우 프로파일은 다음과 같습니다: 150-200°C에서 60-120초간 예열, 액상선(217°C) 이상에서 60-150초간 유지, 최고 온도는 260°C를 초과하지 않으며 최대 10초간 유지. 최대 상승 속도는 6°C/초, 최대 하강 속도는 3°C/초입니다. 리플로우 솔더링은 2회를 초과하여 수행해서는 안 됩니다.

6.2 핸드 납땜

If hand soldering is necessary, the soldering iron tip temperature 반드시 be below 350°C, and contact time per terminal 반드시 not exceed 3 seconds. A low-power iron (<25W) is recommended. A cooling interval of at least 2 seconds should be allowed between soldering each terminal to prevent thermal stress.

6.3 저장 및 습기 민감도

본 제품은 건제제와 함께 방습 백에 포장됩니다. 부품을 사용할 준비가 될 때까지 백을 개봉해서는 안 됩니다. 개봉 후 LED는 ≤ 30°C 및 ≤ 60% RH 조건에서 보관해야 합니다. 이러한 조건에서의 "플로어 라이프"는 1년입니다. 보관 기간을 초과하거나 건제제가 수분 흡수를 나타내는 경우, 솔더링 전 60 ± 5°C에서 24시간 동안 베이킹 처리가 필요합니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 사양

LED는 데이터시트에 규정된 치수의 엠보싱 캐리어 테이프로 공급됩니다. 각 릴에는 2000개가 들어 있습니다. 자동화 처리 장비를 위한 릴 치수도 제공됩니다.

7.2 라벨 정보

릴 라벨에는 중요한 정보가 포함되어 있습니다: 고객사 품번(CPN), 제조사 파트 번호(P/N), 포장 수량(QTY), 그리고 광도 등급(CAT), 색도/주파장 등급(HUE), 순방향 전압 등급(REF)에 대한 특정 빈 코드와 함께 로트 번호가 있습니다.

8. 애플리케이션 설계 고려사항

8.1 전류 제한

중요: LED와 직렬로 외부 전류 제한 저항 또는 정전류 드라이버를 반드시 사용해야 합니다. 순방향 전압은 음의 온도 계수를 가지며, 접합부가 가열됨에 따라 감소합니다. 전류 제한이 없으면 열 폭주(thermal runaway)와 급속한 고장(소손)으로 이어질 수 있습니다. 저항값은 R = (V_공급 - V_F) / I 공식으로 계산합니다._F.

8.2 열 관리

소비 전력은 낮지만(최대 40mW), 적절한 PCB 레이아웃은 접합 온도 관리에 도움이 됩니다. 특히 높은 주변 온도 또는 최대 전류 근처에서 동작할 때는, 방열판 역할을 하도록 LED의 열 패드(있는 경우) 또는 애노드/캐소드 트레이스에 충분한 구리 면적이 연결되어 있는지 확인하십시오.

8.3 ESD 및 취급

내장 ESD 보호 기능이 있더라도, 잠재적 손상을 방지하기 위해 취급 및 조립 과정에서 표준 ESD 예방 조치(정전기 손목띠, 접지된 작업대, 전도성 폼)를 준수해야 합니다.

9. 기술적 비교 및 차별화 요소

15-11 패키지는 소형화와 취급/제조 용이성 사이의 균형을 제공합니다. 더 큰 SMD LED(예: 3528, 5050)와 비교하여 상당한 보드 공간을 절약합니다. 더 작은 칩 스케일 패키지(CSP)와 비교하면 일반적으로 표준 SMT 공정을 사용하여 조립, 검사 및 재작업이 더 쉽습니다. 130도의 넓은 시야각은 집중 조명을 위해 설계된 좁은 빔 각도를 가진 LED와 차별화됩니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

Q: 전원 공급 장치가 3.0V인 경우 직렬 저항 없이 이 LED를 구동할 수 있습니까?
A: 아니요. 공급 전압이 일반적인 V_F에 가깝더라도, V_F 의 변동(빈 간 및 온도에 따른)과 공급 전압 허용 오차로 인해 직접 연결은 위험합니다. 항상 전류 제한 메커니즘이 필요합니다.

Q: 피크 파장과 주도 파장의 차이는 무엇인가요?
A: 피크 파장(λ_p)은 스펙트럼 방출이 최대인 물리적 파장입니다. 주도 파장(λ_d)은 LED의 인지된 색상과 일치하는 단색광의 파장입니다. 파란색 LED의 경우, 두 값은 종종 매우 유사합니다.

Q: 파트 번호 '15-11/BHC-ZL2N1QY/2T'를 어떻게 해석해야 하나요?
A: '15-11'은 패키지 코드입니다. 'BHC'는 색상(Blue) 및 기타 속성을 나타낼 가능성이 높습니다. 'ZL2N1QY'에는 빈 코드가 포함되어 있습니다: 광도(N1), 주도 파장(Q), 순방향 전압(Y). '2T'는 테이프 패키징을 가리킬 수 있습니다.

11. 디자인인 적용 사례 예시

시나리오: 멤브레인 스위치 패널의 백라이트 구현. 패널의 반투명 아이콘 뒤에 여러 개의 15-11 블루 LED가 배치된다. 간단한 설계는 5V 전원을 사용한다. I_F 가 5mA이고, 일반적인 V_F 가 3.0V일 때, 직렬 저항 값은 R = (5V - 3.0V) / 0.005A = 400Ω이다. 표준 390Ω 또는 430Ω 저항이 적합하다. V_F 변동에도 균일한 밝기를 보장하기 위해 LED는 각각 자체 저항과 함께 병렬로 연결될 수 있다. 넓은 시야각은 아이콘 영역의 균일한 조명을 보장한다.

12. 동작 원리

이 LED는 InGaN 재료로 만들어진 반도체 p-n 접합에 기반한다. 접합의 내재 전위를 초과하는 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 활성 영역으로 주입되어 재결합한다. InGaN에서 이 재결합은 가시광선 스펙트럼의 청색 영역에서 주로 광자(빛) 형태로 에너지를 방출한다. 특정 파장은 InGaN 합금 구성의 밴드갭 에너지에 의해 결정된다.

13. 기술 동향

InGaN 기술로 가능해진 효율적인 청색 LED의 개발은 고체 조명의 기초적인 성과로, 백색 LED(인광체 변환을 통해)의 탄생과 2014년 노벨 물리학상으로 이어졌습니다. SMD LED의 현재 트렌드는 더 높은 효율(와트당 더 많은 루멘), 더 작은 패키지에서의 증가된 전력 밀도, 개선된 색 재현성, 그리고 디스플레이 백라이트 및 자동차 조명과 같은 까다로운 응용 분야에서 일관된 성능을 위한 더 엄격한 빈닝 허용 오차를 지향하며 계속되고 있습니다.