SMD LED 22-21/BHC-AN1P2/2C Blue 데이터시트 - 2.2x2.1x1.1mm - 3.8V - 20mA - 40mW - 영어 기술 문서

1. 제품 개요

22-21/BHC-AN1P2/2C는 표면 실장 장치(SMD) 청색 발광 다이오드(LED)입니다. 신뢰할 수 있는 표시등 또는 백라이트 기능이 필요한 현대적이고 컴팩트한 전자 어셈블리를 위해 설계되었습니다. 이 장치는 InGaN(인듐 갈륨 나이트라이드) 칩 소재를 투명 수지로 캡슐화하여 일반적으로 468 nm의 주 파장을 가진 빛을 생성합니다.

이 부품의 핵심 장점은 미니어처 풋프린트에 있습니다. 크기가 2.2mm x 2.1mm에 불과하고 높이가 약 1.1mm로, 기존의 리드형 LED에 비해 인쇄 회로 기판(PCB) 크기를 크게 줄이고 더 높은 패킹 밀도를 가능하게 합니다. 이러한 소형화는 최종 제품의 폼 팩터를 더 작게 하고 부품의 보관 요구 사항을 줄이는 데 직접적으로 기여합니다. 또한 이 장치는 가벼워 휴대용 및 미니어처 애플리케이션에 이상적입니다.

The product is compliant with key environmental and safety regulations, including being Pb-free (lead-free), adhering to the EU RoHS (Restriction of Hazardous Substances) directive, complying with EU REACH (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals) regulations, and meeting halogen-free standards (Bromine <900 ppm, Chlorine <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). It is supplied in industry-standard 8mm tape on 7-inch diameter reels, ensuring compatibility with automated pick-and-place assembly equipment. The component is suitable for both infrared and vapor phase reflow soldering processes.

2. 기술 파라미터 상세 분석

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이러한 조건에서 또는 이 조건 하에서의 동작은 보장되지 않으며 회로 설계 시 피해야 합니다.

• 역전압 (V_R): 5 V - 역방향 바이어스로 인가할 수 있는 최대 전압.
• 순방향 전류 (I_F): 20 mA - 안정적인 동작을 위해 권장되는 최대 연속 DC 순방향 전류.
• 피크 순방향 전류 (I_FP): 100 mA - 최대 순간 순방향 전류, 특정 조건(1 kHz 주파수에서 듀티 사이클 1/10)에서만 허용됨.
• Power Dissipation (P_d): 40 mW - 소자가 소산할 수 있는 최대 전력으로, 열적 한계를 고려하여 순방향 전압과 순방향 전류의 곱으로 계산됨.
• Electrostatic Discharge (ESD) Human Body Model (HBM): 150 V - 정전기 방전에 대한 장치의 민감도. 조립 및 취급 중 적절한 ESD 처리 절차가 필수적입니다.
• 동작 온도 (T_opr): -40°C ~ +85°C - 장치가 정상 작동하도록 규정된 주변 온도 범위입니다.
• 저장 온도 (T_stg): -40°C ~ +90°C - 전원이 공급되지 않을 때 장치를 보관하기 위한 온도 범위입니다.
• 솔더링 온도 (T_솔): 두 가지 프로파일이 지정됩니다: 리플로우 솔더링 (피크 온도 260°C, 최대 10초) 및 핸드 솔더링 (인두 팁 온도 350°C, 터미널당 최대 3초).

2.2 Electro-Optical Characteristics

이 매개변수들은 별도로 명시되지 않는 한, 주변 온도(T_a) 25°C, 순방향 전류(I_F) 20 mA의 표준 시험 조건에서 측정됩니다. 이는 소자의 일반적인 성능을 정의합니다.

• 발광 세기(I_v): 최소 28.5 mcd에서 최대 72.0 mcd까지의 범위를 가집니다. 표에는 전형값이 명시되어 있지 않지만, 빈닝 시스템이 분류된 범위를 제공합니다. 시야각(2θ_1/2)은 일반적으로 130도로, 넓은 시야각을 나타냅니다.
• 피크 파장(λ_p): 일반적으로 468 나노미터(nm)입니다. 이는 스펙트럼 파워 분포가 최대가 되는 파장입니다.
• 주도파장 (λ_d): 464.5 nm에서 476.5 nm 사이입니다. 이는 방출된 빛의 색과 일치한다고 인간의 눈이 인지하는 단일 파장입니다. ±1 nm의 허용 오차가 있습니다.
• 스펙트럼 방사 대역폭 (Δλ): 일반적으로 35 nm입니다. 이는 방출 스펙트럼의 반치폭(FWHM)으로, 색 순도를 설명합니다.
• 순방향 전압(V_F): 일반적으로 3.8 V이며, I_F = 20 mA에서 최대 4.5 V입니다. 이는 LED가 동작할 때 양단에 걸리는 전압 강하입니다.
• 역방향 전류(I_R): 역방향 전압(V) 5V 인가 시 최대 50 μA._R) 5V가 인가될 때.

3. Binning System 설명

생산 시 색상과 밝기의 일관성을 보장하기 위해 LED는 빈(Bin)으로 분류됩니다. 본 장치는 두 개의 독립적인 빈 분류 파라미터를 사용합니다.

3.1 광도 빈 분류

광 출력은 네 개의 빈(N1, N2, P1, P2)으로 분류되며, 각 빈은 I = 20 mA에서 측정된 특정 밀리칸델라(mcd) 범위를 정의합니다._F 이 빈들은 특정 주문 내 LED들이 유사한 밝기 수준을 갖도록 보장합니다. 광도에 대한 허용 오차는 ±11%로 지정됩니다.

• Bin N1: 28.5 - 36.0 mcd
• Bin N2: 36.0 - 45.0 mcd
• Bin P1: 45.0 - 57.0 mcd
• Bin P2: 57.0 - 72.0 mcd

3.2 주파장 Binning

색상(주파장)은 네 개의 Bin(A9, A10, A11, A12)으로 분류되며, 각각 특정 나노미터 범위를 포함합니다. 이는 색상 균일성을 보장합니다. 주파장 허용 오차는 ±1 nm입니다.

• 빈 A9: 464.5 - 467.5 nm
• 빈 A10: 467.5 - 470.5 nm
• Bin A11: 470.5 - 473.5 nm
• Bin A12: 473.5 - 476.5 nm

제품 번호에는 특정 릴(reel) 또는 주문에 포함된 강도(intensity) 및 파장(wavelength) 빈(bin)을 지정하는 코드(예: "AN1P2")가 포함되어 있을 가능성이 높습니다.

4. 성능 곡선 분석

제공된 본문에 구체적인 그래프 곡선은 상세히 설명되어 있지 않지만, 이러한 LED의 일반적인 전기-광학 특성 곡선에는 다음이 포함됩니다:

• 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선): 이 비선형 곡선은 LED를 통과하는 전류와 양단 전압 간의 관계를 보여줍니다. 턴-온 문턱전압을 약간 초과하는 전압 증가는 전류의 급격한 증가로 이어지며, 이는 전류 제한 회로의 필요성을 강조합니다.
• 광도 대 순방향 전류: 이 곡선은 일반적으로 광 출력이 전류와 함께 증가하지만, 열 및 효율 효과로 인해 높은 전류에서 비선형적이 될 수 있음을 보여줍니다.
• 광도 대 주변 온도: LED의 광 출력은 일반적으로 접합 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 이러한 디레이팅을 이해하는 것은 높은 주변 온도에서 작동하는 애플리케이션에 매우 중요합니다.
• 스펙트럼 분포: 상대 강도 대 파장의 그래프로, 약 468 nm에서의 피크와 약 35 nm의 FWHM 대역폭을 보여줍니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

해당 소자는 직사각형 형태의 footprint를 가집니다. 주요 치수(단위: 밀리미터, 특별히 명시되지 않는 한 일반적인 공차는 ±0.1mm)는 본체 길이 2.2 mm, 본체 너비 2.1 mm, 높이 약 1.1 mm를 포함합니다. 데이터시트에는 패드 레이아웃, 단자 크기 및 적절한 솔더링과 기계적 안정성을 보장하기 위한 권장 PCB land pattern을 보여주는 상세한 치수 도면이 포함되어 있습니다.

5.2 극성 식별

캐소드는 일반적으로 패키지 자체 또는 캐리어 테이프 상의 노치, 점 또는 녹색 표시로 표시됩니다. 소자가 정상적으로 기능하도록 하기 위해 배치 시 올바른 극성을 준수해야 합니다.

6. 납땜 및 조립 지침

6.1 전류 제한

Critical: 외부 전류 제한 저항 또는 정전류 구동 회로 반드시 LED와 직렬로 사용됩니다. 순방향 전압은 음의 온도 계수와 작은 변동성을 가집니다. 전류 제한이 없을 경우, 공급 전압의 약간의 증가로 인해 순방향 전류가 크게, 파괴적일 수 있는 수준으로 증가할 수 있습니다.

6.2 저장 및 Moisture Sensitivity

부품은 수분 흡수를 방지하기 위해 건조제와 함께 Moisture-resistant barrier bag에 포장되어 있으며, 이 수분 흡수는 리플로우 솔더링 중 "팝코닝"(패키지 균열)을 유발할 수 있습니다.

• 사용 준비가 될 때까지 백을 개봉하지 마십시오.
• 개봉 후, 사용하지 않은 LED는 ≤30°C 및 ≤60% 상대 습도에서 보관하십시오.
• 백 개봉 후 "floor life"는 168시간(7일)입니다.
• Floor Life를 초과하거나 건조제 표시기가 포화 상태를 나타낼 경우, 솔더링 전 60 ±5°C에서 24시간 베이크아웃이 필요합니다.

6.3 리플로우 솔더링 프로파일

무연(Pb-free) 리플로우 프로파일이 지정됩니다:

• 예열: 주변 온도에서 60-120초 동안 150-200°C까지 상승.
• Soak/Preflow: 217°C 이상을 60-150초 동안 유지.
• Reflow: 최고 온도는 260°C를 초과해서는 안 되며, 255°C 이상의 시간은 30초를 초과해서는 안 됩니다. 실제 최고점(260°C)에서의 시간은 최대 10초이어야 합니다.
• 냉각: 최대 냉각 속도는 초당 6°C입니다.

중요한 제한사항: 동일한 장치에 대해 리플로우 솔더링은 두 번 이상 수행하지 않아야 합니다. 가열 중 LED에 기계적 스트레스를 가하지 말고, 솔더링 후 PCB를 휘지 않도록 합니다.

6.4 핸드 솔더링 및 리워크

If hand soldering is unavoidable, use a soldering iron with a tip temperature <350°C, apply heat to each terminal for ≤3 seconds, and use an iron with a power rating ≤25W. Allow a cooling interval of >2 seconds between terminals. Rework is strongly discouraged. If absolutely necessary, use a dual-head soldering iron to simultaneously heat both terminals for removal, and verify device functionality afterwards, as damage is likely.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 포장 사양

본 장치는 8mm 폭의 엠보싱 캐리어 테이프에 공급되며, 표준 7인치(178mm) 직경 릴에 감겨 있습니다. 각 릴에는 2000개가 들어 있습니다. 릴, 테이프 및 커버 테이프의 치수는 데이터시트에 제공되며, 일반적으로 ±0.1mm의 공차를 가집니다.

7.2 라벨 설명

포장 라벨에는 여러 코드가 포함되어 있습니다:

• CPN: Customer's Product Number (선택사항).
• P/N: 제조사 제품 번호 (예: 22-21/BHC-AN1P2/2C).
• 수량: 포장 수량 (예: 2000).
• CAT: 광도 등급 (밝기에 대한 Bin 코드).
• HUE: Chromaticity Coordinates & Dominant Wavelength Rank (Bin code for color).
• REF: 순방향 전압 등급.
• LOT No: 추적 가능성을 위한 제조 LOT 번호.

8. Application Suggestions

8.1 Typical Application Scenarios

• 백라이트: 계기판 대시보드, 멤브레인 스위치 및 제어판 조명.
• Telecommunication Equipment: 전화기, 팩스 기기 및 네트워킹 장치의 상태 표시등 및 키패드 백라이트.
• LCD 백라이트: 소형 단색 또는 컬러 LCD 디스플레이용 에지 조명 또는 직접 백라이트.
• 일반적 적응증: 소비자 가전 제품의 전원 표시등, 상태 표시등 및 장식용 조명.

8.2 설계 고려사항

• 열 관리: 소비 전력은 낮지만, LED 패드 아래에 충분한 PCB 구리 면적 또는 써멀 비아를 확보하면 접합 온도를 낮게 유지하여 발광 출력과 수명을 보존하는 데 도움이 됩니다.
• 전류 구동: 항상 정전류 구동을 위해 설계하거나 최대 순방향 전압(V_F)을 기준으로 계산된 직렬 저항을 사용하여 최악의 조건(예: 낮은 V_F 소자, 높은 공급 전압)에서도 전류가 절대 최대 정격을 초과하지 않도록 보장해야 합니다.
• ESD Protection: LED가 사용자가 접근 가능한 경우 입력 라인에 ESD 보호를 구현하고, 조립 시 ESD 안전 처리 절차를 따르십시오.

9. 기술 비교 및 차별화

22-21 패키지의 주요 차별점은 더 큰 SMD LED(예: 3528, 5050)나 기존 스루홀 LED와 비교한 초소형 크기로, 공간이 제한된 애플리케이션에서의 설계를 가능하게 합니다. 다른 파란색 LED와 비교했을 때, 전형적인 파장(~468 nm), 넓은 시야각(130°), 그리고 정의된 빈닝 구조의 특정 조합은 일관된 제품 외관을 위한 예측 가능한 색상과 밝기를 제공합니다. 무할로겐 및 RoHS 표준 준수는 글로벌 시장에서 요구되는 환경 친화적 설계에 적합하게 만듭니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술적 매개변수 기준)

Q: 전류 제한 저항이 필수적인 이유는 무엇입니까?
A: LED의 I-V 특성은 지수 함수적입니다. 순방향 전압의 작은 변화가 전류에 큰 변화를 일으킵니다. 저항이 없으면 공급 전압이나 LED 자체의 V_F 전류가 20mA 최대치를 초과하게 하여 급격한 과열 및 고장을 초래할 수 있습니다.

Q: 3.3V 전원으로 이 LED를 구동할 수 있나요?
A: 가능하지만 주의가 필요합니다. 일반적인 V_F 는 3.8V로, 3.3V보다 높습니다. 3.3V에서는 LED가 켜지지 않거나 매우 어둡게 빛날 수 있습니다. 최대 V_F (4.5V)에 전류 제한 저항 양단의 전압 강하를 더한 값입니다. 일반적으로 부스트 컨버터나 더 높은 전압의 전원(예: 5V)을 사용합니다.

Q: 130도 시야각이 무엇을 의미하나요?
A> It means the angle at which the luminous intensity is half of the intensity measured directly on-axis (0 degrees). A 130-degree angle is considered \"wide viewing,\" meaning the light is spread out and visible from a broad side angle, suitable for indicator lights that need to be seen from different positions.

Q: 주문 내 빈 코드(예: AN1P2)는 어떻게 해석하나요?
A> The bin codes specify the guaranteed ranges for luminous intensity and dominant wavelength for all LEDs in that batch. \"AN1\" likely refers to a specific dominant wavelength bin (e.g., A11), and \"P2\" refers to the luminous intensity bin (57.0-72.0 mcd). This ensures visual consistency across all units in your production run.

11. Practical Design and Usage Case

Scenario: 백라이트 푸시 버튼 스위치 설계 스위치에는 작은 반투명 아이콘이 있습니다. 설계자는 소형 크기 때문에 이 22-21 블루 LED를 선택합니다. PCB 상에 5V 공급 라인이 있습니다. 전류를 15mA(20mA 최대치보다 낮은 안전한 값으로 수명 연장)로 제한하기 위해, 직렬 저항을 계산합니다: R = (V_supply - V_F) / 나_F. 최대 V를 사용하여_F 4.5V의 전압은 "높은 V_FLED: R = (5V - 4.5V) / 0.015A ≈ 33.3 Ohms. 표준 33 Ohm 저항이 선택되었습니다. PCB 랜드 패턴은 데이터시트에 명시된 권장 풋프린트를 정확히 따라 설계되었습니다. 조립 과정에서는 습기 민감 소자들은 백 개봉 후 7일 이내의 floor life 기간 내에 사용되었으며, 보드는 지정된 온도 프로파일을 사용하여 단일 리플로우 공정을 거쳤습니다.

12. 작동 원리 소개

이 LED는 반도체 p-n 접합에서의 전계발광 원리로 동작합니다. 활성 영역은 InGaN으로 구성되어 있습니다. 다이오드의 순방향 문턱전압을 초과하는 전압이 인가되면, n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 활성 영역으로 주입됩니다. 이들 전하 캐리어가 재결합할 때 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. InGaN 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 다시 방출되는 빛의 파장(색상)—이 경우 청색—을 결정합니다. 투명 에폭시 수지 봉지재는 반도체 칩을 보호하고, 광 출력을 형성하는 렌즈 역할(130° 시야각 형성)을 하며, 기계적 안정성을 제공합니다.

13. 기술 동향

InGaN 기반의 효율적인 청색 LED 개발은 고체 조명의 기초적인 성과로, 이를 통해 백색 LED(인광체 변환 방식)와 전색 디스플레이 구현이 가능해졌습니다. 22-21과 같은 부품의 트렌드는 더욱 소형화, 효율 향상(mA당 더 높은 광도), 그리고 우수한 색상 및 밝기 균일성을 위한 더 엄격한 빈닝 공차로 이어지고 있습니다. 온보드 제어 회로(LED 패키지 내 통합 드라이버 IC 등)와의 통합 또한 증가하는 추세이지만, 간단한 지시등 LED의 경우 이 부품이 대표하는 개별적이고 비용 효율적인 접근 방식은 여전히 광범위한 응용 분야에서 매우 중요한 의미를 지닙니다.