SMD LED 24-21/BHC-AP1Q2/2A 데이터시트 - Blue - 2.0x1.25x0.8mm - 3.3V - 20mA - English Technical Document

1. 제품 개요

24-21 SMD LED는 소형화와 높은 신뢰성이 요구되는 현대 전자 응용 분야를 위해 설계된 컴팩트한 표면 실장 장치입니다. InGaN 칩 기술을 기반으로 한 이 블루 LED는 성능과 크기의 균형을 제공하여 자동화 조립 공정에 적합합니다.

1.1 핵심 장점과 포지셔닝

이 부품의 주요 장점은 기존 리드 프레임 LED에 비해 크게 줄어든 점유 면적입니다. 이를 통해 더 작은 인쇄 회로 기판(PCB) 설계, 더 높은 부품 실장 밀도가 가능해지며, 궁극적으로 더 컴팩트한 최종 사용자 장비 개발에 기여합니다. 가벼운 구조는 소형 및 휴대용 응용 분야에 대한 적합성을 더욱 향상시킵니다.

1.2 목표 시장 및 애플리케이션

이 LED는 일반 조명 및 표시 시장을 대상으로 합니다. 주요 애플리케이션 분야는 계기판, 스위치 및 심볼의 백라이트; 전화 및 팩스 머신과 같은 통신 장치의 상태 표시등 및 백라이트; 그리고 컴팩트한 청색 광원이 필요한 일반 조명을 포함합니다.

2. 주요 특징 및 규정 준수

• 자동 픽 앤 플레이스 장비와의 호환성을 위해 직경 7인치 릴에 8mm 테이프로 포장됨.
• 표준 적외선 및 기상 재유동 솔더링 공정과 함께 사용하도록 설계됨.
• 단색(블루) 타입.
• 무연(Pb-free) 소재로 제작되었습니다.
• 본 제품은 RoHS 지침을 준수합니다.
• EU REACH 규정 준수가 유지됩니다.
• Halogen-free construction: Bromine (Br) <900 ppm, Chlorine (Cl) <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm.

3. 기술 파라미터: 심층적 객관적 해석

3.1 절대 최대 정격

이 등급은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 한계에서 또는 그 이하에서의 동작은 보장되지 않으며, 신뢰할 수 있는 성능을 위해 피해야 합니다.

• 역전압 (V_R): 5V. 역바이어스에서 이 전압을 초과하면 접합 파괴가 발생할 수 있습니다.
• 순방향 전류 (I_F): 20mA. 권장 연속 동작 전류.
• 피크 순방향 전류 (I_FP): 40mA. 펄스 조건에서만 허용됨 (듀티 사이클 1/10 @ 1kHz).
• Power Dissipation (P_d): 75mW. 주변 온도 25°C에서 패키지가 소산할 수 있는 최대 전력.
• Electrostatic Discharge (ESD): 150V (Human Body Model). 적절한 ESD 처리 예방 조치가 필수적입니다.
• Operating Temperature (T_opr): -40°C ~ +85°C. 정상 작동을 위한 주변 온도 범위입니다.
• 보관 온도 (T_stg): -40°C ~ +90°C.
• 솔더링 온도 (T_솔): 리플로우: 피크 온도 260°C, 최대 10초. 핸드 솔더링: 터미널당 최대 350°C, 3초.

3.2 Electro-Optical Characteristics

T에서 측정_a = 25°C 및 I_F = 20mA, 별도로 명시되지 않는 한. 이는 표준 시험 조건에서의 주요 성능 파라미터입니다.

• 광도 (I_v): 45.0 ~ 112.0 mcd (밀리칸델라). 구체적인 출력은 빈 코드(P1, P2, Q1, Q2)에 따라 결정됩니다. ±11%의 공차가 적용됩니다.
• 관찰 각도 (2θ)_1/2): 일반적으로 130도입니다. 이는 강도가 최대값의 절반 이상인 각도 범위를 정의합니다.
• 피크 파장 (λ_p): 일반적으로 468 nm. 스펙트럼 방출이 가장 강한 파장.
• 주도파장 (λ_d): 464.5 ~ 476.5 nm. 이는 빛의 지각되는 색상을 정의하며, 빈(A9-A12)으로 분류됩니다. ±1nm의 허용 오차가 적용됩니다.
• 스펙트럼 대역폭 (Δλ): 일반적으로 25 nm. 최대 강도의 절반에서 방출 스펙트럼의 폭.
• 순방향 전압 (V_F): 2.7V ~ 3.7V, 20mA에서의 전형적인 값은 3.3V.
• 역방향 전류 (I_R): V_R = 5V. 본 장치는 역방향 바이어스에서 동작하도록 설계되지 않았습니다.

4. Binning System 설명

생산 과정에서 색상과 밝기의 일관성을 보장하기 위해 LED는 Binning System에 따라 분류됩니다.

4.1 광도 빈닝

빈은 I=20mA에서의 최소 및 최대 광출력을 정의합니다._F=20mA.

3.2 주파장 빈닝

빈은 주도파장의 범위를 정의하며, 이는 파란색의 농담과 관련이 있습니다.

5. 성능 곡선 분석

데이터시트는 T=25°C에서 측정된 여러 특성 곡선을 제공합니다._a비표준 조건에서의 소자 동작을 이해하는 데 필수적입니다.

5.1 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

이 곡선은 전류와 전압 사이의 지수적 관계를 보여줍니다. 20mA에서의 전형적인 순방향 전압은 3.3V입니다. 전압의 작은 증가가 전류의 크고 파괴적일 수 있는 증가를 유발할 수 있으므로, 설계자는 열 폭주를 방지하기 위해 전류 제한 저항을 사용해야 합니다.

5.2 상대 발광 세기 대 순방향 전류

발광 세기는 순방향 전류가 증가함에 따라 증가하지만, 선형적으로는 아닙니다. 권장치인 20mA 이상에서 동작하면 더 높은 출력을 얻을 수 있지만, 접합 온도 증가로 인해 효율과 소자 수명이 감소합니다.

5.3 상대 발광 강도 대 주변 온도

주변 온도가 상승함에 따라 LED의 광 출력은 감소합니다. 이 곡선은 고온 환경에서 작동하는 애플리케이션에 매우 중요하며, 설계자가 예상 출력을 감률하거나 열 관리 방안을 수립할 수 있도록 합니다.

5.4 순방향 전류 감률 곡선

이 그래프는 주변 온도의 함수로서 최대 허용 연속 순방향 전류를 정의합니다. 신뢰성을 보장하기 위해, 주변 온도가 25°C를 초과할 경우 동작 전류를 감소시켜야 합니다.

5.5 스펙트럼 분포

방출 스펙트럼은 468 nm(파란색)을 중심으로 하며, 일반적인 대역폭은 25 nm입니다. 이 정보는 광학 시스템 설계와 색감도가 중요한 응용 분야에 매우 중요합니다.

5.6 Radiation Pattern

극좌표도는 광 강도의 공간적 분포를 보여주며, 130도의 시야각을 확인시켜 줍니다. 이러한 패키지 유형의 패턴은 일반적으로 람베르시안 또는 준람베르시안 특성을 보입니다.

6. 기계적 및 패키지 정보

6.1 패키지 치수

24-21 SMD 패키지의 공칭 치수는 2.0mm(길이) x 1.25mm(폭) x 0.8mm(높이)입니다. 상세 기계 도면에는 패드 크기(0.6mm x 0.55mm), 간격(패드 중심 간 1.0mm), 부품 공차(별도 명시 없는 한 일반적으로 ±0.1mm)를 포함한 모든 핵심 치수가 명시되어 있습니다.

6.2 극성 식별

캐소드는 일반적으로 노치, 녹색 점 또는 캐리어 테이프 상의 서로 다른 패드 모양 등으로 표시됩니다. 구체적인 표시 방식은 데이터시트의 패키지 도면을 참조해야 합니다.

7. 솔더링 및 조립 지침

7.1 리플로우 솔더링 프로파일

무연 리플로우 프로파일을 권장합니다:

7.2 Hand Soldering

핸드 솔더링이 필요한 경우:

7.3 저장 및 수분 민감도

부품은 건조제와 함께 수분 차단 배리어 백에 포장되어 있습니다.

8. 포장 및 주문 정보

8.1 릴 및 테이프 사양

LED는 폭 8mm의 엠보싱 캐리어 테이프에 공급되며, 표준 7인치 직경 릴에 권취됩니다. 각 릴에는 2000개가 들어 있습니다. 상세한 릴, 캐리어 테이프 및 커버 테이프 치수는 데이터시트에 제공됩니다.

8.2 라벨 설명

릴 라벨에는 여러 코드가 포함되어 있습니다:

9. 애플리케이션 제안 및 설계 고려사항

9.1 전류 제한

외부 전류 제한 저항은 필수입니다. 저항값은 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다: R = (V_공급 - V_F) / I_F. 최대 V를 사용하십시오_F 데이터시트(3.7V)의 최악의 경우 설계를 위해, 부품 허용 오차가 있어도 전류가 20mA를 초과하지 않도록 합니다.

9.2 열 관리

패키지는 작지만, 장기적인 신뢰성을 위해 열 관리가 중요합니다. 특히 높은 주변 온도나 최대 전류 근처에서 동작할 때는, LED 패드 아래 및 주변 PCB에 히트싱크 역할을 할 충분한 구리 면적을 확보하십시오.

9.3 광학 설계

130도의 시야각은 넓은 조명을 제공합니다. 집중된 빛을 위해서는 보조 광학 부품(렌즈)이 필요합니다. 이 스펙트럼은 컬러 필터의 백라이트 조명이나 순수한 파란색 표시등으로 사용하기에 적합합니다.

10. 기술적 비교 및 차별화

24-21 패키지는 기존 3mm 또는 5mm 스루홀 LED보다 더 작은 설치 면적을 제공하여 더 높은 밀도의 설계를 가능하게 합니다. 0402 또는 0603과 같은 다른 SMD LED와 비교할 때, 24-21(약 0805 메트릭)은 일반적으로 더 큰 크기 덕분에 더 높은 광 출력과 더 나은 열 성능을 제공하면서도 고출력 LED 패키지보다는 상당히 작습니다. 표준 리플로우 공정과의 호환성은 특별한 처리가 필요한 장치와 차별화되는 점입니다.

11. 자주 묻는 질문 (기술적 매개변수 기준)

11.1 5V 전원 공급 시 어떤 저항을 사용해야 하나요?

일반적인 V_F 3.3V와 I_F 20mA를 사용할 때: R = (5V - 3.3V) / 0.02A = 85 Ohms. 최대 V_F 3.7V의 경우: R = (5V - 3.7V) / 0.02A = 65Ω. 표준 68Ω 또는 75Ω 저항이 적합합니다. 항상 정격 전력을 계산하십시오: P = I²R.

11.2 정전류원을 사용하여 저항 없이 이 LED를 구동할 수 있습니까?

예, 20mA로 설정된 정전류 드라이버는 V_F 허용 오차 및 공급 전압 변동에 강해 더 일관된 밝기와 더 나은 수명을 제공합니다.

11.3 광도가 범위로 표기되는 이유는 무엇인가요?

반도체 제조의 고유한 변동성으로 인해, LED는 출력에 따라 분류(빈닝)됩니다. 릴 라벨의 특정 빈(P1, P2, Q1, Q2)은 해당 배치의 보증된 최소 및 최대 광도를 알려줍니다.

11.4 파장 빈을 어떻게 해석하나요?

주 파장 빈(A9-A12)은 색상 일관성을 보장합니다. 예를 들어, 빈 A10(467.5-470.5 nm)은 빈 A12(473.5-476.5 nm)와 약간 다른 푸른색조를 생성합니다. 어레이에서 균일한 외관을 위해 동일한 파장 및 광도 빈의 LED를 지정하여 사용하십시오.

12. 실제 사용 사례 예시

시나리오: 휴대용 소비자 기기를 위한 저전력 상태 표시기 설계. 설계 선택 사항: 24-21 LED는 소형 크기와 리플로우 솔더링에 적합하여 선택되었습니다. "전원 켜짐" 표시등으로 파란색이 선택되었습니다. 이 장치는 3.3V 규제 레일에서 구동됩니다. 계산: 일반적인 V_F 3.3V에서 20mA를 공급하려면 전압 강하가 거의 0에 가까워져 전류 제어가 불가능합니다. 따라서 LED는 전력을 절약하면서도 충분한 가시성을 확보하기 위해 더 낮은 전류(예: 10mA)로 구동됩니다. 일반적인 V_F 곡선을 사용하면, 10mA에서 V_F 는 약 3.1V입니다. 저항 R = (3.3V - 3.1V) / 0.01A = 20Ω입니다. 22Ω 저항이 선택됩니다. LED에서의 소비 전력은 P = V_F * I_F ≈ 3.1V * 0.01A = 31mW로, 75mW 정격 전력 내에 잘 들어갑니다.

13. 동작 원리 소개

이것은 반도체 발광 다이오드입니다. 접합의 내재 전위를 초과하는 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 p-n 접합을 가로질러 주입됩니다. 활성 영역에서 이들 전하 캐리어가 재결합하며, 광자의 형태로 에너지를 방출합니다. 사용된 특정 재료(인듐 갈륨 나이트라이드 - InGaN)가 밴드갭 에너지를 결정하며, 따라서 방출되는 빛의 파장(색상)을 결정하는데, 본 경우에는 청색 스펙트럼에 해당합니다. 에폭시 수지 패키지는 반도체 칩을 보호하고, 기계적 안정성을 제공하며, 광 출력을 형성하는 1차 렌즈 역할을 합니다.

14. 기술 동향

24-21과 같은 SMD LED의 발전은 소형화, 효율성(루멘/와트) 증대, 그리고 높은 신뢰성을 향한 광범위한 산업 트렌드를 따릅니다. InGaN 소재 품질의 발전으로 더 밝고 일관된 청색 LED가 가능해졌습니다. 패키징 기술은 더 작은 폼 팩터에서 열 관리를 개선하기 위해 계속 발전하고 있으며, 이로 인해 소형 장치에서 더 높은 구동 전류와 더 큰 광 출력이 가능해졌습니다. 풋프린트와 솔더링 프로파일의 표준화는 자동화된 대량 생산 공정으로의 통합을 용이하게 합니다.