SMD LED 42-21/BHC-AUW/1T 사양 - Blue - 2.1x2.1x1.2mm - 3.3V - 20mA - 영어 기술 문서

1. 제품 개요

The 42-21/BHC-AUW/1T는 신뢰할 수 있는 저전력 지시등 또는 백라이트 솔루션이 필요한 현대 전자 응용 분야를 위해 설계된 소형 표면 실장 LED입니다. 이 블루 LED는 InGaN 칩 기술을 사용하며, 워터 클리어 수지로 캡슐화되어 미니어처 크기에서도 일관된 성능을 제공합니다. 주요 장점으로는 PCB 상의 상당한 공간 절약, 높은 포장 밀도, 자동화 조립 공정에 적합하여 대량 생산에 이상적입니다.

해당 부품은 RoHS, EU REACH 및 무할로겐 기준을 완전히 준수하여 환경적 책임을 다하고 시장에서 폭넓은 수용성을 보장합니다. 가벼운 구조와 작은 크기는 더 작고 휴대성이 뛰어난 장비 설계를 가능하게 합니다.

2. 기술 사양 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

장치의 장기적 신뢰성을 보장하기 위해 동작 한계가 정의됩니다. 이 정격을 초과하면 영구적인 손상이 발생할 수 있습니다.

• Reverse Voltage (V_R): 역전압 조건이 발생할 가능성이 있는 경우 보호 회로를 권장합니다.
• 연속 순방향 전류 (I_F): 25mA. 일반적인 동작 조건은 20mA입니다.
• 피크 순방향 전류 (I_FP): 100mA (듀티 1/10 @1KHz). 펄스 동작에는 적합하지만 DC에는 적합하지 않습니다.
• Power Dissipation (P_d): 95mW. 이 한계는 전기적 및 열적 제약 조건을 모두 고려합니다.
• Operating & Storage Temperature: -40°C ~ +85°C / -40°C ~ +90°C. 이 넓은 범위는 산업용 애플리케이션을 지원합니다.
• Electrostatic Discharge (ESD): 150V (HBM). 취급 시 표준 ESD 예방 조치가 필요합니다.
• 솔더링 온도: 리플로우: 260°C, 10초; 핸드 솔더링: 350°C, 3초. 열 손상을 방지하기 위해 준수하는 것이 중요합니다.

2.2 Electro-Optical Characteristics (T_a=25°C)

이 파라미터들은 표준 시험 조건(I_F=20mA)에서 LED의 성능을 정의합니다.

• 광도(I_v): 450~1800 mcd(밀리칸델라). 이 넓은 범위는 빈닝 시스템을 통해 관리됩니다.
• 관찰 각도 (2θ)_1/2): 30도 (일반적). 이는 방출되는 빛의 각도 분포를 정의합니다.
• 피크 파장 (λ_p): 468 nm (typical). 스펙트럼 파워가 최대가 되는 파장.
• 주도파장 (λ_d): 464.5 ~ 476.5 nm. 이는 빛의 지각되는 색상으로, 허용 오차는 ±1nm입니다.
• 스펙트럼 대역폭 (Δλ): 25 nm (typical). 최대 강도의 절반에서 방출 스펙트럼의 폭.
• Forward Voltage (V_F): 2.7V ~ 3.7V, 20mA에서의 전형적인 값은 3.3V입니다.
• Reverse Current (I_R): V_R=5V.

Critical Design Note: 순방향 전압은 범위를 가집니다. 전류 제한 저항은 반드시 필수입니다 소규모 공급 전압 변동으로 인한 열 폭주 및 소손을 방지하기 위해. 저항 값은 실제 공급 전압과 예상 최대 V를 기준으로 계산되어야 함_F I가_F 25mA를 초과하지 않도록 보장하기 위해

3. Binning System 설명

생산 과정에서 색상과 밝기의 일관성을 보장하기 위해 LED는 빈으로 분류됩니다. 42-21은 두 개의 독립적인 빈닝 시스템을 사용합니다.

3.1 광도 빈닝

LED는 I=20mA에서 측정된 광 출력에 따라 분류됩니다._F식별을 위해 빈 코드가 표시됩니다.

• Bin U: 450 – 715 mcd
• 빈 V: 715 – 1120 mcd
• 빈 W: 1120 – 1800 mcd

허용 오차: ±11%

3.2 주파장 빈닝

LED 배열에서 색상 균일성을 유지하기 위해 정확한 파란색 색조로도 분류됩니다.

• Group A, Bin A9: 464.5 – 467.5 nm
• 그룹 A, 빈 A10: 467.5 – 470.5 nm
• 그룹 A, 빈 A11: 470.5 – 473.5 nm
• Group A, Bin A12: 473.5 – 476.5 nm

Tolerance: ±1nm

설계 시 고려사항: 일치하는 밝기나 색상이 필요한 애플리케이션(예: 다중 LED 백라이트, 상태 표시줄)의 경우, 단일 빈을 지정하거나 공급업체에게 엄격한 빈닝을 요청하는 것이 중요합니다.

4. 기계적 및 패키징 정보

4.1 물리적 치수

LED는 컴팩트한 SMD 패키지를 채용했습니다. 주요 치수 (별도 명시 없는 한 공차 ±0.1mm):

• 패키지 크기: 약 2.1mm x 2.1mm.
• 높이: 약 1.2mm.
• 캐소드는 패키지 본체의 특정 마킹으로 식별됩니다.

4.2 극성 식별

올바른 극성은 필수적입니다. 캐소드 단자는 부품 본체에 명확하게 표시되어 있습니다. 권장 PCB 랜드 패턴(풋프린트)은 리플로우 솔더링 시 정확한 정렬을 보장하기 위해 이 설계를 반영해야 합니다.

4.3 패키징 사양

LED는 자동화 조립을 위한 산업 표준 포장으로 공급됩니다:

• Carrier Tape: 8mm 폭, 7인치 직경 릴에 권취.
• 릴당 수량: 1000개.
• 습기 민감도: 습기 흡수로 인해 리플로우 중 "팝콘" 크랙이 발생하는 것을 방지하기 위해 건조제와 함께 습기 방지 알루미늄 백에 포장됨.

릴 라벨에는 중요한 정보가 포함되어 있습니다: 제품 번호(P/N), 수량(QTY), 광도 빈(CAT), 주 파장 빈(HUE), 순방향 전압 등급(REF), 로트 번호(LOT No).

5. 솔더링 및 조립 가이드라인

5.1 리플로우 납땜 프로파일

본 부품은 적외선 및 기상 리플로우 공정과 호환됩니다. 무연(Pb-free) 솔더링 프로파일이 필요합니다:

• 피크 온도: 최대 260°C.
• 액상선 이상 시간: 권장 30-60초.
• Preheat: 플럭스 활성화 및 열충격 최소화를 위한 점진적 온도 상승.

Critical: 동일 LED 어셈블리에 대해 리플로우 솔더링은 두 번 이상 수행해서는 안 됩니다.

5.2 핸드 납땜

수동 수리가 불가피한 경우, 각별한 주의를 기울여야 합니다:

• Iron Temperature: 350°C 미만.
• 접촉 시간: 단자당 3초 이하.
• Iron Power: 25W 미만.
• 방법: 양쪽 단자를 동시에 가열하기 위해 더블헤드 솔더링 아이언을 사용하고 솔더 접합부에 기계적 스트레스를 피하십시오. 수리 후 LED 기능을 확인하십시오.

5.3 저장 및 취급

• 개봉 전: 30°C 이하, 상대습도 90% 이하에서 보관하십시오.
• 개봉 후 (사용 가능 기간): ≤30°C 및 ≤60% RH 조건에서 1년. 사용하지 않은 부품은 새로운 건조제와 함께 방습 백에 재밀봉해야 합니다.
• 베이킹: 백이 Floor Life를 초과하여 개봉되었거나 건조제가 포화 상태인 경우, 리플로우 전 수분을 제거하기 위해 60±5°C에서 24시간 동안 베이킹하십시오.
• 납땜 후 PCB를 구부리거나 휘지 마십시오. 이는 LED 납땜 접합부에 스트레스를 가하여 고장을 일으킬 수 있습니다.

6. 애플리케이션 노트 및 설계 고려사항

6.1 대표적인 애플리케이션

• 계기판 백라이트: 대시보드 표시등 및 스위치 조명.
• 통신 장치: 전화기 및 팩스 기기의 상태 표시등 및 키패드 백라이트.
• LCD 백라이트: 소형 단색 또는 컬러 LCD용 에지 또는 다이렉트 백라이트.
• 일반 적응증: 전원 상태, 모드 표시기 및 기타 사용자 인터페이스 요소.

6.2 회로 설계

구동 회로에서 가장 중요한 부분은 직렬 전류 제한 저항입니다. 그 값(R_s)은 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다: R_s = (V_supply - V_F) / I_F.

예시: 5V 전원 공급 장치를 사용하고 최대 V_F 모든 조건에서 I=20mA일 때 안전한 전류를 보장하기 위해 3.7V의_F=20mA:
R_s = (5V - 3.7V) / 0.020A = 65Ω.
가장 가까운 표준값(예: 68Ω)을 선택하고, 저항의 정격 전력을 확인해야 합니다: P = I²R = (0.02)² * 68 = 0.0272W. 표준 1/10W(0.1W) 저항으로도 충분합니다.

6.3 열 관리

소비 전력은 낮지만(최대 95mW), 적절한 PCB 레이아웃은 수명 연장에 도움이 됩니다. 특히 주변 온도가 높거나 최대 전류 근처에서 동작할 경우, LED 패드 주변에 방열판 역할을 할 충분한 구리 면적을 확보하십시오.

6.4 적용 제한사항

본 표준 상업용 등급 LED는 고장 발생 시 안전 위험이나 중대한 재산 피해를 초래할 수 있는 고신뢰성 애플리케이션을 위해 특별히 설계되거나 적격성을 인증받지 않았습니다. 여기에는 다음이 포함되나 이에 국한되지 않습니다:

• Military, aerospace, or aviation safety systems.
• 자동차 안전-중요 시스템 (예: 브레이크 등, 에어백 표시기).
• 의료 생명 유지 또는 진단 장비.

이러한 애플리케이션의 경우, 적절한 자동차, 군사 또는 의료 분야 인증을 획득한 부품을 조달해야 합니다. 성능은 본 문서에 명시된 사양 내에서만 보장됩니다.

7. 기술적 비교 및 포지셔닝

42-21 패키지는 크기, 성능 및 제조 용이성 사이의 균형을 나타냅니다. 더 큰 리드 프레임 LED(예: 3mm 또는 5mm 스루홀 타입)와 비교하여, 보드 공간과 무게를 획기적으로 줄여 현대적인 소형화 설계를 가능하게 합니다. 더 작은 칩 스케일 패키지(CSP)와 비교하면, 표준 SMT 장비로 더 쉬운 핸들링이 가능하며 제어된 광 분포(30도 시야각)를 위한 성형 렌즈를 제공합니다. 20mA 구동 전류와 3.3V의 전형적인 V_F 일반적인 3.3V 및 5V 논리 전원에 간단한 저항만으로 직접 호환되도록 합니다.

8. 자주 묻는 질문 (FAQ)

8.1 전류 제한 저항이 필수인 이유는 무엇입니까?

LED는 전류 구동 장치입니다. 그들의 V-I 특성은 지수적입니다. 정격 V를 약간 초과하는 작은 전압 증가는_F 크고 파괴적일 수 있는 전류 증가를 유발합니다. 직렬 저항기는 공급 전압과 LED 전류 사이에 선형적이고 예측 가능한 관계를 제공하여 안정적이고 안전한 동작을 보장합니다.

8.2 마이크로컨트롤러 GPIO 핀에서 이 LED를 직접 구동할 수 있습니까?

가능하지만 주의가 필요합니다. 많은 GPIO 핀은 10-25mA만 소싱(sourcing) 또는 싱크(sinking)할 수 있습니다. 반드시 마이크로컨트롤러의 데이터시트를 확인해야 합니다. 허용 범위 내라도 여전히 직렬 저항기가 필요합니다. GPIO로 트랜지스터(BJT 또는 MOSFET)를 제어하여 LED를 구동하는 것이 더 안전한 경우가 많으며, 이렇게 하면 MCU가 LED 전류 부하로부터 격리됩니다.

8.3 "워터 클리어(water clear)" 레진이 무엇을 의미하나요?

이는 캡슐화된 플라스틱 렌즈가 확산되거나 색조가 들어가지 않고 투명하다는 의미입니다. 이를 통해 청색 InGaN 칩의 실제 색상을 볼 수 있어 가능한 최고의 광 출력과 명확하게 정의된 좁은 시야각을 제공합니다.

8.4 릴 라벨의 빈 코드를 어떻게 해석하나요?

"CAT" 코드(U, V, W)는 휘도 범위를 나타냅니다. "HUE" 코드(예: A10)는 주 파장 범위를 나타냅니다. 제품에서 외관을 일관되게 유지하려면 동일한 CAT 및 HUE 빈의 LED를 주문하십시오. "REF" 코드는 순방향 전압 등급을 나타내며, 정밀한 전류 조절 설계에 유용할 수 있습니다.

9. 실용적 디자인 사례 연구

시나리오: 네 개의 파란색 상태 LED가 장착된 소형 USB 전원 장치 설계.

1. 전원: USB는 5V를 제공합니다.
2. LED 선택: 42-21/BHC-AUW/1T, 중간 밝기는 Bin V, 일관된 파란색 색조는 Bin A11.
3. 전류 계산: 목표 전류 I_F = 18mA (여유를 위해 최대치보다 약간 낮게 설정). 최악의 경우를 대비하여 최대 V_F = 3.7V 사용.
   R_s = (5V - 3.7V) / 0.018A ≈ 72.2Ω. 표준 저항 75Ω 사용.
4. LED당 소비 전력: P_LED = 3.3V(typ) * 0.018A ≈ 59.4mW. 95mW 한도 내에 잘 위치함.
5. 총 전류: 4 LEDs * 18mA = 72mA. 표준 USB 포트의 500mA 용량 내에 잘 위치함.
6. PCB 레이아웃: LED를 올바른 극성으로 배치하십시오. LED 패드 아래와 주변에 작은 접지(GND) 포어를 사용하여 열을 방출하십시오. 리플로우 프로파일이 권장되는 260°C 피크 온도와 일치하는지 확인하십시오.
7. 결과: 최소한의 보드 공간과 전력 소비로 신뢰할 수 있고 일관되게 밝은 표시기 시스템.

10. 작동 원리 및 기술

이 LED는 질화인듐갈륨(InGaN)으로 만들어진 반도체 이종구조를 기반으로 합니다. 순방향 전압이 p-n 접합에 가해지면, 전자와 정공이 활성 영역으로 주입됩니다. 이들의 재결합은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. InGaN 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접적으로 방출되는 빛의 파장(색상)을 정의합니다. 본 제품의 경우 청색(~468 nm)입니다. 투명 에폭시 수지 봉지재는 반도체 칩을 보호하고, 광 출력 빔을 형성하는 렌즈 역할(30도 시야각)을 하며, 기계적 안정성을 제공합니다.

11. 산업 동향

42-21과 같은 SMD LED 시장은 모든 전자 장치의 소형화에 의해 계속해서 주도되고 있습니다. 더 높은 효율(와트당 더 많은 루멘)을 향한 지속적인 추세가 있으며, 이는 동일한 전류에서 더 밝은 출력을 내거나 더 낮은 전력으로 동일한 밝기를 유지하여 휴대용 장치의 배터리 수명을 연장할 수 있게 합니다. 또한, 풀컬러 디스플레이 및 앰비언트 조명과 같은 응용 분야에서 탁월한 균일성이 요구됨에 따라 더 엄격한 색상 및 밝기 빈닝에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 청색 LED의 기반이 되는 InGaN 기술은 성숙했지만 효율성과 신뢰성 측면에서 점진적인 개선이 지속되고 있습니다. 패키징 기술도 진화하고 있으며, 더욱 얇은 두께와 향상된 열 관리 소재를 통해 컴팩트한 공간에서 더 높은 전력 밀도를 처리하는 방향으로 나아가고 있습니다.