SMD LED 19-118/BHC-ZL1M2QY/3T 데이터시트 - Blue 468nm - 2.7-3.2V - 25mA - 95mW - 영어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 19-118/BHC-ZL1M2QY/3T로 식별되는 표면 실장 장치(SMD) LED의 완전한 기술 사양을 제공합니다. 이는 고밀도 전자 어셈블리를 위해 설계된 단색 블루 LED입니다.

1.1 핵심 장점 및 제품 포지셔닝

이 부품의 주요 장점은 컴팩트한 SMD 패키지로, 기존 리드 프레임 타입 LED 대비 보드 크기와 장비 설치 면적을 크게 줄일 수 있습니다. 이러한 소형화는 PCB상에서 더 높은 실장 밀도를 지원하며 저장 공간 요구 사항을 감소시킵니다. 패키지의 경량 특성은 소형 및 공간 제약이 있는 애플리케이션에 특히 적합합니다. 본 제품은 무연(Pb-free) 제조 공정을 준수하며 RoHS 규정 기준을 충족하도록 설계되었습니다.

1.2 주요 적용 분야

이 LED는 다용도로 사용되며, 몇 가지 주요 애플리케이션 분야에서 활용됩니다:

• 역광 조명: 대시보드 표시등 및 스위치 조명에 이상적입니다.
• 통신: 전화기 및 팩스 기기와 같은 장치의 상태 표시기 및 백라이트 역할을 합니다.
• 디스플레이 기술: LCD, 스위치 및 기호의 평면 백라이트에 사용됩니다.
• 일반 목적: 소비자 및 산업용 전자제품의 다양한 지시 및 조명 작업에 적합합니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

본 섹션은 표준 테스트 조건(Ta=25°C)에서 LED의 주요 성능 파라미터에 대한 상세하고 객관적인 분석을 제공합니다.

2.1 장치 선정 및 재료 구성

LED 칩은 청색광을 방출하는 인듐 갈륨 나이트라이드(InGaN) 반도체 재료를 사용하여 제작되었습니다. 캡슐화 수지는 투명하여 광 출력과 색 순도를 최적화합니다.

2.2 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이러한 조건에서 또는 그 이하에서의 동작은 보장되지 않습니다.

• 역전압 (V_R): 5 V - 역방향 바이어스 시 이 전압을 초과하면 LED 접합부가 손상될 수 있습니다.
• 연속 순방향 전류 (I_F): 25 mA - 안정적인 동작을 위한 최대 DC 전류값입니다.
• 피크 순방향 전류 (I_FP): 100 mA (Duty 1/10 @1KHz) - 펄스 동작에는 적합하나 연속 사용에는 적합하지 않습니다.
• Power Dissipation (P_d): 95 mW - 패키지가 열로 소산할 수 있는 최대 전력입니다.
• 정전기 방전(ESD) 인체 모델(HBM): 2000 V - 중간 수준의 ESD 민감도를 나타냄; 적절한 취급 절차가 필요함.
• 동작 온도 (T_opr): -40°C ~ +85°C - 정상 작동을 위한 주변 온도 범위.
• Storage Temperature (T_stg): -40°C ~ +90°C.
• 솔더링 온도: 본 장치는 260°C에서 10초간 리플로우 솔더링 또는 350°C에서 3초간 핸드 솔더링을 견딜 수 있습니다.

2.3 전기-광학 특성

이 매개변수들은 표준 시험 전류 5mA 조건에서의 광 출력 및 전기적 거동을 정의합니다.

• 광도 (I_v): 최소 11.5 mcd에서 최대 28.5 mcd까지의 범위를 가집니다. 전형값은 명시되어 있지 않으며, 이는 성능이 빈닝 시스템을 통해 관리됨을 나타냅니다.
• 관찰 각도 (2θ)_1/2): 120도 (일반적). 이 넓은 시야각은 광범위한 조명이 필요하거나 여러 각도에서 가시성이 요구되는 응용 분야에 적합합니다.
• 피크 파장 (λ_p): 468 nm (typical). 이는 스펙트럼 파워 분포가 최대가 되는 파장입니다.
• 주파장 (λ_d): 465 nm에서 475 nm 범위. 이는 인간의 눈이 인지하는 단일 파장으로, 색점과 밀접한 관련이 있습니다.
• 스펙트럼 대역폭 (Δλ): 35 nm (typical). 이는 피크 파장 주변의 방출 스펙트럼 분포를 정의합니다.
• Forward Voltage (V_F): 5mA에서 2.7 V ~ 3.2 V 범위. 설계자는 전류 제한 저항을 선택할 때 이 전압 범위를 고려해야 합니다.

Note on Tolerances: 데이터시트는 제조 공차를 명시합니다: 광도(±11%), 주파장(±1nm), 순방향 전압(±0.05V). 이는 개별 유닛 간의 편차를 이해하는 데 중요합니다.

3. Binning System 설명

응용 분야에서 일관성을 보장하기 위해, LED는 주요 파라미터에 따라 분류(빈닝)됩니다. 본 장치는 3차원 빈닝 시스템을 사용합니다.

3.1 광도(Luminous Intensity) Binning

LED는 I=5mA에서 측정된 광도에 따라 네 개의 빈(L1, L2, M1, M2)으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 애플리케이션에 필요한 휘도 등급을 선택할 수 있어, 다중 LED 설계에서 균일한 외관을 보장합니다._F=5mA. 이를 통해 설계자는 애플리케이션에 필요한 휘도 등급을 선택할 수 있어, 다중 LED 설계에서 균일한 외관을 보장합니다.

3.2 주파장 빈닝

색상(색조)은 두 개의 파장 빈 X(465-470 nm)와 Y(470-475 nm)로 분류하여 제어됩니다. 이는 어셈블리 내 색상 편차를 최소화합니다.

3.3 순방향 전압 빈닝

LED는 순방향 전압 강하(I=5mA 기준)에 따라 5개 그룹(29~33)으로 분류됩니다._F=5mA. V_F 빈을 알면, 특히 LED를 병렬로 연결할 때 더 일관된 전류 구동 회로 설계에 도움이 됩니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에는 다양한 조건에서의 소자 동작을 보여주는 여러 특성 곡선이 포함되어 있습니다. 이는 견고한 회로 설계에 필수적입니다.

• Relative Luminous Intensity vs. Forward Current: 전류 증가에 따른 광 출력 증가를 보여줍니다. 비선형적이며, 권장 전류 이상으로 동작 시 효율이 감소하고 발열이 증가합니다.
• 순방향 전압 대 순방향 전류: 다이오드의 IV 특성을 보여줍니다. 전압은 전류에 따라 로그적으로 증가합니다.
• 순방향 전류 감액 곡선: 주변 온도가 25°C 이상 상승할 때 과열을 방지하기 위해 허용 최대 연속 순방향 전류를 어떻게 감소시켜야 하는지를 나타냅니다.
• 광도 대 주변 온도: 접합 온도가 상승함에 따라 일반적으로 광 출력이 감소함을 보여주며, 이는 열 관리에 있어 중요한 고려 사항입니다.
• Spectrum Distribution: 468 nm를 중심으로 전형적인 35 nm 대역폭을 가지는, 상대 강도 대 파장 그래프.
• 방사 패턴: 120도 시야각을 확인할 수 있는, 빛의 강도 공간 분포를 나타내는 극좌표 그래프.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

데이터시트는 LED 패키지의 상세한 치수 도면을 제공합니다. 주요 치수로는 전체 길이, 너비, 높이 및 납땜 가능한 단자의 위치와 크기가 포함됩니다. 명시되지 않은 모든 공차는 ±0.1mm입니다.

5.2 권장 솔더 패드 설계

PCB 설계를 위한 권장 솔더 패드 레이아웃이 제공됩니다. 데이터시트는 이 레이아웃이 참고용일 뿐이며, 개별적인 제조 공정과 열적 요구 사항에 따라 수정되어야 한다고 명시하고 있습니다. 적절한 패드 설계는 신뢰할 수 있는 납땜과 기계적 강도에 매우 중요합니다.

6. 납땜 및 조립 가이드라인

장치의 신뢰성과 성능을 유지하기 위해서는 본 가이드라인을 준수하는 것이 매우 중요합니다.

6.1 납땜 공정 호환성

본 LED는 적외선 및 기상 리플로우 솔더링 공정 모두와 호환됩니다. 상세한 무연 리플로우 솔더링 온도 프로파일이 제공되며, 이는 예열, 액상선 이상 시간(217°C), 피크 온도(최대 260°C, 최대 10초), 냉각 속도를 명시합니다. 리플로우 솔더링은 두 번을 초과하여 수행해서는 안 됩니다.

6.2 수동 납땜 시 주의사항

If hand soldering is necessary, the iron tip temperature must be below 350°C, applied for no more than 3 seconds per terminal. A low-power iron (<25W) is recommended, with an interval of more than 2 seconds between soldering each terminal to prevent thermal shock.

6.3 보관 및 습기 민감도

LED는 건조제와 함께 Moisture-resistant bag에 포장되어 있습니다.

• 개봉 전: 30°C 이하, 상대습도 90% 이하에서 보관하십시오.
• 개봉 후: "플로어 라이프"는 ≤30°C 및 ≤60% RH 조건에서 1년입니다. 사용하지 않은 부품은 재밀봉해야 합니다.
• 베이킹: 건제 표시제가 변하거나 저장 기간을 초과한 경우, 리플로우 공정에 사용하기 전에 60±5°C에서 24시간 동안 베이킹하십시오.

6.4 중요 애플리케이션 노트

• 전류 제한: 외부 전류 제한 저항은 필수입니다LED의 지수적 IV 특성은 작은 전압 변화가 큰 전류 변화를 일으켜 즉각적인 고장(소손)으로 이어질 수 있음을 의미합니다.
• 응력 회피: 가열(납땜) 중 또는 이후 PCB 휨으로 인해 LED에 기계적 응력을 가하지 마십시오.
• 수리: 납땜 후 수리는 권장하지 않습니다. 불가피한 경우, 양쪽 단자를 동시에 가열하여 열 응력 손상을 방지하기 위해 반드시 양쪽 끝이 달린 납땜 인두를 사용해야 합니다. LED 특성에 미치는 영향은 사전에 평가해야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 릴 및 테이프 사양

본 장치는 표준 자동 피크 앤 플레이스 장비와 호환되는 7인치 직경 릴에 8mm 테이프로 공급됩니다. 각 릴에는 3000개의 부품이 포함되어 있습니다. 캐리어 테이프 및 릴에 대한 상세 치수 도면이 제공됩니다.

7.2 라벨 설명

릴 라벨에는 여러 코드가 포함되어 있습니다:

• P/N: Product Number.
• CAT: 광도 등급 (빈 코드).
• HUE: Chromaticity Coordinates & 주파장 Rank (bin code).
• REF: 순방향 전압 등급 (빈 코드).
• LOT No: 추적 가능 로트 번호.

8. 애플리케이션 설계 고려사항

8.1 회로 설계

순방향 전류를 설정하려면 항상 직렬 저항을 사용하십시오. 데이터시트의 최대 순방향 전압(3.2V)과 목표 공급 전압을 사용하여 저항 값을 계산하여 최악의 조건에서도 전류가 25mA를 초과하지 않도록 하십시오. 병렬 배열을 설계하는 경우 전류 분배를 보장하기 위해 순방향 전압 빈닝을 고려하십시오.

8.2 열 관리

패키지는 작지만, 최대 95mW의 전력 소산으로 열이 발생합니다. 고주변 온도에서 전류를 제한하려면 디레이팅 곡선을 사용하십시오. 고전류 또는 따뜻한 환경에서 작동할 경우, 접합 온도를 한계 내로 유지하고 발광 출력 및 수명을 보존하기 위해 충분한 PCB 구리 면적 또는 써멀 비아를 사용해야 합니다.

8.3 광학 통합

120도의 시야각은 넓은 발광을 제공합니다. 집중된 빛이 필요한 응용 분야의 경우 외부 렌즈나 반사판이 필요합니다. 워터클리어 수지는 2차 광학 장치와 함께 사용하기에 적합합니다.

9. 기술 비교 및 포지셔닝

스루홀 LED와 비교하여, 이 SMD 타입은 소형화, 자동화 조립에의 적합성, 그리고 더 낮은 기생 인덕턴스로 인한 더 나은 고주파 성능이라는 명확한 장점을 제공합니다. SMD 블루 LED 세그먼트 내에서, 이 제품의 주요 차별점은 468nm 파장, 넓은 120도 시야각, 그리고 까다로운 응용 분야에서 높은 일관성을 허용하는 상세한 3-파라미터 빈닝 시스템의 특정 조합입니다. 2000V ESD 등급은 표준입니다; ESD 위험이 더 높은 환경의 설계에는 추가적인 외부 보호가 필요할 수 있습니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 전류 제한 저항이 왜 절대적으로 필요한가요?
A: LED의 순방향 전압은 음의 온도 계수와 제조 공차를 가지고 있습니다. 저항이 없으면 공급 전압의 약간의 증가나 V_F 가열로 인해 전류가 제어 불가능하게 상승하여 급격한 열 폭주와 파손을 초래할 수 있습니다.

Q: 이 LED를 저항 없이 3.3V 전원으로 구동할 수 있나요?
A: 아니요. 3.3V가 V_F 범위(2.7-3.2V) 내에 있더라도, 전류 제한이 없으면 회로가 변동에 극도로 민감해집니다. 전류가 쉽게 최대 25mA를 초과하여 LED를 손상시킬 수 있습니다.

Q: 내 디자인에서 빈 코드(L1, M2, X, Y, 30, 31)는 무엇을 의미합니까?
A> They allow you to specify the brightness, color, and electrical consistency you need. For a multi-LED display, specifying tight bins (e.g., all M1 for intensity, all X for wavelength) ensures uniform appearance. Knowing the V_F 빈을 알면 전력 소비를 예측하는 데 도움이 됩니다.

Q: 이 부품은 리플로우 솔더링을 몇 번까지 할 수 있습니까?
A> The datasheet specifies a maximum of two reflow soldering cycles. Each cycle subjects the component to thermal stress, and exceeding this limit can compromise internal bonds or the encapsulant.

11. 설계 및 사용 사례 연구

시나리오: 동일한 파란색 LED 20개로 상태 표시 패널을 설계하는 경우.

1. 사양: 일관성을 위해 빈을 선택하십시오. 모든 LED를 광도 빈 M1(18.0-22.5 mcd)과 파장 빈 X(465-470 nm)에서 선택하여 밝기와 색상이 일치하도록 보장합니다.
2. 회로 설계: 5V 전원 공급 장치와 20mA의 목표 전류를 사용합니다(여유를 위해 최대 25mA 미만). 최대 V_F 3.2V를 사용하여 R = (5V - 3.2V) / 0.020A = 90Ω을 계산합니다. 다음 표준 값(91Ω)을 사용합니다. 최소 V_F로 실제 전류를 재계산합니다: I = (5V - 2.7V) / 91 = ~25.3mA(여전히 한계에 있지만, 빈닝(binning)으로 허용 가능). 더 안전한 접근법은 100Ω을 사용하는 것입니다.
3. PCB 레이아웃: 권장 납땜 패드를 배치하십시오. 총 20개 LED의 전력이 최대 약 1.3W에 이를 수 있으므로, 열 방출을 돕기 위해 접지 평면에 연결되는 작은 서멀 릴리프를 포함하십시오.
4. 조립: 제공된 리플로우 프로파일을 따르십시오. 실장기에서 사용할 준비가 될 때까지 밀봉된 릴을 드라이 캐비닛에 보관하십시오.

12. 작동 원리

이는 반도체 광자 소자입니다. InGaN p-n 접합에 밴드갭 에너지를 초과하는 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 재결합합니다. 이 물질 시스템에서 재결합 과정에서 방출되는 에너지는 InGaN 합금의 밴드갭 에너지에 해당하는 파장(약 468 nm 중심의 청색광을 생성하도록 설계됨)을 가진 광자(빛) 형태로 방출됩니다. 투명 에폭시 수지 봉지재는 칩을 보호하고, 렌즈 역할을 하여 광 출력을 형성하며, 반도체로부터의 광 추출 효율을 향상시킵니다.

13. 기술 동향

청색 InGaN LED는 성숙하고 기초적인 기술을 대표합니다. 본 제품과 같은 부품에 영향을 미치는 광범위한 LED 산업의 동향은 다음과 같습니다:

• 효율성 향상: 지속적인 개발은 내부 양자 효율(전자당 더 많은 빛 생성)과 광 추출 효율(칩에서 더 많은 빛이 빠져나옴)을 향상시키는 것을 목표로 합니다.
• 소형화: 더 작은 장치(예: 이 SMD LED)에 대한 수요가 지속되면서, 더욱 소형화된 전자 제품이 가능해지고 있습니다.
• 향상된 색상 일관성: 고급 에피택셜 성장 및 빈닝 공정으로 인해 파장과 강도 분포가 더욱 좁아져, 일부 응용 분야에서 선택적 빈닝 필요성이 줄어듭니다.
• 향상된 신뢰성: 패키징 재료 및 다이 부착 기술의 개선은 작동 수명을 늘리고 열 및 환경적 스트레스에 대한 저항성을 높이는 것을 목표로 합니다.

이 부품은 이러한 트렌드에 부합하며, 특정 파장과 패키지 크기가 주요 요구사항인 청색 표시등 및 백라이트 응용 분야에 신뢰할 수 있고 표준화된 솔루션을 제공합니다.

LED 사양 용어

LED 기술 용어 완전 해설

광전 특성

용어	단위/표현	간단한 설명	중요성
광효율	lm/W (루멘 퍼 와트)	전력 1와트당 광 출력, 수치가 높을수록 에너지 효율이 높음을 의미합니다.	에너지 효율 등급과 전기 요금을 직접적으로 결정합니다.
광속	lm (루멘)	광원이 방출하는 총 빛의 양으로, 일반적으로 "밝기"라고 부릅니다.	빛이 충분히 밝은지 여부를 결정합니다.
시야각	° (도), 예: 120°	광도가 절반으로 떨어지는 각도, 빔 폭을 결정합니다.	조명 범위와 균일도에 영향을 미칩니다.
CCT (색온도)	K (켈빈), 예: 2700K/6500K	빛의 온기/냉기, 낮은 값은 황색/따뜻함, 높은 값은 백색/시원함.	조명 분위기와 적합한 시나리오를 결정합니다.
CRI / Ra	무차원, 0–100	물체 색상을 정확하게 재현하는 능력, Ra≥80이면 양호함.	색상 정확도에 영향을 미치며, 쇼핑몰, 박물관과 같이 높은 요구 사항이 있는 장소에서 사용됩니다.
SDCM	MacAdam 타원 스텝, 예: "5-step"	색상 일관성 메트릭, 단계가 작을수록 색상 일관성이 높음을 의미합니다.	동일 배치의 LED 간 색상 균일성을 보장합니다.
주파장	nm (나노미터), 예: 620nm (적색)	컬러 LED의 색상에 해당하는 파장.	적색, 황색, 녹색 단색 LED의 색조를 결정합니다.
Spectral Distribution	파장 대 강도 곡선	파장에 따른 강도 분포를 보여줍니다.	색 재현과 품질에 영향을 미칩니다.

Electrical Parameters

용어	Symbol	간단한 설명	설계 고려사항
순방향 전압	Vf	LED를 켜는 최소 전압, "시동 문턱값"과 유사합니다.	구동기 전압은 ≥Vf이어야 하며, 직렬 연결된 LED의 전압은 합산됩니다.
순방향 전류	If	일반 LED 동작을 위한 전류값.	Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan.
Max Pulse Current	Ifp	어둡게 하거나 깜빡이는 데 사용되는, 짧은 시간 동안 견딜 수 있는 피크 전류.	Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage.
역전압	Vr	LED가 견딜 수 있는 최대 역전압, 이를 초과하면 항복이 발생할 수 있습니다.	회로는 역접속이나 전압 서지를 방지해야 합니다.
Thermal Resistance	Rth (°C/W)	칩에서 솔더로의 열전달 저항으로, 값이 낮을수록 좋습니다.	높은 열저항은 더 강력한 방열을 요구합니다.
ESD Immunity	V (HBM), e.g., 1000V	정전기 방전(ESD) 내성, 수치가 높을수록 취약성이 낮음.	생산 과정에서 정전기 방지 대책 필요, 특히 민감한 LED의 경우.

Thermal Management & Reliability

용어	핵심 지표	간단한 설명	영향
접합 온도	Tj (°C)	LED 칩 내부의 실제 작동 온도.	온도가 10°C 낮아질 때마다 수명이 두 배로 늘어날 수 있으며, 너무 높으면 광감쇠와 색변화를 초래합니다.
Lumen Depreciation	L70 / L80 (시간)	초기 광속의 70% 또는 80%로 밝기가 감소하는 데 걸리는 시간.	LED "수명"을 직접 정의합니다.
광유지율	% (예: 70%)	시간 경과 후 유지되는 밝기 백분율.	장기간 사용 시 밝기 유지율을 나타냅니다.
색상 편이	Δu′v′ 또는 MacAdam ellipse	사용 중 색상 변화 정도.	조명 장면에서 색상 일관성에 영향을 미침.
Thermal Aging	Material degradation	장기간 고온에 의한 열화.	휘도 저하, 색상 변화 또는 개방 회로(open-circuit) 고장을 초래할 수 있습니다.

Packaging & Materials

용어	일반적인 유형	간단한 설명	Features & Applications
패키지 유형	EMC, PPA, 세라믹	칩을 보호하고 광학/열 인터페이스를 제공하는 하우징 재료.	EMC: 내열성 우수, 비용 저렴; 세라믹: 방열성 우수, 수명 길다.
칩 구조	프론트, 플립 칩	칩 전극 배열.	플립 칩: 더 나은 방열, 더 높은 효율, 고출력용.
형광체 코팅	YAG, 실리케이트, 나이트라이드	청색 칩을 커버하고, 일부를 황색/적색으로 변환하여 혼합하여 백색광을 생성합니다.	서로 다른 형광체는 효율, CCT, CRI에 영향을 미칩니다.
렌즈/광학	평면, 마이크로렌즈, TIR	표면 광학 구조로 광 분포 제어.	시야각과 광 분포 곡선을 결정.

Quality Control & Binning

용어	빈닝 콘텐츠	간단한 설명	목적
광속 빈	코드 예: 2G, 2H	밝기에 따라 그룹화되며, 각 그룹은 최소/최대 루멘 값을 가집니다.	동일 배치 내에서 균일한 밝기를 보장합니다.
Voltage Bin	코드 예: 6W, 6X	순방향 전압 범위별로 그룹화됨.	드라이버 매칭을 용이하게 하고, 시스템 효율을 향상시킵니다.
컬러 빈	5-step MacAdam ellipse	색좌표별로 그룹화하여 좁은 범위를 보장합니다.	색상 일관성을 보장하여, 동일 기기 내 색상 불균일을 방지합니다.
CCT Bin	2700K, 3000K 등	CCT별로 그룹화되어 있으며, 각각 해당하는 좌표 범위를 가집니다.	다양한 장면의 CCT 요구사항을 충족합니다.

Testing & Certification

용어	Standard/Test	간단한 설명	유의성
LM-80	Lumen maintenance test	일정 온도에서 장기간 조명을 가동하며, 휘도 감소를 기록합니다.	LED 수명 추정에 사용됨 (TM-21 기준).
TM-21	수명 추정 표준	LM-80 데이터를 기반으로 실제 조건에서의 수명을 추정합니다.	과학적인 수명 예측을 제공합니다.
IESNA	조명공학회	광학, 전기, 열적 시험 방법을 다룹니다.	업계에서 인정받는 시험 기준.
RoHS / REACH	환경 인증	유해 물질(납, 수은)이 없음을 보장합니다.	국제적 시장 접근 요건.
ENERGY STAR / DLC	에너지 효율 인증	조명 제품 에너지 효율 및 성능 인증.	정부 조달, 보조금 프로그램에 활용되어 경쟁력을 강화합니다.