SMD LED 48-213 블루 데이터시트 - 사이즈 2.25x1.45x0.72mm - 전압 2.7-3.2V - 전력 95mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

48-213은 소형화와 높은 신뢰성이 요구되는 현대 전자 응용 분야를 위해 설계된 컴팩트한 표면실장 장치(SMD) LED입니다. 이 단색 블루 LED는 인듐갈륨질화물(InGaN) 칩 기술을 활용하여 전형적인 피크 파장 468nm의 빛을 생성합니다. 주요 장점으로는 기존 리드형 부품에 비해 크게 줄어든 점유 면적으로 인해 PCB 상에서 더 높은 집적 밀도와 감소된 보관 공간 요구를 가능하게 하며, 궁극적으로 더 작은 최종 제품 설계에 기여합니다. 가벼운 구조는 휴대용 및 초소형 응용 분야에 이상적입니다.

1.1 핵심 특징 및 규격 준수

• 포장:7인치 직경 릴에 8mm 테이프로 공급되며, 표준 자동 피크 앤 플레이스 장비와 호환됩니다.
• 솔더링 공정:적외선(IR) 및 증기상 리플로우 솔더링 공정 모두와 호환됩니다.
• 환경 규정 준수:본 제품은 무연(Pb-free)이며, EU RoHS 지침을 준수하고 EU REACH 규정을 따릅니다.
• 할로겐 프리:할로겐 프리 요구사항을 준수합니다 (브롬 <900 ppm, 염소 <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

2. 기술 파라미터 분석

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이 조건에서의 동작은 보장되지 않습니다.

• 역방향 전압 (V_R):5V. 역방향 바이어스에서 이 전압을 초과하면 접합 파괴가 발생할 수 있습니다.
• 연속 순방향 전류 (I_F):25 mA.
• 피크 순방향 전류 (I_FP):100 mA, 펄스 조건에서만 허용됨 (듀티 사이클 1/10 @ 1kHz).
• 전력 소산 (P_d):95 mW. 이는 주변 온도(T_a) 25°C에서 패키지가 열로 소산할 수 있는 최대 허용 전력입니다.
• 정전기 방전 (ESD):인체 모델(HBM) 기준 150V를 견딥니다. 적절한 ESD 취급 주의가 필수적입니다.
• 온도 범위:동작: -40°C ~ +85°C; 보관: -40°C ~ +90°C.
• 솔더링 온도:리플로우 프로파일 피크: 최대 260°C, 10초. 핸드 솔더링: 단자당 최대 350°C, 3초.

2.2 광전 특성 (T_a=25°C)

이 파라미터들은 표준 조건(I_F= 5mA)에서 테스트되며, 장치의 성능을 정의합니다.

• 광도 (I_v):22.5 mcd (최소)에서 57.0 mcd (최대)까지 범위이며, 전형적인 허용 오차는 ±11%입니다. 실제 값은 빈 코드(M2, N1, N2, P1)에 의해 결정됩니다.
• 시야각 (2θ_1/2):120도 (전형적). 이 넓은 각도는 백라이트 및 표시등 응용에 적합한 넓은 방사 패턴을 제공합니다.
• 피크 파장 (λ_p):468 nm (전형적).
• 주 파장 (λ_d):465 nm에서 475 nm까지 범위이며, Z 빈(465-470nm)과 Y 빈(470-475nm)으로 분류됩니다.
• 스펙트럼 대역폭 (Δλ):35 nm (전형적), 방출되는 청색광의 스펙트럼 순도를 정의합니다.
• 순방향 전압 (V_F):5mA에서 2.7V에서 3.2V까지 범위이며, 전형적인 허용 오차는 ±0.05V입니다. Q29에서 Q33 그룹으로 빈 분류됩니다.
• 역방향 전류 (I_R):V_R= 5V에서 최대 50 μA. 참고: 장치는 역방향 전압에 대해 테스트되지만, 역방향 바이어스 동작을 위한 것은 아닙니다.

3. 빈 분류 시스템 설명

생산 시 색상과 밝기의 일관성을 보장하기 위해, LED는 주요 파라미터에 따라 빈으로 분류됩니다.

3.1 주 파장 빈 분류

LED의 지각되는 색상을 정의합니다. 두 그룹은 응용 분야 내 색상 균일성을 보장합니다.

그룹 Z: 465 nm – 470 nm

그룹 Y: 470 nm – 475 nm

3.2 광도 빈 분류

5mA에서의 광 출력에 따라 LED를 분류합니다.

M2: 22.5 – 28.5 mcd

N1: 28.5 – 36.0 mcd

N2: 36.0 – 45.0 mcd

P1: 45.0 – 57.0 mcd

3.3 순방향 전압 빈 분류

순방향 전압 강하에 따라 LED를 그룹화하며, 이는 전류 제한 저항 계산 및 전원 공급 설계에 중요합니다.

Q29: 2.7V – 2.8V

Q30: 2.8V – 2.9V

Q31: 2.9V – 3.0V

Q32: 3.0V – 3.1V

Q33: 3.1V – 3.2V

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 설계 엔지니어에게 필수적인 여러 특성 곡선을 제공합니다.

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

이 비선형 관계는 무릎 전압을 약간 초과하는 작은 전압 증가가 큰 전류 증가를 초래한다는 것을 보여줍니다. 이는 열 폭주 및 장치 고장을 방지하기 위해 직렬 전류 제한 저항 또는 정전류 드라이버 사용의 절대적 필요성을 강조합니다.

4.2 광도 대 순방향 전류

광 출력은 순방향 전류와 함께 증가하지만 선형적이지 않습니다. 이 곡선은 설계자가 밝기와 효율성 및 장치 수명을 균형 있게 조정하는 동작점을 선택하는 데 도움을 줍니다.

4.3 광도 대 주변 온도

LED 광 출력은 접합 온도가 상승함에 따라 감소합니다. 이 곡선은 주변 온도가 -40°C에서 +100°C로 증가함에 따라 상대 광도가 떨어지는 것을 보여줍니다. 일관된 밝기를 유지하기 위해 응용 분야에서 효과적인 열 관리가 중요합니다.

4.4 순방향 전류 감액 곡선

신뢰성에 있어 가장 중요한 그래프 중 하나입니다. 이는 주변 온도가 25°C 이상으로 상승함에 따라 최대 허용 연속 순방향 전류가 감소하는 것을 보여줍니다. 85°C에서는 최대 접합 온도를 초과하지 않고 장기적인 신뢰성을 보장하기 위해 최대 허용 전류가 크게 감소됩니다.

4.5 스펙트럼 분포

파장에 걸친 상대 복사 출력을 표시하며, 468nm를 중심으로 전형적인 대역폭 35nm를 가집니다. 이는 단색 청색 방출의 특성을 확인시켜 줍니다.

4.6 방사 패턴

광 강도의 공간적 분포를 보여주는 극좌표도로, 120° 시야각을 확인시켜 줍니다. 패턴은 전형적으로 람베르시안 또는 근접 람베르시안입니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

48-213은 다음과 같은 주요 치수(mm)를 가진 컴팩트한 SMD 패키지를 특징으로 합니다:

- 길이: 2.25 ±0.20

- 너비: 1.45 ±0.10

- 높이: 0.72 ±0.10

- 리드 간격: 1.80 (애노드와 캐소드 패드 사이)

조립 시 올바른 극성 방향을 위해 패키지에 캐소드 마크가 명확하게 표시되어 있습니다.

5.2 권장 패드 레이아웃

솔더 패드의 치수를 포함한 권장 랜드 패턴(풋프린트)이 제공됩니다. 데이터시트는 이것이 참고용일 뿐이며, 개별 PCB 설계 요구사항, 솔더 페이스트 양 및 조립 공정에 따라 수정되어야 한다고 명시합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 리플로우 솔더링 프로파일 (무연)

상세한 온도 프로파일이 지정됩니다:

- 예열: 150–200°C, 60–120초.

- 액상선(217°C) 이상 시간: 60–150초.

- 피크 온도: 최대 260°C, 최대 10초 유지.

- 가열 속도: 최대 3°C/초 (255°C까지), 전체 최대 6°C/초.

- 냉각 속도: 공정에 따라 정의됨.

이 프로파일을 준수하는 것이 중요합니다. 동일한 장치에서 리플로우 솔더링은 두 번 이상 수행해서는 안 됩니다.

6.2 핸드 솔더링

핸드 솔더링이 불가피한 경우:

- 인두 팁 온도는 350°C 미만이어야 합니다.

- 단자당 접촉 시간은 3초를 초과해서는 안 됩니다.

- 솔더링 인두 전력은 25W 미만이어야 합니다.

- 열 충격을 방지하기 위해 각 단자 솔더링 사이에 2초 이상의 간격을 두어야 합니다.

데이터시트는 손상이 종종 핸드 솔더링 중에 발생한다고 경고합니다.

6.3 보관 및 습기 민감도

LED는 건조제와 함께 습기 방지 배리어 백에 포장됩니다.

- 개봉 전: ≤30°C 및 ≤90% RH에서 보관.

- 개봉 후: "플로어 라이프"는 ≤30°C 및 ≤60% RH 조건에서 1년입니다. 사용하지 않은 장치는 방습 포장에 다시 밀봉해야 합니다.

- 건조제 지시약 색상이 변하거나 보관 시간이 초과된 경우, 베이킹 처리가 필요합니다: 리플로우 공정 사용 전 60 ±5°C에서 24시간.

6.4 중요 주의사항

• 전류 제한:외부 전류 제한 저항은 필수입니다. LED의 지수적 I-V 특성은 작은 전압 변화가 큰 전류 변화를 일으켜 보호 장치 없이 즉시 소손으로 이어질 수 있음을 의미합니다.
• 기계적 응력:솔더링 중 또는 최종 응용 분야에서 LED 본체에 응력을 가하지 마십시오. 솔더링 후 PCB를 휘지 마십시오.
• 수리:Repair after soldering is strongly discouraged. If absolutely necessary, use a dual-head soldering iron for simultaneous heating of both terminals to minimize thermal stress.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 릴 및 테이프 사양

장치는 엠보싱 캐리어 테이프로 공급됩니다:

- 릴 직경: 7인치.

- 테이프 너비: 8mm.

- 릴당 수량: 3000개.

자동화 피더와의 호환성을 보장하기 위해 캐리어 테이프 포켓 및 릴에 대한 상세 치수가 제공됩니다.

7.2 라벨 설명

릴 라벨에는 몇 가지 주요 식별자가 포함됩니다:

- P/N: 제품 번호 (예: 48-213/BHC-ZM2P1QY/3C).

- QTY: 포장 수량.

- CAT: 광도 등급 (예: M2, P1).

- HUE: 색도/주 파장 등급 (예: Z, Y).

- REF: 순방향 전압 등급 (예: Q29, Q33).

- LOT No.: 추적 가능 로트 번호.

8. 응용 제안

8.1 전형적인 응용 시나리오

• 백라이트:넓은 시야각과 컴팩트한 크기로 인해 계기판 표시등, 스위치 조명, LCD 및 심볼용 평면 백라이트에 이상적입니다.
• 통신 장비:전화기, 팩스 기기 및 기타 통신 장치의 상태 표시등 및 키패드 백라이트.
• 일반 표시등 용도:신뢰할 수 있고 컴팩트한 청색 상태 표시등이 필요한 모든 응용 분야.

8.2 설계 고려사항

• 열 관리:전력이 낮더라도, 특히 높은 주변 온도 환경에서 또는 최대 전류 근처에서 구동할 때 PCB 레이아웃은 여전히 열 방산을 고려해야 합니다. 감액 곡선을 사용하십시오.
• 전류 구동 회로:항상 정전류원 또는 직렬 저항이 있는 정전압원을 사용하십시오. 저항 값을 계산할 때 빈에서의 최대 V_F와 원하는 I_F를 사용하여 전류가 절대 최대 정격을 절대 초과하지 않도록 하십시오.
• 광학 설계:120° 시야각은 넓은 커버리지를 제공합니다. 더 집중된 빛을 위해 외부 렌즈나 도광판이 필요할 수 있습니다.
• ESD 보호:입력 라인에 ESD 보호를 구현하고, 장치가 150V HBM 등급이므로 조립 구역이 ESD 안전하도록 하십시오.

9. 기술 비교 및 차별화

48-213 SMD LED는 해당 등급에서 몇 가지 주요 장점을 제공합니다:

크기 장점:2.25 x 1.45 mm의 점유 면적은 기존 3mm 또는 5mm 리드형 LED보다 훨씬 작아 초소형 설계를 가능하게 합니다.

공정 호환성:표준 SMT 리플로우 공정(IR 및 증기상)과의 완전한 호환성으로 인해, 수동 또는 웨이브 솔더링이 필요한 스루홀 LED와 달리 대량, 저비용 자동화 조립이 가능합니다.

성능 일관성:파장, 광도 및 전압에 대한 상세한 빈 분류 시스템은 설계자가 제품 내 모든 유닛에서 시각적 일관성을 보장하는 부품을 선택할 수 있게 하며, 이는 백라이트 및 다중 LED 어레이에 중요합니다.

견고성:적절히 솔더링된 SMD 패키지는 리드형 부품에 비해 우수한 기계적 안정성과 진동 저항성을 제공합니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q1: 전류 제한 저항이 왜 절대적으로 필요한가요?

A1: 순방향 전압(V_F)에는 허용 오차와 음의 온도 계수가 있습니다. 공급 전압의 약간의 증가 또는 가열로 인한 V_F의 감소는 제어되지 않은 큰 전류 증가(열 폭주)를 일으켜 즉각적인 고장으로 이어질 수 있습니다. 저항은 전류를 안정화시킵니다.

Q2: 이 LED를 25mA로 연속 구동할 수 있나요?

A2: 주변 온도(T_a)가 25°C 이하인 경우에만 가능합니다. 순방향 전류 감액 곡선(섹션 4.4)을 참조하십시오. 더 높은 주변 온도에서는 접합 온도를 안전한 한계 내로 유지하기 위해 최대 허용 연속 전류를 감소시켜야 합니다.

Q3: 빈 코드(예: ZM2P1QY)는 무엇을 의미하나요?

A3: 이는 복합 코드입니다. 'Z' 또는 'Y'는 주 파장 빈을 나타냅니다. 'M2', 'P1' 등은 광도 빈을 나타냅니다. 'Q29'에서 'Q33'은 순방향 전압 빈을 나타냅니다. 특정 빈 조합을 선택하면 예측 가능한 색상, 밝기 및 전기적 동작을 보장합니다.

Q4: "피크" 파장과 "주" 파장을 어떻게 해석하나요?

A4: 피크 파장(λ_p)은 방출된 광 출력이 최대가 되는 파장입니다(전형적 468nm). 주 파장(λ_d)은 LED의 지각되는 색상과 일치하는 단색광의 단일 파장입니다(465-475nm). λ_d가 색상 사양에 더 관련이 있습니다.

11. 설계 및 사용 사례 연구

시나리오: 휴대용 의료 기기를 위한 다중 LED 상태 패널 설계.

요구사항:10개의 멤브레인 스위치에 균일한 청색 백라이트, 초저 프로파일, -10°C ~ +60°C에서 신뢰성 있는 동작, 안정화된 5V 레일에서 전원 공급.

설계 단계:

1. LED 선택:작은 크기, 넓은 시야각(균일한 백라이트용), SMD 호환성으로 인해 48-213이 선택됩니다.

2. 빈 선택:균일한 색상과 밝기를 보장하기 위해 전체 주문에 대해 단일 빈을 지정합니다(예: Y-P1-Q31).

3. 전류 설정:밝기와 수명의 균형을 목표로, I_F를 10mA로 설정합니다. 감액 곡선에서 10mA는 약 85°C까지 안전하며, 이는 60°C 요구사항을 훨씬 상회합니다.

4. 저항 계산:빈 Q31에서 최악의 경우(최대) V_F(3.0V)와 공급 전압(5V)을 사용: R = (5V - 3.0V) / 0.01A = 200 Ω. 표준 200 Ω, 1/10W 저항이 선택됩니다.

5. PCB 레이아웃:권장 패드 레이아웃이 시작점으로 사용됩니다. 캐소드 패드에 전기적 연결을 유지하면서 솔더링을 돕기 위해 작은 써멀 릴리프가 추가됩니다. LED는 도광판을 통해 균일한 빛 확산을 허용하도록 간격을 둡니다.

6. 조립:릴은 피크 앤 플레이스 기기에 장착됩니다. 지정된 무연 리플로우 프로파일이 오븐에 프로그래밍됩니다. 리플로우 후, 보드에 솔더링 후 응력이 가해지지 않습니다.

12. 기술 원리 소개

48-213 LED는 인듐갈륨질화물(InGaN) 재료로 제작된 반도체 다이오드 구조에 기반합니다. 다이오드의 무릎 전압(약 2.7-3.2V)을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 반도체의 활성 영역으로 주입됩니다. 이들의 재결합은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. InGaN 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접적으로 방출되는 빛의 파장—이 경우 468nm 근처의 청색광—에 대응합니다. 투명 수지 봉지재는 반도체 칩을 보호하고 초기 방사 패턴을 형성하는 기본 렌즈 역할을 합니다. SMD 패키지는 기계적 보호, 금속화 패드를 통한 전기적 연결, 그리고 칩에서 PCB로의 열 방산 경로를 제공합니다.

13. 산업 동향 및 맥락

48-213은 SMD LED의 진화에서 성숙한 제품을 대표합니다. 일반적인 산업 동향은 계속해서 다음과 같은 방향으로 나아가고 있습니다:

효율성 증가:새로운 칩 설계 및 재료(고급 InGaN 구조와 같은)는 더 높은 광 효율(전기 와트당 더 많은 광 출력)을 제공하여 더 밝은 디스플레이 또는 더 낮은 전력 소비를 가능하게 합니다.

소형화:웨어러블 기술 및 초박형 디스플레이와 같은 공간 제약이 있는 응용 분야를 위해 더 작은 패키지 점유 면적(예: 1.0x0.5mm)이 일반화되고 있습니다.

색상 일관성 개선:더 엄격한 빈 허용 오차와 더 높은 색 재현 지수(CRI)를 가진 형광체 변환 백색 LED의 사용이 디스플레이 백라이트의 표준이 되고 있지만, 이 부품은 여전히 단색 청색 장치입니다.

통합 솔루션:LED 드라이버 IC, 전류 제한 저항, 때로는 제어 논리까지 단일 모듈 또는 패키지로 통합하는 추세가 증가하고 있어 최종 사용자 설계를 단순화합니다. 48-213은 최대 설계 유연성을 제공하는 기본적인 이산 부품으로 남아 있습니다.