SMD LED 19-218/BHC-ZL1M2QY/3T 데이터시트 - 블루 - 5mA - 120° 시야각 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

19-218/BHC-ZL1M2QY/3T는 현대적이고 컴팩트한 전자 애플리케이션을 위해 설계된 표면실장 장치(SMD) 발광 다이오드(LED)입니다. 이 부품은 기존의 리드 프레임 타입 LED에 비해 획기적인 발전을 나타내며, 최종 제품의 상당한 소형화를 가능하게 합니다. 그 핵심 가치는 더 작은 인쇄회로기판(PCB) 설계, 더 높은 부품 집적도, 그리고 전반적인 장비의 크기와 무게 감소를 가능하게 하는 데 있습니다. 이는 공간과 무게가 중요한 제약 조건인 애플리케이션에 이상적인 선택입니다.

이 LED는 단색 타입으로, 블루 빛을 방출하며, 환경 친화적인 재료를 사용하여 제작되었습니다. 유럽연합의 유해물질 제한(RoHS) 지침, 화학물질의 등록, 평가, 승인 및 제한(REACH) 규정, 그리고 할로겐 프리 요구사항(Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm)을 포함한 주요 국제 규정을 완전히 준수합니다. 제품은 표준 자동 피크 앤 플레이스 조립 장비와 호환되는 테이프 앤 릴 포맷으로 공급되어 대량 생산 공정을 간소화합니다.

1.1 핵심 장점 및 목표 시장

이 SMD LED의 주요 장점은 그 미니어처 풋프린트와 경량 구조에서 비롯됩니다. 부피가 큰 리드를 제거함으로써 PCB 공간을 더 효율적으로 사용할 수 있습니다. 이는 직접적으로 더 작은 최종 제품 외관, 감소된 재료 비용, 그리고 더 가벼운 최종 사용자 장치로 이어집니다. SMD 부품으로 달성 가능한 높은 집적도는 현대의 기능이 풍부한 전자제품에 매우 중요합니다.

이 LED의 목표 애플리케이션은 다양하며, 표시등 및 백라이트 기능에 중점을 둡니다. 주요 시장으로는 자동차 내장(예: 계기판 및 스위치 백라이트), 통신 장비(예: 전화기 및 팩스기의 상태 표시등 및 키패드 백라이트), 그리고 소비자 가전(예: 액정 디스플레이(LCD), 스위치, 심볼용 평면 백라이트)이 포함됩니다. 그 일반적인 성격은 또한 산업 및 소비자 분야 전반에 걸친 다양한 다른 표시등 애플리케이션에도 적합하게 만듭니다.

2. 절대 최대 정격 및 기술 파라미터

절대 최대 정격을 이해하는 것은 신뢰할 수 있는 동작을 보장하고 조기 장치 고장을 방지하는 데 필수적입니다. 이 정격은 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다.

• 역방향 전압 (V_R):5 V. 역방향으로 이 전압을 초과하면 접합 파괴가 발생할 수 있습니다.
• 연속 순방향 전류 (I_F):25 mA. 이는 연속적으로 인가될 수 있는 최대 DC 전류입니다.
• 피크 순방향 전류 (I_FP):100 mA. 이 펄스 전류 정격(듀티 사이클 1/10, 주파수 1 kHz)은 짧은 시간 동안 더 높은 밝기를 허용하지만, 연속 동작에는 사용해서는 안 됩니다.
• 전력 소산 (P_d):95 mW. 이는 장치가 열로 소산할 수 있는 최대 전력량으로, 순방향 전압과 순방향 전류의 곱으로 계산됩니다.
• 정전기 방전 (ESD) 인체 모델 (HBM):150 V. 조립 및 취급 중 정전기로 인한 손상을 피하기 위해 적절한 ESD 처리 절차를 따라야 합니다.
• 동작 온도 (T_opr):-40°C ~ +85°C. 장치는 이 주변 온도 범위 내에서 기능이 보장됩니다.
• 보관 온도 (T_stg):-40°C ~ +90°C.
• 솔더링 온도:이 장치는 최대 260°C의 피크 온도에서 최대 10초 동안 리플로우 솔더링을 견딜 수 있으며, 또는 단자당 350°C에서 최대 3초 동안 핸드 솔더링을 견딜 수 있습니다.

3. 전기-광학 특성

전기-광학 특성은 별도로 명시되지 않는 한, 주변 온도(T_a) 25°C, 순방향 전류(I_F) 5mA의 표준 테스트 조건에서 측정됩니다. 이 파라미터들은 LED의 광 출력과 전기적 거동을 정의합니다.

• 광도 (I_v):최소 11.5 밀리칸델라(mcd)에서 최대 28.5 mcd까지 범위입니다. 요약 테이블에는 전형적인 값이 명시되어 있지 않지만, 빈닝 시스템이 특정 범위를 제공합니다.
• 시야각 (2θ_1/2):120도. 이는 광도가 0도(축상)에서의 광도의 절반이 되는 전체 각도입니다. 이와 같은 넓은 시야각은 넓은 조명 또는 다중 각도에서의 가시성이 필요한 애플리케이션에 적합합니다.
• 피크 파장 (λ_p):468 nm. 이는 스펙트럼 파워 분포가 최대에 도달하는 파장입니다.
• 주 파장 (λ_d):465 nm ~ 475 nm 범위입니다. 이는 인간의 눈이 인지하는 LED 빛의 색상과 일치하는 단일 파장입니다. 색상 정의를 위한 핵심 파라미터입니다.
• 스펙트럼 방사 대역폭 (Δλ):25 nm (전형적). 이는 피크 강도의 절반에서 방출 스펙트럼의 너비를 정의합니다.
• 순방향 전압 (V_F):I_F= 5mA에서 2.7 V ~ 3.2 V 범위입니다. 이는 LED가 전류를 흘릴 때 LED 양단에 걸리는 전압 강하입니다.
• 역방향 전류 (I_R):역방향 전압(V_R) 5V가 인가될 때 최대 50 μA.

공차 참고:광도는 ±11%의 공차를, 주 파장은 ±1 nm의 공차를, 순방향 전압은 ±0.05 V의 공차를 가집니다. 이 공차들은 빈닝 시스템에서 고려됩니다.

4. 빈닝 시스템 설명

생산에서 색상과 밝기의 일관성을 보장하기 위해, LED는 핵심 파라미터에 따라 빈으로 분류됩니다. 이는 설계자가 균일성을 위한 특정 애플리케이션 요구사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있게 합니다.

4.1 광도 빈닝

LED는 I_F= 5mA에서 측정된 광도에 따라 네 개의 빈(L1, L2, M1, M2)으로 분류됩니다.

• 빈 L1:11.5 mcd ~ 14.5 mcd
• 빈 L2:14.5 mcd ~ 18.0 mcd
• 빈 M1:18.0 mcd ~ 22.5 mcd
• 빈 M2:22.5 mcd ~ 28.5 mcd

4.2 주 파장 빈닝

LED는 블루 색조를 제어하기 위해 주 파장별로 그룹화됩니다.

• 그룹 Z:이 그룹은 블루 LED용 빈들을 포함합니다.
• 빈 X:465 nm ~ 470 nm (약간 짧고, 잠재적으로 녹색빛이 도는 블루)
• 빈 Y:470 nm ~ 475 nm (약간 길고, 잠재적으로 더 순수하거나 깊은 블루)

4.3 순방향 전압 빈닝

LED는 또한 순방향 전압(V_F)에 따라 빈닝되어 회로 설계, 특히 전류 제한 저항 계산 및 전원 공급 설계에 도움을 줍니다.

• 그룹 Q:이 그룹은 순방향 전압 빈들을 포함합니다.
• 빈 29:2.7 V ~ 2.8 V
• 빈 30:2.8 V ~ 2.9 V
• 빈 31:2.9 V ~ 3.0 V
• 빈 32:3.0 V ~ 3.1 V
• 빈 33:3.1 V ~ 3.2 V

전체 제품 파트 넘버(예: BHC-ZL1M2QY/3T)는 장치가 속한 광도, 주 파장, 순방향 전압 빈을 지정하는 코드를 포함합니다.

5. 성능 곡선 분석

데이터시트는 LED 성능이 다양한 동작 조건에서 어떻게 변화하는지 보여주는 여러 특성 곡선을 제공합니다. 이는 견고한 설계에 매우 중요합니다.

5.1 광도 대 순방향 전류

이 곡선은 광도가 순방향 전류와 함께 증가하지만, 특히 높은 전류에서 관계가 완벽하게 선형적이지 않음을 보여줍니다. 권장 연속 전류 이상으로 동작하면 광 출력이 증가하지만 더 많은 열을 발생시켜 수명을 단축시키고 색상을 변이시킬 수 있습니다.

5.2 광도 대 주변 온도

주변 온도가 증가함에 따라 LED의 광도는 감소합니다. 이는 반도체 광원의 기본적인 특성입니다. 곡선은 온도가 -40°C에서 +100°C로 상승함에 따라 상대 광도가 떨어지는 것을 보여줍니다. 고온 환경을 위한 설계는 이 디레이팅을 고려해야 합니다.

5.3 순방향 전류 디레이팅 곡선

과열을 방지하기 위해, 최대 허용 연속 순방향 전류는 주변 온도가 증가함에 따라 감소되어야 합니다. 이 곡선은 디레이팅 정보를 제공하며, 전력 소산 정격 내에 머물기 위해 더 높은 T_F에서 더 낮은 I_a한계를 지정합니다.

5.4 순방향 전압 대 순방향 전류

이는 LED 다이오드의 전류-전압(I-V) 특성입니다. 지수 관계를 보여주며, 턴-온 문턱을 넘어서는 작은 전압 증가가 큰 전류 증가를 유발합니다. 이는 LED와 직렬로 전류 제한 장치(저항 또는 정전류 드라이버와 같은)가 절대적으로 필요함을 강조합니다.

5.5 스펙트럼 분포

그래프는 가시광 스펙트럼 전반에 걸쳐 방출되는 상대 방사 파워를 묘사하며, 468 nm의 피크 파장을 중심으로 전형적인 대역폭 25 nm를 가집니다. 이는 블루 빛의 순도와 특정 색조를 정의합니다.

5.6 방사 패턴

이 극좌표 플롯은 빛의 공간적 분포를 시각적으로 나타내며, 120도 시야각을 확인시켜 줍니다. 중심축에서 벗어난 각도에서 강도가 어떻게 감소하는지 보여줍니다.

6. 기계적 및 패키징 정보

SMD LED 패키지의 물리적 치수는 상세 도면에 제공됩니다. 주요 치수로는 전체 길이, 너비, 높이, 그리고 솔더링 가능한 단자의 배치 및 크기가 포함됩니다. 신뢰할 수 있는 솔더 접합과 리플로우 중 적절한 정렬을 보장하기 위한 권장 솔더 패드 레이아웃도 제안됩니다. 패드 설계는 참고용이며, 설계자는 특정 PCB 제조 능력과 열 관리 요구사항에 따라 수정할 수 있습니다. 패키지 치수의 공차는 별도로 명시되지 않는 한 일반적으로 ±0.1 mm입니다.

이 부품은 투명(무색) 수지 렌즈를 특징으로 하여, InGaN(인듐 갈륨 나이트라이드) 반도체 칩의 블루 빛이 색상 필터링 없이 방출되도록 합니다. 극성은 패키지의 마킹으로 표시되며, 올바른 전기적 연결을 보장하기 위해 배치 중에 관찰되어야 합니다.

7. 솔더링, 조립 및 보관 지침

이 지침을 준수하는 것은 조립 수율과 장기 신뢰성에 매우 중요합니다.

7.1 전류 제한 요구사항

외부 전류 제한 저항은 필수입니다. LED의 지수적 I-V 특성은 공급 전압의 작은 변화가 순방향 전류에 크고 잠재적으로 파괴적인 변화를 일으킬 수 있음을 의미합니다. 저항은 동작 전류를 안정적으로 설정합니다.

7.2 보관 및 습기 민감도

LED는 대기 중 습기 흡수를 방지하기 위해 건조제와 함께 방습 백에 포장됩니다. 백은 생산에 사용할 준비가 될 때까지 열어서는 안 됩니다. 개봉 전, 보관 조건은 ≤30°C 및 ≤90% RH여야 합니다. 개봉 후, 구성품은 ≤30°C 및 ≤60% RH로 유지되면 1년의 "플로어 라이프"를 가집니다. 사용하지 않은 부품은 방습 포장으로 재봉해야 합니다. 건조제 지시약 색상이 변하거나 보관 시간이 초과된 경우, 리플로우 솔더링 전에 습기를 제거하기 위해 60 ±5°C에서 24시간 동안 베이킹 처리가 필요합니다.

7.3 솔더링 조건

이 장치는 적외선(IR) 및 증기상 리플로우 솔더링 공정과 호환됩니다. 무연 리플로우 온도 프로파일이 제공되며, 예열, 액상선(217°C) 이상 시간, 피크 온도(최대 260°C, 최대 10초), 냉각 속도가 지정됩니다. 동일한 LED에 대해 리플로우 솔더링은 두 번 이상 수행되어서는 안 됩니다. 솔더링 중에는 부품에 기계적 응력을 가하지 말아야 하며, 공정 후 PCB가 뒤틀리지 않아야 합니다.

7.4 핸드 솔더링 및 리워크

핸드 솔더링이 필요한 경우, 인두 팁 온도는 350°C 이하여야 하며, 단자당 접촉 시간은 3초를 초과해서는 안 됩니다. 저전력 인두(<25W)를 권장하며, 각 단자를 솔더링하는 사이에 최소 2초 간격을 두어야 합니다. LED가 솔더링된 후의 리워크는 강력히 권장하지 않습니다. 절대 불가피한 경우, 두 단자를 동시에 가열하기 위해 특수한 더블 헤드 솔더링 아이언을 사용해야 하며, LED 특성에 미치는 영향을 사전에 확인해야 합니다.

8. 포장 및 주문 정보

제품은 표준 8mm 테이프에 7인치 직경 릴로 공급됩니다. 각 릴에는 3000개가 들어 있습니다. 캐리어 테이프와 릴 치수는 자동 조립 장비와의 호환성을 보장하기 위해 지정됩니다. 포장에는 알루미늄 방습 백, 건조제, 라벨이 포함됩니다. 릴의 라벨에는 제품 번호(P/N), 고객 파트 넘버(CPN), 포장 수량(QTY), 그리고 광도(CAT), 주 파장/색도(HUE), 순방향 전압(REF)에 대한 특정 빈 코드와 함께 제조 로트 번호(LOT No)가 포함된 중요한 정보가 제공됩니다.

9. 애플리케이션 설계 고려사항

9.1 회로 설계

기본 설계 단계는 적절한 전류 제한 저항을 선택하는 것입니다. 값은 옴의 법칙을 사용하여 계산됩니다: R = (V_공급- V_F) / I_F. 최악의 조건에서 전류가 원하는 I_F를 초과하지 않도록 데이터시트(또는 특정 빈)의 최대 V_F를 사용하십시오. 저항의 전력 정격도 충분해야 합니다: P_R= (I_F)² * R. 온도 범위 또는 다중 LED에 걸쳐 일관된 밝기가 필요한 설계의 경우, 간단한 저항 대신 정전류 드라이버 사용을 고려하십시오.

9.2 열 관리

SMD LED는 효율적이지만 여전히 열을 발생시킵니다. 최대 전류 정격에서 또는 그 근처에서 동작하면 접합 온도가 증가합니다. 고온은 광 출력(루멘 감소)을 감소시키고 장기적 열화를 가속화할 수 있습니다. 특히 LED가 높은 전류로 구동되거나 높은 주변 온도 환경에서 사용되는 경우, PCB 레이아웃이 적절한 열 방출을 제공하는지 확인하십시오. 데이터시트에 제공된 순방향 전류 디레이팅 곡선을 따르십시오.

9.3 광학 통합

120도 시야각은 넓은 방사를 제공합니다. 더 집중된 빔이 필요한 애플리케이션의 경우, 렌즈나 도광판과 같은 2차 광학 부품이 필요할 수 있습니다. 투명 수지 패키지는 외부 광학 요소와 함께 사용하기에 적합합니다. 도광판이나 확산판을 설계할 때는 LED의 공간 방사 패턴과 스펙트럼 출력을 고려하십시오.

10. 기술 비교 및 차별화

와이어 리드가 있는 기존의 스루홀 LED와 비교하여, 이 SMD LED는 현대 제조를 위한 결정적인 장점을 제공합니다: 극적으로 감소된 보드 공간, 완전 자동화 조립에 적합성, 그리고 더 얇은 제품을 가능하게 하는 낮은 프로파일. SMD LED 카테고리 내에서, 이 특정 부품의 주요 차별화 요소는 상대적으로 높은 광도 빈닝 범위(5mA에서 최대 28.5 mcd), 매우 넓은 120도 시야각, 그리고 엄격한 할로겐 프리 및 RoHS 표준 준수를 결합한 점을 포함합니다. 강도, 파장, 전압에 대한 상세한 빈닝 시스템은 색상과 밝기 매칭이 시각적으로 중요한 다중 LED 백라이트 어레이 또는 상태 표시등 클러스터와 같이 높은 일관성을 요구하는 애플리케이션에 필요한 세분성을 설계자에게 제공합니다.

11. 자주 묻는 질문 (FAQ)

Q: 전류 제한 저항이 왜 절대적으로 필요한가요?

A: LED는 비선형적이고 지수적인 전류-전압 관계를 가진 다이오드입니다. 전류를 제한하는 저항 없이는, 작은 과전압조차도 전류가 통제 불가능하게 상승하게 하여, 과열로 인해 거의 즉시 LED를 파괴할 것입니다.

Q: 저항 없이 3.3V 공급으로 이 LED를 구동할 수 있나요?

A: 아니요. 순방향 전압은 2.7V에서 3.2V까지 범위입니다. 3.3V 공급은 최소 V_F를 초과하며, 추가 0.1V ~ 0.6V를 떨어뜨릴 저항 없이는 전류가 제어되지 않고 최대 정격을 초과하여 LED를 손상시킬 가능성이 높습니다.

Q: "무연" 지정은 솔더링에 무엇을 의미하나요?

A> 이는 장치의 단자가 납이 없음을 의미합니다. 이는 조립 중 무연 솔더 합금을 사용해야 하며, 이는 일반적으로 기존의 주석-납 솔더보다 더 높은 녹는점을 가집니다. 제공된 리플로우 프로파일은 이러한 고온 무연 공정을 위해 특별히 설계되었습니다.

Q: 파트 넘버 빈 코드(예: ZL1M2QY)를 어떻게 해석하나요?

A> 코드는 빈닝 그룹에 대응합니다. 예를 들어, 'L1' 또는 'M2'는 광도 빈을 나타내고, 'Y'는 주 파장 빈(470-475nm)을 나타내며, 'QY'는 아마도 순방향 전압 빈 그룹을 참조할 것입니다. 정확한 매핑은 제조사의 상세 빈 코드 문서로 확인해야 합니다.

12. 설계 및 사용 사례 예시

사례 1: 자동차 계기판 스위치 백라이트:5-10개의 이 LED 클러스터가 다양한 버튼과 노브를 백라이트하는 데 사용됩니다. 설계자는 모든 스위치에서 균일한 색상과 밝기를 보장하기 위해 동일한 광도 빈(예: M1)과 주 파장 빈(예: Y)에서 LED를 선택합니다. 넓은 120° 시야각은 운전자 시점에서 백라이트가 보이도록 보장합니다. LED는 차량의 12V 전기 시스템 변동에도 불구하고 안정적인 밝기를 유지하기 위해 계기판 제어 모듈에 통합된 정전류 레귤레이터를 통해 보수적인 10mA로 구동됩니다.

사례 2: 산업 상태 표시등 패널:단일 LED가 공장 장비의 "전원 켜짐" 표시등으로 사용됩니다. 5V 레일, 15mA 동작을 위해 계산된 전류 제한 저항(최대 V_F 3.2V 사용: R = (5-3.2)/0.015 = 120Ω), 그리고 LED로 구성된 간단한 회로가 설계됩니다. 투명한 블루 빛은 조명이 밝은 산업 환경에서 매우 잘 보입니다. SMD 패키지는 패널 장착 스루홀 LED에 비해 공간을 절약하고 조립 비용을 줄이면서 메인 제어 PCB에 직접 배치될 수 있게 합니다.

13. 동작 원리

이 LED는 반도체 광자 장치입니다. 그 핵심은 InGaN(인듐 갈륨 나이트라이드) 재료로 만들어진 칩입니다. 다이오드의 턴-온 문턱을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 반도체의 활성 영역으로 주입됩니다. 이 전하 캐리어들은 재결합하며, 이 재결합에서 방출된 에너지는 광자(빛)의 형태로 방출됩니다. InGaN 합금의 특정 구성은 반도체의 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접적으로 방출된 빛의 파장(색상)을 결정합니다—이 경우, 블루입니다. 투명 에폭시 수지 캡슐은 섬세한 반도체 칩을 보호하고, 광 출력을 형성하는 렌즈 역할을 하며, 기계적 안정성을 제공합니다.

14. 기술 트렌드

19-218 시리즈와 같은 SMD LED의 개발은 전자제품의 소형화, 단위 면적당 기능 증가, 그리고 자동화된 대량 생산으로의 광범위한 트렌드의 일부입니다. 반도체 재료, 특히 InGaN 기반 블루 및 화이트 LED의 효율성과 색상 범위에서의 발전이 주요 동인이었습니다. 이 부품군의 미래 트렌드에는 광 효율의 추가 증가(전기 와트당 더 많은 광 출력), 향상된 색상 일관성과 렌더링, 온보드 제어 회로 통합("스마트" LED가 됨), 그리고 더 높은 전력 밀도와 더 나은 열 관리를 위해 설계된 패키지가 포함될 수 있습니다. 지속 가능성을 위한 추진은 유해 물질의 제거와 전 생애주기에 걸친 에너지 효율성 개선을 계속해서 주도하고 있습니다.