SMD LED 17-21 브릴리언트 오렌지 데이터시트 - 패키지 2.0x1.25x0.8mm - 전압 1.75-2.35V - 전력 60mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

17-21/S2C-AP1Q2B/3T는 고밀도 전자 어셈블리를 위해 설계된 표면 실장 장치(SMD) LED입니다. 이 부품의 주요 기능은 선명한 오렌지색 표시 또는 백라이트를 제공하는 것입니다. 이 부품의 핵심 장점은 약 2.0mm x 1.25mm의 초소형 크기로, 기존의 리드형 LED에 비해 인쇄 회로 기판(PCB)에서 상당한 공간 절약을 가능하게 합니다. 이 크기 감소는 최종 제품 설계의 소형화, 부품 보관 요구 사항 감소, 어셈블리 릴 및 PCB의 높은 패킹 밀도에 직접적으로 기여합니다. 이 장치는 AIGaInP(알루미늄 갈륨 인듐 포스파이드) 반도체 칩을 사용하여 제작되었으며, 투명 수지 렌즈로 캡슐화되어 있습니다. 이 재료 조합은 특징적인 선명한 오렌지 발광색을 생성하는 역할을 합니다. 본 제품은 무연, RoHS 준수, EU REACH 준수, 할로겐 프리(브롬 <900ppm, 염소 <900ppm, Br+Cl < 1500ppm)로 현대 환경 규정을 완전히 준수합니다. 7인치 직경 릴에 장착된 8mm 테이프 형태로 공급되어 고속 자동 픽 앤 플레이스 어셈블리 장비와 완벽하게 호환됩니다.

2. 기술 사양 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

이 장치는 지정된 전기적 및 열적 한계 내에서 안정적으로 작동하도록 설계되었습니다. 이 절대 최대 정격을 초과하면 영구적인 손상이 발생할 수 있습니다. 최대 역전압(VR)은 5V입니다. 연속 순방향 전류(IF)는 25mA를 초과해서는 안 됩니다. 펄스 동작의 경우, 듀티 사이클 1/10, 1kHz 조건에서 최대 60mA의 피크 순방향 전류(IFP)가 허용됩니다. 패키지의 총 전력 소산(Pd)은 60mW로 제한됩니다. 이 장치는 인체 모델(HBM) 기준 2000V의 정전기 방전(ESD)을 견딜 수 있습니다. 동작 온도 범위(Topr)는 -40°C에서 +85°C이며, 저장 온도 범위(Tstg)는 -40°C에서 +90°C로 약간 더 넓습니다. 납땜의 경우, 최대 10초 동안 피크 온도 260°C의 리플로우 프로파일을 견딜 수 있으며, 핸드 솔더링은 단자당 최대 3초 동안 350°C에서 가능합니다.

2.2 전기-광학 특성

주요 성능 파라미터는 주변 온도(Ta) 25°C, 순방향 전류(IF) 20mA의 표준 테스트 조건에서 측정됩니다. 광도(Iv)는 45.00 mcd에서 112.00 mcd까지의 전형적인 범위를 가지며, 특정 빈으로 분류됩니다. 반값 각도(2θ1/2)로 정의되는 시야각은 전형적으로 140도로, 많은 표시기 응용 분야에 적합한 넓은 발광 패턴을 제공합니다. 스펙트럼 특성은 611 nm의 피크 파장(λp)과 600.50 nm에서 612.50 nm 범위의 주 파장(λd)으로 정의됩니다. 스펙트럼 대역폭(Δλ)은 약 17 nm입니다. LED를 20mA로 구동하는 데 필요한 순방향 전압(VF)은 1.75V에서 2.35V 범위이며, 이 또한 빈으로 구성됩니다. 역전압 5V가 인가될 때 역전류(IR)는 10 μA 미만으로 보장되지만, 이 장치는 역방향 동작을 위한 것이 아닙니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산 시 색상과 밝기의 일관성을 보장하기 위해, LED는 광도, 주 파장, 순방향 전압이라는 세 가지 주요 파라미터를 기준으로 빈으로 분류됩니다.

3.1 광도 빈

IF=20mA로 구동 시 광 출력은 네 개의 빈(P1, P2, Q1, Q2)으로 분류됩니다. P1 빈은 45.00 mcd에서 57.00 mcd 범위를 포함합니다. P2 빈은 57.00 mcd에서 72.00 mcd 범위를 포함합니다. Q1 빈은 72.00 mcd에서 90.00 mcd 범위를 포함합니다. 가장 높은 출력 빈인 Q2는 90.00 mcd에서 112.00 mcd 범위를 포함합니다. 각 빈 내에는 ±11%의 허용 오차가 적용됩니다.

3.2 주 파장 빈

인지되는 색상을 정의하는 주 파장은 네 개의 빈(D8, D9, D10, D11)으로 분류됩니다. D8은 600.50 nm에서 603.50 nm 범위입니다. D9는 603.50 nm에서 606.50 nm 범위입니다. D10은 606.50 nm에서 609.50 nm 범위입니다. D11은 609.50 nm에서 612.50 nm 범위입니다. ±1nm의 허용 오차가 지정됩니다.

3.3 순방향 전압 빈

순방향 전압 강하는 회로 설계, 특히 전류 제한 저항 계산을 돕기 위해 세 개의 빈(0, 1, 2)으로 분류됩니다. 빈 0은 1.75V에서 1.95V 범위를 포함합니다. 빈 1은 1.95V에서 2.15V 범위를 포함합니다. 빈 2은 2.15V에서 2.35V 범위를 포함합니다. ±0.1V의 허용 오차가 명시되어 있습니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 다양한 조건에서 LED의 동작을 이해하는 데 필수적인 여러 특성 곡선을 제공합니다.

방사 다이어그램은 광 강도의 공간적 분포를 보여줍니다. 패턴은 전형적으로 람베르트 또는 근사 람베르트 형태이며, 상대 강도가 시야각에 대해 표시됩니다. 140도의 시야각은 영역 조명이나 넓은 가시성이 필요한 표시기에 적합한 넓고 확산된 발광을 확인시켜 줍니다.

4.2 상대 광도 대 순방향 전류

이 곡선은 구동 전류와 광 출력 사이의 비선형 관계를 보여줍니다. 광도는 전류와 함께 증가하지만 결국 포화 상태에 도달합니다. 권장 20mA를 크게 초과하여 동작하면 효율 저하와 노화 가속화를 초래할 수 있습니다.

4.3 상대 광도 대 주변 온도

이 그래프는 열 관리에 매우 중요합니다. 광 출력은 주변 온도가 상승함에 따라 감소합니다. 예를 들어, 최대 동작 온도인 +85°C에서는 출력이 25°C에서보다 현저히 낮을 수 있습니다. 온도 범위에 걸쳐 일관된 밝기가 필요한 설계에서는 이를 반드시 고려해야 합니다.

4.4 순방향 전류 디레이팅 곡선

이 곡선은 주변 온도의 함수로서 허용 가능한 최대 순방향 전류를 정의합니다. 온도가 증가함에 따라 최대 안전 전류는 60mW 전력 소산 한계를 초과하지 않도록 감소하며, 접합 온도를 관리하여 장기적인 신뢰성을 보장합니다.

4.5 순방향 전압 대 순방향 전류

이 IV(전류-전압) 특성은 다이오드의 전형적인 지수 관계를 보여줍니다. 이 곡선을 알면 적절한 전류 제한 회로를 설계하는 데 도움이 됩니다.

4.6 스펙트럼 분포

스펙트럼 파워 분포 플롯은 611nm 피크를 중심으로 파장에 따른 발광 강도를 보여줍니다. 좁은 대역폭(~17nm)은 상대적으로 순수한 오렌지색을 나타냅니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

5.1 패키지 치수

LED는 컴팩트한 직사각형 패키지를 가지고 있습니다. 주요 치수는 전체 길이, 너비 및 높이를 포함합니다. 캐소드는 패키지 본체의 특정 마크로 식별되며, 이는 어셈블리 중 올바른 방향을 위한 중요한 요소입니다. 명시되지 않은 모든 허용 오차는 일반적으로 ±0.1mm입니다.

5.2 릴, 테이프 및 습기 민감 패키징

부품은 방습 패키징으로 공급됩니다. 특정 포켓 치수를 가진 캐리어 테이프에 장착되어 7인치 직경 릴에 감겨 있습니다. 각 릴에는 3000개의 부품이 들어 있습니다. 패키징에는 건조제가 포함되어 있으며 알루미늄 방습 백 내부에 밀봉되어 있습니다. 백의 라벨에는 고객 제품 번호(CPN), 제품 번호(P/N), 포장 수량(QTY), 광도 등급(CAT), 색도/주 파장 등급(HUE), 순방향 전압 등급(REF) 및 로트 번호(LOT No)와 같은 중요한 정보가 제공됩니다.

6. 납땜 및 어셈블리 가이드라인

6.1 보관 및 취급 주의사항

LED는 습기 민감 장치(MSD)입니다. 개봉되지 않은 방습 백은 부품을 사용할 준비가 될 때까지 열어서는 안 됩니다. 개봉 후 사용하지 않은 LED는 30°C 이하, 상대 습도 60% 이하의 조건에서 보관해야 합니다. 백 개봉 후의 "플로어 라이프"는 168시간(7일)입니다. 부품이 이 시간을 초과하거나 건조제 지시약 색상이 변한 경우, 사용 전 60 ±5°C에서 24시간 동안 베이킹 처리를 통해 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 납땜 중 "팝콘 현상"을 방지해야 합니다.

6.2 리플로우 납땜 프로파일

무연 리플로우 납땜 프로파일이 지정되어 있습니다. 주요 파라미터는 다음과 같습니다: 150-200°C 사이의 예열 단계 60-120초; 액상선(217°C) 이상 시간 60-150초; 최대 260°C를 초과하지 않는 피크 온도, 최대 10초 유지; 최대 가열 및 냉각 속도. 동일한 부품에 대해 리플로우 납땜은 두 번 이상 수행해서는 안 됩니다.

6.3 핸드 솔더링 및 리워크

핸드 솔더링이 필요한 경우 각별한 주의가 필요합니다. 솔더링 아이언 팁 온도는 350°C 미만이어야 하며, 각 단자에 최대 3초 동안 적용해야 합니다. 솔더링 아이언 전력은 25W 이하여야 합니다. 각 단자를 납땜하는 사이에는 최소 2초의 간격을 두어야 합니다. 리워크는 강력히 권장되지 않습니다. 불가피한 경우, 듀얼 헤드 솔더링 아이언을 사용하여 두 단자를 동시에 가열하고 솔더 접합부에 기계적 스트레스를 피해야 합니다. 리워크 중 LED 손상 가능성이 높습니다.

6.4 회로 설계 고려사항

외부 전류 제한 저항은 필수입니다. LED의 순방향 전압은 음의 온도 계수를 가지며, 이는 온도가 상승함에 따라 감소한다는 의미입니다. 직렬 저항 없이 공급 전압의 작은 증가나 VF의 감소는 순방향 전류의 크고 파괴적인 증가를 초래할 수 있습니다. 저항 값은 공급 전압, LED의 순방향 전압 빈, 원하는 동작 전류(일반적으로 20mA 이하)를 기반으로 계산해야 합니다.

7. 적용 제안

7.1 전형적인 적용 시나리오

선명한 오렌지색과 작은 크기로 인해 이 LED는 다양한 응용 분야에 적합합니다: 계기판 대시보드, 스위치 및 심볼의 백라이트; 전화 및 팩스와 같은 통신 장비의 상태 표시기; 소비자 가전, 산업 제어 및 자동차 내장재의 범용 표시등; 소형 LCD 패널의 평면 백라이트.

7.2 설계 고려사항

이 LED를 통합할 때 설계자는 여러 요소를 고려해야 합니다:

전류 구동:항상 정전류원 또는 직렬 저항이 있는 전압원을 사용하십시오.열 관리:고주변 온도 또는 최대 전류 근처에서 동작할 경우 접합 온도를 관리하기 위해 충분한 PCB 구리 면적 또는 열 비아를 확보하십시오.광학 설계:넓은 시야각은 특정 응용 분야에 맞게 빛을 형성하기 위해 도광판이나 확산판이 필요할 수 있습니다.ESD 보호:2000V HBM 정격은 견고하지만 통제되지 않은 환경에서는 초과될 수 있으므로, 취급 및 어셈블리 중 표준 ESD 예방 조치를 구현하십시오.8. 기술 비교 및 차별화

기존의 스루홀 LED 기술과 비교하여, 이 SMD LED는 상당한 장점을 제공합니다: 기판 공간 70% 이상 감소, 완전 자동화 어셈블리 호환성으로 인한 노동 비용 절감, 구부러진 리드가 없어 신뢰성 향상. SMD LED 시장 내에서 주요 차별화 요소는 고효율 오렌지광을 위한 AIGaInP 기술 사용(필터링 또는 염색 LED보다 우수함), 할로겐 프리 요구 사항에 대한 특정 준수, 생산 런에서 정밀한 색상 및 밝기 매칭을 가능하게 하는 상세한 빈닝 구조입니다. 크기에 비해 상대적으로 높은 광도와 낮은 순방향 전압의 조합은 전반적으로 우수한 전력 효율에 기여합니다.

9. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 5V 공급 전압으로 어떤 저항 값을 사용해야 합니까?

A: 값은 LED의 순방향 전압(VF) 빈에 따라 다릅니다. 최악의 경우(가장 낮은 VF) 1.75V와 목표 전류 20mA를 사용하면: R = (공급전압 - Vf) / If = (5V - 1.75V) / 0.02A = 162.5 옴입니다. 표준 160 또는 180 옴 저항이 적합할 것입니다. 사용 중인 특정 VF 빈에 대해 항상 계산하고 저항의 전력 소산을 확인하십시오.

Q: 이 LED를 디밍을 위해 PWM 신호로 구동할 수 있습니까?

A: 예, 펄스 폭 변조(PWM)는 LED 디밍의 효과적인 방법입니다. 각 펄스의 피크 전류가 60mA 정격을 초과하지 않도록 하고, 시간 평균 전류가 25mA 연속 정격을 초과하지 않도록 하십시오. 100Hz에서 1kHz의 주파수가 일반적입니다.

Q: 백 개봉 후 보관 시간이 왜 7일로 제한됩니까?

A: 플라스틱 패키징 재료는 공기 중의 수분을 흡수할 수 있습니다. 고온 리플로우 납땜 공정 중에 갇힌 이 수분이 빠르게 증기로 팽창하여 내부 박리 또는 균열("팝콘 현상")을 일으켜 부품을 파괴할 수 있습니다. 7일 제한은 패키지의 습기 민감도 수준(MSL)을 기반으로 합니다.

Q: 온도가 광 출력에 어떤 영향을 미칩니까?

A: 광 출력은 음의 온도 계수를 가집니다. 접합 온도가 증가함에 따라 발광 효율이 감소하여 동일한 구동 전류에서 더 낮은 광 출력이 발생합니다. 섹션 4의 성능 곡선은 이 관계를 정량화하며, 고온 환경에서 작동하는 응용 분야에 매우 중요합니다.

10. 설계 및 사용 사례 연구

시나리오: 산업용 컨트롤러를 위한 다중 표시기 상태 패널 설계.

패널에는 다양한 시스템 상태를 표시하기 위해 동일한 선명한 오렌지 LED 20개가 필요합니다. 균일한 외관을 보장하기 위해 동일한 광도 빈(예: Q1)과 동일한 주 파장 빈(예: D10)의 LED를 지정하는 것이 필수적입니다. PCB 레이아웃에는 패키지 도면에 따른 올바른 크기의 패드와 시스템의 3.3V 논리 공급 전압 및 선택된 VF 빈을 기반으로 계산된 각 LED에 대한 전류 제한 저항이 포함되어야 합니다. 어셈블리를 단순화하기 위해 설계는 자동 배치 장비와 직접 테이프 및 릴 형식을 사용해야 합니다. 제조 공정은 리플로우 프로파일을 준수하고 개봉된 릴의 7일 플로어 라이프를 관리하여 습기 관련 수율 손실을 방지해야 합니다. 열 분석은 20개의 LED를 가까이 배치해도 최대 허용 전류를 디레이팅시키는 국부 가열을 유발하지 않는지 확인해야 합니다.11. 동작 원리 소개

이 LED의 발광은 AIGaInP(알루미늄 갈륨 인듐 포스파이드)로 만들어진 반도체 p-n 접합의 전계 발광을 기반으로 합니다. 접합의 내재 전위를 초과하는 순방향 전압이 인가되면, n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 활성 영역으로 주입됩니다. 여기서 이들은 재결합하며 광자의 형태로 에너지를 방출합니다. AIGaInP 합금의 특정 밴드갭 에너지는 발광되는 빛의 파장(색상)을 결정하며, 이 경우 오렌지 스펙트럼(~611 nm)에 있습니다. 투명 에폭시 수지 캡슐러트는 반도체 칩을 보호하고 기계적 안정성을 제공하며, 광 출력 패턴을 형성하는 렌즈 역할을 합니다.

12. 기술 동향

SMD 표시기 LED의 일반적인 동향은 더 높은 효율(와트당 더 많은 루멘 또는 밀리칸델라), 밀도 증가를 위한 더 작은 패키지 크기, 더 엄격한 빈닝을 통한 향상된 색상 일관성을 지속적으로 추구하고 있습니다. 자동차 및 산업 응용 분야를 위한 고온 동작을 포함하여 더 넓은 환경 조건에서 더 높은 신뢰성과 더 긴 수명을 위한 강력한 추진력도 있습니다. 내장된 전류 제한 저항이나 보호 다이오드와 같은 기능을 동일 패키지 내에 통합하는 것은 회로 설계를 단순화하고 기판 공간을 더욱 절약하기 위한 또 다른 지속적인 발전입니다. 할로겐 프리 재료 및 완전한 RoHS 준수를 포함한 환경 규정 준수는 차별화 요소가 아닌 표준 요구 사항이 되었습니다.

The general trend in SMD indicator LEDs continues toward higher efficiency (more lumens or millicandelas per watt), smaller package sizes for increased density, and improved color consistency through tighter binning. There is also a strong drive for higher reliability and longer lifetime under a wider range of environmental conditions, including higher temperature operation for automotive and industrial applications. Integration of features, such as built-in current-limiting resistors or protection diodes within the same package, is another ongoing development to simplify circuit design and save board space further. Environmental compliance, including halogen-free materials and full RoHS adherence, has become a standard requirement rather than a differentiator.