SMD LED 19-213/Y2C-CQ1 R2/3T 데이터시트 - 브릴리언트 옐로우 - 20mA - 2.2V 표준 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

19-213/Y2C-CQ1 R2/3T는 고밀도 전자 어셈블리를 위해 설계된 표면 실장 장치(SMD) LED입니다. 단일 색상 타입으로, 선명한 노란색 빛을 방출하며, AlGaInP 반도체 재료를 사용하여 제작되고 투명 수지로 캡슐화되어 있습니다. 이 부품은 기존의 리드 프레임 LED보다 상당히 작아 PCB 점유 면적을 크게 줄이고, 패킹 밀도를 높이며, 궁극적으로 최종 장비의 소형화에 기여합니다. 경량 구조로 인해 공간과 무게가 중요한 제약 조건인 애플리케이션에 특히 적합합니다.

1.1 핵심 특징 및 장점

이 LED의 주요 장점은 SMD 패키지와 재료 구성에서 비롯됩니다. 주요 특징으로는 7인치 직경 릴에 8mm 표준 테이프와의 호환성이 포함되어 있어 자동 픽 앤 플레이스 어셈블리 장비와 완벽하게 호환됩니다. 적외선 및 기상 리플로우 솔더링 공정 모두에 사용하도록 설계되어 현대적인 대량 생산 기술과 일치합니다. 이 장치는 무연(Pb-free)이며 RoHS, EU REACH 및 할로겐 프리 표준(Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm)을 포함한 주요 환경 및 안전 규정을 준수합니다. 제품 자체는 RoHS 준수 사양 내에서 유지 관리됩니다.

1.2 목표 애플리케이션

이 LED는 다용도로 사용되며 다양한 조명 및 표시 역할에 사용됩니다. 일반적인 애플리케이션으로는 계기판 대시보드 및 스위치의 백라이트가 있습니다. 통신 장비에서는 전화기 및 팩스 기기와 같은 장치의 표시등 또는 백라이트로 사용됩니다. 또한 LCD, 스위치 및 기호에 평면 백라이트를 제공하는 데 적합합니다. 범용 설계로 인해 소형이면서 밝은 노란색 표시등이 필요한 다양한 소비자 및 산업용 전자 제품에 대한 신뢰할 수 있는 선택지입니다.

2. 기술 사양 및 객관적 해석

이 섹션에서는 표준 테스트 조건(Ta=25°C)에서 장치의 작동 한계 및 성능 특성에 대한 상세하고 객관적인 분석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 한계 이하 또는 이 한계에서의 작동은 보장되지 않습니다. 최대 역전압(VR)은 5V입니다. 연속 순방향 전류(IF)는 25 mA를 초과해서는 안 됩니다. 펄스 동작의 경우, 1 kHz에서 듀티 사이클 1/10 조건에서 60 mA의 피크 순방향 전류(IFP)가 허용됩니다. 최대 소비 전력(Pd)은 60 mW입니다. 이 장치는 인체 모델(HBM) 기준 2000V의 정전기 방전(ESD)을 견딜 수 있습니다. 작동 온도 범위(Topr)는 -40°C에서 +85°C이며, 저장 온도 범위(Tstg)는 -40°C에서 +90°C로 약간 더 넓습니다. 솔더링 온도 한계는 리플로우(최대 10초 동안 260°C) 및 핸드 솔더링(팁에서 최대 3초 동안 350°C)에 대해 명시되어 있습니다.

2.2 전기-광학 특성

이 매개변수는 일반 작동 조건(IF=20mA, Ta=25°C)에서의 광 출력 및 전기적 성능을 정의합니다. 발광 강도(Iv)는 일반적인 범위를 가지며, 빈닝 시스템에 의해 정의된 특정 최소 및 최대값이 있습니다. 시야각(2θ1/2)은 일반적으로 120도로, 넓은 방사 패턴을 나타냅니다. 피크 파장(λp)은 약 591 nm를 중심으로 하며, 주 파장(λd)은 585.5 nm에서 591.5 nm까지 범위로, 인지되는 노란색 색상을 정의합니다. 스펙트럼 대역폭(Δλ)은 약 15 nm입니다. 순방향 전압(VF)은 일반적으로 2.20V로 측정되며, 범위는 1.70V에서 2.40V입니다. 역전류(IR)는 매우 낮으며, VR=5V에서 최대 10 μA입니다. 이 장치는 역바이어스 조건에서 작동하도록 설계되지 않았으며, VR 정격은 IR 테스트 조건에만 적용된다는 점을 유의하는 것이 중요합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산 시 색상과 밝기의 일관성을 보장하기 위해 LED는 빈으로 분류됩니다. 이 장치는 두 개의 독립적인 빈닝 매개변수를 사용합니다.

3.1 발광 강도 빈닝

발광 출력은 20mA로 구동될 때 네 개의 빈(Q1, Q2, R1, R2)으로 분류됩니다. Q1 빈은 72.0 mcd에서 90.0 mcd까지의 범위를 포함합니다. Q2는 90.0 mcd에서 112.0 mcd까지입니다. R1은 112.0 mcd에서 140.0 mcd까지를 포함합니다. 가장 높은 출력 빈인 R2는 140.0 mcd에서 180.0 mcd까지 범위입니다. 각 빈 내 발광 강도에는 ±11%의 허용 오차가 적용됩니다.

3.2 주 파장 빈닝

색상(주 파장)은 색조 변화를 제어하기 위해 두 개의 빈(D3 및 D4)으로 분류됩니다. D3 빈에는 주 파장이 585.5 nm에서 588.5 nm 사이인 LED가 포함됩니다. D4 빈에는 588.5 nm에서 591.5 nm 사이인 LED가 포함됩니다. 주 파장에는 ±1 nm의 허용 오차가 지정됩니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에는 다양한 조건에서 장치 동작을 설명하는 여러 특성 곡선이 포함되어 있습니다. 이는 회로 설계 및 열 관리에 필수적입니다.

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압(I-V 곡선)

이 곡선은 LED를 통해 흐르는 전류와 그 양단의 전압 강하 사이의 관계를 보여줍니다. 이는 다이오드의 전형적인 비선형 곡선입니다. 이 곡선을 통해 설계자는 주어진 구동 전류에 대한 작동 전압을 결정할 수 있으며, 이는 적절한 전류 제한 저항 선택 또는 정전류 드라이버 설계에 중요합니다.

4.2 상대 발광 강도 대 주변 온도

이 그래프는 광 출력의 온도 의존성을 보여줍니다. 주변 온도(Ta)가 증가함에 따라 발광 강도는 일반적으로 감소합니다. 이 특성은 고온 환경에서 작동하는 애플리케이션에 매우 중요하며, 일관된 밝기를 유지하기 위해 광학적 또는 전기적 보상이 필요할 수 있습니다.

4.3 상대 발광 강도 대 순방향 전류

이 그래프는 광 출력이 구동 전류에 따라 어떻게 변하는지 보여줍니다. 전류를 증가시키면 일반적으로 밝기가 증가하지만, 관계는 완벽하게 선형이 아니며, 매우 높은 전류에서는 효율이 떨어질 수 있습니다. 또한 순방향 전류 디레이팅 곡선을 알려주며, 이는 소비 전력 한계 내에 머물기 위해 주변 온도의 함수로서 허용 가능한 최대 연속 전류를 보여줍니다.

4.4 스펙트럼 분포 및 방사 패턴

스펙트럼 분포 곡선은 파장에 대한 상대 강도를 표시하여 피크 및 주 파장 값을 확인하고 방출된 빛 스펙트럼의 모양을 보여줍니다. 방사 다이어그램(극좌표도)은 120도 시야각을 시각적으로 나타내며, 빛의 강도가 공간적으로 어떻게 분포하는지 보여줍니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

PCB 레이아웃 및 어셈블리를 위해서는 정확한 기계적 데이터가 필요합니다.

5.1 패키지 치수

데이터시트는 LED 패키지의 상세한 치수 도면을 제공합니다. 지정되지 않은 모든 허용 오차는 ±0.1 mm입니다. 설계자는 이 도면을 참조하여 PCB에 올바른 랜드 패턴(풋프린트)을 생성하여 적절한 솔더링 및 정렬을 보장해야 합니다.

6. 솔더링 및 어셈블리 지침

적절한 취급은 신뢰성에 매우 중요합니다. 이 장치는 습기에 민감하며 특정 솔더링 프로파일이 필요합니다.

6.1 저장 및 습기 민감도

LED는 건조제와 함께 습기 방지 백에 포장되어 공급됩니다. 부품을 사용할 준비가 될 때까지 백을 열어서는 안 됩니다. 개봉 후 사용하지 않은 LED는 ≤30°C 및 ≤60% 상대 습도에서 보관해야 합니다. 개봉 후 "플로어 라이프"는 168시간(7일)입니다. 이 시간을 초과하거나 건조제 지시약이 포화 상태를 나타내는 경우, 사용 전 60 ±5°C에서 24시간 동안 베이킹 처리가 필요합니다.

6.2 리플로우 솔더링 프로파일

무연(Pb-free) 리플로우 프로파일이 지정되어 있습니다. 주요 매개변수로는 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), 제어된 상승 및 냉각 속도(각각 최대 6°C/초 및 3°C/초)가 포함됩니다. 리플로우 솔더링은 두 번 이상 수행해서는 안 됩니다. 가열 중 LED 본체에 가해지는 응력 및 솔더링 후 보드 휨은 피해야 합니다.

6.3 핸드 솔더링 및 수리

핸드 솔더링이 필요한 경우, 솔더링 아이언 팁 온도는 350°C 이하로 유지하고, 단자당 3초 이내로 적용해야 합니다. 저전력 아이언(<25W)을 사용하는 것이 권장되며, 각 단자를 솔더링할 때마다 최소 2초의 간격을 두어야 합니다. 초기 솔더링 후 수리는 권장되지 않습니다. 불가피한 경우, 이중 헤드 솔더링 아이언을 사용하여 두 단자를 동시에 가열하여 열 응력을 최소화해야 합니다. 손상 가능성은 사전에 평가해야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

이 장치는 자동화 어셈블리를 위한 산업 표준 포장으로 공급됩니다.

7.1 릴 및 테이프 사양

LED는 7인치 직경 릴에 감긴 8mm 너비의 캐리어 테이프에 공급됩니다. 각 릴에는 3000개가 들어 있습니다. 캐리어 테이프 및 릴에 대한 상세한 치수 도면이 제공되며, 별도로 명시되지 않는 한 표준 허용 오차는 ±0.1 mm입니다.

7.2 라벨 설명

포장 라벨에는 여러 주요 식별자가 포함되어 있습니다: CPN(고객 제품 번호), P/N(제품 번호), QTY(포장 수량), CAT(발광 강도 등급/빈), HUE(색도 좌표 및 주 파장 등급/빈), REF(순방향 전압 등급), LOT No(추적성을 위한 로트 번호).

8. 애플리케이션 설계 고려사항

8.1 회로 보호

기본적인 설계 규칙은 직렬 전류 제한 저항의 필수 사용입니다. LED의 순방향 전압은 음의 온도 계수와 생산 편차를 가집니다. 공급 전압이 약간 증가하면 저항이나 정전류 드라이버에 의해 제한되지 않을 경우 순방향 전류가 크게, 파괴적으로 증가할 수 있습니다.

8.2 열 관리

작은 SMD 부품이지만, 소비 전력(최대 60 mW)과 주변 온도에 따른 순방향 전류의 디레이팅을 고려해야 합니다. 고온 또는 고전류 애플리케이션에서는 성능과 수명을 유지하기 위해 열 패드(해당되는 경우) 주변의 충분한 PCB 구리 면적 또는 일반적인 보드 냉각이 필요할 수 있습니다.

8.3 광학 설계

넓은 120도 시야각으로 인해 이 LED는 넓은 조명 또는 다중 각도에서의 가시성이 필요한 애플리케이션에 적합합니다. 집중된 빛을 위해서는 2차 광학(렌즈)가 필요합니다. 투명 수지 패키지는 확산 없이 진정한 칩 색상을 원하는 애플리케이션에 최적입니다.

9. 자주 묻는 질문(기술 매개변수 기반)

Q: 5V 공급 전압으로 어떤 저항 값을 사용해야 합니까?

A: 옴의 법칙(R = (Vsupply - Vf) / If)과 일반적인 값(Vf=2.2V, If=20mA)을 사용하면, R = (5 - 2.2) / 0.02 = 140 옴입니다. 표준 150 옴 저항이 안전한 시작점이 될 수 있지만, 전류가 최대 정격을 초과하지 않도록 최소 Vf(1.7V)를 확인해야 합니다.

Q: 3.3V 마이크로컨트롤러 핀으로 이 LED를 구동할 수 있습니까?

A: 예, 하지만 효율은 낮아집니다. Vf 일반값=2.2V 및 3.3V 공급 전압으로, 저항 양단의 전압 강하는 1.1V에 불과합니다. 20mA를 달성하려면 R = 1.1 / 0.02 = 55 옴이 필요합니다. 마이크로컨트롤러 핀이 필요한 전류를 공급/흡수할 수 있는지 확인하십시오.

Q: 저장 온도 범위가 작동 범위보다 넓은 이유는 무엇입니까?

A: 작동 범위는 활성 반도체 동작, 광 출력 및 전기적 스트레스 하의 장기 신뢰성을 고려합니다. 저장 범위는 재료 무결성 및 습기 흡수만이 문제가 되는 수동 부품을 위한 것이므로 약간 더 넓은 온도 창이 허용됩니다.

Q: "브릴리언트 옐로우" 색상은 무엇을 의미합니까?

A: 이는 AlGaInP 반도체 재료에 의해 생성된 특정 색조를 설명하며, 585-592 nm 범위의 주 파장에 해당합니다. 이는 더 넓은 스펙트럼 또는 인광체 변환 노란색에 비해 채도가 높고 순수한 노란색입니다.

10. 설계 및 사용 사례 연구

시나리오: 소비자 가전 제품용 상태 표시 패널 설계.설계자는 고밀도 PCB에 여러 개의 밝고 일관된 노란색 표시등이 필요합니다. 19-213 LED는 작은 크기, 자동 배치 호환성, 그리고 강도(높은 밝기를 위해 선택된 R1 빈) 및 파장(일관된 색상을 위한 D4 빈)에 대한 명확한 빈닝으로 선택되었습니다. PCB 레이아웃은 데이터시트의 정확한 패키지 치수를 사용합니다. 5V 레일이 사용 가능하므로, 일반적인 Vf를 기준으로 계산된 150옴 0805 저항이 각 LED와 직렬로 배치됩니다. 어셈블리 업체에는 지정된 리플로우 프로파일을 따르고, 사용 전 습기 차단 백이 48시간 이상 개방된 경우 릴을 베이킹하도록 지시합니다. 넓은 시야각은 최종 제품에서 다양한 각도에서 표시등이 보이도록 보장합니다.

11. 기술 원리 소개

이 LED는 AlGaInP(알루미늄 갈륨 인듐 포스파이드) 반도체 칩을 기반으로 합니다. 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 반도체의 활성 영역에서 재결합하여 광자의 형태로 에너지를 방출합니다. AlGaInP 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접적으로 방출된 빛의 파장(색상)에 해당합니다—이 경우 노란색(~591 nm). 칩은 도전성 에폭시 또는 솔더로 표면 실장 패키지에 장착되고, 와이어 본딩되어 패키지 리드에 연결됩니다. 그런 다음 칩을 보호하고, 광 출력을 형성하는 렌즈 역할을 하며, 기계적 안정성을 제공하는 투명 에폭시 또는 실리콘 수지로 캡슐화됩니다.

12. 기술 동향 및 맥락

19-213과 같은 SMD LED는 제조 효율성과 크기로 인해 대부분 스루홀 LED를 대체하여 표시등 및 백라이트 애플리케이션의 산업 표준을 나타냅니다. AlGaInP 재료의 사용은 적색, 주황색 및 노란색 스펙트럼에서 높은 효율과 색 순도를 제공합니다. 더 넓은 LED 산업의 현재 동향은 발광 효율(루멘/와트) 증가, 색 재현성 개선, 더욱 소형화(예: 칩 스케일 패키지), 그리고 더 높은 온도 및 전류 밀도 하에서의 신뢰성 향상에 계속 초점을 맞추고 있습니다. 표준 표시등 애플리케이션의 경우, 이 기술은 성숙되어 있으며, 비용 최적화된 제조, 일관성을 위한 엄격한 빈닝, 그리고 진화하는 환경 규정(할로겐 프리, 낮은 탄소 발자국) 준수에 중점을 두고 있습니다.