SMD LED 19-219 브릴리언트 옐로우 데이터시트 - 사이즈 1.6x0.8x0.65mm - 순방향 전압 1.7-2.2V - 광도 18-45mcd - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

19-219은 표면 실장 장치(SMD) 방식의 브릴리언트 옐로우 색상을 발광하는 LED입니다. AlGaInP 칩 기술을 사용하여 제작되었으며, 투명 수지로 캡슐화되어 있습니다. 주요 장점으로는 컴팩트한 폼 팩터, 자동화된 조립 공정과의 호환성, RoHS, REACH 및 할로겐 프리 요구사항과 같은 현대적인 환경 및 안전 표준 준수가 포함됩니다.

1.1 핵심 장점 및 타겟 시장

리드 프레임 타입 LED에 비해 현저히 작은 크기는 인쇄 회로 기판(PCB)에서 더 높은 패킹 밀도를 가능하게 하여 전체 장비의 크기와 무게를 줄여줍니다. 이는 특히 소형 및 공간 제약이 있는 애플리케이션에 적합합니다. 이 장치는 지름 7인치 릴에 감겨 있는 8mm 테이프에 패키징되어 고속 자동 피크 앤 플레이스 조립을 용이하게 합니다. 주요 타겟 시장은 신뢰할 수 있고 컴팩트한 조명이 필요한 소비자 가전, 자동차 내장재, 통신 장비 및 일반 지시등 애플리케이션을 포함합니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

이 섹션에서는 19-219 LED에 대해 명시된 주요 전기적, 광학적 및 열적 파라미터에 대한 상세하고 객관적인 분석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

절대 최대 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이는 동작 조건이 아닙니다.

• 역방향 전압 (V_R):5V. 역방향 바이어스에서 이 전압을 초과하면 접합 파괴를 일으킬 수 있습니다.
• 연속 순방향 전류 (I_F):25 mA. 연속적으로 인가할 수 있는 최대 DC 전류입니다.
• 피크 순방향 전류 (I_FP):60 mA. 이는 과도 서지를 처리하기 위해 펄스 조건(1 kHz에서 듀티 사이클 1/10)에서만 허용됩니다.
• 전력 소산 (P_d):60 mW. 패키지가 소산할 수 있는 최대 전력으로, V_F* I_F.
• 정전기 방전 (ESD) 휴먼 바디 모델 (HBM):2000V. 중간 수준의 ESD 강건성을 나타냅니다. 표준 ESD 취급 주의사항이 여전히 필요합니다.
• 동작 온도 (T_opr):-40°C ~ +85°C. 장치가 동작하도록 규정된 주변 온도 범위입니다.
• 보관 온도 (T_stg):-40°C ~ +90°C.
• 솔더링 온도:이 장치는 피크 온도 260°C에서 최대 10초 동안 리플로우 솔더링을 견딜 수 있으며, 또는 단자당 350°C에서 최대 3초 동안 핸드 솔더링을 견딜 수 있습니다.

2.2 전기-광학 특성

이 파라미터들은 별도로 명시되지 않는 한, 표준 테스트 조건인 I_F= 5 mA 및 T_a= 25°C에서 측정됩니다. 이는 일반적인 성능을 나타냅니다.

• 광도 (I_v):18 ~ 45 밀리칸델라 (mcd). 이 넓은 범위는 빈닝 시스템을 통해 관리됩니다 (섹션 3 참조). 허용 오차는 ±11%입니다.
• 시야각 (2θ_1/2):130도 (일반적). 이는 광도가 피크 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도로, 넓은 시야 패턴을 나타냅니다.
• 피크 파장 (λ_p):591 nm (일반적). 스펙트럼 파워 분포가 최대가 되는 파장입니다.
• 주 파장 (λ_d):585.5 ~ 594.5 nm. 이는 인지되는 색상(노란색)을 정의하며, 빈닝의 대상이기도 합니다. 허용 오차는 ±1 nm입니다.
• 스펙트럼 대역폭 (Δλ):15 nm (일반적). 최대 강도의 절반에서 측정된 방출 스펙트럼의 폭입니다.
• 순방향 전압 (V_F):5 mA에서 1.7 ~ 2.2 V. 이 범위는 전압 빈닝을 통해 관리됩니다. 허용 오차는 ±0.05V입니다.
• 역방향 전류 (I_R):V_R= 5V에서 10 μA (최대).

3. 빈닝 시스템 설명

생산에서 색상과 밝기의 일관성을 보장하기 위해 LED는 주요 파라미터에 따라 빈으로 분류됩니다.

3.1 광도 빈닝

빈은 I_F=5mA에서의 최소 및 최대 광도 값으로 정의됩니다.

• 빈 M1:18.0 - 22.5 mcd
• 빈 M2:22.5 - 28.5 mcd
• 빈 N1:28.2 - 36.0 mcd
• 빈 N2:36.0 - 45.0 mcd

3.2 주 파장 빈닝

색상 균일성을 유지하기 위해 LED는 정확한 주 파장에 따라 그룹화됩니다.

• 그룹 A, 빈 D3:585.5 nm
• 그룹 A, 빈 D4:588.5 nm
• 그룹 A, 빈 D5:591.5 nm

3.3 순방향 전압 빈닝

회로 설계, 특히 전류 제한 저항 계산 및 전력 관리를 돕기 위해 0.1V 단계로 분류됩니다.

• 빈 19:1.7 - 1.8 V
• 빈 20:1.8 - 1.9 V
• 빈 21:1.9 - 2.0 V
• 빈 22:2.0 - 2.1 V
• 빈 23:2.1 - 2.2 V

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 다양한 동작 조건에서 장치 동작을 이해하는 데 중요한 여러 특성 곡선을 제공합니다.

4.1 상대 광도 대 순방향 전류

이 곡선은 광 출력이 전류와 함께 증가하지만 선형적으로는 아니라는 것을 보여줍니다. 매우 낮은 전류에서는 증가가 급격하지만, 효율 저하 및 열 효과로 인해 높은 전류에서는 포화되는 경향이 있습니다. 이는 최적의 밝기와 수명을 위해 지정된 전류에서 LED를 구동하는 것의 중요성을 강조합니다.

4.2 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

I-V 곡선은 다이오드의 전형적인 지수 함수 형태입니다. 순방향 전압의 작은 변화는 순방향 전류의 큰 변화를 초래합니다. 이는 열 폭주 및 장치 고장을 방지하기 위해 정전류 드라이버 또는 잘 계산된 직렬 저항이 절대적으로 필요함을 강조합니다.

4.3 상대 광도 대 주변 온도

LED 광 출력은 접합 온도가 상승함에 따라 감소합니다. 이 곡선은 디레이팅을 정량화하여 주변 온도가 최대 동작 한계에 접근함에 따라 광도가 크게 떨어질 수 있음을 보여줍니다. 일관된 밝기를 유지하기 위해서는 PCB 상의 효과적인 열 관리가 필수적입니다.

4.4 순방향 전류 디레이팅 곡선

이 그래프는 주변 온도의 함수로서 허용 가능한 최대 연속 순방향 전류를 정의합니다. 신뢰성을 보장하기 위해 높은 주변 온도에서 동작할 때는 접합 온도를 안전한 한계 내로 유지하기 위해 순방향 전류를 줄여야 합니다.

4.5 스펙트럼 분포 및 방사 패턴

스펙트럼 플롯은 약 591 nm를 중심으로 한 단색 노란색 방출을 확인시켜 줍니다. 방사 다이어그램은 넓은 130도 시야각을 가진 람베르시안과 유사한 방출 패턴을 보여주며, 넓은 영역 조명이 필요한 애플리케이션에 적합합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

이 장치는 컴팩트한 풋프린트를 가지고 있습니다. 주요 치수(mm)는 다음과 같습니다: 길이: 1.6 ±0.1, 너비: 0.8 ±0.1, 높이: 0.65 ±0.1. 캐소드는 패키지 하단의 특정 패드 형상 또는 마킹으로 식별됩니다.

5.2 권장 솔더링 패드 레이아웃

PCB 설계를 위해 권장 랜드 패턴이 제공되며, 애노드 및 캐소드 패드의 치수가 포함됩니다. 이 설계에는 신뢰할 수 있는 솔더링과 기계적 안정성을 보장하기 위한 열 릴리프 및 적절한 간격이 포함됩니다. 엔지니어는 특정 PCB 제조 공정 및 열 요구 사항에 따라 이 패턴을 수정하는 것이 좋습니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

무연 리플로우 프로파일이 명시되어 있습니다: 예열: 150-200°C, 60-120초; 액상선 이상 시간 (217°C): 60-150초; 피크 온도: 최대 260°C, 최대 10초. 구성 요소에 가해지는 열 응력을 최소화하기 위해 최대 가열 및 냉각 속도도 정의됩니다.

6.2 중요 주의사항

• 전류 제한:외부 전류 제한 저항은 필수입니다. LED의 지수적인 I-V 특성은 공급 전압의 약간의 변동조차도 파괴적인 전류 스파이크를 일으킬 수 있음을 의미합니다.
• 리플로우 사이클:LED를 두 번 이상의 리플로우 솔더링 사이클에 노출시키지 마십시오.
• 기계적 응력:솔더링 중 또는 보드 취급 중에 LED 본체에 응력을 가하지 마십시오. 조립 후 PCB를 휘지 마십시오.
• 핸드 솔더링:필요한 경우, 팁 용량이 25W 미만인 온도 제어 아이언 (<350°C)을 사용하십시오. 단자당 접촉 시간을 3초로 제한하고 리드 사이에 충분한 냉각 간격을 두십시오.

7. 보관 및 취급

이 장치는 습기에 민감합니다(MSL).

• 개봉 전:≤30°C 및 ≤90% RH에서 보관하십시오.
• 개봉 후:≤30°C/≤60% RH 조건에서의 "플로어 라이프"는 1년입니다. 사용하지 않은 장치는 제습제와 함께 방습 백에 다시 밀봉해야 합니다.
• 베이킹:보관 시간을 초과하거나 제습제 지시약이 습기 침투를 나타내는 경우, 사용 전 60 ±5°C에서 24시간 동안 베이킹하여 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 중 "팝콘 현상"을 방지하십시오.

8. 패키징 및 주문 정보

표준 패키징은 8mm 캐리어 테이프에 릴당 3000개입니다. 자동 공급기 설정을 위한 릴 치수가 제공됩니다. 릴의 라벨에는 부품 번호, 수량, 광도 빈(CAT), 주 파장 빈(HUE), 순방향 전압 빈(REF) 및 로트 번호와 같은 정보가 포함됩니다.

9. 애플리케이션 제안

9.1 일반적인 애플리케이션 시나리오

• 자동차 내장재:계기판, 스위치 및 제어판의 백라이트.
• 통신:전화기 및 팩스기의 상태 표시등 및 키패드 백라이트.
• 소비자 가전:소형 LCD용 평면 백라이트, 스위치 조명 및 심볼 표시등.
• 일반 목적 표시:다양한 전자 장치의 전원 상태, 모드 선택 및 경고 표시등.

9.2 설계 고려사항

• 구동 회로:항상 직렬 저항 또는 정전류 드라이버를 사용하십시오. 저항 값을 R = (V_공급- V_F) / I_F를 사용하여 계산하되, 빈닝 범위에서 최악의 경우 V_F를 고려하십시오.
• 열 관리:저전력이지만, 높은 주변 온도 또는 최대 전류 근처에서 동작할 경우 광 출력과 수명을 유지하기 위해 충분한 PCB 구리 면적 또는 열 비아를 확보하십시오.
• 광학 설계:넓은 시야각은 직접 시청에 적합합니다. 집중된 빛을 위해서는 외부 렌즈가 필요할 수 있습니다.

10. 기술 비교 및 차별화

19-219 LED의 주요 차별화 요소는 매우 작은 1608 패키지 크기(1.6x0.8mm)와 해당 등급에서 상대적으로 높은 광도(최대 45 mcd)의 결합에 있습니다. AlGaInP 기술의 사용은 효율적인 노란색 방출을 제공합니다. 할로겐 프리 및 엄격한 RoHS/REACH 표준 준수는 엄격한 환경 규제가 있는 글로벌 시장에 적합하게 만듭니다. 더 큰 스루홀 LED와 비교할 때, 상당한 소형화 및 자동화 조립 비용 절감을 가능하게 합니다.

11. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 전류 제한 저항이 왜 절대적으로 필요한가요?

A: LED의 순방향 전압은 음의 온도 계수와 제조 허용 오차가 매우 작습니다. 저항 없이는 공급 전압의 작은 증가 또는 가열로 인한 V_F의 하락이 전류를 통제 불가능하게 증가시켜 즉시 고장을 일으킬 수 있습니다.

Q: 이 LED를 20mA로 연속 구동할 수 있나요?

A: 예, 최대 연속 순방향 전류 정격은 25 mA입니다. 20mA에서 동작하는 것은 사양 내에 있지만, 디레이팅 곡선을 사용하여 주변 온도를 고려해야 합니다. 높은 주변 온도에서는 허용 가능한 최대 전류가 더 낮습니다.

Q: 빈 코드(M1, D4, 21)가 제 설계에 어떤 의미가 있나요?

A> 이는 생산 런 내에서 일관성을 보장합니다. 예를 들어, 동일한 광도 빈(예: N2)의 LED를 사용하면 어레이 전체에 걸쳐 균일한 밝기를 보장합니다. 동일한 전압 빈을 사용하면 전류 제한 저항 계산이 단순화됩니다. 중요한 색상 애플리케이션의 경우, 주 파장 빈(예: D4)을 지정하는 것이 필수적입니다.

Q: 1년 플로어 라이프는 어떻게 해석해야 하나요?

A> 방습 백이 개봉되면 구성 요소가 대기 중의 수분을 흡수할 수 있습니다. 제어된 조건(30°C/60% RH)에서 1년 이내에 사용되지 않으면, 리플로우 솔더링 전에 빠른 증기 팽창으로 인한 내부 패키지 손상을 방지하기 위해 재베이킹해야 합니다.

12. 실용적인 설계 및 사용 사례

사례: 10개의 균일한 노란색 LED로 상태 표시 패널 설계

1. 사양:목표 순방향 전류 I_F= 10 mA (밝기와 수명의 균형). 공급 전압 V_공급= 5V.
2. 빈닝 선택:시각적 균일성을 보장하기 위해 단일 광도 빈(예: N1: 28.2-36.0 mcd) 및 단일 주 파장 빈(예: D4: 588.5 nm)의 LED를 지정하십시오.
3. 저항 계산:보수적인 설계를 위해 선택된 전압 빈에서 최대 순방향 전압을 사용하십시오. 빈 22(V_{F_max}= 2.1V)를 사용하는 경우, R = (5V - 2.1V) / 0.01A = 290 Ω입니다. 가장 가까운 표준 값(300 Ω)을 사용하면 I_F≈ 9.7 mA가 되어 안전하고 목표 범위 내에 있습니다.
4. PCB 레이아웃:권장 패드 레이아웃으로 LED를 배치하십시오. 약간의 열 개선을 위해 캐소드 패드에 연결된 작은 구리 영역을 포함하십시오. 전류 제한 저항이 LED 애노드 근처에 배치되도록 하십시오.
5. 조립:지정된 리플로우 프로파일을 따르십시오. 조립 후, 저배율로 적절한 솔더 필렛 및 정렬을 검사하십시오.

13. 동작 원리 소개

이 LED의 발광은 반도체 p-n 접합에서의 전계 발광 원리에 기반합니다. 칩 재료는 알루미늄 갈륨 인듐 포스파이드(AlGaInP)입니다. 순방향 전압이 인가되면, n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 활성 영역으로 주입되어 재결합합니다. 이 재결합 동안 방출되는 에너지는 광자(빛)로 방출됩니다. AlGaInP 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접적으로 방출되는 빛의 파장(색상)을 정의합니다. 이 경우 브릴리언트 옐로우(~591 nm)입니다. 투명 에폭시 수지 캡슐러트는 칩을 보호하고 렌즈 역할을 하여 방사 패턴을 형성합니다.

14. 기술 동향 및 배경

19-219 LED는 성숙된 SMD LED 기술을 대표합니다. 지시등 LED의 현재 산업 동향은 이 제품과 관련된 여러 분야에 계속 초점을 맞추고 있습니다: 추가 소형화(예: 1005, 0402 패키지), 증가된 광 효율(단위 전기 입력당 더 많은 광 출력), 가혹한 조건(더 높은 온도, 습도)에서의 향상된 신뢰성. 또한 단일 패키지 크기 내에서 더 넓은 스펙트럼 옵션과 더 엄격한 빈닝을 통한 향상된 색상 일관성을 위한 강력한 추진력이 있습니다. 이 데이터시트에서 강조된 환경 규정 준수(할로겐 프리, REACH)는 이제 글로벌 시장에서 판매되는 구성 요소에 대한 표준 기대치이며, 산업의 규제 및 지속 가능성 요구에 대한 대응을 반영합니다.