SMD LED 17-21 브릴리언트 옐로우 데이터시트 - 패키지 1.6x0.8x0.6mm - 전압 1.75-2.35V - 전력 60mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

17-21 SMD LED는 선명한 노란색 광원이 필요한 고밀도 애플리케이션을 위해 설계된 소형 표면 실장 장치입니다. 이 LED의 주요 장점은 기존 리드 프레임 LED에 비해 크기가 현저히 줄어들어 더 작은 인쇄 회로 기판(PCB) 설계, 더 높은 부품 실장 밀도, 그리고 궁극적으로 더 컴팩트한 최종 사용자 장비를 가능하게 한다는 점입니다. 가벼운 구조는 무게와 공간이 중요한 제약 조건인 초소형 및 휴대용 애플리케이션에 이상적입니다.

이 LED는 단일 색상 타입으로, 선명한 노란색 빛을 방출합니다. AlGaInP(알루미늄 갈륨 인듐 포스파이드) 반도체 재료를 사용하여 제작되었으며, 이 재료는 노란색에서 빨간색 스펙트럼에서 높은 효율과 색 순도로 알려져 있습니다. 장치는 투명 수지로 캡슐화되어 최대 광 출력을 허용합니다. RoHS(유해 물질 제한), EU REACH 규정을 완전히 준수하며, 할로겐 프리로 엄격한 환경 기준(Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm)을 충족합니다. 제품은 7인치 직경 릴에 8mm 테이프로 공급되어 자동 픽 앤 플레이스 조립 장비 및 표준 적외선 또는 기상 리플로우 솔더링 공정과 완벽하게 호환됩니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이 한계에서 또는 그 이하에서의 동작은 보장되지 않으며 안정적인 성능을 위해 피해야 합니다.

• 역방향 전압 (VR):5 V. 역방향 바이어스에서 이 전압을 초과하면 접합 파괴가 발생할 수 있습니다.
• 연속 순방향 전류 (IF):25 mA. 연속적으로 인가할 수 있는 최대 DC 전류입니다.
• 피크 순방향 전류 (IFP):60 mA. 이는 최대 펄스 순방향 전류로, 1 kHz에서 듀티 사이클 1/10 조건에서만 허용됩니다. 이 정격은 멀티플렉싱 또는 짧은 과전류 조건에 유용합니다.
• 전력 소산 (Pd):60 mW. 패키지가 소산할 수 있는 최대 전력으로, 순방향 전압(VF)에 순방향 전류(IF)를 곱하여 계산됩니다.
• 정전기 방전 (ESD) 인체 모델 (HBM):2000 V. 이는 장치의 정전기 민감도를 나타냅니다. 적절한 ESD 취급 절차가 필수적입니다.
• 동작 온도 (Topr):-40 ~ +85 °C. 장치가 동작하도록 규정된 주변 온도 범위입니다.
• 보관 온도 (Tstg):-40 ~ +90 °C.
• 솔더링 온도 (Tsol):리플로우 솔더링의 경우, 최대 10초 동안 최고 온도 260°C가 규정됩니다. 핸드 솔더링의 경우, 각 단자당 최대 3초 동안 솔더링 인두 팁 온도가 350°C를 초과해서는 안 됩니다.

2.2 전기-광학 특성

이 파라미터들은 접합 온도(Tj) 25°C 및 순방향 전류 20 mA의 표준 테스트 조건에서 측정됩니다.

• 광도 (Iv):최소 57.00 mcd에서 최대 112.00 mcd까지 범위입니다. 전형적인 값은 이 범위 내에 있습니다. 광도에는 ±11%의 허용 오차가 적용됩니다.
• 시야각 (2θ1/2):반값 광도에서의 전형적인 전체 시야각은 140도로, 백라이트 및 표시등 애플리케이션에 적합한 넓은 방출 패턴을 제공합니다.
• 피크 파장 (λp):스펙트럼 파워 분포가 최대가 되는 파장입니다. 전형적인 값은 591 nm로, 선명한 노란색 영역에 위치합니다.
• 주 파장 (λd):585.50 nm에서 591.50 nm까지 범위입니다. 이는 LED 출력의 색상과 일치하는 인간의 눈이 인지하는 단일 파장입니다. ±1 nm의 엄격한 허용 오차가 규정됩니다.
• 스펙트럼 대역폭 (Δλ):방출 스펙트럼의 전형적인 반치폭(FWHM)은 15 nm로, 상대적으로 좁고 순수한 색상 방출을 나타냅니다.
• 순방향 전압 (VF):20 mA에서 1.75 V에서 2.35 V까지 범위입니다. ±0.1 V의 허용 오차가 규정됩니다. 이 파라미터는 전류 제한 회로 설계에 매우 중요합니다.
• 역방향 전류 (IR):역방향 전압 5V가 인가될 때 최대 10 µA입니다. 이 장치는 역방향 바이어스에서 동작하도록 설계되지 않았으며, 이 테스트 조건은 특성화를 위한 것임을 유의해야 합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산의 일관성을 보장하기 위해 LED는 주요 성능 파라미터에 따라 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 밝기, 색상 및 전기적 특성에 대한 특정 요구 사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 광도 빈닝

IF=20mA에서 빈닝됩니다. 세 개의 빈이 정의됩니다: P2 (57.00-72.00 mcd), Q1 (72.00-90.00 mcd), Q2 (90.00-112.00 mcd). 이를 통해 필요한 밝기 수준에 따라 선택할 수 있습니다.

3.2 주 파장 빈닝

IF=20mA에서 빈닝됩니다. 두 개의 빈이 정의됩니다: D3 (585.50-588.50 nm) 및 D4 (588.50-591.50 nm). 이 엄격한 제어는 애플리케이션 내 색상 변동을 최소화합니다.

3.3 순방향 전압 빈닝

IF=20mA에서 빈닝됩니다. 세 개의 빈이 정의됩니다: 0 (1.75-1.95 V), 1 (1.95-2.15 V), 2 (2.15-2.35 V). 동일한 전압 빈에서 LED를 선택하면 정전압 소스로 구동할 때 더 균일한 밝기를 달성하거나 전류 제한 저항 계산을 단순화하는 데 도움이 될 수 있습니다.

4. 성능 곡선 분석

제공된 텍스트에 구체적인 그래픽 곡선이 상세히 설명되어 있지는 않지만, 이러한 LED의 전형적인 전기-광학 특성에는 몇 가지 주요 관계가 포함됩니다.전류 대 전압 (I-V) 곡선은 지수 관계를 보여주며, 순방향 전압이 전류와 온도에 따라 증가합니다.광도 대 순방향 전류 (I-L) 곡선은 일반적으로 동작 범위 내에서 거의 선형적이며, 광 출력이 전류에 정비례함을 보여줍니다.광도 대 주변 온도곡선은 온도가 상승함에 따라 출력이 감소하는 것을 보여주며, 이는 모든 LED의 특성입니다.스펙트럼 분포플롯은 약 15 nm의 FWHM을 가진 591 nm 근처의 단일 피크를 보여주며, 협대역 노란색 방출을 확인시켜 줍니다. 이러한 곡선을 이해하는 것은 열 관리 및 구동 회로 설계에 필수적이며, 동작 온도 범위에서 일관된 성능을 유지하는 데 중요합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

17-21 SMD LED는 소형 표면 실장 패키지를 가지고 있습니다. 주요 치수(별도 명시되지 않는 한 표준 허용 오차 ±0.1 mm)에는 길이 1.6 mm, 너비 0.8 mm, 높이 0.6 mm가 포함됩니다. 패키지는 조립 중 올바른 극성 식별을 위한 캐소드 마크를 특징으로 합니다. 정확한 랜드 패턴(풋프린트) 권장 사항은 상세한 치수 도면에서 도출되어야 하며, 적절한 솔더링 및 정렬을 보장합니다.

5.2 극성 식별

올바른 극성은 장치 동작에 필수적입니다. 패키지에는 뚜렷한 캐소드 마크가 포함되어 있습니다. LED를 역방향 극성으로 배치하면 점등되지 않으며, 역방향 전압이 절대 최대 정격 5V를 초과하면 영구적인 손상을 일으킬 수 있습니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

이 장치는 무연(Pb-free) 리플로우 솔더링 공정과 호환됩니다. 권장 온도 프로파일은 다음과 같습니다: 150-200°C 사이의 예열 단계 60-120초; 액상선(217°C) 이상 시간 60-150초; 최고 온도 260°C를 초과하지 않으며 최대 10초 유지; 최대 상승 및 냉각 속도는 각각 6°C/초 및 3°C/초입니다. 리플로우 솔더링은 두 번 이상 수행해서는 안 됩니다. 가열 중 LED 본체에 가해지는 응력 및 솔더링 후 PCB의 뒤틀림을 피해야 합니다.

6.2 핸드 솔더링

핸드 솔더링이 필요한 경우 각별한 주의가 필요합니다. 솔더링 인두 팁 온도는 350°C 이하여야 하며, 각 단자와의 접촉 시간은 3초를 초과해서는 안 됩니다. 저전력 인두(<25W)를 권장합니다. 각 단자를 솔더링할 때마다 최소 2초 간격을 두십시오. 핸드 솔더링은 열 손상 위험이 더 높습니다.

6.3 보관 및 습기 민감도

LED는 건조제와 함께 습기 방지 배리어 백에 포장됩니다. 부품을 사용할 준비가 될 때까지 백을 열지 마십시오. 개봉 후 사용하지 않은 LED는 30°C 이하 및 상대 습도 60% 이하에서 보관해야 합니다. 개봉 후 "플로어 라이프"는 168시간(7일)입니다. 이 시간을 초과하거나 건조제 지시약이 포화 상태를 나타내면 사용 전 60 ± 5°C에서 24시간 동안 베이킹하여 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 중 "팝콘 현상"을 방지해야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

표준 포장은 릴당 3000개입니다. 캐리어 테이프 및 릴 치수는 자동 조립 장비와의 호환성을 보장하도록 규정됩니다. 포장 라벨에는 추적성 및 올바른 적용을 위한 중요한 정보가 포함됩니다: 고객 제품 번호(CPN), 제품 번호(P/N), 포장 수량(QTY), 광도 등급(CAT), 색도/주 파장 등급(HUE), 순방향 전압 등급(REF), 로트 번호(LOT No).

8. 애플리케이션 권장 사항

8.1 전형적인 애플리케이션 시나리오

• 백라이트:넓은 시야각과 균일한 광 출력으로 인해 계기판 표시등, 스위치 백라이트, LCD 및 심볼용 평면 백라이트에 이상적입니다.
• 통신 장비:전화기 및 팩스기의 상태 표시등 및 키패드 백라이트로 적합합니다.
• 일반 표시:밝은 노란색 표시등이 필요한 다양한 소비자 가전, 산업용 제어 장치 및 기기에 사용할 수 있습니다.

8.2 설계 고려 사항

전류 제한:외부 전류 제한 저항은 절대적으로 필수입니다. LED는 전류 구동 장치이며, 순방향 전압의 작은 변화가 전류의 큰 변화를 일으켜 열 폭주 및 고장으로 이어질 수 있습니다. 저항 값(R)은 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다: R = (공급 전압 - VF) / IF, 여기서 VF는 원하는 전류 IF에서 LED의 순방향 전압입니다. 전류가 한계를 초과하지 않도록 항상 지정된 최대 VF를 기준으로 설계하십시오.열 관리:전력 소산은 낮지만, 낮은 접합 온도를 유지하는 것이 장기적인 신뢰성과 안정적인 광 출력의 핵심입니다. 높은 주변 온도 또는 최대 전류 근처에서 동작하는 경우 충분한 PCB 구리 면적 또는 열 비아를 확보하십시오.ESD 보호:장치가 2000V HBM으로 정격화되어 있으므로, 회로 및 취급 중 적절한 ESD 보호 조치를 구현하십시오.

9. 기술 비교 및 차별화

17-21 LED의 주요 차별화 요소는 매우 작은 폼 팩터(1.6x0.8mm)와 AlGaInP 기술의 성능 특성을 결합한 점에 있습니다. 기존 스루홀 노란색 LED에 비해 보드 공간과 무게가 크게 줄어듭니다. 다른 SMD 노란색 LED와 비교하여, 광도(P2, Q1, Q2), 주 파장(D3, D4) 및 순방향 전압(0, 1, 2)에 대한 특정 빈닝 구조는 설계자에게 최종 제품의 시각적 및 전기적 성능 일관성을 높은 수준으로 제어할 수 있도록 합니다. 넓은 140도 시야각은 좁은 시야각 장치에 비해 백라이트 애플리케이션에서 주요 장점입니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

Q: 애플리케이션에서 LED 고장의 주요 원인은 무엇입니까?

A: 가장 일반적인 원인은 부적절하거나 누락된 전류 제한 회로 또는 조정되지 않은 전압 소스에서 LED를 구동함으로써 발생하는 과전류입니다. 과도한 솔더링 열 또는 높은 주변 온도 동작으로 인한 열 과부하도 또 다른 주요 요인입니다.

Q: 이 LED를 3.3V 또는 5V 논리 공급 장치에서 직접 구동할 수 있습니까?

A: 아니요. 항상 직렬 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 예를 들어, 5V 공급 전압과 20mA에서 전형적인 VF 2.0V를 가정할 때, 필요한 저항은 (5V - 2.0V) / 0.02A = 150 옴입니다. 안전한 전류를 보장하기 위해 항상 최대 VF를 기준으로 계산하십시오.

Q: 보관 및 베이킹 정보가 왜 그렇게 중요합니까?

A: SMD 패키지는 공기 중의 수분을 흡수할 수 있습니다. 고온 리플로우 솔더링 공정 중에 갇힌 이 수분이 빠르게 증발하여 내부 압력을 생성하고, 이는 에폭시 수지 패키지를 균열시킬 수 있으며(팝콘 현상), 즉시 또는 잠재적 고장으로 이어집니다.

Q: 라벨의 빈 코드를 어떻게 해석합니까?

A: CAT 코드는 광도 빈(예: Q1)에, HUE 코드는 주 파장 빈(예: D4)에, REF 코드는 순방향 전압 빈(예: 1)에 해당합니다. 동일한 빈 코드에서 부품을 선택하면 생산 배치 내 변동을 최소화할 수 있습니다.

11. 실용적인 설계 및 사용 사례

사례: 균일한 밝기를 가진 상태 표시등 패널 설계한 설계자가 20개의 노란색 LED 표시등이 있는 제어판을 만들고 있습니다. 모든 LED가 동일하게 밝게 보이도록 하기 위해, 동일한 광도 빈(예: 모두 Q1 빈: 72-90 mcd)에서 LED를 지정합니다. 구동 회로 설계를 단순화하고 일관된 전류를 보장하기 위해, 동일한 순방향 전압 빈(예: 모두 빈 1: 1.95-2.15V)에서 LED를 지정합니다. 공급 전압 허용 오차가 있어도 어떤 LED도 20mA를 초과하지 않도록 보장하기 위해 해당 빈의 최대 VF(2.15V)를 사용하여 단일 전류 제한 저항 값을 계산합니다. 넓은 140도 시야각은 다양한 작업자 위치에서 표시등이 보이도록 합니다. 작은 17-21 패키지는 조밀한 PCB에 표시등을 매우 가깝게 배치할 수 있게 합니다.

12. 동작 원리 소개

발광 다이오드(LED)는 전기발광을 통해 빛을 방출하는 반도체 장치입니다. p-n 접합에 순방향 전압이 인가되면, n형 물질의 전자가 활성 영역에서 p형 물질의 정공과 재결합합니다. 이 특정 선명한 노란색 LED의 경우, 반도체 재료는 AlGaInP입니다. 이 화합물 반도체의 에너지 밴드갭은 방출된 광자의 파장(색상)을 결정합니다. 이 경우, 밴드갭은 약 591 nm를 중심으로 하는 광자를 생성하도록 설계되었으며, 인간의 눈은 이를 선명한 노란색으로 인지합니다. 투명 에폭시 수지 캡슐은 반도체 칩을 보호하고 렌즈 역할을 하여 광 출력을 지정된 140도 시야각으로 형성합니다.

13. 기술 동향

표시등 및 백라이트 LED의 동향은 계속해서 더 높은 효율(단위 전력당 더 많은 광 출력), 더 컴팩트한 장치를 가능하게 하는 더 작은 패키지 크기, 그리고 온도 및 수명에 걸쳐 향상된 색상 일관성과 안정성을 향해 나아가고 있습니다. 또한 이 제품의 RoHS, REACH 및 할로겐 프리 준수에서 볼 수 있듯이, 환경 친화적인 재료 및 제조 공정의 광범위한 채택을 위한 강력한 추진력이 있습니다. 전류 제한 저항 또는 보호 다이오드를 LED 패키지 자체 내에 통합하는 것과 같은 통합은 회로 설계를 단순화하고 보드 공간을 절약하기 위한 또 다른 지속적인 동향입니다. 노란색 LED의 경우, AlGaInP는 여전히 지배적인 고성능 재료 기술로 남아 있으며, 더 나은 효율과 더 엄격한 파장 제어를 제공하기 위한 에피택셜 성장 공정의 지속적인 개선이 이루어지고 있습니다.