SMD LED 19-213 브릴리언트 옐로우 그린 데이터시트 - 패키지 2.0x1.25x0.8mm - 전압 2.0V - 전력 60mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

19-213은 현대적이고 컴팩트한 전자 응용 제품을 위해 설계된 표면 실장 장치(SMD) LED입니다. 이 부품은 AlGaInP(알루미늄 갈륨 인듐 포스파이드) 반도체 칩을 활용하여 브릴리언트 옐로우 그린 빛을 생성합니다. 이 부품의 주요 장점은 미니어처 크기로, 인쇄 회로 기판(PCB) 크기와 전체 장비 치수를 크게 줄일 수 있습니다. 가벼운 구조는 공간과 무게가 중요한 제약 조건인 응용 분야에 적합하게 합니다. LED는 7인치 직경 릴에 감긴 8mm 테이프에 포장되어 고속 자동 피크 앤 플레이스 조립 장비와 완벽하게 호환됩니다. 이는 단색, 무연(Pb-free) 부품으로 RoHS, EU REACH 및 무할로겐 표준(Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm)을 포함한 주요 환경 규정을 준수합니다.

2. 기술 사양 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이러한 조건에서의 동작은 보장되지 않습니다. 절대 최대 정격은 주변 온도(Ta) 25°C에서 지정됩니다. 최대 역전압(VR)은 5V입니다. 연속 순방향 전류(IF)는 25 mA를 초과해서는 안 됩니다. 펄스 동작의 경우, 듀티 사이클 1/10, 1 kHz에서 최대 60 mA의 피크 순방향 전류(IFP)가 허용됩니다. 최대 전력 소산(Pd)은 60 mW입니다. 장치는 HBM(Human Body Model) 기준 2000V의 정전기 방전(ESD)을 견딜 수 있습니다. 동작 온도 범위(Topr)는 -40°C에서 +85°C이며, 저장 온도 범위(Tstg)는 약간 더 넓은 -40°C에서 +90°C입니다. 납땜의 경우, 피크 온도 260°C에서 10초 동안의 리플로우 프로파일이 지정되거나, 350°C에서 최대 3초 동안의 핸드 솔더링이 가능합니다.

2.2 전기-광학 특성

일반적인 성능은 Ta=25°C 및 순방향 전류(IF) 20 mA에서 측정됩니다. 광도(Iv)는 빈 코드로 정의된 일반적인 범위를 가지며, 최소 45.0 mcd에서 최대 112.0 mcd입니다. 강도가 축상 값의 절반이 되는 시야각(2θ1/2)은 넓은 120도입니다. 피크 파장(λp)은 일반적으로 575 nm이며, 주 파장(λd)은 569.5 nm에서 577.5 nm 범위로, 특정 빈으로 분류됩니다. 스펙트럼 대역폭(Δλ)은 약 20 nm입니다. 순방향 전압(VF)은 일반적으로 2.0V이며 최대 2.35V입니다. 역전류(IR)는 역전압(VR) 5V가 인가될 때 최대 10 μA입니다. 이 장치는 역바이어스 동작을 위해 설계되지 않았으며, VR 정격은 IR을 측정할 때의 테스트 조건에만 해당한다는 점을 유의해야 합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

밝기와 색상의 일관성을 보장하기 위해 LED는 주요 매개변수에 따라 빈으로 분류됩니다.

3.1 광도 빈닝

광 출력은 IF=20mA에서 측정 시 네 개의 빈(P1, P2, Q1, Q2)으로 분류됩니다. 빈 P1은 45.0~57.0 mcd, P2는 57.0~72.0 mcd, Q1은 72.0~90.0 mcd, Q2는 90.0~112.0 mcd를 포함합니다. 광도에는 ±11%의 허용 오차가 적용됩니다.

3.2 주 파장 빈닝

주 파장으로 정의된 색상은 IF=20mA에서 네 개의 빈(C16, C17, C18, C19)으로 분류됩니다. 빈 C16은 569.5~571.5 nm, C17은 571.5~573.5 nm, C18은 573.5~575.5 nm, C19은 575.5~577.5 nm 범위입니다. 주 파장에 대해서는 ±1nm의 엄격한 허용 오차가 유지됩니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 회로 설계 및 열 관리에 필수적인 여러 특성 곡선을 제공합니다.

4.1 상대 광도 대 순방향 전류

이 곡선은 광 출력이 순방향 전류에 따라 어떻게 증가하는지 보여줍니다. 비선형적이며, 설계자는 원하는 밝기에 적절한 동작 전류를 선택하고 절대 최대 정격을 초과하지 않도록 하기 위해 이 그래프를 참조해야 합니다.

4.2 상대 광도 대 주변 온도

이 그래프는 광 출력의 열 디레이팅을 설명합니다. 주변 온도가 증가함에 따라 발광 효율이 감소합니다. 이는 고온 환경에서 작동하는 응용 분야에 매우 중요하며, 광학적 또는 전기적 보상이 필요할 수 있습니다.

4.3 순방향 전압 대 순방향 전류

IV(전류-전압) 특성 곡선은 전류 제한 회로 설계의 기본입니다. 지수 관계를 보여주며, 필요한 직렬 저항 값 또는 정전류 드라이버 사양을 계산하는 데 도움이 됩니다.

4.4 스펙트럼 분포

스펙트럼 전력 분포 곡선은 LED의 단색 특성을 확인하며, 575 nm를 중심으로 하는 단일 피크를 보여 브릴리언트 옐로우 그린 색상을 정의합니다.

4.5 방사 패턴

극좌표 다이어그램은 광 강도의 공간 분포를 묘사합니다. 120° 시야각이 여기서 확인되며, 광범위한 영역 조명에 적합한 근접 램버시안 방출 패턴을 보여줍니다.

4.6 순방향 전류 디레이팅 곡선

이는 신뢰성 측면에서 가장 중요한 그래프입니다. 주변 온도의 함수로서 최대 허용 연속 순방향 전류를 보여줍니다. 온도가 상승함에 따라 장치의 안전 동작 영역 및 전력 소산 한계 내에 머물도록 최대 전류를 줄여야 합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

LED는 컴팩트한 SMD 패키지를 가지고 있습니다. 주요 치수로는 본체 길이 2.0 mm, 너비 1.25 mm, 높이 0.8 mm가 있습니다. 애노드와 캐소드 단자가 명확하게 표시되어 있습니다. 지정되지 않은 모든 허용 오차는 ±0.1 mm입니다. 치수 도면은 CAD 소프트웨어에서 PCB 랜드 패턴(풋프린트)을 생성하는 데 필수적입니다.

6. 납땜 및 조립 지침

6.1 리플로우 납땜 프로파일

무연 납땜의 경우 특정 온도 프로파일을 따라야 합니다. 예열 구역은 150°C~200°C에서 60-120초 동안 유지해야 합니다. 솔더 액상선 온도(217°C) 이상의 시간은 60-150초여야 합니다. 피크 온도는 260°C를 초과해서는 안 되며, 이 피크의 5°C 이내 시간은 최대 10초여야 합니다. 최대 가열 속도는 3°C/초, 최대 냉각 속도는 6°C/초입니다. 리플로우 납땜은 두 번 이상 수행해서는 안 됩니다.

6.2 핸드 솔더링

핸드 솔더링이 불가피한 경우, 인두 팁 온도는 350°C 이하로 유지해야 하며, 단자당 접촉 시간은 3초를 초과해서는 안 됩니다. 저전력 솔더링 아이언(≤25W)을 권장합니다. 열 충격을 방지하기 위해 각 단자를 납땜할 때 최소 2초 간격을 두어야 합니다.

6.3 저장 및 습기 민감도

부품은 건조제와 함께 습기 방지 백에 포장됩니다. 부품을 사용할 준비가 될 때까지 백을 열어서는 안 됩니다. 개봉 후 사용하지 않은 LED는 ≤30°C 및 ≤60% 상대 습도(RH) 조건에서 저장하고 168시간(7일) 이내에 사용해야 합니다. 이 기간을 초과하거나 건조제 지시약 색상이 변한 경우, 사용 전 60±5°C에서 24시간 동안 베이킹 처리가 필요합니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 릴 및 테이프 사양

LED는 7인치(178 mm) 직경 릴에 엠보싱 캐리어 테이프로 공급됩니다. 릴 너비는 13.0 mm, 허브 직경은 44.4 mm입니다. 각 릴에는 3000개가 들어 있습니다. 캐리어 테이포 포켓 치수는 2.0x1.25 mm 패키지를 안전하게 고정하도록 설계되었습니다.

7.2 라벨 정보

포장 라벨에는 추적성과 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. 응용 권장 사항

8.1 일반적인 응용 분야

브릴리언트 옐로우 그린 색상과 넓은 시야각으로 인해 이 LED는 상태 표시 및 백라이트에 이상적입니다. 일반적인 용도로는 계기판 대시보드 및 스위치 백라이트, 전화 및 팩스와 같은 통신 장치의 표시등 및 키패드 백라이트, 소형 LCD 및 기호용 평면 백라이트, 일반 목적 표시등 응용이 있습니다.

8.2 설계 고려 사항

전류 제한:외부 전류 제한 저항은 필수입니다. 지수 IV 특성은 전압의 작은 증가가 전류의 크고 파괴적인 증가를 초래할 수 있음을 의미합니다. 저항 값은 공급 전압, LED의 일반적인 순방향 전압(2.0V) 및 원하는 동작 전류(≤25 mA)를 기반으로 계산해야 합니다.

열 관리:패키지는 작지만, 특히 높은 주변 온도나 밀폐된 공간에서 전력 소산(최대 60 mW)을 고려해야 합니다. 디레이팅 곡선을 참조해야 합니다. 패드 주변에 충분한 PCB 구리 면적은 열을 발산하는 데 도움이 될 수 있습니다.

ESD 보호:2000V HBM 정격이 있지만, 조립 중 표준 ESD 처리 주의 사항을 준수해야 합니다.

광학 설계:120° 시야각은 넓은 커버리지를 제공합니다. 집중된 빛을 위해서는 2차 광학(렌즈)가 필요합니다. 워터 클리어 수지 렌즈는 우수한 광 추출을 제공합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

기존 스루홀 LED 패키지와 비교하여, 이 SMD 타입은 크기와 프로파일을 극적으로 줄여 현대적인 소형화 설계를 가능하게 합니다. AlGaInP 기술은 옐로우-그린 스펙트럼에서 높은 효율과 채도 높은 색상을 제공합니다. 넓은 120° 시야각은 넓은 가시성이 필요한 응용 분야에서 좁은 각도 LED에 비해 주요 장점입니다. RoHS, REACH 및 무할로겐 표준 준수는 전자 제품에 대한 엄격한 글로벌 환경 요구 사항을 충족시킵니다.

10. 자주 묻는 질문(FAQ)

Q: 직렬 저항 없이 이 LED를 구동할 수 있나요?

A: 아니요. 데이터시트는 약간의 전압 변화가 큰 전류 변화를 일으켜 소손으로 이어질 수 있다고 명시적으로 경고합니다. 전류 제한 저항 또는 정전류 드라이버가 필수적입니다.

Q: 방습 백을 개봉한 후 7일 플로어 라이프를 초과하면 어떻게 되나요?

A: LED가 습기를 흡수하여 리플로우 납땜 중 팝콘 크랙킹 또는 박리 현상을 일으킬 수 있습니다. 사용 전 60±5°C에서 24시간 동안 베이킹해야 합니다.

Q: 역전압 표시에 사용할 수 있나요?

A: 아니요. 이 장치는 역동작을 위해 설계되지 않았습니다. 5V 역전압 정격은 누설 전류(IR)를 측정할 때의 테스트 조건에만 해당합니다.

Q: 라벨의 빈 코드(P1, C17 등)를 어떻게 해석하나요?

A: 이 코드는 광도(P1, P2, Q1, Q2) 및 주 파장(C16-C19)에 대한 보장 범위를 지정합니다. 설계자는 응용 분야의 밝기 및 색상 일관성 요구 사항에 적합한 빈을 선택해야 합니다.

11. 실용 설계 사례 연구

3.3V 레일로 구동되는 휴대용 소비자 기기의 상태 표시등을 설계하는 경우를 고려해 보세요. 목표는 명확하게 보이는 브릴리언트 옐로우 그린 빛입니다.

1단계 - 전류 선택:중간 범위 밝기를 목표로 25 mA 최대치보다 훨씬 낮은 15 mA의 동작 전류를 선택합니다.

2단계 - 저항 계산:옴의 법칙 사용: R = (V_공급 - Vf_LED) / I_LED. V_공급 = 3.3V, Vf_일반 = 2.0V, I_LED = 0.015 A일 때, R = (3.3 - 2.0) / 0.015 = 86.67 Ω. 가장 가까운 표준 값인 91 Ω 또는 82 Ω을 선택하여 전류를 약간 조정할 수 있습니다.

3단계 - 전력 정격:저항에서 소산되는 전력 P_R = I²R = (0.015)² * 91 = 0.0205 W. 표준 1/10W(0.1W) 저항으로 충분합니다.

4단계 - 열 점검:장치의 전력 소산 P_LED = Vf * I = 2.0V * 0.015A = 30 mW. 디레이팅 곡선에 따르면, 예상 최대 주변 온도 50°C에서 허용 전류는 여전히 25 mA 이상이므로 15 mA는 안전합니다.

5단계 - PCB 레이아웃:2.0x1.25mm 패키지와 일치하는 풋프린트를 생성합니다. 적당한 구리 영역에 대한 작은 열 릴리프 연결은 리플로우를 복잡하게 할 수 있는 대형 방열판 역할을 하지 않으면서 납땜 및 열 발산에 도움이 될 수 있습니다.

12. 동작 원리

이 LED는 반도체 p-n 접합의 전계 발광 원리로 동작합니다. 활성 영역은 AlGaInP로 구성됩니다. 접합의 내재 전위를 초과하는 순방향 전압이 인가되면, n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 활성 영역으로 주입됩니다. 여기서 재결합하여 광자 형태로 에너지를 방출합니다. AlGaInP 합금의 특정 밴드갭 에너지는 방출되는 빛의 파장을 결정하며, 이 경우 브릴리언트 옐로우 그린(~575 nm)에 해당합니다. 워터 클리어 에폭시 수지 캡슐은 반도체 다이를 보호하고 기계적 안정성을 제공하며, 지정된 120도 시야각으로 광 출력 빔을 형성합니다.

13. 기술 동향

19-213과 같은 SMD LED의 개발은 전자 제품의 소형화, 신뢰성 향상 및 자동화 조립으로의 광범위한 추세의 일부입니다. AlGaInP 기술은 고휘도 적색, 주황색, 노란색 및 녹색 LED를 생산하기 위한 성숙하고 효율적인 솔루션을 나타냅니다. 더 넓은 스펙트럼을 위한 에피택셜 성장 및 형광체 변환의 추가 개선과 같은 반도체 재료에 대한 지속적인 연구는 효율성, 색 재현성 및 전력 밀도의 한계를 계속해서 넓히고 있습니다. 또한, 패키징 혁신은 더 작은 크기에서 더 높은 구동 전류를 허용하고 가혹한 환경 조건에서 신뢰성을 향상시키기 위한 열 관리 개선에 초점을 맞추고 있습니다. 구동 전자 장치 및 다중 색상 칩을 단일 패키지(예: RGB LED)로 통합하는 것은 고급 SMD 기술로 가능해진 또 다른 중요한 동향입니다.