SMD LED 19-223/R7G6C-A01/2T 데이터시트 - 패키지 2.0x1.25x0.8mm - 전압 2.0-2.4V - 멀티컬러 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

19-223은 고밀도 패키징과 신뢰성 있는 성능이 요구되는 현대 전자 애플리케이션을 위해 설계된 컴팩트한 멀티컬러 표면 실장 장치(SMD) LED입니다. 이 부품은 기존 리드 프레임 LED에 비해 상당한 발전을 이루어 더 작고 가벼우며 효율적인 최종 제품 개발을 가능하게 합니다.

1.1 핵심 장점 및 제품 포지셔닝

19-223 SMD LED의 주요 장점은 미니어처 풋프린트입니다. 리드 부품에 비해 크기가 현저히 줄어들어 더 작은 인쇄 회로 기판(PCB) 설계, 더 높은 부품 포장 밀도, 감소된 저장 공간 요구사항, 궁극적으로 더 컴팩트한 장비 제작이 가능합니다. 가벼운 구조는 무게가 중요한 요소인 휴대용 및 미니어처 애플리케이션에 이상적입니다.

1.2 타겟 시장 및 애플리케이션

이 LED는 다용도로 사용되며 몇 가지 주요 애플리케이션 영역을 타겟으로 합니다:

• 자동차 및 계측기:대시보드 표시등 및 스위치의 백라이트.
• 통신:전화기, 팩스 기기 및 기타 통신 장치의 상태 표시등 및 백라이트.
• 소비자 가전:액정 디스플레이(LCD)용 평면 백라이트, 스위치 조명 및 심볼 라이트.
• 일반 목적 표시:다양한 산업 분야에 걸친 광범위한 상태 표시 요구사항에 대한 신뢰할 수 있는 솔루션.

2. 기술 사양 심층 분석

이 섹션은 데이터시트에 정의된 LED의 주요 기술 파라미터에 대한 상세하고 객관적인 분석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이 조건에서 또는 이 조건 아래에서의 동작은 보장되지 않습니다.

• 역방향 전압 (V_R):5V. 이는 비교적 낮은 값으로, 이 LED가 역바이어스 동작을 위해 설계되지 않았으며 역전압이 발생할 수 있는 회로에서 보호가 필요함을 강조합니다.
• 연속 순방향 전류 (I_F):R7(다크 레드) 및 G6(브릴리언트 옐로우 그린) 칩 모두 25 mA.
• 피크 순방향 전류 (I_FP):60 mA (듀티 사이클 1/10 @ 1kHz). 이는 더 높은 전류의 짧은 펄스를 허용하여 멀티플렉싱 또는 더 높은 순간 밝기 달성에 유용합니다.
• 전력 소산 (P_d):60 mW. 이 파라미터는 순방향 전압과 결합되어 주어진 열 조건에서 최대 지속 가능 순방향 전류를 결정합니다.
• 정전기 방전 (ESD) 인체 모델 (HBM):2000V. 이는 중간 수준의 ESD 강건성을 나타내지만, 조립 중에는 표준 ESD 취급 주의사항이 여전히 필요합니다.
• 동작 및 보관 온도:-40°C ~ +85°C (동작), -40°C ~ +90°C (보관). 이 넓은 범위는 가혹한 환경에서의 신뢰성을 보장합니다.
• 솔더링 온도:리플로우 솔더링(최대 260°C, 최대 10초) 및 핸드 솔더링(최대 350°C, 최대 3초)과 호환됩니다.

2.2 전기-광학 특성

이는 별도로 명시되지 않는 한 Ta=25°C 및 I_F=20mA에서 측정된 대표적인 성능 파라미터입니다.

• 광도 (I_v):18.0 - 72.0 mcd (최소 - 최대 범위). 대표값은 이 빈닝 범위 내에 있습니다(섹션 3 참조). ±11%의 허용 오차가 적용됩니다.
• 시야각 (2θ_1/2):130도 (대표값). 이 넓은 시야각은 넓은 가시성이 필요한 애플리케이션에 적합합니다.
• 피크 파장 (λ_p):R7: 639 nm (대표값), G6: 575 nm (대표값). 방출되는 빛의 스펙트럼 피크를 정의합니다.
• 주 파장 (λ_d):R7: 631 nm (대표값), G6: 573 nm (대표값). 이는 인간의 눈이 인지하는 단일 파장으로, 색상과 밀접한 관련이 있습니다.
• 스펙트럼 대역폭 (Δλ):둘 다 20 nm (대표값). 방출 색상의 스펙트럼 순도를 나타냅니다.
• 순방향 전압 (V_F):2.00V (대표값), 2.40V (최대). 이 낮은 순방향 전압은 저전력 및 배터리 구동 장치에 유리합니다.
• 역방향 전류 (I_R):V_R=5V에서 10 μA (최대).

3. 빈닝 시스템 설명

LED의 광 출력은 단위마다 다릅니다. 빈닝 시스템은 주요 성능 파라미터를 기반으로 부품을 분류하는 데 사용됩니다.

3.1 광도 빈닝

R7 및 G6 칩 모두 I_F=20mA로 구동될 때 세 가지 강도 빈(M, N, P)으로 분류됩니다:

• 빈 M:18.0 - 28.5 mcd
• 빈 N:28.5 - 45.0 mcd
• 빈 P:45.0 - 72.0 mcd

이를 통해 설계자는 애플리케이션에 맞는 일관된 밝기 수준의 LED를 선택하여 다중 LED 어레이에서 균일한 외관을 보장할 수 있습니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 LED의 다양한 동작 조건에서의 거동을 이해하는 데 중요한 대표적인 특성 곡선을 제공합니다.

4.1 광도 대 순방향 전류

곡선은 비선형 관계를 보여줍니다. 강도는 일반적으로 전류와 함께 증가하지만, 효율(와트당 루멘)은 열 발생 증가로 인해 더 높은 전류에서 감소할 수 있습니다. 최대 연속 전류(25mA) 근처에서 동작하려면 신중한 열 관리가 필요합니다.

4.2 광도 대 주변 온도

광도는 주변 온도가 상승함에 따라 감소합니다. 이 열 디레이팅은 특히 고온 환경 또는 LED가 높은 전류로 구동되는 애플리케이션에서 중요한 설계 고려사항입니다. 순방향 전류 디레이팅 곡선은 전력 소산 한계를 초과하지 않도록 고온에서 허용 가능한 최대 전류를 제공합니다.

4.3 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

이 지수 곡선은 기본적입니다. LED는 특정 문턱 전압(이 장치의 경우 ~1.8V)에서 전도를 시작하고 빛을 방출합니다. 이 지점을 넘어 전압이 약간 증가하면 전류가 크게 증가합니다. 이는 열 폭주를 방지하기 위해 전류 제한 저항 또는 정전류 드라이버를 사용할 필요성을 강조합니다.

4.4 스펙트럼 분포

그래프는 상대 스펙트럼 파워 분포를 보여줍니다. R7 칩은 적색 영역(~639nm 피크)에서 방출하고, G6 칩은 황록색 영역(~575nm 피크)에서 방출합니다. 20nm 대역폭은 중간 정도로 포화된 색상을 나타냅니다.

4.5 방사 패턴

극좌표도는 130도의 시야각을 확인하며, 강도가 0°(칩에 수직)에서 가장 높고 가장자리로 갈수록 감소하는 근사한 람베르시안 방출 패턴을 보여줍니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

LED는 컴팩트한 SMD 패키지를 가지고 있습니다. 주요 치수(mm, 별도 명시되지 않는 한 허용 오차 ±0.1mm)는 길이 약 2.0mm, 너비 1.25mm, 높이 0.8mm의 본체 크기를 포함합니다. 데이터시트는 PCB 풋프린트 설계에 필수적인 패드 레이아웃을 포함한 상세한 치수 도면을 제공합니다.

5.2 극성 식별

캐소드는 일반적으로 패키지의 표시 또는 모따기된 모서리로 식별되며, 치수도에 표시된 대로입니다. 조립 중 올바른 극성을 준수해야 합니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

부품은 적외선 및 증기상 리플로우 공정과 호환됩니다. 권장되는 무연 프로파일은 다음과 같습니다: 예열 단계(150-200°C, 60-120초), 액상선 위 시간(217°C, 60-150초), 최대 260°C의 피크 온도(최대 10초), 제어된 냉각 속도. 리플로우는 두 번 이상 수행해서는 안 됩니다.

6.2 보관 및 습기 민감도

LED는 건조제와 함께 방습 백에 포장됩니다. 주의사항이 중요합니다:

• 사용 준비가 될 때까지 백을 열지 마십시오.
• 개봉 후, ≤30°C 및 ≤60% RH에서 보관 시 168시간(7일) 이내에 사용하십시오.
• 노출 시간을 초과한 경우, 솔더링 전에 베이킹 처리(60±5°C, 24시간)가 필요하며, 이는 리플로우 중 "팝콘" 손상을 방지하기 위함입니다.

6.3 설계 시 주의사항

• 전류 제한:동작 전류를 설정하기 위해 외부 직렬 저항이 필수적입니다. 가파른 I-V 곡선은 약간의 전압 증가가 파괴적인 전류 서지를 일으킬 수 있음을 의미합니다.
• 기계적 응력:솔더링 또는 보드 취급 중 LED 본체에 응력을 가하지 마십시오. 조립 후 PCB를 휘지 마십시오.

7. 패키징 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 사양

제품은 7인치 직경 릴에 8mm 테이프로 공급되며, 표준 자동 피크 앤 플레이스 장비와 호환됩니다. 각 릴에는 2000개가 들어 있습니다. 데이터시트에 상세한 캐리어 테이프 및 릴 치수가 제공됩니다.

7.2 라벨 설명

릴 라벨에는 다음 코드가 포함됩니다:

• 제품 번호 (P/N)
• 포장 수량 (QTY)
• 광도 등급 (CAT)
• 색도 및 주 파장 등급 (HUE)
• 순방향 전압 등급 (REF)
• 로트 번호 (LOT No.)

8. 애플리케이션 제안 및 설계 고려사항

8.1 대표적인 애플리케이션 회로

가장 기본적인 구동 회로는 전압원 (V_CC), 전류 제한 저항 (R_S), 그리고 직렬 연결된 LED로 구성됩니다. R_S= (V_CC- V_F) / I_F. 온도 및 공급 전압 변화에 걸쳐 안정적인 밝기를 위해 정전류 드라이버를 권장합니다.

8.2 열 관리

작지만 전력 소산(최대 60mW)을 고려해야 합니다. 특히 고주변 온도 또는 고전류에서 동작할 때 LED의 열 패드(해당되는 경우) 또는 주변 접지면에 연결된 PCB 상에 충분한 구리 면적을 확보하여 방열판 역할을 하도록 하십시오.

8.3 광학 설계

넓은 130도 시야각은 더 집중된 빔이 필요한 경우 2차 광학(렌즈, 도광판)이 필요할 수 있습니다. 패키지의 투명 수지 색상은 진정한 칩 색상이 필요한 애플리케이션에 적합합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

19-223 LED는 매우 작은 폼 팩터, 동일한 패키지 풋프린트에서 두 가지 뚜렷한 색상(빨간색과 황록색)의 가용성, 현대 환경 표준(RoHS, REACH, 할로겐 프리) 준수를 결합하여 차별화됩니다. 더 큰 LED와 비교하여 상당한 공간 절약을 가능하게 합니다. 두 색상 모두에 AlGaInP 재료를 사용하여 좋은 발광 효율을 제공합니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 전류 제한 저항이 절대적으로 필요한 이유는 무엇입니까?

A: 순방향 전압은 비교적 안정적이지만, 전류는 문턱값 이상의 작은 전압 증가에 따라 기하급수적으로 증가합니다. 저항 없이는 전류가 최대 정격(25mA)을 빠르게 초과하여 LED를 파괴할 수 있습니다.

Q: 3.3V 또는 5V 논리 공급으로 이 LED를 구동할 수 있습니까?

A: 예, 하지만 적절한 직렬 저항을 계산해야 합니다. 예를 들어, 3.3V 공급 및 목표 I_F=20mA, 대표적인 V_F=2.0V 사용 시: R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 옴. 표준 68 옴 저항이 적합할 것입니다.

Q: 광도의 "±11% 허용 오차"가 제 설계에 어떤 의미가 있습니까?

A: 이는 개별 LED가 동일한 빈에서 나왔더라도 명목 빈 값에서 최대 11%까지 밝기가 다를 수 있음을 의미합니다. 균일한 외관이 필요한 애플리케이션(예: 백라이트 어레이)의 경우 더 엄격한 빈을 선택하거나 전류 보정을 구현해야 할 수 있습니다.

11. 실용적인 설계 사례 연구

시나리오:3.7V 리튬 이온 배터리로 구동되는 휴대용 장치용 4개의 LED(빨간색 2개, 녹색 2개)가 있는 컴팩트 상태 표시 패널 설계.

설계 단계:

1. 전류 선택:좋은 밝기와 낮은 전력 소모의 균형을 위해 I_F= 15 mA를 선택하여 배터리 수명을 연장합니다.
2. 저항 계산:최악의 경우 V_F= 2.4V 가정. R_S= (3.7V - 2.4V) / 0.015A ≈ 86.7 옴. 표준 91 옴 또는 100 옴 저항을 사용합니다.
3. PCB 레이아웃:올바른 극성으로 LED를 배치합니다. 열 방산을 돕기 위해 캐소드 패드에 연결된 작은 구리 푸어를 포함합니다.
4. 열 점검:LED당 전력: P = V_F* I_F≈ 2.0V * 0.015A = 30mW, 최대 60mW보다 훨씬 낮습니다. 4개 LED 총합은 120mW로, 작은 보드에서 관리 가능합니다.
5. 보관/조립:방습 백 개봉 후 7일 이내에 LED 릴을 사용하도록 PCB 조립 일정을 계획합니다.

12. 동작 원리 소개

발광 다이오드(LED)는 전기발광을 통해 빛을 방출하는 반도체 장치입니다. p-n 접합에 순방향 전압이 가해지면 n형 물질의 전자가 활성 영역에서 p형 물질의 정공과 재결합합니다. 이 재결합 과정은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 방출되는 빛의 특정 파장(색상)은 사용된 반도체 물질의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. 19-223은 적색에서 황록색 스펙트럼에서 효율적인 발광체인 AlGaInP(알루미늄 갈륨 인듐 포스파이드) 물질 시스템을 활용합니다.

13. 기술 트렌드

19-223과 같은 SMD LED의 진화는 몇 가지 명확한 산업 트렌드를 따릅니다: 더 작은 최종 제품을 가능하게 하는 지속적인 소형화, 발광 효율 개선(전기 입력 와트당 더 많은 광 출력), 향상된 신뢰성 및 수명, 환경 규정(할로겐 프리, RoHS)의 엄격한 준수입니다. 더 높은 밀도 패키징으로의 추세는 패키지 수준에서의 열 관리 발전과 자동화된 대량 생산에서 색상 및 밝기 일관성을 보장하기 위한 더 정밀한 빈닝 시스템의 발전을 촉진합니다.