SMD LED 12-22/R6GHC-A30/2C 데이터시트 - 멀티컬러 - 레드/그린 - 2.0V/3.3V - 60mW/95mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

12-22 SMD LED는 고밀도 PCB 응용을 위해 설계된 소형 표면실장 발광 다이오드입니다. 이는 멀티컬러 타입으로, 선명한 레드(AlGaInP 칩 기술 사용)와 선명한 그린(InGaN 칩 기술 사용)으로 제공됩니다. 이 부품의 주요 장점은 기존 리드프레임 LED에 비해 크기가 현저히 줄어들어 최종 제품의 소형화, 회로 기판상의 더 높은 실장 밀도, 그리고 보관 요구 사항 감소를 가능하게 한다는 점입니다. 경량 구조로 인해 휴대용 및 소형 전자 장치에 특히 적합합니다.

1.1 핵심 특징 및 규격 준수

• 자동화 피크 앤 플레이스 조립을 위해 7인치 직경 릴에 8mm 테이프로 포장됨.
• 표준 적외선 및 기상 리플로우 솔더링 공정과 완벽 호환됨.
• 환경 규정 준수를 보장하는 무연 재료로 제작됨.
• 본 제품은 EU RoHS(유해물질 제한) 지침을 준수합니다.
• EU REACH(화학물질의 등록, 평가, 허가 및 제한) 규정을 준수합니다.
• 할로겐 프리 구조: 브롬(Br) < 900 ppm, 염소(Cl) < 900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm.

1.2 목표 응용 분야

이 LED는 다용도로 사용되며 다양한 조명 및 표시 역할에 활용됩니다:

• 백라이트:계기판 표시등, 스위치 백라이트, 심볼 조명에 이상적입니다.
• 통신 장비:전화기 및 팩스 기기와 같은 장치에서 상태 표시등 및 키패드 백라이트 역할을 합니다.
• 디스플레이 기술:LCD 패널의 평면 백라이트에 사용됩니다.
• 일반 목적 표시:소형이고 신뢰할 수 있는 상태 표시등이 필요한 다양한 소비자 및 산업용 전자 제품에 적합합니다.

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.

핵심 분석:GH(그린) 변종은 더 높은 피크 전류 내성을 가지지만, ESD 내전압은 현저히 낮습니다(레드의 2000V 대비 150V). 이는 InGaN 칩이 정전기 방전에 더 민감하며 더 엄격한 취급 주의가 필요함을 나타냅니다. 두 변종 모두 넓은 산업용 온도 범위를 지원합니다.

2.2 전기광학적 특성

주변 온도(T_a) 25°C에서 측정된, 일반적인 성능을 정의하는 파라미터입니다.

핵심 분석:그린 LED(GH)는 일반적으로 더 높은 광도를 제공하지만, 더 높은 순방향 전압(~3.3V, 레드 대비 ~2.0V)에서 동작합니다. 이는 전원 공급 설계에 직접적인 영향을 미칩니다. 넓은 120도 시야각은 영역 조명에 적합한 넓은 방사 패턴을 제공합니다. 순방향 전압 범위는 생산 로트 간 일관된 밝기를 보장하기 위해 전류 제한 회로를 설계할 때 고려해야 합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

밝기의 일관성을 보장하기 위해, LED는 20mA에서 측정된 광도에 따라 빈으로 분류됩니다.

3.1 광도 빈닝

R6 (레드 AlGaInP):

• 빈 Q:72.0 mcd (최소) ~ 112.0 mcd (최대)
• 빈 R:112.0 mcd (최소) ~ 180.0 mcd (최대)

GH (그린 InGaN):

• 빈 R:112.0 mcd (최소) ~ 180.0 mcd (최대)
• 빈 S:180.0 mcd (최소) ~ 285.0 mcd (최대)

참고:데이터시트는 광도에 대해 ±11%의 허용 오차를 명시합니다. 이 빈닝을 통해 설계자는 응용 분야에 대한 특정 밝기 요구사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있어, 다중 LED 어레이 또는 짝을 이루는 표시등에서 시각적 일관성을 보장합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 R6(레드) 변종에 대한 일반적인 특성 곡선을 제공하여 주요 파라미터 간의 관계를 설명합니다.

4.1 상대 광도 대 주변 온도

LED의 출력은 주변 온도가 상승함에 따라 감소합니다. 이는 고온 환경에서 동작하거나 LED 자체 발열이 큰 응용 분야에서 중요한 고려사항입니다. 설계자는 접합 온도를 기반으로 예상 광 출력을 감액해야 합니다.

4.2 상대 광도 대 순방향 전류

이 곡선은 광 출력이 전류에 비례하지 않으며, 특히 높은 전류에서 더욱 그렇다는 것을 보여줍니다. 권장 연속 순방향 전류(20mA) 이상으로 동작하면 밝기 증가 효과가 줄어들면서 전력 소산이 급격히 증가하고 수명이 단축될 수 있습니다.

4.3 순방향 전압 대 순방향 전류

IV 곡선은 다이오드의 지수적 특성 관계를 보여줍니다. 순방향 전압의 작은 변화가 전류의 큰 변화를 일으킬 수 있습니다. 이는 열 폭주 및 파괴를 방지하기 위해 LED와 직렬로 전류 제한 저항 또는 정전류 드라이버를 사용하는 것이 절대적으로 필요함을 강조합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

12-22 SMD LED는 소형 직사각형 본체를 가집니다. 전체 길이, 너비, 높이 및 솔더 패드 랜드 패턴 권장사항이 중요한 치수입니다. 캐소드는 일반적으로 패키지의 녹색 표시 또는 노치로 표시됩니다. 지정된 패드 레이아웃을 준수하는 것은 리플로우 중 신뢰할 수 있는 솔더링 및 적절한 정렬에 필수적입니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

본 부품은 무연 리플로우 솔더링에 적합합니다. 권장 온도 프로파일은 매우 중요합니다:

• 예열:150–200°C, 60–120초.
• 액상선 온도 이상 유지 시간 (217°C):60–150초.
• 피크 온도:최대 260°C, 10초 이하 유지.
• 가열 속도:최대 6°C/초.
• 냉각 속도:최대 3°C/초.

중요 규칙:동일한 LED 조립체에 대해 리플로우 솔더링은 두 번 이상 수행해서는 안 됩니다.

6.2 핸드 솔더링 주의사항

핸드 솔더링이 불가피한 경우:

• 팁 온도가 350°C 미만인 솔더링 아이언을 사용하십시오.
• 단자당 접촉 시간을 3초로 제한하십시오.
• 정격 전력 25W 이하의 아이언을 사용하십시오.
• 각 단자를 솔더링하는 사이에 최소 2초의 냉각 간격을 두십시오.
• 가열 중 LED 본체에 기계적 스트레스를 가하지 마십시오.

6.3 보관 및 습기 민감도

LED는 건조제와 함께 습기 방지 백에 포장되어 있습니다.

• 개봉 전:≤30°C 및 ≤90% 상대 습도(RH)에서 보관.
• 개봉 후 (플로어 라이프):≤30°C 및 ≤60% RH에서 168시간(7일).
• 베이킹:플로어 라이프를 초과하거나 건조제가 습기를 나타내는 경우, 사용 전 60 ±5°C에서 24시간 동안 베이킹하십시오.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 사양

LED는 엠보싱된 캐리어 테이프에 담겨 7인치 직경 릴에 감겨 공급됩니다.

• 캐리어 테이프 폭:8 mm.
• 포켓 피치:치수 도면에 명시됨.
• 릴당 수량:2000개.

7.2 라벨 설명

릴 라벨에는 추적성 및 사양을 위한 코드가 포함되어 있습니다:

• P/N:제품 번호 (예: 12-22/R6GHC-A30/2C).
• QTY:포장 수량.
• CAT:광도 등급 (빈 코드: Q, R, S).
• HUE:색도 좌표 및 주도 파장 등급.
• REF:순방향 전압 등급.
• LOT No:추적성을 위한 제조 로트 번호.

8. 응용 설계 고려사항

8.1 회로 설계 필수사항

전류 제한은 필수입니다.LED는 전류 구동 장치입니다. 이를 전압원에 직접 연결하면 과도한 전류를 흡수하여 즉시 고장납니다. 공급 전압(V_s), LED의 순방향 전압(V_f), 그리고 원하는 순방향 전류(I_f)를 기반으로 직렬 저항을 계산해야 합니다: R = (V_s- V_f) / I_f. 보수적인 설계를 위해 항상 데이터시트의 최대 V_f값을 사용하십시오.

8.2 열 관리

작지만, 전력 소산(그린 변종의 경우 최대 95mW)은 밀폐된 인클로저나 고밀도 어레이에서 특히 고려해야 합니다. PCB에 충분한 구리 면적 또는 열 비아가 있어 열을 발산하고 LED의 접합 온도가 최대 동작 한계를 초과하지 않도록 하십시오. 이는 광 출력과 수명을 저하시킵니다.

8.3 ESD 보호

낮은 150V HBM ESD 정격을 가진 GH(그린) 변종의 경우 특히, 취급 및 조립 중 ESD 보호 조치를 구현하십시오. 여기에는 접지된 작업대, 정전기 방지 손목띠, 생산 환경의 이오나이저 사용이 포함됩니다.

9. 기술 비교 및 차별화

12-22 패키지는 크기와 성능 사이의 균형을 제공합니다. 더 큰 SMD LED(예: 3528, 5050)와 비교하면 총 광 출력은 적지만 초소형화를 가능하게 합니다. 더 작은 칩 LED(예: 0402, 0603)와 비교하면 필요한 경우 수동으로 취급 및 솔더링하기가 더 쉽고, 성형된 렌즈 덕분에 종종 더 나은 시야각과 광도를 가집니다. 단일 패키지 풋프린트 내 멀티컬러 기능(레드/그린)은 듀얼컬러 표시등에 대한 설계 유연성을 제공합니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

10.1 저항 없이 이 LED를 구동할 수 있나요?

No.이는 거의 확실히 LED를 파괴할 것입니다. 지수적 IV 특성은 약간의 과전압이 엄청난 과전류를 유발한다는 것을 의미합니다.

10.2 피크 파장과 주도 파장의 차이는 무엇인가요?

피크 파장 (λ_p):방출 스펙트럼의 강도가 최대가 되는 단일 파장입니다.
주도 파장 (λ_d):LED의 인지된 색상과 일치하는 단색광의 파장입니다. 이는 인간 눈의 색상 반응(CIE 차트)을 기반으로 계산됩니다. 주도 파장은 색상 사양과 더 관련이 있습니다.

10.3 레드와 그린의 ESD 정격이 다른 이유는 무엇인가요?

서로 다른 반도체 재료(AlGaInP 대 InGaN)와 칩 구조는 정전기 방전에 대한 민감도에 본질적인 차이가 있습니다. InGaN 기반 LED(파랑, 그린, 화이트)는 일반적으로 AlGaInP 기반 LED(레드, 호박색)보다 ESD에 더 민감합니다.

10.4 자동차 실내 조명에 사용할 수 있나요?

일부 실내 응용 분야(예: 스위치 백라이트)에 기술적으로 적합할 수 있지만, 데이터시트에는 추가 검증 없이 고신뢰성 자동차 안전/보안 시스템에서 사용하지 말 것을 권고하는 "응용 제한" 참고사항이 포함되어 있습니다. 비중요 실내 조명에는 허용될 수 있지만, 넓은 동작 온도 범위(-40°C ~ +85°C)는 긍정적인 요소입니다.

11. 실용 설계 사례 연구

11.1 듀얼컬러 상태 표시등 설계

시나리오:"고장" 시 레드, "정상" 시 그린을 표시하는 소형 PCB 상태 표시등을 만듭니다.
해결책:12-22/R6(레드) LED 하나와 12-22/GH(그린) LED 하나를 나란히 배치합니다.
회로:두 개의 독립적인 구동 회로를 설계합니다. 5V 공급 전압의 경우:
레드 (V_f최대 = 2.4V, I_f= 20mA): R_red= (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ω. 표준 130Ω 또는 150Ω 저항을 사용하십시오.
그린 (V_f최대 = 3.7V, I_f= 20mA): R_green= (5V - 3.7V) / 0.020A = 65 Ω. 표준 68Ω 저항을 사용하십시오.
레이아웃:패키지 도면의 권장 패드 레이아웃을 따르십시오. 캐소드 표시가 올바르게 방향을 잡았는지 확인하십시오. 핸드 솔더링이 예상되는 경우 PCB 패드에 작은 열 릴리프를 제공하십시오.

12. 동작 원리

발광 다이오드(LED)는 전기발광을 통해 빛을 방출하는 반도체 장치입니다. p-n 접합에 순방향 전압이 인가되면, n형 영역의 전자가 활성층(칩 재료: 레드는 AlGaInP, 그린은 InGaN) 내에서 p형 영역의 정공과 재결합합니다. 이 재결합은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 방출된 빛의 특정 파장(색상)은 활성층에 사용된 반도체 재료의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. 성형된 에폭시 수지 패키지는 광 출력을 형성하고 섬세한 반도체 칩을 보호하는 렌즈 역할을 합니다.

13. 기술 동향

12-22와 같은 SMD LED의 개발은 소형화, 효율성 증가(루멘/와트), 그리고 높은 신뢰성으로의 광범위한 산업 동향을 따릅니다. AlGaInP 및 InGaN 재료에 대한 에피택셜 성장 기술의 발전은 내부 양자 효율과 색순도를 계속해서 향상시키고 있습니다. 패키징 기술은 증가하는 전력 밀도를 처리하기 위한 더 나은 열 관리와 제어된 빔 패턴을 위한 향상된 광학 설계에 초점을 맞추고 있습니다. 할로겐 프리 및 RoHS/REACH 준수를 위한 추진은 글로벌 환경 규제에 대한 산업의 대응을 반영합니다. 단일 패키지 내 다중 색상 칩(예: RGB)의 통합은 본 데이터시트에 제시된 멀티컬러 개념의 논리적 확장입니다.