SMD LED 19-137/R6GHBHC-A01/2T 데이터시트 - 멀티컬러 - 20mA - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

19-137 시리즈는 고밀도 응용 분야를 위해 설계된 소형 표면 실장 LED입니다. 작은 폼 팩터로 인해 보드 크기와 장비 공간을 크게 줄일 수 있습니다. 이 시리즈는 다양한 반도체 재료를 사용하여 여러 색상(선명한 적색, 녹색, 청색)으로 제공되며, 다양한 표시등 및 백라이트 요구 사항에 대한 설계 유연성을 제공합니다.

1.1 핵심 장점

• 소형화:리드 프레임 타입 LED보다 훨씬 작아, 더 높은 패킹 밀도와 더 작은 최종 제품을 가능하게 합니다.
• 경량:소형 및 휴대용 응용 분야에 이상적입니다.
• 호환성:자동 설치 장비와의 호환성을 위해 7인치 릴에 8mm 테이프로 포장됩니다.
• 견고한 공정 호환성:적외선 및 기상 리플로우 솔더링 공정 모두에 적합합니다.
• 환경 규정 준수:무연 및 RoHS 준수. ESD 보호(2000V HBM)를 포함합니다.

1.2 목표 응용 분야

• 계기판, 스위치 및 심볼의 백라이트.
• 통신 장비 표시등(전화기, 팩스 기기).
• LCD 패널용 평면 백라이트.
• 일반 목적 표시등 응용 분야.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 절대 최대 정격

모든 파라미터는 주변 온도(Ta) 25°C에서 지정됩니다. 이 한계를 초과하면 영구적인 손상이 발생할 수 있습니다.

• 역방향 전압 (V_R):5V
• 연속 순방향 전류 (I_F):25 mA
• 피크 순방향 전류 (I_FP):60 mA (R6/적색), 100 mA (GH/녹색, BH/청색) at 1/10 듀티 사이클, 1kHz.
• 전력 소산 (P_d):60 mW (R6), 95 mW (GH, BH).
• 동작 온도 (T_opr):-40°C ~ +85°C
• 저장 온도 (T_stg):-40°C ~ +90°C
• 솔더링 온도:리플로우: 260°C에서 30초. 핸드 솔더링: 350°C에서 3초.

2.2 전기광학적 특성

Ta=25°C 및 I_F=20mA에서 측정, 별도 명시가 없는 한. 참조용으로 전형값이 제공되며, 설계는 최소/최대 사양을 기준으로 해야 합니다.

허용 오차 참고:광도 (±11%), 주 파장 (±1nm), 순방향 전압 (±0.10V).

3. 빈닝 시스템 설명

LED는 생산 배치 내 일관성을 보장하기 위해 I_F=20mA에서의 광도에 따라 빈으로 분류됩니다.

3.1 광도 빈닝

• R6 (적색):Q 빈 (72.0-112 mcd), R 빈 (112-180 mcd).
• GH (녹색):R 빈 (112-180 mcd), S 빈 (180-285 mcd), T 빈 (285-450 mcd).
• BH (청색):N 빈 (28.5-45.0 mcd), P 빈 (45.0-72.0 mcd), Q 빈 (72.0-112 mcd).

이 빈닝은 설계자가 응용 분야에 적합한 밝기 등급을 선택하여 비용과 성능을 균형 있게 조정할 수 있게 합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 각 색상 변형(R6, GH, BH)에 대한 전형적인 특성 곡선을 제공합니다. 이 곡선들은 다양한 동작 조건에서의 소자 동작을 이해하는 데 필수적입니다.

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

곡선은 전류와 전압 사이의 지수 관계를 보여줍니다. 적색 LED(R6)는 녹색 및 청색 LED(~3.3V)에 비해 상당히 낮은 전형적인 순방향 전압(~2.0V)을 가지며, 이는 서로 다른 반도체 재료(AlGaInP 대 InGaN) 때문입니다. 이는 구동 회로 설계 및 전력 소비 계산을 위한 중요한 파라미터입니다.

4.2 광도 대 순방향 전류

광도는 순방향 전류와 함께 증가하지만 선형적이지 않습니다. 곡선은 더 높은 전류에서 광도가 포화되는 경향이 있음을 보여줍니다. 권장 20mA에서 동작하면 밝기와 효율/수명 사이의 좋은 균형을 제공합니다. 최대 연속 전류(25mA)를 초과하는 것은 열화를 가속화할 수 있으므로 권장되지 않습니다.

4.3 광도 대 주변 온도

LED 광 출력은 온도에 의존합니다. 곡선은 주변 온도가 상승함에 따라 광도가 감소함을 보여줍니다. 적색 LED(R6)의 경우, 녹색/청색(GH/BH) LED에 비해 높은 온도에서 감소가 더 두드러집니다. 이 열 디레이팅은 높은 주변 온도나 불량한 열 관리가 예상되는 설계에서 반드시 고려되어야 합니다.

4.4 순방향 전류 디레이팅 곡선

이 곡선은 주변 온도의 함수로서 허용 가능한 최대 연속 순방향 전류를 규정합니다. 신뢰성을 보장하려면 25°C 이상에서 동작할 때 순방향 전류를 줄여야 합니다. 과열과 조기 고장을 방지하기 위해 이 곡선을 준수하는 것은 필수입니다.

4.5 스펙트럼 분포

스펙트럼 플롯은 LED의 특징인 좁은 방출 대역을 보여줍니다. 적색(R6)은 약 632nm, 녹색(GH)은 약 518nm, 청색(BH)은 약 468nm에서 피크를 가집니다. 스펙트럼 대역폭(Δλ)은 적색 약 20nm, 녹색 약 35nm, 청색 약 25nm로, 색 순도를 나타냅니다.

4.6 방사 패턴

극좌표 다이어그램은 전형적인 120도 시야각을 가진 넓고 람베르트형에 가까운 방사 패턴을 확인시켜 줍니다. 이는 넓은 시야각이 필요한 백라이트 및 표시등 응용 분야에 적합한 넓고 균일한 조명을 제공합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

SMD 패키지는 표준 픽 앤 플레이스 조립을 위해 설계되었습니다. 주요 치수(mm)는 본체 크기, 리드 간격 및 전체 높이를 포함합니다. 지정되지 않은 모든 허용 오차는 ±0.1mm입니다. 정확한 풋프린트 및 권장 패드 레이아웃은 적절한 솔더링 및 정렬을 보장하기 위해 상세 치수 도면에서 도출해야 합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

• 리플로우 솔더링:최대 피크 온도 260°C에서 30초가 지정됩니다. 표준 무연 리플로우 프로파일(IPC/JEDEC J-STD-020)이 적용 가능합니다.
• 핸드 솔더링:필요한 경우, 최대 인두 팁 온도 350°C에서 3초가 허용됩니다. 플라스틱 렌즈나 내부 본드를 손상시키지 않도록 최소한의 열을 사용하십시오.
• ESD 주의사항:소자가 2000V HBM 보호 기능을 갖추고 있지만, 조립 중에는 표준 ESD 처리 절차를 따라야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 포장 사양

부품은 방습 포장으로 공급됩니다.

• 캐리어 테이프:8mm 폭, 7인치 직경 릴.
• 릴당 수량:2000개.
• 방습 보호:알루미늄 방습 백에 건조제와 함께 포장됨.

7.2 라벨 설명

릴 라벨에는 추적성과 올바른 적용을 위한 중요한 정보가 포함되어 있습니다:

• P/N:제품 번호 (예: 19-137/R6GHBHC-A01/2T).
• QTY:포장 수량.
• CAT:광도 등급 (빈 코드).
• HUE:색도 좌표 및 주 파장 등급.
• REF:순방향 전압 등급.
• LOT No:추적성을 위한 제조 로트 번호.

8. 응용 설계 고려사항

8.1 구동 회로 설계

다이오드의 지수적 I-V 특성으로 인해 안정적인 광 출력을 위해서는 전류 조절(전압 조절이 아님)이 필수적입니다. 안정적인 전압 공급이 있는 저비용 응용 분야에는 간단한 직렬 저항을 사용할 수 있습니다. 특히 변동하는 공급 전압이나 온도에서 최적의 성능과 효율을 위해 정전류 구동기를 권장합니다. 멀티컬러 어레이를 위한 회로를 설계할 때 적색(~2.0V)과 녹색/청색(~3.3V) LED 사이의 순방향 전압 차이를 고려해야 합니다.

8.2 열 관리

SMD LED는 효율적이지만, 입력 전력의 일부는 열로 변환됩니다. 디레이팅 곡선은 온도의 영향을 명확히 보여줍니다. 특히 높은 주변 온도나 높은 구동 전류에서 신뢰성 있는 동작을 보장하려면 접합 온도를 안전한 한계 내로 유지하기 위해 충분한 PCB 구리 면적이나 기타 방열 방법을 사용해야 합니다. 열 설계가 불량하면 광 출력 감소와 수명 단축으로 이어집니다.

8.3 광학 설계

120도 시야각은 넓은 커버리지를 제공합니다. 더 집중된 빛이 필요한 응용 분야의 경우, 2차 광학(렌즈, 도광판)이 필요할 수 있습니다. 이 LED의 투명 수지 색상은 패키지로 인한 색조 없이 실제 방출 색상을 원하는 응용 분야에 적합합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

이 시리즈의 주요 차별점은 서로 다른 칩 재료(적색용 AlGaInP, 녹색/청색용 InGaN)를 통해 단일 패키지 풋프린트 내에서 멀티컬러 기능을 제공한다는 점입니다. 기존 스루홀 LED와 비교하여, SMD 형식은 상당한 공간 절약, 자동화 조립에 대한 더 나은 적합성, 그리고 리드에 대한 굽힘 응력이 없어 일반적으로 향상된 신뢰성을 제공합니다. ESD 보호 기능 포함 및 RoHS 및 무연 솔더링 표준 준수는 현대 전자 제조에 적합하게 만듭니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

10.1 더 밝게 하기 위해 이 LED를 30mA로 구동할 수 있나요?

아니요. 연속 순방향 전류(I_F)에 대한 절대 최대 정격은 25mA입니다. 30mA에서 동작하면 이 정격을 초과하여 소자에 즉각적이거나 장기적인 손상의 위험이 있습니다. 더 높은 밝기를 원한다면, 더 높은 광도를 가진 빈에서 LED를 선택하거나 더 높은 전류 정격을 가진 다른 LED 모델을 고려하십시오.

10.2 적색 LED의 순방향 전압이 다른 이유는 무엇인가요?

순방향 전압은 반도체 재료의 밴드갭에 따른 기본적인 특성입니다. 이 시리즈의 적색 LED는 녹색 및 청색 LED에 사용되는 InGaN보다 낮은 밴드갭 에너지를 가진 AlGaInP를 사용합니다. 낮은 밴드갭은 다이오드를 "켜서" 빛을 방출하는 데 필요한 더 낮은 순방향 전압으로 이어집니다.

10.3 "빈 코드"는 무엇을 의미하며, 왜 중요한가요?

제조 공정의 변동으로 인해, LED는 생산 후 광도 및 색상과 같은 주요 파라미터에 따라 분류(빈닝)됩니다. 빈 코드(예: 녹색의 R, S, T)는 해당 그룹에 대해 보장된 최소 및 최대 출력을 지정합니다. 응용 분야(예: 다중 LED 디스플레이)에서 일관된 외관을 위해 동일하거나 인접한 빈의 LED를 사용하는 것이 중요합니다.

11. 실용 설계 사례 연구

시나리오:소비자 기기를 위한 적색, 녹색, 청색 LED가 있는 상태 표시 패널 설계.

1. 전류 설정:표준 테스트 조건이며 좋은 성능 균형을 제공하는 20mA의 구동 전류를 선택합니다.
2. 전류 제한 저항:5V 공급 전압(V_CC) 가정:
   • 적색 (V_F~2.0V): R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150Ω. 가장 가까운 표준 값(예: 150Ω 또는 160Ω) 사용.
   • 녹색/청색 (V_F~3.3V): R = (5V - 3.3V) / 0.020A = 85Ω. 82Ω 또는 91Ω 사용.
3. 밝기 매칭:광도 빈을 확인하십시오. 인지된 밝기 균등성(인간 눈의 민감도는 색상에 따라 다름)을 달성하기 위해 다른 빈을 선택하거나 전류를 약간 조정해야 할 수 있습니다. 예를 들어, 동일한 전류에서 Q 빈(72-112 mcd)의 청색 LED는 T 빈(285-450 mcd)의 녹색 LED보다 어둡게 보일 수 있습니다.
4. 열 고려사항:패널이 따뜻해지는 밀폐된 공간 내부에 있는 경우, 디레이팅 곡선을 참조하십시오. 주변 온도 60°C에서 허용 가능한 최대 연속 전류는 25mA보다 훨씬 낮습니다. 구동 전류를 줄이거나 환기를 개선해야 할 수 있습니다.

12. 동작 원리

발광 다이오드(LED)는 전기발광을 통해 빛을 방출하는 반도체 소자입니다. p-n 접합에 순방향 전압이 인가되면, 활성 영역에서 전자와 정공이 재결합합니다. 이 재결합 동안 방출된 에너지는 광자(빛)로 방출됩니다. 방출된 빛의 색상(파장)은 활성 영역에 사용된 반도체 재료의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다: 적색/주황색용 AlGaInP, 그리고 녹색, 청색, 백색용 InGaN.

13. 기술 동향

SMD LED 시장은 더 높은 효율(와트당 더 많은 루멘), 증가된 전력 밀도 및 개선된 색 재현성을 향해 계속 발전하고 있습니다. 소형화는 더 작고 고해상도 디스플레이 및 조명 어레이를 가능하게 하는 핵심 동향으로 남아 있습니다. 또한 다양한 동작 조건에서 신뢰성과 수명을 향상시키는 데 강한 초점이 맞춰져 있습니다. InGaN 기술의 광범위한 채택은 풀컬러 디스플레이 및 백색 LED 조명(종종 청색 LED와 형광체를 결합하여 생성)에 필수적인 고휘도 녹색 및 청색 LED를 달성하는 데 기여했습니다.