SMD LED 19-218/GHC-YR1S2M/3T 데이터시트 - 브릴리언트 그린 - 20mA - 3.2V 표준 - 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 브릴리언트 그린 빛을 방출하는 표면 실장 장치(SMD) LED의 기술 사양을 상세히 설명합니다. 이 부품은 인쇄 회로 기판(PCB)에 고밀도 실장을 위해 설계되어 소형화 및 자동화 조립 공정에서 이점을 제공합니다.

1.1 핵심 특징 및 장점

LED는 7인치 직경 릴에 감긴 8mm 테이프에 공급되어 표준 자동 픽 앤 플레이스 장비와 호환됩니다. 적외선 및 기상 재류 솔더링 공정 모두에 적합합니다. 이는 단일 색상(모노 컬러) 타입 LED입니다. 본 제품은 환경 규정을 준수합니다: 무연(Pb-free), RoHS 지침 준수, EU REACH 규정 준수, 무할로겐 요구사항 충족(브롬 <900 ppm, 염소 <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

소형 SMD 패키지는 기존 리드 프레임 부품에 비해 상당한 설계상의 이점을 제공합니다. 이는 보드 공간 감소, 부품 실장 밀도 증가, 저장 요구사항 최소화, 궁극적으로 더 작은 최종 제품 장비의 가능성을 포함합니다. 패키지의 가벼운 무게는 소형 및 휴대용 애플리케이션에 이상적입니다.

1.2 목표 애플리케이션

이 LED는 다양한 지시등 및 백라이트 기능에 적합하며, 다음을 포함합니다:

• 자동차 또는 산업용 제어 장치의 계기판 및 스위치 백라이트.
• 전화기 및 팩스와 같은 통신 장치의 상태 표시등 및 키패드 백라이트.
• 액정 디스플레이(LCD), 스위치 및 심볼용 평면 백라이트.
• 일반 목적 지시등 애플리케이션.

2. 기술 사양

2.1 장치 선택 및 재료

LED 칩은 인듐 갈륨 나이트라이드(InGaN) 반도체 재료를 사용하여 제작되며, 브릴리언트 그린 방출 색상을 생성합니다. 캡슐화 수지는 투명합니다.

2.2 절대 최대 정격

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

• 역방향 전압 (V_R):5 V
• 순방향 전류 (I_F):25 mA (연속)
• 피크 순방향 전류 (I_FP):100 mA (듀티 사이클 1/10 @ 1 kHz)
• 전력 소산 (P_d):110 mW
• 정전기 방전 (ESD) 인체 모델 (HBM):150 V
• 동작 온도 (T_opr):-40°C ~ +85°C
• 보관 온도 (T_stg):-40°C ~ +90°C
• 솔더링 온도 (T_sol):
  • 재류 솔더링: 최대 10초 동안 피크 260°C.
  • 핸드 솔더링: 최대 3초 동안 350°C.

2.3 전기-광학 특성

이 매개변수는 주변 온도 25°C에서 지정되며, 일반적인 동작 성능을 나타냅니다.

• 광도 (I_v):112 - 285 mcd (I_F= 20 mA에서 측정). 허용 오차는 ±11%입니다.
• 시야각 (2θ_1/2):120도 (일반적).
• 피크 파장 (λ_p):518 nm (일반적).
• 주 파장 (λ_d):520 - 535 nm. 허용 오차는 ±1 nm입니다.
• 스펙트럼 방사 대역폭 (Δλ):20 nm (일반적).
• 순방향 전압 (V_F):2.75 - 3.95 V (I_F= 20 mA에서). 허용 오차는 ±0.05 V입니다.
• 역방향 전류 (I_R):최대 50 μA (V_R= 5 V에서).

3. 빈닝 시스템 설명

생산 시 색상 및 밝기 일관성을 보장하기 위해 LED는 주요 매개변수에 따라 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 특정 애플리케이션 요구사항에 맞는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 광도 빈닝

LED는 20 mA에서 측정된 광도에 따라 네 개의 빈(R1, R2, S1, S2)으로 분류됩니다.

• R1:112 - 140 mcd
• R2:140 - 180 mcd
• S1:180 - 225 mcd
• S2:225 - 285 mcd

3.2 주 파장 빈닝

인지된 색상과 관련된 주 파장은 세 그룹(X, Y, Z)으로 빈닝됩니다.

• X:520 - 525 nm
• Y:525 - 530 nm
• Z:530 - 535 nm

3.3 순방향 전압 빈닝

순방향 전압은 그룹 M 내에서 네 개의 코드(5, 6, 7, 8)로 빈닝됩니다. 이는 전류 제한 회로 설계에 중요합니다.

• 5:2.75 - 3.05 V
• 6:3.05 - 3.35 V
• 7:3.35 - 3.65 V
• 8:3.65 - 3.95 V

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 다양한 조건에서의 장치 동작을 설명하는 여러 특성 곡선을 제공합니다. 이는 견고한 회로 설계에 중요합니다.

4.1 상대 광도 대 주변 온도

이 곡선은 주변 온도가 상승함에 따라 광 출력이 감소하는 방식을 보여줍니다. 설계자는 특히 고온 환경 또는 고전력 애플리케이션에서 충분한 밝기를 유지하기 위해 이 열적 디레이팅을 고려해야 합니다.

4.2 순방향 전류 디레이팅 곡선

이 그래프는 주변 온도의 함수로서 허용 가능한 최대 연속 순방향 전류를 정의합니다. 온도가 증가함에 따라 과열을 방지하고 장기적인 신뢰성을 보장하기 위해 최대 안전 전류가 감소합니다. 25 mA의 절대 최대값은 주변 온도 25°C 이하에서만 유효합니다.

4.3 광도 대 순방향 전류

이 곡선은 구동 전류와 광 출력 사이의 비선형 관계를 나타냅니다. 전류를 증가시키면 밝기가 증가하지만, 전력 소산과 접합 온도도 증가하여 효율성과 수명에 영향을 미칩니다.

4.4 스펙트럼 분포

스펙트럼 출력 곡선은 약 518 nm의 피크 파장을 중심으로 다양한 파장에 걸쳐 방출되는 빛의 강도를 보여줍니다. 좁은 대역폭은 InGaN 기반 그린 LED의 특징입니다.

4.5 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

이 기본 곡선은 다이오드에서 전압과 전류 사이의 지수 관계를 보여줍니다. "무릎" 전압은 전도가 상당히 시작되는 지점입니다. 동작 영역의 기울기는 동적 저항을 나타냅니다.

4.6 방사 패턴

극좌표 다이어그램은 광 강도의 공간적 분포를 보여줍니다. 120도의 시야각은 영역 조명 및 넓은 시야각 지시등에 적합한 넓고 람베르트와 유사한 방사 패턴을 나타냅니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

데이터시트에는 LED 패키지의 상세 치수 도면이 포함되어 있습니다. 주요 치수에는 본체 길이, 너비, 높이 및 캐소드/애노드 단자의 배치가 포함됩니다. 지정되지 않은 모든 허용 오차는 ±0.1 mm입니다.

5.2 권장 솔더 패드 레이아웃

신뢰할 수 있는 솔더링 및 기계적 안정성을 보장하기 위해 PCB의 권장 풋프린트가 제공됩니다. 권장 패드 치수는 참고용이며, 설계자는 특정 PCB 제조 공정 및 열 요구사항에 따라 이를 수정해야 합니다.

6. 라벨 및 포장 정보

6.1 라벨 설명

릴 라벨에는 추적성 및 식별을 위한 여러 코드가 포함되어 있습니다:

• CPN:고객의 제품 번호.
• P/N:제조사의 제품 번호 (예: 19-218/GHC-YR1S2M/3T).
• QTY:포장 수량.
• CAT:광도 등급 (예: R1, S2).
• HUE:색도 좌표 및 주 파장 등급 (예: X, Y, Z).
• REF:순방향 전압 등급 (예: 5, 6, 7, 8).
• LOT No:추적성을 위한 제조 로트 번호.

6.2 릴 및 테이프 치수

캐리어 테이프 및 7인치 직경 릴의 치수가 지정됩니다. 표준 적재 수량은 릴당 3000개입니다.

6.3 방습 포장

LED는 주변 습도를 흡수하기 위한 건조제와 함께 방습 백(알루미늄 방습 백)에 포장됩니다. 백의 라벨은 습기 민감도 등급(MSL) 및 취급 지침을 나타냅니다. 이 포장은 재류 솔더링 중 습기 유발 손상("팝콘 현상")에 민감한 부품에 중요합니다.

7. 솔더링 및 조립 지침

7.1 중요한 주의사항

과전류 보호:LED는 전류 구동 장치입니다. 외부 전류 제한 저항이반드시직렬로 사용되어야 합니다. 순방향 전압의 작은 변화는 전류의 큰 변화를 일으켜 즉각적인 고장(소손)을 초래할 수 있습니다.

7.2 보관 및 취급

• 부품을 사용할 준비가 될 때까지 방습 백을 열지 마십시오.
• 개봉 전: ≤30°C 및 ≤90% 상대 습도(RH)에서 보관하십시오.
• 개봉 후: "플로어 라이프"(부품이 주변 공장 공기에 노출될 수 있는 시간)는 ≤30°C 및 ≤60% RH에서 1년입니다. 사용하지 않은 부품은 건조제와 함께 방습 포장에 다시 밀봉해야 합니다.
• 건조제 지시약이 변색되었거나 보관 시간을 초과한 경우, 베이킹 처리가 필요합니다: 60 ±5°C에서 24시간.

7.3 솔더링 조건

재류 솔더링 프로파일 (무연):

• 예열: 150-200°C에서 60-120초.
• 액상선(217°C) 이상 시간: 60-150초.
• 피크 온도: 최대 260°C.
• 피크 온도 ±5°C 내 시간: 최대 10초.
• 가열 속도: 최대 3°C/초 (예열에서 피크까지).
• 냉각 속도: 최대 6°C/초.

재류 솔더링은 두 번 이상 수행해서는 안 됩니다. 가열 중 LED에 기계적 스트레스를 가하지 말고, 솔더링 후 PCB를 휘지 마십시오.

핸드 솔더링:팁 온도 <350°C의 솔더링 아이언을 사용하여 단자당 3초 이하로 작업하십시오. 아이언 전력은 25W 이하이어야 합니다. 각 단자를 솔더링하는 사이에 최소 2초 간격을 두십시오. 핸드 솔더링은 열 손상 위험이 더 높습니다.

수리:솔더링 후 수리는 권장되지 않습니다. 불가피한 경우, 듀얼 헤드 솔더링 아이언을 사용하여 두 단자를 동시에 가열하고 부품을 균일하게 들어 올려 솔더 패드 또는 LED 자체를 손상시키지 않도록 하십시오. 수리 후 장치 기능을 확인하십시오.

8. 애플리케이션 노트 및 설계 고려사항

8.1 회로 설계

항상 순방향 전류를 제한하기 위해 직렬 저항을 사용하십시오. 옴의 법칙을 사용하여 저항 값을 계산하십시오: R = (V_공급- V_F) / I_F. 최악의 조건에서 전류가 한계를 초과하지 않도록 빈 또는 데이터시트의 최대 V_F를 사용하십시오. 저항의 전력 정격(P = I_F²* R)을 고려하십시오. 여러 LED를 구동하는 경우, 전류 매칭을 위해 직렬 구성이 선호되지만 더 높은 공급 전압이 필요합니다. 병렬 구성은 전류 편중을 방지하기 위해 각 LED마다 개별 전류 제한 저항이 필요합니다.

8.2 열 관리

작은 SMD 부품이지만, 열 관리는 장수명 및 안정적인 성능에 매우 중요합니다. 디레이팅 곡선은 온도에 따른 성능 손실을 명확히 보여줍니다. 특히 최대 전류 정격 근처 또는 고주변 온도에서 동작할 때 열을 발산하기 위해 충분한 PCB 구리 면적(열 릴리프 패드)을 확보하십시오. LED를 다른 발열 부품 근처에 배치하지 마십시오.

8.3 광학 통합

넓은 120도 시야각은 이 LED를 광범위한 조명이 필요한 애플리케이션에 적합하게 만듭니다. 더 지시된 빛을 위해 외부 렌즈 또는 도광판이 필요할 수 있습니다. 투명 수지는 LED가 컬러 필터 또는 확산판과 함께 사용될 수 있는 애플리케이션을 위한 중성 기본 색상을 제공합니다.

9. 기술 비교 및 포지셔닝

이 InGaN 기반 그린 LED는 SMD 지시등 LED 시장에서 일반적인 솔루션을 제공합니다. 주요 차별점은 현대 환경 표준(무할로겐, REACH) 준수 및 무연 재류 공정에 대한 사양입니다. 제공된 빈닝 정보는 다중 LED 어레이 또는 디스플레이에 중요한 색상 및 밝기 일관성 수준을 제공합니다. 상대적으로 높은 광도(20mA에서 최대 285 mcd)와 표준 SMD 풋프린트의 조합은 지시등 및 저수준 백라이트 작업 모두에 다용도 선택이 되게 합니다. 설계자는 순방향 전압 빈닝 및 광도 빈을 애플리케이션별 전압 헤드룸 및 밝기 균일성 요구사항과 비교해야 합니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

Q: 빈닝 코드의 목적은 무엇입니까?

A: 빈닝은 전기적 및 광학적 일관성을 보장합니다. 예를 들어, 동일한 V_F빈의 LED를 사용하면 공통 전류 제한 저항으로 구동할 때 균일한 밝기가 보장됩니다. 동일한 파장 빈의 LED를 사용하면 색상 매칭이 보장됩니다.

Q: 전원 공급 장치가 정확히 3.2V인 경우 전류 제한 저항 없이 이 LED를 구동할 수 있습니까?

A: 아니요. 순방향 전압에는 범위(2.75V-3.95V)가 있습니다. 3.2V의 공급은 낮은 V_F를 가진 LED에서 과도한 전류를 유발하여 고장을 초래할 수 있습니다. 정전압 구동의 경우 직렬 저항이 항상 필수적입니다.

Q: "피크 순방향 전류" 정격 100mA를 어떻게 해석해야 합니까?

A: 이는 펄스 전류 정격입니다(1kHz에서 1/10 듀티 사이클). 연속 동작에는 사용해서는 안 됩니다. 연속 DC 전류는 25mA를 초과해서는 안 됩니다.

Q: 습기 민감 포장이 중요한 이유는 무엇입니까?

A> 플라스틱 패키지에 흡수된 습기는 고온 재류 솔더링 공정 중 빠르게 증발하여 내부 박리, 균열 또는 "팝콘 현상"을 일으켜 부품을 파괴할 수 있습니다.

11. 설계 사용 사례 예시

시나리오: 10개의 균일하게 밝은 초록색 LED로 상태 표시등 패널 설계.

1. 전류 설정:구동 전류를 선택하십시오. 밝기와 수명의 균형을 위해 I_F= 20 mA를 선택하십시오.
2. 전압 빈 선택:단일 전류 제한 저항 값으로 균일한 밝기를 보장하기 위해 동일한 순방향 전압 빈(예: 빈 6: 3.05-3.35V)의 LED를 지정하십시오. 최악의 경우 저항 계산을 위해 해당 빈의 최대 V_F(3.35V)를 사용하십시오.
3. 밝기 빈 선택:최소 밝기 수준을 보장하기 위해 필요한 광도 빈(예: S1: 180-225 mcd)을 지정하십시오.
4. 회로 설계:5V 공급(V_공급)으로 직렬 저항을 계산하십시오: R = (5V - 3.35V) / 0.020A = 82.5Ω. 가장 가까운 표준 값인 82Ω을 사용하십시오. 저항 전력: P = (0.020A)²* 82Ω = 0.0328W. 표준 1/10W(0.1W) 저항으로 충분합니다.
5. 레이아웃:권장 패드 레이아웃을 사용하여 PCB에 LED를 배치하십시오. 전류 불균형을 방지하기 위해 각각 자체 82Ω 직렬 저항이 있는 모든 LED를 병렬로 연결하십시오.
6. 조립:재류 프로파일 지침을 따르십시오. 즉시 사용하지 않으면 개봉된 릴을 드라이 캐비닛에 보관하십시오.

12. 동작 원리

이 LED는 반도체 광자 장치입니다. 그 핵심은 p-n 접합을 형성하는 InGaN(인듐 갈륨 나이트라이드) 재료로 만들어진 칩입니다. 접합의 임계값을 초과하는 순방향 전압이 인가되면 전자와 정공이 접합을 가로질러 주입됩니다. 이러한 전하 캐리어가 재결합할 때 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. InGaN 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접적으로 방출되는 빛의 파장(색상)에 해당합니다—이 경우 브릴리언트 그린(~518-535 nm). 투명 에폭시 수지는 칩을 캡슐화하여 기계적 보호, 방사 패턴 형성 및 굴절 매체 역할을 합니다.

13. 기술 동향

이와 같은 SMD LED의 개발은 전자 소형화, 자동화 및 에너지 효율성 동향에 의해 주도됩니다. 더 높은 광 효율(전기 와트당 더 많은 광 출력)을 위한 지속적인 추진이 있으며, 이는 시스템 효율성을 향상시키고 열 부하를 줄입니다. 형광체 기술 및 칩 설계의 발전은 LED의 색역 및 색 재현 능력을 확장하고 있습니다. 또한, 통합이 주요 동향으로, 다중 칩 패키지(RGB, 화이트) 및 심지어 드라이버 IC가 단일 모듈로 결합되고 있습니다. 환경 규정 준수(무할로겐, REACH) 및 자동차 및 산업 애플리케이션을 위한 고신뢰성 제조 공정에 대한 강조는 계속해서 부품 사양 및 테스트 요구사항을 형성하고 있습니다.