SMD LED 17-215/S2C-AQ1R2B/3T 데이터시트 - 브릴리언트 오렌지 - 2.0x1.25x0.8mm - 최대 2.35V - 60mW - 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 17-215/S2C-AQ1R2B/3T 표면 실장 장치(SMD) 발광 다이오드(LED)의 완전한 기술 사양을 제공합니다. 이 부품은 단색 타입으로, 브릴리언트 오렌지 빛을 방출하며, 투명 수지로 캡슐화된 AlGaInP 반도체 재료를 사용하여 제작되었습니다. 주요 설계 장점은 컴팩트한 폼 팩터로, 인쇄 회로 기판(PCB) 크기를 크게 줄이고, 부품 실장 밀도를 높이며, 필요한 저장 공간을 최소화하며, 궁극적으로 더 작은 최종 사용자 장비 개발에 기여합니다. 패키지의 가벼운 무게는 미니어처 및 공간 제약이 있는 애플리케이션에 이상적인 선택입니다.

1.1 주요 특징 및 규정 준수

LED는 7인치 직경 릴에 감겨 있는 8mm 테이프로 공급되어 표준 자동 픽 앤 플레이스 조립 장비와의 호환성을 보장합니다. 적외선 및 기상 리플로우 솔더링 공정 모두에 사용하도록 설계되어 현대적인 제조 라인에의 통합을 용이하게 합니다. 제품은 무연(Pb-free) 부품으로 제조되며 유해물질 제한(RoHS) 지침을 준수합니다. 또한 EU REACH 규정을 준수하고 할로겐 프리 요구사항을 충족하며, 브롬(Br) 및 염소(Cl) 함량은 각각 900 ppm 미만이고 그 합계는 1500 ppm 미만입니다.

1.2 목표 애플리케이션

이 LED는 다양한 표시 및 백라이트 기능에 적합합니다. 일반적인 적용 분야로는 자동차 계기판 및 스위치 백라이트, 전화 및 팩스와 같은 통신 장치의 상태 표시기 및 키패드 백라이트, 액정 디스플레이(LCD)용 평면 백라이트 유닛, 그리고 브릴리언트 오렌지 신호가 필요한 일반 목적 표시기 사용이 포함됩니다.

2. 기술 파라미터: 심층 객관적 해석

2.1 절대 최대 정격

절대 최대 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 값들은 주변 온도(Ta) 25°C에서 지정되며, 어떠한 작동 조건에서도 초과해서는 안 됩니다. 최대 역전압(VR)은 5V입니다. 최대 연속 순방향 전류(IF)는 25 mA입니다. 펄스 동작의 경우, 듀티 사이클 1/10, 1 kHz에서 최대 60 mA의 피크 순방향 전류(IFP)가 허용됩니다. 최대 소비 전력(Pd)은 60 mW입니다. 장치는 인체 모델(HBM) 기준 2000V의 정전기 방전(ESD)을 견딜 수 있습니다. 작동 온도 범위(Topr)는 -40°C에서 +85°C이며, 저장 온도 범위(Tstg)는 약간 더 넓어 -40°C에서 +90°C입니다. 솔더링의 경우, 부품은 최대 10초 동안 피크 온도 260°C의 리플로우 프로파일을 견딜 수 있으며, 또는 각 단자당 최대 3초 동안 인두 팁 온도 350°C의 핸드 솔더링을 견딜 수 있습니다.

2.2 전기-광학 특성

전기-광학 특성은 핵심 성능 파라미터로, Ta=25°C 및 표준 테스트 전류 IF=20 mA에서 측정됩니다. 광도(Iv)는 전형적인 범위를 가지며, 빈닝 시스템에 의해 정의된 특정 최소 및 최대값이 있습니다. 광도가 축상 값의 절반이 되는 시야각(2θ1/2)은 전형적으로 130도로, 넓은 방사 패턴을 제공합니다. 광 출력은 스펙트럼 특성으로 특징지어집니다: 피크 파장(λp)은 전형적으로 611 nm이며, 우세 파장(λd)은 빈에 따라 600.5 nm에서 612.5 nm 사이입니다. 스펙트럼 대역폭(Δλ)은 전형적으로 17 nm입니다. 전기적 특성은 순방향 전압(VF)으로 정의되며, 이는 1.75V에서 2.35V 사이입니다. 역전류(IR)는 5V의 역전압이 인가될 때 10 μA 이하임이 보장되며, 이 장치는 역바이어스에서 작동하도록 설계되지 않았음을 유의해야 합니다.

2.3 열적 고려사항

별도의 섹션에서 명시적으로 상세히 설명되지는 않았지만, 열 관리가 사양에 암묵적으로 포함되어 있습니다. 최대 소비 전력 60 mW와 최대 +85°C의 작동 온도 범위가 열 작동 창을 정의합니다. 설계자는 접합 온도가 최대 한계를 초과하지 않도록 해야 하며, 이는 PCB 레이아웃, 구리 면적 및 주변 조건에 영향을 받습니다. PCB 패드를 통한 적절한 방열은 장기적인 신뢰성을 유지하고 광 출력 저하를 방지하는 데 필수적입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

제품은 생산 로트 내 일관성을 보장하고 설계자가 특정 허용 오차 요구사항에 맞는 부품을 선택할 수 있도록 세 가지 핵심 파라미터를 기준으로 빈으로 분류됩니다.

3.1 광도 빈닝

광도는 네 가지 빈 코드(Q1, Q2, R1, R2)로 분류됩니다. Q1 빈은 72.00 mcd에서 90.00 mcd까지의 광도를 포함합니다. Q2는 90.00 mcd에서 112.00 mcd까지입니다. R1은 112.00 mcd에서 140.00 mcd까지입니다. 가장 높은 출력 빈인 R2는 140.00 mcd에서 180.00 mcd까지의 LED를 포함합니다. 각 빈 내에는 ±11%의 허용 오차가 적용됩니다.

3.2 우세 파장 빈닝

인지된 색상과 관련된 우세 파장은 네 가지 코드(D8, D9, D10, D11)로 빈닝됩니다. D8은 600.50 nm에서 603.50 nm까지를 포함합니다. D9는 603.50 nm에서 606.50 nm까지입니다. D10은 606.50 nm에서 609.50 nm까지입니다. D11은 609.50 nm에서 612.50 nm까지입니다. 각 빈 내에는 ±1 nm의 엄격한 허용 오차가 유지됩니다.

3.3 순방향 전압 빈닝

순방향 전압은 전류 조절 설계를 돕기 위해 세 개의 빈으로 분류됩니다. 빈 0은 1.75V에서 1.95V까지를 포함합니다. 빈 1은 1.95V에서 2.15V까지입니다. 빈 2는 2.15V에서 2.35V까지입니다. 각 빈에 대해 ±0.1V의 허용 오차가 지정됩니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 전형적인 전기-광학 특성 곡선을 참조합니다. 특정 그래프가 본문에 제공되지는 않지만, 이러한 LED에 대한 표준 곡선은 일반적으로 순방향 전류(IF)와 순방향 전압(VF) 사이의 관계(다이오드의 지수적 IV 특성 표시)를 포함할 것입니다. 또 다른 중요한 곡선은 순방향 전류의 함수로서의 상대 광도를 나타내며, 광 출력이 최대 정격까지 전류와 함께 어떻게 증가하는지 보여줍니다. 세 번째 중요한 그래프는 주변 온도에 따른 광도의 변화를 보여주며, 일반적으로 온도가 상승함에 따라 출력이 감소하는 것을 보여줍니다. 마지막으로, 스펙트럼 분포 그래프는 파장의 함수로서의 상대 복사 출력을 보여주며, 611 nm 피크를 중심으로 17 nm 대역폭이 명확하게 보입니다. 이러한 곡선은 설계자가 비표준 테스트 조건에서의 성능을 예측하는 데 필수적입니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

LED는 표준 SMD 패키지에 장착됩니다. 주요 치수(밀리미터)는 다음과 같으며, 달리 명시되지 않는 한 일반 허용 오차는 ±0.1mm입니다: 전체 패키지 길이는 2.0 mm입니다. 너비는 1.25 mm입니다. 높이는 0.8 mm입니다. 캐소드 식별자는 일반적으로 패키지의 노치 또는 녹색 표시입니다. 상세 도면에는 패드 간격(예: 패드 중심 간 1.5 mm) 및 적절한 솔더링과 기계적 안정성을 보장하기 위한 랜드 패턴 권장 사항이 포함됩니다.

5.2 극성 식별

정확한 극성은 작동에 매우 중요합니다. 패키지는 캐소드 단자를 식별하기 위해 모따기된 모서리 또는 색상 점과 같은 시각적 마커를 포함합니다. 설계자는 이 마커를 PCB 레이아웃의 해당 캐소드 패드와 정렬하여 역연결을 방지해야 하며, 이는 최대 역전압을 초과할 경우 즉각적인 고장 또는 성능 저하로 이어질 수 있습니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

무연(Pb-free) 리플로우 솔더링의 경우, 특정 온도 프로파일을 따라야 합니다. 예열 구역은 주변 온도에서 60~120초 동안 150°C에서 200°C 사이로 상승해야 합니다. 중요한 리플로우 구역은 60~150초 동안 온도가 217°C(일반적인 무연 솔더의 녹는점) 이상이어야 하며, 피크 온도는 10초 이상 260°C를 초과해서는 안 됩니다. 피크까지의 최대 상승 속도는 초당 6°C이어야 하며, 255°C 이상의 시간은 최대 30초로 제한되어야 합니다. 냉각 속도는 초당 3°C를 초과해서는 안 됩니다. 동일한 부품에 대해 리플로우 솔더링은 두 번 이상 수행해서는 안 됩니다.

6.2 핸드 솔더링 지침

핸드 솔더링이 필요한 경우, 각별한 주의가 필요합니다. 솔더링 인두 팁 온도는 350°C 미만이어야 합니다. 각 단자당 접촉 시간은 3초 이내로 제한해야 합니다. 솔더링 인두 전력은 25W 이하여야 합니다. 두 단자를 솔더링하는 사이에는 최소 2초의 간격을 두어 과도한 열 축적을 방지해야 합니다. 수리 작업 시에는 기계적 스트레스를 피하기 위해 두 단자를 동시에 가열할 수 있는 더블 헤드 솔더링 인두 사용을 강력히 권장합니다.

6.3 저장 및 습도 민감도

이 부품은 습도에 민감합니다. 부품을 사용할 준비가 될 때까지 방습 봉지는 개봉해서는 안 됩니다. 개봉 후 사용하지 않은 LED는 30°C 이하, 상대 습도(RH) 60% 이하의 환경에 보관해야 합니다. 봉지 개봉 후의 "플로어 라이프"는 168시간(7일)입니다. 이 시간을 초과하거나 습도 지시제(실리카겔) 색상이 변한 경우, 부품을 사용하기 전에 60°C ±5°C에서 24시간 동안 베이킹하여 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 중 "팝콘 현상"을 방지해야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 릴 및 테이프 사양

LED는 너비 8 mm의 엠보싱 캐리어 테이프에 포장됩니다. 테이프는 표준 7인치(178 mm) 직경 릴에 감겨 있습니다. 각 릴에는 3000개가 들어 있습니다. 허브 직경 및 플랜지 너비를 포함한 릴의 상세 치수와 캐리어 테이프 포켓 및 커버 테이프의 정확한 치수가 제공됩니다.

7.2 라벨 설명

릴 라벨에는 추적성 및 식별을 위한 중요한 정보가 포함됩니다: CPN(고객 제품 번호), P/N(제조사 제품 번호, 예: 17-215/S2C-AQ1R2B/3T), QTY(포장 수량), CAT(광도 등급/빈), HUE(색도 좌표 및 우세 파장 등급/빈), REF(순방향 전압 등급/빈), LOT No(추적성을 위한 제조 로트 번호).

7.3 방습 포장

릴은 건조제 패킷과 습도 지시 카드와 함께 알루미늄 라미네이트 방습 봉지 내부에 밀봉됩니다. 이 포장은 부품이 사용 시점까지 운송 및 저장 중에 건조 상태를 유지하도록 보장합니다.

8. 애플리케이션 설계 권장사항

8.1 전류 제한 및 보호

안전한 작동을 위해 외부 전류 제한 저항이 필수적입니다. LED의 순방향 전압은 음의 온도 계수와 제조 허용 오차를 가집니다. 공급 전압의 약간의 증가 또는 VF의 감소는 순방향 전류의 크고 파괴적일 수 있는 증가를 초래할 수 있습니다. 저항 값은 공급 전압(Vs), 원하는 전류에서의 최대 순방향 전압(빈에서의 VF_max), 목표 순방향 전류(IF, 연속 25 mA 초과 금지)를 기반으로 계산해야 합니다. 공식은 R = (Vs - VF) / IF입니다. 최악의 조건에서 전류가 한계를 초과하지 않도록 하기 위해 계산 시 최소 VF를 사용하는 것이 좋습니다.

8.2 PCB 레이아웃 고려사항

PCB 랜드 패턴은 권장 풋프린트와 일치하여 적절한 솔더 필렛 형성과 기계적 강도를 보장해야 합니다. 열 패드(있는 경우) 또는 애노드/캐소드 트레이스에 연결된 충분한 구리 면적은 열 방산에 도움이 됩니다. LED를 다른 중요한 열원 근처에 배치하지 마십시오. PCB 실크스크린의 극성 표시가 패키지 표시와 명확하게 일치하는지 확인하십시오.

8.3 애플리케이션 제한사항

이 표준 상업 등급 LED는 고장이 심각한 부상 또는 손실로 이어질 수 있는 고신뢰성 애플리케이션을 위해 특별히 설계되거나 인증되지 않았습니다. 여기에는 군사 및 항공우주 시스템, 자동차 안전 및 보안 시스템(예: 에어백, 제동), 생명 유지 의료 장비 등이 포함되지만 이에 국한되지 않습니다. 이러한 애플리케이션의 경우 적절한 자동차 또는 의료 인증을 가진 부품을 조달해야 합니다. 본 문서의 사양은 장치가 명시된 절대 최대 정격 및 권장 작동 조건 내에서 사용될 때만 성능을 보장합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

기존 리드형 LED와 비교하여, 이 SMD 타입은 상당한 장점을 제공합니다: 더 높은 밀도 레이아웃을 가능하게 하는 훨씬 작은 풋프린트, 노동 비용을 줄이는 자동화 조립 적합성, 솔더 조인트를 통한 PCB로의 더 나은 열 결합 등입니다. SMD 오렌지 LED 세그먼트 내에서, 이 특정 부품은 AlGaInP 기술 사용으로 차별화되며, 이는 일반적으로 오렌지/빨간색에 대해 GaAsP와 같은 오래된 기술보다 더 높은 효율과 더 나은 색 순도를 제공합니다. 넓은 130도 시야각은 집중 조명에 사용되는 협각 LED와 달리 넓은 가시성이 필요한 애플리케이션에 적합하게 합니다. 할로겐 프리 및 RoHS 표준 준수는 현대 환경 규제와 일치합니다.

10. 자주 묻는 질문(FAQ)

Q: 피크 파장과 우세 파장의 차이는 무엇인가요?

A: 피크 파장(λp)은 방출된 광 출력이 최대가 되는 파장입니다. 우세 파장(λd)은 LED 출력의 인지된 색상과 일치하는 단색광의 단일 파장입니다. 대칭적인 스펙트럼을 가진 LED의 경우 종종 가깝지만, λd는 색상 기반 애플리케이션에 더 관련이 있습니다.

Q: LED의 전형적인 VF와 동일한 정전압 소스를 사용하면 전류 제한 저항 없이 이 LED를 구동할 수 있나요?

A: 아닙니다. 이는 매우 위험하며 LED를 파괴할 가능성이 높습니다. VF에는 허용 오차가 있으며 온도에 따라 변합니다. 소위 "정전압" 소스는 전류를 능동적으로 제한하는 출력 임피던스를 가져야 하며, 이는 직렬 저항이 효과적으로 수행하는 역할입니다.

Q: 저장 온도 범위가 작동 범위보다 넓은 이유는 무엇인가요?

A: 작동 범위는 고장 메커니즘을 가속화할 수 있는 능동적인 전기적 및 열적 응력을 고려합니다. 저장 범위는 재료 안정성과 수분 침투만이 주요 관심사인 수동 부품을 위한 것이므로 약간 더 넓은 온도 창이 허용됩니다.

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

A: 부품이 공기 중의 수분을 흡수합니다. 리플로우 솔더링 중에 이 수분이 급격히 증발하여 내부 박리 또는 균열("팝콘 현상")을 일으켜 즉각적 또는 잠재적 고장으로 이어질 수 있습니다. 이 수분을 제거하기 위해 지정된 대로 베이킹이 필요합니다.

11. 실용적 설계 및 사용 사례

사례: 균일한 밝기를 가진 상태 표시 패널 설계설계자는 제어판에 20개의 오렌지 표시기가 필요합니다. 시각적 균일성을 보장하기 위해 동일한 광도 빈(예: 모두 R1)과 동일한 우세 파장 빈(예: 모두 D10)의 LED를 지정해야 합니다. 5V 공급을 사용할 계획입니다. 빈 2에서 최악의 경우 VF_max 2.35V와 목표 전류 20 mA를 선택하면, 직렬 저항 값은 R = (5V - 2.35V) / 0.020A = 132.5 옴입니다. 가장 가까운 표준 값은 130 옴입니다. 저항에서 소비되는 전력은 (5V-2.35V)*0.02A = 0.053W이므로, 표준 1/8W(0.125W) 저항으로 충분합니다. PCB 레이아웃은 권장 랜드 패턴을 사용해야 하며, 모든 LED는 보드에 배치되고 일관된 열 이력을 보장하기 위해 단일 리플로우 패스에서 솔더링되어야 합니다.

12. 작동 원리 소개

이 LED의 발광은 알루미늄 갈륨 인듐 포스파이드(AlGaInP)로 만들어진 반도체 p-n 접합에서의 전계발광 원리에 기반합니다. 접합의 내재 전위를 초과하는 순방향 전압이 인가되면, n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 활성 영역으로 주입됩니다. 거기서 전자는 정공과 재결합하여 에너지를 방출합니다. AlGaInP와 같은 직접 밴드갭 반도체에서 이 에너지의 상당 부분은 광자(빛)로 방출됩니다. AlGaInP 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접적으로 방출되는 빛의 파장(색상)을 결정합니다. 브릴리언트 오렌지의 경우, 밴드갭은 약 611 nm 파장의 광자에 해당합니다. 투명 에폭시 수지 캡슐은 반도체 칩을 보호하고 기계적 지지를 제공하며 광 출력 빔을 형성합니다.

13. 기술 동향 및 발전

SMD LED의 일반적인 동향은 더 높은 광 효율(전기 와트당 더 많은 광 출력), 더 엄격한 빈닝을 통한 향상된 색상 일관성, 더 높은 온도 및 전류 조건에서의 증가된 신뢰성으로 향하고 있습니다. 패키지는 더 나은 열 관리를 위해 계속 발전하여 더 작은 풋프린트에서 더 높은 구동 전류를 허용합니다. 또한 단일 패키지 플랫폼 내에서 더 넓은 스펙트럼 옵션을 위한 추진이 있습니다. 더 나아가, 온보드 제어 전자 장치(예: 정전류 드라이버, PWM 컨트롤러)와 LED 패키지의 통합은 성장하는 추세로, 최종 사용자를 위한 회로 설계를 단순화합니다. 할로겐 프리 재료 및 유해 물질의 추가 감소와 같은 환경 규제 준수는 업계 전반의 핵심 발전 동인으로 남아 있습니다.