SMD LED 11-21/R6C-AR2S2B/2T 데이터시트 - 브릴리언트 레드 - 2.0x1.25x0.8mm - 최대 2.35V - 60mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

11-21 SMD LED는 인디케이터 및 백라이트 애플리케이션을 위해 설계된 소형 표면 실장 장치입니다. AlGaInP 칩을 활용하여 선명한 적색 광 출력을 생성합니다. 주요 장점은 미니어처 풋프린트에 있으며, 이는 PCB 상에서 더 높은 패킹 밀도, 감소된 저장 공간 요구 사항을 가능하게 하며 궁극적으로 더 작은 최종 사용자 장비 설계에 기여합니다. 이 부품은 가벼워 공간이 제한되고 휴대용 애플리케이션에 특히 적합합니다.

주요 제품 포지셔닝은 소비자 가전, 통신 장비 및 자동차 내장재에서 신뢰할 수 있고 비용 효율적인 인디케이터로 사용하는 것을 포함합니다. 핵심 장점은 작은 크기, 자동화된 조립 공정과의 호환성, RoHS, REACH 및 할로겐 프리 요구 사항을 포함한 현대 환경 규정 준수입니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 절대 최대 정격

장치의 작동 한계는 Ta=25°C 조건에서 정의됩니다. 이 정격을 초과하면 영구적인 손상을 초래할 수 있습니다.

• 역방향 전압 (VR):5V. 역방향 바이어스에서 이보다 높은 전압을 가하면 LED의 PN 접합이 항복될 수 있습니다.
• 연속 순방향 전류 (IF):25 mA. 이는 신뢰할 수 있는 장기 작동을 위해 권장되는 최대 DC 전류입니다.
• 피크 순방향 전류 (IFP):60 mA. 이 펄스 전류(1kHz에서 1/10 듀티 사이클)는 짧은 시간 동안 견딜 수 있지만 연속 사용을 위한 것은 아닙니다.
• 전력 소산 (Pd):60 mW. 이는 열 한계를 초과하지 않고 패키지가 소산할 수 있는 최대 전력입니다.
• 정전기 방전 (ESD):인체 모델 (HBM) 2000V. 이 정격은 중간 수준의 ESD 강건성을 나타냅니다. 적절한 취급 절차는 여전히 필수적입니다.
• 온도 범위:작동 온도 -40°C ~ +85°C; 저장 온도 -40°C ~ +90°C. 이 넓은 범위는 많은 산업 및 자동차 환경에 적합합니다.
• 솔더링 온도:260°C에서 10초간 리플로우 솔더링 또는 단자당 350°C에서 3초간 핸드 솔더링을 견딥니다.

2.2 전기-광학 특성

일반적인 성능은 달리 명시되지 않는 한 IF=20mA 구동 전류, Ta=25°C에서 측정됩니다.

• 광도 (Iv):최소 140.0 mcd에서 최대 285.0 mcd까지 범위입니다. 일반적인 값은 이 범위 내에 있으며, 특정 값은 빈닝 코드(R2, S1, S2)에 의해 결정됩니다.
• 시야각 (2θ1/2):일반적인 60도 각도로, 광도가 피크 광도의 절반 이상인 원뿔을 정의합니다.
• 피크 파장 (λp):일반적으로 632 nm로, 스펙트럼 방출이 가장 강한 파장을 나타냅니다.
• 주 파장 (λd):617.5 nm에서 633.5 nm까지 범위입니다. 이는 인간의 눈이 인지하는 LED 색상의 단일 파장이며 빈닝(E4-E7)의 대상이기도 합니다.
• 스펙트럼 대역폭 (Δλ):일반적으로 20 nm로, 최대 강도의 절반(FWHM)에서 측정됩니다.
• 순방향 전압 (VF):20mA에서 1.75V에서 2.35V까지 범위입니다. 낮은 VF 빈(0, 1, 2)은 특히 배터리 구동 장치에서 더 효율적인 시스템 설계를 가능하게 합니다.
• 역방향 전류 (IR):5V 역방향 바이어스가 인가될 때 최대 10 μA입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산에서 색상과 밝기 일관성을 보장하기 위해 LED는 주요 파라미터에 따라 빈으로 분류됩니다.

3.1 광도 빈닝

IF=20mA에서 광도에 대해 세 개의 빈이 정의됩니다:

• R2:140 mcd (최소) ~ 180 mcd (최대)
• S1:180 mcd (최소) ~ 225 mcd (최대)
• S2:225 mcd (최소) ~ 285 mcd (최대)

각 빈 내에는 ±11%의 허용 오차가 적용됩니다.

3.2 주 파장 빈닝

IF=20mA에서 주 파장에 대해 네 개의 빈이 정의됩니다:

• E4:617.5 nm (최소) ~ 621.5 nm (최대)
• E5:621.5 nm (최소) ~ 625.5 nm (최대)
• E6:625.5 nm (최소) ~ 629.5 nm (최대)
• E7:629.5 nm (최소) ~ 633.5 nm (최대)

각 빈 내에는 ±1nm의 허용 오차가 적용됩니다.

3.3 순방향 전압 빈닝

IF=20mA에서 순방향 전압에 대해 세 개의 빈이 정의됩니다:

• 0:1.75 V (최소) ~ 1.95 V (최대)
• 1:1.95 V (최소) ~ 2.15 V (최대)
• 2:2.15 V (최소) ~ 2.35 V (최대)

각 빈 내에는 ±0.1V의 허용 오차가 적용됩니다.

부품 번호 11-21/R6C-AR2S2B/2T에는 이러한 빈 코드가 포함되어 있어 애플리케이션 요구 사항에 맞는 정밀한 선택이 가능합니다.

4. 성능 곡선 분석

제공된 텍스트에 구체적인 그래프가 상세히 설명되어 있지는 않지만, 이 유형의 LED에 대한 일반적인 곡선은 다음과 같습니다:

• 상대 광도 대 순방향 전류 (I-I 곡선):낮은 전류에서는 거의 선형 관계를 보이며, 높은 전류에서는 열 및 효율 저하로 인해 포화됩니다.
• 순방향 전압 대 순방향 전류 (V-I 곡선):다이오드의 지수 관계 특성을 보여줍니다. 곡선은 온도에 따라 이동합니다.
• 상대 광도 대 주변 온도:광 출력은 일반적으로 접합 온도가 상승함에 따라 감소합니다. 감소율은 열 관리의 핵심 파라미터입니다.
• 스펙트럼 분포:파장에 따른 방출 강도를 보여주는 플롯으로, 632 nm 피크를 중심으로 약 20 nm의 FWHM을 가집니다.

설계자는 비표준 조건(다른 구동 전류 또는 온도)에서의 동작을 이해하기 위해 이러한 곡선을 참조해야 합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

11-21 패키지는 매우 컴팩트한 폼 팩터를 가집니다. 주요 치수(일반적, ±0.1mm 허용 오차)는 다음과 같습니다:

• 길이: 2.0 mm
• 너비: 1.25 mm
• 높이: 0.8 mm

상세한 기계 도면은 패드 레이아웃, 부품 외곽선 및 적절한 솔더링과 기계적 안정성을 보장하기 위한 권장 PCB 랜드 패턴을 지정합니다.

5.2 극성 식별

캐소드는 일반적으로 노치, 녹색 표시 또는 부품 하단의 다른 패드 크기로 표시됩니다. 올바른 방향은 회로 기능에 매우 중요합니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

무연(Pb-free) 리플로우 프로파일을 권장합니다:

• 예열:150–200°C에서 60–120초.
• 액상선 온도 이상 시간 (217°C):60–150초.
• 피크 온도:최대 260°C, 10초 이하 유지.
• 가열 속도:최대 6°C/초.
• 255°C 이상 시간:최대 30초.
• 냉각 속도:최대 3°C/초.

리플로우는 두 번 이상 수행해서는 안 됩니다.

6.2 핸드 솔더링

핸드 솔더링이 필요한 경우:

• 팁 온도 < 350°C의 솔더링 아이언을 사용하십시오.
• 접촉 시간을 단자당 ≤ 3초로 제한하십시오.
• 정격 전력 ≤ 25W의 아이언을 사용하십시오.
• 열 충격을 방지하기 위해 각 단자를 솔더링하는 사이에 최소 2초 간격을 두십시오.

6.3 저장 및 습기 민감도

LED는 건조제와 함께 습기 방지 배리어 백에 포장되어 있습니다.

• 개봉 전:≤ 30°C 및 ≤ 90% 상대 습도(RH)에서 보관하십시오.
• 개봉 후:"플로어 라이프"는 ≤ 30°C 및 ≤ 60% RH에서 1년입니다. 사용하지 않은 부품은 재밀봉해야 합니다.
• 베이킹:건조제가 습기 흡수를 나타내거나 저장 시간을 초과한 경우, 사용 전 60 ±5°C에서 24시간 동안 베이킹하십시오.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 표준 포장

제품은 8mm 너비의 엠보싱 캐리어 테이프에 공급되며, 7인치(178mm) 직경 릴에 감겨 있습니다. 각 릴에는 2000개가 들어 있습니다.

7.2 라벨 설명

포장 라벨에는 몇 가지 주요 코드가 포함됩니다:

• CPN:고객의 제품 번호(선택 사항).
• P/N:제조사의 전체 부품 번호(예: 11-21/R6C-AR2S2B/2T).
• QTY:릴에 담긴 LED 수량.
• CAT:광도 빈 코드(예: S2).
• HUE:색도/주 파장 빈 코드(예: E6).
• REF:순방향 전압 빈 코드(예: 1).
• LOT No:추적 가능한 제조 로트 번호.

8. 애플리케이션 권장 사항

8.1 일반적인 애플리케이션 시나리오

• 자동차 내장재:대시보드 계기, 스위치 및 제어판의 백라이트.
• 통신:전화기 및 팩스기의 상태 표시등 및 키패드 백라이트.
• 소비자 가전:소형 LCD용 평면 백라이트, 스위치 조명 및 상징적 인디케이터.
• 일반 표시:다양한 전자 장치의 전원 상태, 모드 표시 및 경고 신호.

8.2 중요한 설계 고려 사항

• 전류 제한:외부 전류 제한 저항은 필수입니다. LED의 지수적 V-I 특성은 작은 전압 증가가 큰 전류 급증을 유발하여 즉시 고장을 일으킬 수 있음을 의미합니다.
• 열 관리:특히 최대 전류 근처 또는 높은 주변 온도에서 작동할 때 PCB 레이아웃이 적절한 열 방출을 제공하는지 확인하십시오.
• ESD 보호:2000V HBM 정격에도 불구하고 입력 라인에 ESD 보호를 구현하고 조립 중 적절한 취급을 강제하십시오.
• 파형 고려:PWM 디밍의 경우, 구동 회로가 지정된 듀티 사이클 및 주파수 한계 내에서 피크 전류(IFP)를 처리할 수 있는지 확인하십시오.

9. 기술 비교 및 차별화

기존 스루홀 LED 패키지(예: 3mm 또는 5mm)와 비교하여 11-21 SMD LED는 상당한 장점을 제공합니다:

• 크기 & 밀도:극적으로 작은 풋프린트로 소형화가 가능합니다.
• 조립 비용:고속 픽 앤 플레이스 머신 및 리플로우 솔더링과 완벽하게 호환되어 수동 삽입 대비 조립 시간과 비용을 줄입니다.
• 성능:솔더 패드를 통해 PCB로 더 나은 열 경로를 제공하여 온도에 걸쳐 더 안정적인 성능을 제공할 수 있습니다.
• 신뢰성:표면 실장 구조는 리드 굽힘 응력을 제거하고 진동 저항성을 향상시킬 수 있습니다.

다른 SMD LED(예: 0402, 0603)와 비교하여, 11-21 패키지는 잠재적으로 더 큰 칩 캐비티로 인해 더 높은 광 출력을 제공할 수 있어 여전히 컴팩트한 형식으로 약간 더 많은 밝기가 필요할 때 좋은 선택입니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

Q: 이 LED와 함께 어떤 저항 값을 사용해야 합니까?

A: 옴의 법칙을 사용하십시오: R = (Vsupply - VF) / IF. 5V 공급, 일반적인 VF 2.0V, 원하는 IF 20mA의 경우: R = (5 - 2.0) / 0.02 = 150 Ω. 가장 가까운 표준 값(예: 150Ω 또는 160Ω)을 선택하고 저항의 정격 전력이 충분한지 확인하십시오(P = I²R).

Q: 정전류원 없이 이 LED를 구동할 수 있습니까?

A: 예, 위에서 설명한 대로 대부분의 인디케이터 애플리케이션에는 간단한 직렬 저항으로 충분합니다. 정전류 드라이버는 정밀한 밝기 제어가 필요하거나 넓은 전압 범위에서 작동하는 애플리케이션에 유리합니다.

Q: 부품 번호 11-21/R6C-AR2S2B/2T를 어떻게 해석합니까?

A: 정확한 디코딩은 독점적이지만 일반적으로 다음 패턴을 따릅니다: "11-21"은 패키지 코드입니다. "R6C"는 칩 기술/색상(브릴리언트 레드)을 나타냅니다. "AR2S2B" 및 "2T"는 강도, 파장 및 전압에 대한 빈 코드로, 데이터시트에 정의된 S2, E6/E7 및 2 빈(또는 유사한 것)에 해당합니다.

Q: 이 LED는 야외 사용에 적합합니까?

A: 작동 온도 범위(-40°C ~ +85°C)는 많은 야외 조건을 견딜 수 있음을 시사합니다. 그러나 직사광선, UV 노출 및 가혹한 날씨에서의 수명은 캡슐화 수지의 내구성에 달려 있으며, 이는 명시되어 있지 않습니다. 중요한 야외 애플리케이션의 경우 제조업체에 신뢰성 데이터를 문의하십시오.

11. 실용적인 설계 사례 연구

시나리오:3.3V 배터리로 구동되는 휴대용 의료 기기를 위한 저전력 상태 표시등 설계.

선택:작은 크기와 낮은 전력 소비로 인해 11-21 LED가 선택되었습니다.

설계 단계:

1. 전류 선택:배터리 수명을 극대화하기 위해 20mA 대신 10mA의 구동 전류를 선택합니다. 데이터시트의 성능 곡선(사용 가능한 경우)은 10mA에서의 상대 강도를 보여줄 것입니다.
2. 저항 계산:최악의 경우 설계를 위해 보수적인 VF 2.2V(빈 2 최대값 기준)를 사용합니다: R = (3.3V - 2.2V) / 0.01A = 110 Ω.
3. 전력 확인:저항 전력 소산: P = (0.01A)² * 110Ω = 0.011W. 표준 1/16W 또는 1/10W 저항으로 충분합니다.
4. PCB 레이아웃:데이터시트의 권장 랜드 패턴을 사용합니다. LED 패드에 열 방출 연결을 추가하여 솔더링을 용이하게 하면서도 좋은 열 경로를 제공합니다.
5. 소프트웨어 고려 사항:LED를 구동하는 마이크로컨트롤러 GPIO 핀은 저항이 VCC에 연결된 오픈 드레인 출력으로 구성되어 핀을 로우로 풀링하여 LED를 켤 수 있도록 합니다.

이 접근 방식은 신뢰할 수 있는 작동, 긴 배터리 수명 및 쉬운 제조 가능성을 보장합니다.

12. 작동 원리

LED는 반도체 PN 접합에서의 전계 발광 원리로 작동합니다. 이 장치는 AlGaInP(알루미늄 갈륨 인듐 포스파이드) 칩을 사용합니다. 접합의 문턱값(약 1.8V)을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 활성 영역으로 주입됩니다. 거기서 그들은 재결합하여 광자의 형태로 에너지를 방출합니다. AlGaInP 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접 방출되는 빛의 파장(색상)에 해당합니다. 이 경우 선명한 적색(~632 nm)입니다. 투명 수지 캡슐화는 칩을 보호하고 렌즈 역할을 하여 광 출력을 60도 시야각으로 형성합니다.

13. 기술 동향

11-21과 같은 SMD LED는 성숙하고 널리 채택된 기술을 나타냅니다. 이 분야의 현재 동향은 다음과 같은 데 초점을 맞추고 있습니다:

• 효율 증가:지속적인 재료 과학 개선은 와트당 더 많은 루멘(더 높은 효율)을 생산하여 동일한 전류에서 더 밝은 출력 또는 더 낮은 전력 소비로 동일한 밝기를 가능하게 합니다.
• 소형화:패키지 크기의 지속적인 축소(예: 11-21에서 0805, 0603, 0402와 같은 더 작은 풋프린트로)로 더 밀집된 PCB 설계가 가능합니다.
• 색상 일관성 향상:더 엄격한 빈닝 허용 오차 및 고급 웨이퍼 레벨 제조 기술은 생산 배치 내 색상 및 밝기 변동을 줄이고 있습니다.
• 신뢰성 향상:고온, 고습 또는 고진동 환경에서 성능을 향상시키기 위해 더 강력한 캡슐화 수지 및 다이 부착 재료 개발로 자동차 및 산업 시장으로 확장하고 있습니다.
• 통합:다중 LED 칩(예: RGB), 제너 다이오드와 같은 보호 구성 요소 또는 심지어 전류 제한 저항을 단일 패키지에 통합하여 회로 설계를 단순화하고 보드 공간을 절약하는 추세입니다.

디스플레이 애플리케이션을 위한 마이크로 LED 및 고급 OLED와 같은 새로운 기술이 등장하지만, 기존 SMD 인디케이터 LED는 비용 효율성, 신뢰성 및 단순성으로 인해 상태 표시, 패널 백라이트 및 장식 조명을 위한 지배적인 솔루션으로 남아 있습니다.