SMD LED 12-215/R6C-AR1S1B/3C 데이터시트 - 크기 1.7x1.7x0.7mm - 전압 1.75-2.35V - 선명한 적색 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 12-215 시리즈 SMD(표면 실장 소자) LED의 기술 사양을 상세히 설명합니다. 이 부품은 현대적인 전자 조립 공정에 맞게 설계된 선명한 적색 단색 LED입니다. 주요 장점으로는 리드 프레임 타입 LED에 비해 크기가 현저히 작아 PCB 상의 패킹 밀도를 높이고, 보관 공간을 줄이며, 궁극적으로 더 컴팩트한 최종 제품 설계에 기여할 수 있습니다. 가벼운 구조는 소형 및 휴대용 애플리케이션에 이상적입니다.

1.1 핵심 특징 및 규정 준수

LED는 지름 7인치 릴에 감긴 8mm 테이프에 공급되어 대량 생산을 위한 표준 자동 피크 앤 플레이스 장비와 완벽하게 호환됩니다. 적외선 및 증기상 리플로우 솔더링 공정을 견딜 수 있도록 설계되었습니다. 제품은 무연 재료로 제작되었으며, EU RoHS 지침, EU REACH, 할로겐 프리 요건(Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm)을 포함한 주요 환경 및 안전 규정을 준수합니다. 제품 자체는 RoHS 준수 사양을 유지합니다.

2. 기술 파라미터: 심층 객관적 해석

이 섹션은 데이터시트에 정의된 LED의 주요 성능 파라미터에 대한 상세하고 객관적인 분석을 제공합니다. 별도로 명시되지 않는 한 모든 값은 주변 온도(Ta) 25°C에서 지정됩니다.

2.1 절대 최대 정격

절대 최대 정격은 소자에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 스트레스 한계를 정의합니다. 이는 동작 조건이 아닙니다. 이 LED의 정격은 다음과 같습니다: 최대 역전압(VR) 5V; 연속 순방향 전류(IF) 25mA; 펄스 조건(듀티 사이클 1/10 @ 1kHz)에서만 허용되는 피크 순방향 전류(IFP) 60mA; 최대 소비 전력(Pd) 60mW. 소자는 HBM(Human Body Model) 기준 2000V의 정전기 방전(ESD)을 견딜 수 있습니다. 동작 온도 범위는 -40°C ~ +85°C이며, 저장 온도 범위는 -40°C ~ +90°C로 약간 더 넓습니다. 솔더링 온도 프로파일은 매우 중요합니다: 리플로우의 경우, 최대 10초 동안 피크 260°C가 지정되며, 핸드 솔더링의 경우, 터미널당 최대 3초 동안 인두 팁 온도가 350°C를 초과해서는 안 됩니다.

2.2 전기-광학 특성

전기-광학 특성은 정상 동작 조건에서의 소자 성능을 정의합니다. 순방향 전류(IF) 20mA에서, 발광 강도(Iv)의 일반적인 빈 범위는 112.0 mcd에서 225.0 mcd입니다. 시야각(2θ1/2)은 넓은 130도입니다. 광 출력은 선명한 적색 스펙트럼으로, 피크 파장(λp)은 일반적으로 632 nm이며, 주 파장(λd)은 빈에 따라 617.5 nm에서 633.5 nm까지 범위입니다. 스펙트럼 대역폭(Δλ)은 일반적으로 20 nm입니다. 20mA를 달성하는 데 필요한 순방향 전압(VF)은 1.75V에서 2.35V까지 범위입니다. 역전류(IR)는 매우 낮으며, 5V 역바이어스가 인가될 때 최대 10 μA입니다.

3. 바이닝 시스템 설명

LED는 애플리케이션의 일관성을 보장하기 위해 주요 파라미터별로 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 특정 밝기와 색상 요구 사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 발광 강도 바이닝

발광 강도는 세 가지 빈 코드로 분류됩니다: R1 (112.0 - 140.0 mcd), R2 (140.0 - 180.0 mcd), S1 (180.0 - 225.0 mcd). 모두 IF=20mA에서 측정됩니다.

3.2 주 파장 바이닝

인지되는 색상과 관련된 주 파장은 네 가지 코드로 바이닝됩니다: E4 (617.5 - 621.5 nm), E5 (621.5 - 625.5 nm), E6 (625.5 - 629.5 nm), E7 (629.5 - 633.5 nm). IF=20mA에서 측정됩니다.

3.3 순방향 전압 바이닝

순방향 전압은 세 가지 코드로 바이닝됩니다: 0 (1.75 - 1.95 V), 1 (1.95 - 2.15 V), 2 (2.15 - 2.35 V). IF=20mA에서 측정됩니다. 부품 번호 접미사(예: /3C)는 특정 빈 조합과 관련이 있을 가능성이 높습니다.

4. 성능 곡선 분석

구체적인 그래프는 제공된 텍스트에 상세히 나와 있지 않지만, 이러한 LED의 일반적인 전기-광학 특성 곡선에는 설계에 필수적인 몇 가지 주요 플롯이 포함될 것입니다.

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

이 곡선은 LED를 통해 흐르는 전류와 단자 간 전압의 관계를 보여줍니다. 비선형이며, 특성 "무릎" 전압(일반적인 VF 근처)을 넘어서면 작은 전압 증가로 전류가 급격히 증가합니다. 이는 열 폭주 및 파괴를 방지하기 위한 전류 제한 회로(직렬 저항 또는 정전류 드라이버와 같은)의 중요성을 강조합니다.

4.2 발광 강도 대 순방향 전류

이 그래프는 광 출력이 순방향 전류에 따라 어떻게 증가하는지 보여줍니다. 권장 동작 범위 내에서는 일반적으로 선형이지만, 더 높은 전류에서는 포화됩니다. 절대 최대 정격 이상으로 동작하면 효율이 떨어지고 열화가 가속화됩니다.

4.3 발광 강도 대 주변 온도

LED의 광 출력은 접합 온도가 상승함에 따라 감소합니다. 이 곡선은 고온 환경에서 동작하는 애플리케이션에 매우 중요하며, 설계자가 예상 밝기를 감소시키거나 성능을 유지하기 위해 열 관리를 구현하는 데 도움이 됩니다.

4.4 스펙트럼 분포

상대 강도 대 파장의 플롯으로, 약 632 nm에서 피크와 약 20 nm의 스펙트럼 대역폭을 보여주어 단색의 선명한 적색 출력을 확인시켜 줍니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수 및 극성 식별

LED는 컴팩트한 직사각형 SMD 패키지를 가지고 있습니다. 치수 도면은 길이와 너비가 약 1.7mm, 높이가 약 0.7mm임을 나타냅니다(별도로 명시되지 않는 한 특정 공차는 ±0.1mm). 극성은 명확하게 표시됩니다: 캐소드는 패키지 상단의 독특한 표시와 바닥면 한쪽의 모따기 또는 노치로 식별됩니다. 올바른 기능을 위해 조립 시 정확한 극성 방향이 필수적입니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

적절한 취급 및 솔더링은 신뢰성에 매우 중요합니다.

6.1 전류 제한 요구 사항

외부 전류 제한 저항 또는 회로가 절대적으로 필요합니다. LED의 지수적 I-V 특성은 전압의 작은 증가가 파괴적인 큰 전류 증가를 유발할 수 있음을 의미합니다.

6.2 저장 및 습기 민감도

LED는 건조제와 함께 습기 방지 백에 포장됩니다. 사용 준비가 될 때까지 백을 열지 마십시오. 개봉 전에는 ≤30°C 및 ≤90% RH 조건에서 보관하십시오. 개봉 후, "플로어 라이프"는 ≤30°C 및 ≤60% RH 조건에서 1년입니다. 사용하지 않은 부품은 재밀봉해야 합니다. 건조제 지시약 색상이 변하거나 저장 시간을 초과한 경우, 리플로우 솔더링 전에 60±5°C에서 24시간 동안 베이킹 처리가 필요합니다.

6.3 리플로우 솔더링 프로파일

무연 리플로우 프로파일이 지정됩니다. 주요 파라미터는 다음과 같습니다: 150-200°C 사이의 예열 단계 60-120초; 액상선(217°C) 이상 시간 60-150초; 최대 260°C를 초과하지 않는 피크 온도, 최대 10초 유지; 최대 상승 및 냉각 속도는 각각 6°C/초 및 3°C/초입니다. 리플로우는 두 번 이상 수행해서는 안 됩니다. 가열 중 패키지에 기계적 스트레스를 가하지 말고 솔더링 후 PCB를 휘지 마십시오.

6.4 핸드 솔더링 및 수리

핸드 솔더링이 필요한 경우, 팁 온도 <350°C의 인두를 사용하고, 각 터미널에 ≤3초 동안 열을 가하며, 저출력 인두(<25W)를 사용하십시오. 터미널 사이에 >2초의 냉각 간격을 두십시오. 초기 솔더링 후 수리는 권장되지 않습니다. 불가피한 경우, 열 스트레스로 인한 내부 와이어 본드 손상을 피하기 위해 양쪽 터미널을 동시에 가열하는 듀얼 헤드 솔더링 아이언을 사용해야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 릴 및 테이프 사양

부품은 지름 7인치 릴에 엠보싱 캐리어 테이프로 제공됩니다. 각 릴에는 3000개가 들어 있습니다. 자동 피더와의 호환성을 보장하기 위해 캐리어 테이프 포켓 및 릴의 상세 치수가 제공됩니다.

7.2 라벨 설명

릴 라벨에는 몇 가지 주요 필드가 포함됩니다: CPN (고객 부품 번호), P/N (제품 번호), QTY (포장 수량), CAT (발광 강도 등급/빈), HUE (색도/주 파장 등급/빈), REF (순방향 전압 등급/빈), LOT No (추적 가능한 로트 번호).

8. 애플리케이션 제안

8.1 일반적인 애플리케이션 시나리오

이 LED는 다양한 표시기 및 백라이트 역할에 적합합니다. 일반적인 애플리케이션으로는 자동차 계기판 및 스위치 백라이트; 전화 및 팩스와 같은 통신 장치의 상태 표시기 및 키패드 백라이트; 소형 LCD, 스위치 및 심볼용 평면 백라이트; 소비자 가전의 일반 목적 표시기 사용 등이 있습니다.

8.2 설계 고려 사항

설계자는 여러 가지 요소를 고려해야 합니다: 1) 공급 전압과 LED의 순방향 전압 빈에 기반하여 항상 직렬 저항 또는 정전류 드라이버를 구현하십시오. 2) 특히 밀폐 공간이나 고주변 온도에서 발광 강도에 대한 열 영향을 고려하십시오. 3) PCB 패드 레이아웃이 패키지 치수와 일치하고 적절한 솔더 필렛 형성을 허용하는지 확인하십시오. 4) 패키지 균열 또는 박리를 방지하기 위해 엄격한 습기 민감도 및 리플로우 프로파일 지침을 따르십시오.

9. 기술 비교 및 차별화

기존 스루홀 LED와 비교하여, 이 SMD 타입은 크기와 무게를 획기적으로 줄여 현대적인 소형화 설계를 가능하게 합니다. 넓은 130도 시야각은 패널 표시기에 유리한 좋은 오프-액시스 가시성을 제공합니다. AlGaInP 반도체 재료의 사용은 고효율 적색 및 호박색 LED에 일반적이며, 좋은 밝기를 제공합니다. 현대적인 환경 표준(무연, 할로겐 프리) 준수는 엄격한 규제가 있는 글로벌 시장을 대상으로 하는 제품의 주요 차별화 요소입니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 전류 제한 저항이 왜 필수인가요?

A: LED의 순방향 전압은 음의 온도 계수와 가파른 I-V 곡선을 가지고 있습니다. 저항 없이는 공급 전압의 작은 증가나 가열로 인한 VF 감소가 전류의 지수적 증가를 유발하여 즉시 고장으로 이어집니다.

Q: 빈 코드(R1, E5, 0)가 제 설계에 어떤 의미가 있나요?

A: 이 코드는 밝기(CAT), 색상(HUE), 전압(REF)에 대한 보장된 범위를 지정합니다. 다중 LED 어레이에서 일관된 외관을 위해 HUE와 CAT에 대해 좁은 빈을 지정하십시오. 전원 공급 설계의 경우, 전압 빈이 저항 값 계산을 결정합니다.

Q: 이 LED를 실외에서 사용할 수 있나요?

A: 동작 온도 범위는 -40°C ~ +85°C로 많은 실외 조건을 포함합니다. 그러나 장기간 자외선 및 습기에 노출되면 에폭시 수지가 시간이 지남에 따라 열화될 수 있습니다. 가혹한 환경의 경우, 콤포멀 코팅이 있거나 실외 사용에 특별히 등급이 매겨진 LED를 고려하십시오.

Q: 이 LED를 몇 번까지 리플로우할 수 있나요?

A: 데이터시트는 리플로우 솔더링을 두 번 이상 수행해서는 안 된다고 명시적으로 명시합니다. 각 리플로우 사이클은 패키지에 열 스트레스를 가하여 내부 본드를 약화시키거나 박리를 유발할 수 있습니다.

11. 실제 사용 사례 예시

시나리오: 10개의 균일한 적색 LED로 상태 표시기 패널 설계

1. 파라미터 선택:일관성을 위해 빈을 선택하십시오. 균형 잡힌 색상과 밝기를 위해 HUE 빈 E6 (625.5-629.5 nm)와 CAT 빈 R2 (140.0-180.0 mcd)를 선택합니다. VF 빈 1 (1.95-2.15V)을 가정합니다.

2. 회로 설계:5V 공급 전압 사용. 최악의 경우 VF_min (1.95V)에 대해, 필요한 직렬 저항 R = (Vsupply - VF) / IF = (5V - 1.95V) / 0.020A = 152.5Ω. VF_max (2.15V)의 경우, R = (5V - 2.15V) / 0.020A = 142.5Ω. 표준 150Ω 저항을 선택하면 전류가 19mA에서 20.3mA 사이로 유지되어 25mA 한도 내에 있으며, 모든 유닛에서 일관된 밝기를 보장합니다.

3. 레이아웃:각 LED와 직렬로 150Ω 저항을 배치하십시오. 1.7x1.7mm 랜드 패턴에 대한 패키지 도면을 따르고, 올바른 캐소드 방향을 보장하십시오.

4. 조립:습기 저장 및 무연 리플로우 프로파일 지침을 엄격히 따르십시오.

12. 동작 원리 소개

발광 다이오드(LED)는 전기발광을 통해 빛을 방출하는 반도체 소자입니다. p-n 접합에 순방향 전압이 인가되면, n형 물질의 전자가 활성 영역(이 경우 AlGaInP로 구성)에서 p형 물질의 정공과 재결합합니다. 이 재결합 과정은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 방출된 빛의 특정 파장(색상)은 사용된 반도체 재료의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. 에폭시 수지 패키지는 반도체 칩을 보호하고, 광 출력 빔을 형성하여(130° 시야각 결과), 솔더링을 위한 기계적 구조를 제공하는 역할을 합니다.

13. 기술 동향

SMD LED의 일반적인 동향은 더 높은 효율(와트당 더 많은 루멘), 더 작은 패키지에서의 증가된 전력 밀도, 향상된 색 재현성 및 일관성을 지속적으로 향해 나아가고 있습니다. 환경 친화적인 재료 및 제조 공정의 광범위한 채택을 위한 강력한 추진력도 있습니다. 제어 전자 장치(정전류 드라이버와 같은)를 LED 패키지에 직접 통합하는 것은 또 다른 발전 영역으로, 최종 사용자를 위한 회로 설계를 단순화합니다. 표시기 타입 LED의 경우, 대량 자동 조립을 위한 신뢰성, 소형화 및 비용 효율성에 초점이 맞춰져 있습니다.