SMD LED 17-21/R6C-AN2Q1B/3T 데이터시트 - 브릴리언트 레드 - 20mA - 최대 2.35V - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 브릴리언트 레드 빛을 방출하는 표면 실장 장치(SMD) LED의 사양을 상세히 설명합니다. 이 부품은 투명 수지로 캡슐화된 AlGaInP 칩을 사용합니다. 컴팩트한 SMD 패키지는 현대 전자 설계에 상당한 이점을 제공하여 보드 밀도를 높이고 최종 장비의 소형화에 기여합니다.

1.1 주요 특징 및 장점

이 LED의 주요 이점은 패키징 및 규정 준수 표준에서 비롯됩니다:

• 자동화 친화적 패키징:7인치 직경 릴에 장착된 8mm 테이프로 공급되어 고속 자동 피크 앤 플레이스 조립 장비와 완벽하게 호환됩니다.
• 견고한 제조 호환성:표준 적외선(IR) 및 기상 리플로우 솔더링 공정을 견딜 수 있도록 설계되어 인쇄 회로 기판(PCB)에 안정적으로 부착됩니다.
• 환경 규정 준수:본 제품은 무연(Pb-free)이며 RoHS(유해 물질 제한) 지침을 준수합니다.
• 공간 및 무게 효율성:SMD 형식은 기존 리드형 LED보다 상당히 작고 가볍습니다. 이 크기 감소는 더 작은 PCB 설계, 더 높은 부품 포장 밀도, 감소된 저장 요구 사항, 그리고 궁극적으로 더 컴팩트한 최종 제품을 가능하게 합니다.

1.2 목표 응용 분야

이 LED는 컴팩트하고 신뢰할 수 있는 적색 표시등 또는 백라이트 소스가 필요한 다양한 응용 분야에 적합합니다. 일반적인 사용 사례는 다음과 같습니다:

• 통신 장비:전화기 및 팩스 기기의 상태 표시등 및 키패드 백라이트.
• 소비자 가전:액정 디스플레이(LCD)용 평면 백라이트, 제어판의 스위치 및 기호용 백라이트.
• 일반 목적 표시:최소한의 공간에서 밝고 효율적인 적색 광원이 필요한 모든 응용 분야.

2. 기술 파라미터 심층 분석

이 섹션은 LED의 전기적, 광학적 및 열적 사양에 대한 상세하고 객관적인 분석을 제공합니다. 별도로 명시되지 않는 한 모든 데이터는 주변 온도(Ta) 25°C에서 지정됩니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이 한계에서 또는 그 이하에서의 동작은 보장되지 않으며 회로 설계에서 피해야 합니다.

• 역방향 전압 (V_R):5V. 역방향으로 이 전압을 초과하면 접합 파괴가 발생할 수 있습니다.
• 연속 순방향 전류 (I_F):25mA. 연속적으로 인가할 수 있는 최대 DC 전류입니다.
• 피크 순방향 전류 (I_FP):60mA. 이는 듀티 사이클 1/10, 1kHz의 펄스 조건에서만 허용됩니다. 더 높은 밝기의 짧은 기간을 허용합니다.
• 전력 소산 (P_d):60mW. 패키지가 열로 소산할 수 있는 최대 전력으로, 순방향 전압(V_F) × 순방향 전류(I_F)로 계산됩니다.
• 동작 및 저장 온도:-40°C ~ +85°C (동작), -40°C ~ +90°C (저장).
• 정전기 방전 (ESD):2000V (인체 모델). 조립 중 적절한 ESD 처리 절차가 필수적입니다.
• 솔더링 온도:이 장치는 최대 260°C의 피크 온도에서 최대 10초 동안 리플로우 솔더링을 견딜 수 있으며, 또는 단자당 350°C에서 최대 3초 동안 핸드 솔더링을 견딜 수 있습니다.

2.2 전기-광학적 특성

이는 표준 테스트 조건(I_F= 20mA)에서 측정된 일반적인 성능 파라미터입니다.

• 광도 (I_v):최소 36.0 mcd(밀리칸델라)에서 최대 90.0 mcd까지 범위이며, 일반적인 허용 오차는 ±11%입니다. 이는 LED의 인지된 밝기를 정의합니다.
• 시야각 (2θ_1/2):일반적으로 140도의 넓은 각도입니다. 이는 광도가 0도(온축)에서의 광도의 절반이 되는 각도입니다.
• 피크 파장 (λ_p):일반적으로 632 nm입니다. 이는 스펙트럼 전력 분포가 최대가 되는 파장입니다.
• 주 파장 (λ_d):617.5 nm에서 633.5 nm 사이로 지정됩니다. 이 파장은 빛의 인지된 색상에 해당하며 피크 파장보다 색상 정의에 더 관련이 있습니다.
• 스펙트럼 대역폭 (Δλ):일반적으로 20 nm입니다. 이는 스펙트럼 순도를 나타냅니다. 더 작은 대역폭은 더 단색에 가까운 색상을 의미합니다.
• 순방향 전압 (V_F):20mA에서 1.75V에서 2.35V까지 범위하며, 허용 오차는 ±0.1V입니다. 이는 동작 시 LED 양단에 걸리는 전압 강하입니다.
• 역방향 전류 (I_R):역방향 바이어스 5V에서 최대 10 μA입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

대량 생산의 일관성을 보장하기 위해 LED는 성능 빈으로 분류됩니다. 부품 번호 17-21/R6C-AN2Q1B/3T에는 주요 파라미터에 대한 빈 코드가 포함되어 있습니다.

3.1 광도 빈닝 (코드: N2, P1, P2, Q1)

LED는 20mA에서 측정된 광도에 따라 그룹화됩니다. 부품 번호의 빈 코드(예: Q1)는 해당 특정 유닛에 대해 보장된 광도 범위를 지정합니다.

• 빈 N2:36.0 – 45.0 mcd
• 빈 P1:45.0 – 57.0 mcd
• 빈 P2:57.0 – 72.0 mcd
• 빈 Q1:72.0 – 90.0 mcd

3.2 주 파장 빈닝 (코드: E4, E5, E6, E7)

LED는 주 파장에 따라 그룹(A) 및 빈으로 분류되며, 이는 정확한 적색의 색조를 정의합니다.

• 빈 E4:617.5 – 621.5 nm
• 빈 E5:621.5 – 625.5 nm
• 빈 E6:625.5 – 629.5 nm
• 빈 E7:629.5 – 633.5 nm

3.3 순방향 전압 빈닝 (코드: 0, 1, 2)

LED는 20mA에서의 순방향 전압 강하에 따라 그룹(B) 및 빈으로 분류됩니다. 이는 전류 제한 회로 설계, 특히 여러 LED를 병렬로 연결할 때 매우 중요합니다.

• 빈 0:1.75 – 1.95 V
• 빈 1:1.95 – 2.15 V
• 빈 2:2.15 – 2.35 V

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에는 다양한 조건에서 장치의 동작을 설명하는 여러 특성 곡선이 포함되어 있습니다. 이를 이해하는 것이 최적의 회로 설계의 핵심입니다.

4.1 광도 대 순방향 전류 및 온도

광 출력은 순방향 전류에 정비례합니다. 그러나 관계가 완벽하게 선형적이지는 않으며, 매우 높은 전류에서 효율이 떨어질 수 있습니다. 또한, 광도는 주변 온도가 상승함에 따라 감소합니다. 디레이팅 곡선은 25°C 이상에서 동작할 때 전력 소산 한계를 초과하지 않고 장기적인 신뢰성을 보장하기 위해 최대 허용 순방향 전류를 줄여야 함을 보여줍니다.

4.2 순방향 전압 대 순방향 전류

이 IV 곡선은 다이오드의 전형적인 지수 관계를 보여줍니다. 순방향 전압은 전류와 함께 증가합니다. 곡선의 모양은 LED의 동적 저항과 열 관리 계산을 이해하는 데 중요합니다.

4.3 스펙트럼 분포 및 방사 패턴

스펙트럼 분포 플롯은 약 632 nm에서 피크를 갖고 정의된 대역폭을 가진 적색 방출을 확인시켜 줍니다. 방사 다이어그램(극좌표 플롯)은 140도의 시야각을 시각적으로 나타내어 광 강도가 공간적으로 어떻게 분포하는지 보여줍니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

LED는 컴팩트한 산업 표준 SMD 패키지에 장착되어 있습니다. 상세한 치수 도면은 CAD 소프트웨어에서 올바른 PCB 풋프린트(랜드 패턴)를 생성하는 데 필수적입니다. 주요 기계적 참고 사항은 다음과 같습니다:

• 명시되지 않은 모든 허용 오차는 ±0.1mm입니다.
• 도면은 본체 크기, 리드(단자) 치수 및 적절한 솔더링과 기계적 안정성을 보장하기 위한 권장 패드 레이아웃을 정의합니다.
• 극성은 패키지 외곽선 또는 마킹으로 표시됩니다. 올바른 방향은 회로 동작에 매우 중요합니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

적절한 처리 및 솔더링은 수율과 신뢰성에 매우 중요합니다.

6.1 저장 및 습기 민감도

LED는 건조제와 함께 습기 차단 백에 포장되어 공급됩니다. 팝콘 현상(리플로우 중 급속한 증기 팽창으로 인한 패키지 균열)을 방지하기 위해 사용자는 다음을 준수해야 합니다:

• 사용 준비가 될 때까지 백을 열지 마십시오.
• 열지 않은 백은 ≤30°C 및 ≤90% RH에서 보관하십시오.
• 개봉 후, "플로어 라이프"는 ≤30°C 및 ≤60% RH에서 1년입니다. 사용하지 않은 부품은 재밀봉해야 합니다.
• 건조제 지시약 색상이 변하거나 저장 시간을 초과한 경우, 리플로우 전에 60±5°C에서 24시간 동안 베이크아웃이 필요합니다.

6.2 리플로우 솔더링 프로파일

무연 리플로우 프로파일이 지정됩니다:

• 예열:150–200°C, 60–120초.
• 액상선 온도 이상 시간 (TAL):217°C 이상, 60–150초.
• 피크 온도:최대 260°C, 10초 이하 유지. 255°C 이상 시간은 30초를 초과해서는 안 됩니다.
• 가열/냉각 속도:피크까지 최대 3°C/초 가열, 피크에서 최대 6°C/초 냉각.
• 중요:리플로우는 두 번 이상 수행해서는 안 됩니다. 가열 중 LED에 기계적 스트레스를 가하지 말고 솔더링 후 PCB를 휘지 마십시오.

6.3 핸드 솔더링 및 리워크

핸드 솔더링이 필요한 경우, 팁 온도 ≤350°C의 솔더링 아이언을 사용하고 각 단자에 ≤3초 동안 열을 가하며, 정격 ≤25W의 아이언을 사용하십시오. 각 단자를 솔더링하는 사이에 최소 2초 간격을 두십시오. 리워크는 강력히 권장되지 않습니다. 절대 불가피한 경우, 솔더 접합부 또는 LED 다이에 대한 열-기계적 손상을 방지하기 위해 양쪽 단자를 동시에 가열할 수 있는 특수 더블 헤드 솔더링 아이언을 사용해야 합니다.

7. 패키징 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 사양

LED는 제공된 치수의 엠보싱 캐리어 테이프로 공급됩니다. 각 릴에는 3000개가 들어 있습니다. 자동화 장비 피더와의 호환성을 위해 릴 치수(7인치 직경)도 지정됩니다.

7.2 라벨 설명

릴 라벨에는 고객 부품 번호(CPN), 제조사 부품 번호(P/N), 포장 수량(QTY) 및 광도(CAT), 주 파장/색조(HUE), 순방향 전압(REF)에 대한 특정 빈 코드와 제조 로트 번호가 포함됩니다.

8. 응용 및 설계 고려 사항

8.1 회로 설계 필수 사항: 전류 제한

이것이 가장 중요한 설계 규칙입니다.LED는 전류 구동 장치입니다. 순방향 전압은 음의 온도 계수를 가지며 유닛마다 다릅니다(빈닝에 표시된 대로). 따라서 이는반드시정전류원으로 구동되거나, 더 일반적으로는 직렬 전류 제한 저항과 함께 구동되어야 합니다. LED를 전압원에 직접 연결하면, 정격 V_F와 일치하는 경우에도 제어되지 않는 전류 서지가 발생하여 즉시 고장납니다. 저항 값은 옴의 법칙을 사용하여 계산됩니다: R = (V_공급- V_F) / I_F.

8.2 열 관리

전력 소산은 낮지만 효과적인 열 설계는 수명을 연장하고 밝기를 유지합니다. PCB 패드가 적절한 열 방출을 제공하도록 하고 LED를 다른 발열 부품 근처에 배치하지 마십시오. 고온 환경에서는 순방향 전류 디레이팅 곡선을 준수하십시오.

8.3 광학 설계

넓은 140도의 시야각은 광범위한 조명 또는 다중 각도에서의 가시성이 필요한 응용 분야에 이 LED를 적합하게 만듭니다. 집속된 빔의 경우 2차 광학(렌즈)가 필요합니다. 투명 수지는 가능한 최고의 광 출력을 달성하는 데 최적입니다.

9. 기술 비교 및 차별화

이 부품의 주요 차별화 요소는 재료, 패키지 및 성능의 특정 조합입니다:

• AlGaInP 칩 기술:이 재료 시스템은 오래된 기술에 비해 우수한 밝기와 색상 안정성을 가진 고효율 적색, 주황색 및 호박색 LED를 생산하는 것으로 유명합니다.
• SMD 패키지 장점:스루홀 LED와 비교하여 앞서 언급한 크기, 무게 및 조립 속도 이점을 제공하며, 이는 현대 SMD 부품의 표준입니다.
• 상세한 빈닝:3가지 파라미터 빈닝(광도, 파장, 전압)을 통해 설계자는 밝기, 색상 또는 전기적 동작에서 엄격한 일관성이 필요한 응용 분야에 맞는 부품을 선택할 수 있어 생산 라인에서 회로 조정의 필요성을 줄입니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

Q: 더 높은 밝기를 위해 이 LED를 30mA로 구동할 수 있나요?

A: 아니요. 연속 순방향 전류의 절대 최대 정격은 25mA입니다. 이 정격을 초과하면 신뢰성이 저하되고 영구적인 손상을 초래할 수 있습니다. 더 높은 밝기를 원한다면 더 높은 광도의 LED 빈(예: Q1)을 선택하거나 I_FP rating.

Q: 데이터시트에 V_F가 2.0V(일반적)로 표시되어 있습니다. 제 회로에는 왜 3.3V 공급이 필요한가요?

A: 추가 전압은 전류 제한 저항 양단의 전압 강하를 극복하는 데 필요합니다. 예를 들어, V_F가 2.0V인 LED를 3.3V 공급에서 20mA로 구동하려면 저항이 필요합니다: R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 옴. 저항이 초과 전력을 소산합니다.

Q: 부품 번호 17-21/R6C-AN2Q1B/3T를 어떻게 해석하나요?

A> 전체 명명 규칙은 독점적일 수 있지만, 주요 세그먼트는 추론할 수 있습니다: "17-21"은 패키지 스타일/크기를 참조할 가능성이 있습니다. "R6C"는 색상(적색) 및 칩 유형을 나타낼 수 있습니다. "AN2Q1B"에는 빈 코드가 포함됩니다: A(파장 그룹), N2(광도 빈), Q1(광도 빈), B(전압 그룹). "3T"는 테이프 포장 또는 개정판과 관련될 수 있습니다.

11. 실용 설계 사례 연구

시나리오:안정적인 5V 레일로 구동되는 10개의 동일한 적색 LED로 구성된 상태 표시등 패널을 설계합니다. 균일한 밝기가 중요합니다.

설계 단계:

1. 빈 선택:동일한 광도 빈(예: 모두 Q1: 72-90 mcd)과 동일한 주 파장 빈(예: 모두 E6: 625.5-629.5 nm)에서 LED를 선택하여 시각적 일관성을 보장합니다.
2. 직렬 저항 계산:최악의 경우 설계를 위해 빈의최대값 V_F(예: 빈 2: 2.35V)을 사용하여 전류가 20mA를 절대 초과하지 않도록 보장합니다. R = (5V - 2.35V) / 0.020A = 132.5 옴. 가장 가까운 표준 값(130 또는 150 옴)을 사용합니다. 150 옴 저항은 안전 마진을 제공합니다: I_F= (5V - 2.35V) / 150 = ~17.7mA.
3. PCB 레이아웃:패키지 치수를 사용하여 LED를 배치합니다. 각 LED를 자체 직렬 저항과 함께 5V 레일에 연결합니다. 단일 저항으로 여러 LED를 병렬로 연결하지 마십시오. 약간의 V_F변동이 상당한 전류 불균형과 고르지 않은 밝기를 초래할 것입니다.
4. 조립:솔더 접합부 무결성을 보장하고 손상을 방지하기 위해 습기 처리 및 리플로우 프로파일 가이드라인을 정확히 따르십시오.

12. 동작 원리

빛은 AlGaInP 반도체 칩 내부에서 전기발광이라는 과정을 통해 생성됩니다. 접합의 내부 전위를 초과하는 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 각각 n형 및 p형 재료에서 활성 영역으로 주입됩니다. 이 전하 캐리어들이 재결합하면서 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 칩 층 내의 알루미늄, 갈륨, 인듐, 인화물의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접적으로 방출되는 빛의 파장(색상)을 정의합니다. 이 경우 브릴리언트 레드입니다.

13. 기술 동향

LED 기술의 일반적인 동향은 더 높은 효율(와트당 더 많은 루멘), 개선된 색 재현성 및 증가된 전력 밀도를 지속적으로 향하고 있습니다. 이와 같은 표시등형 SMD LED의 경우, 더욱 소형화(예: 칩 스케일 패키지), 청색/녹색용 InGaN 및 적색/주황색용 AlGaInP와 같은 고성능 재료의 광범위한 채택, 가혹한 환경 조건에서의 향상된 신뢰성과 같은 동향이 있습니다. 패키지 내 구동 전자 장치(예: 내장 전류 조절 또는 PWM 컨트롤러)와의 통합도 최종 사용자 회로 설계를 단순화하기 위한 지속적인 발전 분야입니다.