SMD LED 15-215/R6C-AQ1R2L/2T 데이터시트 - 브릴리언트 레드 - 2.0x1.25x0.8mm - 2.0V - 0.06W - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

15-215/R6C-AQ1R2L/2T는 고밀도 PCB 어플리케이션을 위해 설계된 표면 실장 장치(SMD) LED입니다. AlGaInP 칩을 활용하여 선명한 적색 광 출력을 생성합니다. 컴팩트한 폼 팩터는 회로 기판에서 상당한 공간 절약을 가능하게 하여, 기판 공간이 귀한 현대의 소형화된 전자 장치에 이상적입니다. 부품은 7인치 직경 릴에 장착된 8mm 테이프에 공급되어 표준 자동화 피크 앤 플레이스 조립 장비와의 호환성을 보장합니다.

1.1 핵심 장점 및 타겟 시장

이 LED의 주요 장점은 매우 작은 크기, 가벼운 구조, 그리고 자동화된 대량 생산에 적합하다는 점입니다. 이러한 특성은 저장 요구 사항 감소, PCB 상의 더 높은 패킹 밀도, 그리고 궁극적으로 더 작은 최종 제품 설계의 가능성으로 직접 이어집니다. 이 장치는 무연(납 프리) 솔더링 공정, RoHS, EU REACH 및 무할로겐 표준(Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm)을 준수하여, 엄격한 환경 규제가 있는 글로벌 시장에 적합합니다. 타겟 어플리케이션은 계기판, 스위치, LCD의 백라이트부터 통신 장비의 상태 표시등 및 일반 조명에 이르기까지 다양합니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

이 섹션은 신뢰할 수 있는 회로 설계에 중요한 데이터시트에 정의된 주요 전기적, 광학적 및 열적 파라미터에 대한 상세하고 객관적인 해석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

절대 최대 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 스트레스 한계를 정의합니다. 이는 정상 작동 조건이 아닙니다.

• 역방향 전압 (V_R):5V. 역방향 바이어스에서 이 전압을 초과하면 접합 파괴를 일으킬 수 있습니다.
• 순방향 전류 (I_F):25mA DC. 이는 신뢰할 수 있는 장기 작동을 위해 권장되는 최대 연속 전류입니다.
• 피크 순방향 전류 (I_FP):1/10 듀티 사이클 및 1kHz에서 60mA. 이 정격은 멀티플렉싱 방식에 유용한 짧은 전류 펄스를 허용하지만, 평균 전류는 I_F.
• 전력 소산 (P_d):60mW. 이 한계는 접합에서 열로 변환되는 총 전기 전력(V_F* I_F)을 고려합니다.
• 동작 및 저장 온도:-40°C ~ +85°C (동작), -40°C ~ +90°C (저장). 이 넓은 범위는 가혹한 환경에서의 기능성을 보장합니다.
• 솔더링 온도:리플로우 솔더링 피크 260°C 최대 10초; 핸드 솔더링 터미널당 350°C 최대 3초.
• ESD 민감도:휴먼 바디 모델(HBM) 정격 2000V. 이는 중간 정도의 민감도로 분류되며, 표준 ESD 취급 주의가 필요합니다.

2.2 전기-광학 특성

이 파라미터들은 접합 온도(T_j) 25°C 및 시험 전류 20mA에서 명시됩니다. 실제 성능은 온도와 구동 전류에 따라 달라집니다.

• 광도 (I_v):72.0 ~ 180.0 mcd (밀리칸델라). 넓은 범위는 빈닝 시스템(섹션 3 참조)을 통해 관리됩니다. 전형적인 값은 명시되지 않았으며, 이는 선택이 특정 빈 코드를 기반으로 함을 의미합니다.
• 시야각 (2θ_1/2):140도 (전형적). 이 넓은 시야각은 람베르시안 또는 근접 람베르시안 방사 패턴을 나타내며, 집속된 빔보다는 영역 조명에 적합합니다.
• 피크 파장 (λ_p):632 nm (전형적). 이는 스펙트럼 파워 출력이 최대가 되는 파장입니다.
• 주 파장 (λ_d):617.5 ~ 633.5 nm. 이는 인간의 눈이 인지하는 LED 색상의 단일 파장이며, 빈닝을 통해 관리됩니다.
• 스펙트럼 대역폭 (Δλ):20 nm (전형적). 이는 피크 강도의 절반에서 방출되는 파장 범위를 정의하며, 상대적으로 순수한 적색을 나타냅니다.
• 순방향 전압 (V_F):20mA에서 1.70 ~ 2.30 V. 이 범위 또한 빈닝의 대상입니다. 주어진 전류에 대해 낮은 V_F는 낮은 전력 소비와 적은 열 발생으로 이어집니다.
• 역방향 전류 (I_R):V_R=5V에서 최대 10 μA. 낮은 누설 전류가 바람직합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산에서 일관된 색상과 밝기를 보장하기 위해 LED는 성능 그룹 또는 "빈"으로 분류됩니다. 15-215는 세 가지 독립적인 빈닝 기준을 사용합니다.

3.1 광도 빈닝

광도는 네 개의 빈(Q1, Q2, R1, R2)으로 분류되며, Q1이 가장 어둡고(72.0-90.0 mcd) R2가 가장 밝습니다(140.0-180.0 mcd). 설계자는 단일 제품에서 빈을 혼합할 경우 가시적인 밝기 변화를 일으킬 수 있음을 고려하여, 어플리케이션에 필요한 밝기에 따라 적절한 빈을 선택해야 합니다.

3.2 주 파장 빈닝

색상은 617.5nm에서 633.5nm까지의 범위를 포함하는 네 개의 빈(E4, E5, E6, E7)으로 분류됩니다. E4는 더 짧고 오렌지빛이 도는 적색 파장을 나타내며, E7은 더 길고 깊은 적색 파장을 나타냅니다. 일관된 색상 외관을 위해서는 동일하거나 인접한 파장 빈의 LED를 사용해야 합니다.

3.3 순방향 전압 빈닝

전압은 1.70V에서 2.30V까지 각각 0.1V 범위를 갖는 여섯 개의 빈(19~24)으로 분류됩니다. 전류 제한 저항을 사용한 간단한 표시등 용도에서는 덜 중요할 수 있지만, 직렬 연결된 스트링이나 정전압 구동 시나리오에서는 균일한 전류 분배와 밝기를 보장하기 위해 전압 빈닝이 중요해집니다.

4. 성능 곡선 분석

제공된 데이터시트 발췌문이 "전형적인 전기-광학 특성 곡선"을 언급하고 있지만, 특정 그래프는 본문에 포함되어 있지 않습니다. 일반적으로 이러한 곡선은 고급 설계에 중요한 다음 관계를 보여줍니다:

• I-V (전류-전압) 곡선:순방향 전압과 전류 사이의 지수 관계를 보여줍니다. 곡선은 온도에 따라 이동합니다.
• 광도 대 순방향 전류:광 출력이 전류에 따라 어떻게 증가하는지 보여주며, 일반적으로 고전류에서 효율이 떨어지기 전까지 작동 범위 내에서 거의 선형 관계를 가집니다.
• 광도 대 주변 온도:접합 온도가 상승함에 따라 광 출력의 디레이팅을 보여줍니다. 적색 AlGaInP LED는 일부 청색/백색 LED에 비해 일반적으로 더 뚜렷한 열 소광 효과를 가집니다.
• 스펙트럼 분포:피크 파장(632 nm)을 중심으로 파장에 걸친 상대적 출력을 보여주는 그래프입니다.

설계자는 열 성능을 정확하게 모델링하고 다양한 구동 조건에서의 동작을 예측하기 위해 그래프가 포함된 전체 데이터시트를 참조해야 합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

LED는 매우 컴팩트한 풋프린트를 가집니다. 주요 치수(mm, 명시되지 않은 경우 허용 오차 ±0.1mm)는 길이 약 2.0mm, 너비 1.25mm, 높이 0.8mm의 본체 크기를 포함합니다. 데이터시트에는 캐소드 식별자(일반적으로 패키지의 노치 또는 녹색 표시), 패드 레이아웃 및 권장 PCB 랜드 패턴의 배치를 보여주는 상세한 치수 도면이 포함됩니다. 적절한 솔더링 및 정렬을 위해서는 이러한 치수를 준수하는 것이 필수적입니다.

5.2 극성 식별

올바른 극성은 매우 중요합니다. 패키지에는 캐소드(-) 단자를 식별하기 위한 시각적 마커가 포함되어 있습니다. 설계자는 자동화 기계에 의한 잘못된 배치를 방지하기 위해 PCB 풋프린트가 이 방향을 반영하도록 해야 합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

이 소형 부품에 대한 손상을 방지하기 위해 적절한 취급이 필요합니다.

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

부품은 적외선 및 증기상 리플로우와 호환됩니다. 무연(납 프리) 프로파일이 권장됩니다: 150-200°C 사이에서 60-120초 동안 예열, 액상선(217°C) 이상 시간 60-150초, 피크 온도는 260°C를 초과하지 않고 최대 10초. 최대 상승 속도는 6°C/초, 최대 냉각 속도는 3°C/초입니다. 리플로우는 두 번 이상 수행해서는 안 됩니다.

6.2 저장 및 습기 민감도

LED는 건조제와 함께 방습 백에 포장됩니다. 부품을 사용할 준비가 될 때까지 백을 열지 않아야 합니다. 개봉 후, "플로어 라이프"는 ≤30°C 및 ≤60% RH에서 1년입니다. 이를 초과할 경우, 솔더링 전에 60±5°C에서 24시간 동안 베이킹 처리가 필요하며, 이는 리플로우 중 "팝콘" 손상을 방지하기 위함입니다.

6.3 핸드 솔더링 및 리워크

핸드 솔더링이 필요한 경우, 팁 온도 <350°C의 솔더링 아이언을 사용하고, 각 단자에 ≤3초 동안 열을 가하며, 저전력 아이언(<25W)을 사용하십시오. 각 단자를 솔더링하는 사이에 최소 2초 간격을 두는 것이 좋습니다. 리워크의 경우, 두 단자를 동시에 가열하고 기계적 스트레스를 피하기 위해 듀얼 헤드 솔더링 아이언이 권장됩니다. LED를 손상시키지 않고 리워크할 수 있는 가능성은 사전에 확인해야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

제품은 방습 포장(MSP) 형식으로 공급됩니다. 부품은 포켓이 있는 캐리어 테이프에 배치되어 7인치 직경 릴에 감겨 있습니다. 각 릴에는 2000개가 들어 있습니다. 릴과 캐리어 테이프는 자동화 피더와의 호환성을 위해 데이터시트에 제공된 특정 치수를 가집니다. 릴과 백의 라벨에는 고객 부품 번호(CPN), 제품 번호(P/N), 수량(QTY) 및 광도(CAT), 주 파장(HUE), 순방향 전압(REF)에 대한 특정 빈 코드와 함께 로트 번호가 제공됩니다.

8. 어플리케이션 설계 고려 사항

8.1 전류 제한은 필수적입니다

LED는 전류 구동 장치입니다.외부 전류 제한 저항 또는 정전류 구동 회로는 절대적으로 필수적입니다.순방향 전압은 음의 온도 계수를 가지며, 전압원에서 직접 구동할 경우 작은 변화가 전류에 큰 변화를 일으켜 열 폭주 및 고장으로 이어질 수 있습니다.

8.2 열 관리

작지만 LED는 접합에서 열을 발생시킵니다. 최대 순방향 전류(25mA) 또는 그 근처에서 연속 작동하는 경우, 장치에서 열을 전도하고 더 낮은 접합 온도를 유지하여 광 출력과 수명을 보존하기 위해 적절한 PCB 구리 면적(열 릴리프 패드)을 사용해야 합니다.

8.3 어플리케이션 제한

데이터시트는 이 제품이 사전 협의 및 승인 없이 군사/항공우주, 자동차 안전/보안 시스템 또는 의료 생명 유지 장비와 같은 고신뢰성 어플리케이션을 위해 설계되거나 인증되지 않았음을 명시적으로 밝힙니다. 이러한 어플리케이션에는 다른 사양과 인증 수준을 가진 제품이 필요합니다.

9. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

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

A: 아니요. 연속 순방향 전류(I_F)의 절대 최대 정격은 25mA입니다. 이 정격을 초과하면 신뢰성이 저하되고 과도한 접합 온도로 인해 조기 고장을 일으킬 수 있습니다.

Q: 5V 공급 전압으로 어떤 저항 값을 사용해야 하나요?

A: 옴의 법칙 사용: R = (V_공급- V_F) / I_F. 보수적인 설계를 위해 전류가 20mA를 초과하지 않도록 빈의 최대 V_F(예: 2.3V)를 사용하십시오. R = (5 - 2.3) / 0.02 = 135 Ω. 표준 150 Ω 저항은 약 18mA를 제공하며, 이는 안전하고 사양 내에 있습니다.

Q: 왜 광도 범위가 그렇게 넓나요(72-180 mcd)?

A: 제조 변동으로 인해 성능에 자연스러운 편차가 발생합니다. 빈닝 시스템(Q1, Q2, R1, R2)은 제조업체가 부품을 분류하고 고객이 비용 및 성능 목표에 필요한 밝기 등급을 선택할 수 있도록 합니다.

10. 설계 및 사용 사례 연구

시나리오: 여러 개의 균일한 적색 LED가 있는 상태 표시등 패널 설계.

설계자가 20개의 동일한 밝은 적색 표시등 LED가 필요한 제어판을 만들고 있습니다. 시각적 일관성을 보장하기 위해:

1. 빈 선택:높은 밝기를 위해 R2(140-180 mcd) 빈을, 일관된 깊은 적색을 위해 E6/E7(625.5-633.5 nm) 빈을 지정합니다. LED가 공유 정전압 구성으로 구동되는 경우, 엄격한 전압 빈(예: 21 또는 22)도 지정할 수 있습니다.
2. 회로 설계:5V 레일이 사용 가능합니다. 목표 전류 20mA 및 전형적인 V_F 2.0V를 사용하여, 각 LED와 직렬로 150 Ω 전류 제한 저항을 배치합니다. 저항 전력 정격은 (5-2)^2 / 150 = 0.06W이므로, 표준 1/8W(0.125W) 저항으로 충분합니다.
3. PCB 레이아웃:PCB 풋프린트는 데이터시트의 권장 랜드 패턴을 따릅니다. 특히 LED가 서로 가깝게 장착될 것이므로, 열 방산을 돕기 위해 캐소드 및 애노드 패드에 추가 구리 푸어가 연결됩니다.
4. 조립:LED는 테이프 및 릴로 주문됩니다. 조립 업체는 제공된 릴을 자동화 피크 앤 플레이스 기계와 함께 사용하여 데이터시트에 명시된 무연 리플로우 프로파일을 따릅니다.

데이터시트 파라미터에 의해 안내되는 이 체계적인 접근 방식은 신뢰할 수 있고 일관되며 제조 가능한 최종 제품을 보장합니다.