SMD LED 19-21/R6C-FP1Q2L/3T 데이터시트 - 크기 2.0x1.25x0.8mm - 전압 1.7-2.3V - 선명한 적색 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

19-21/R6C-FP1Q2L/3T는 현대적이고 컴팩트한 전자 응용 분야를 위해 설계된 표면 실장 장치(SMD) LED입니다. 이 부품은 AIGaInP(알루미늄 갈륨 인듐 포스파이드) 반도체 칩을 활용하여 선명한 적색 광 출력을 생성합니다. 주요 장점은 미니어처 크기로, 기존의 리드 프레임 타입 LED에 비해 인쇄 회로 기판(PCB) 크기를 크게 줄이고 더 높은 부품 집적도를 가능하게 합니다. 이는 전체 장비 크기를 작게 하고 보관 요구 사항을 줄이는 데 기여합니다. 이 장치는 가벼워 공간과 무게가 중요한 제약 조건인 응용 분야에 특히 적합합니다.

이 LED는 7인치 직경 릴에 8mm 표준 테이프로 공급되어 고속 자동 픽 앤 플레이스 조립 장비와의 호환성을 보장합니다. 표준 적외선(IR) 및 기상 리플로우 솔더링 공정과 함께 사용하도록 설계되어 효율적인 대량 생산을 용이하게 합니다. 제품은 무연(납 무함유) 부품으로 제조되며 유럽 연합의 RoHS(유해 물질 제한) 및 REACH(화학 물질의 등록, 평가, 허가 및 제한) 규정을 준수합니다. 또한 할로겐 프리로 분류되며, 브롬(Br)과 염소(Cl) 함량이 각각 900 ppm 미만이고 그 합계가 1500 ppm 미만입니다.

2. 기술 사양 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

절대 최대 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이러한 정격은 주변 온도(Ta) 25°C에서 지정됩니다. 최대 역전압(VR)은 5V입니다. 연속 순방향 전류(IF)는 25 mA를 초과해서는 안 됩니다. 펄스 동작의 경우, 듀티 사이클 1/10, 1 kHz에서 피크 순방향 전류(IFP) 60 mA가 허용됩니다. 최대 소비 전력(Pd)은 60 mW입니다. 이 장치는 인체 모델(HBM)에 따라 2000V의 정전기 방전(ESD)을 견딜 수 있습니다. 동작 온도 범위(Topr)는 -40°C에서 +85°C이며, 저장 온도 범위(Tstg)는 약간 더 넓어 -40°C에서 +90°C입니다. 솔더링의 경우, 이 장치는 피크 온도 260°C에서 최대 10초 동안 리플로우 솔더링을 견디거나, 단자당 350°C에서 최대 3초 동안 핸드 솔더링을 견딜 수 있습니다.

2.2 전기-광학 특성

전기-광학 특성은 핵심 성능 매개변수로, 달리 명시되지 않는 한 Ta=25°C 및 순방향 전류(IF) 20 mA에서 측정됩니다.

• 광도(Iv):최소 45 밀리칸델라(mcd)에서 최대 112 mcd까지 범위입니다. 일반적인 값은 이 범위 내에 있으며, 이는 특정 빈(P1, P2, Q1, Q2)으로 더 세분화됩니다.
• 시야각(2θ1/2):반값 각도는 일반적으로 100도로, 넓은 시야 원뿔을 나타냅니다.
• 피크 파장(λp):방출된 빛의 강도가 최대가 되는 파장은 일반적으로 632 나노미터(nm)입니다.
• 주파장(λd):이는 인간의 눈이 인지하는 단일 파장으로, 621 nm에서 631 nm까지 범위이며, 빈 FF1과 FF2로 분류됩니다.
• 스펙트럼 대역폭(Δλ):최대 강도의 절반에서 방출 스펙트럼의 폭은 일반적으로 20 nm입니다.
• 순방향 전압(VF):LED가 20 mA를 전도할 때 LED 양단의 전압 강하는 1.7V에서 2.3V까지 범위하며, 특정 빈(L19 ~ L24)이 더 좁은 범위를 정의합니다.
• 역전류(IR):역전압 5V가 인가될 때의 누설 전류는 최대 10 µA입니다.

중요 참고 사항은 허용 오차를 명시합니다: 광도(±11%), 주파장(±1 nm), 순방향 전압(±0.05V). 5V 역전압 정격은 IR 테스트 전용임을 이해하는 것이 중요합니다; LED는 역바이어스에서 동작하도록 설계되지 않았습니다.

3. 빈닝 시스템 설명

응용 설계의 일관성을 보장하기 위해 LED는 세 가지 핵심 매개변수인 광도, 주파장 및 순방향 전압에 따라 분류(빈닝)됩니다. 제품 코드(예: R6C-FP1Q2L/3T)는 특정 빈을 반영합니다.

3.1 광도 빈닝

LED는 네 가지 광도 빈으로 분류됩니다:

• P1:45 – 57 mcd
• P2:57 – 72 mcd
• Q1:72 – 90 mcd
• Q2:90 – 112 mcd

부품 번호의 'Q2' 코드는 이 장치가 가장 높은 광도 빈에 속함을 나타냅니다.

3.2 주파장 빈닝

색상 일관성은 파장 빈을 통해 제어됩니다:

• FF1:621 – 626 nm
• FF2:626 – 631 nm

'FP1' 코드는 이러한 파장 사양 중 하나에 해당할 가능성이 높습니다.

3.3 순방향 전압 빈닝

회로 설계, 특히 전류 제한 저항 계산을 돕기 위해 LED는 20 mA에서의 순방향 전압(VF)에 따라 빈닝됩니다:

• L19:1.7 – 1.8 V
• L20:1.8 – 1.9 V
• L21:1.9 – 2.0 V
• L22:2.0 – 2.1 V
• L23:2.1 – 2.2 V
• L24:2.2 – 2.3 V

부품 번호의 'L'은 전압 그룹을 의미하며, 특정 숫자가 정확한 빈을 나타냅니다.

4. 성능 곡선 분석

제공된 텍스트에 구체적인 그래픽 곡선이 자세히 설명되어 있지는 않지만, 이러한 LED의 일반적인 전기-광학 특성 곡선은 다음을 포함할 것입니다:

• 순방향 전류 대 순방향 전압(I-V 곡선):이 비선형 곡선은 전류와 전압 사이의 지수 관계를 보여줍니다. 20mA에서 지정된 VF 범위는 이 곡선의 단일 지점입니다. 설계자는 이를 사용하여 필요한 구동 전압을 결정하고 적절한 직렬 저항을 계산합니다.
• 광도 대 순방향 전류(I-L 곡선):이 곡선은 빛 출력이 전류와 함께 어떻게 증가하는지 보여줍니다. 권장 동작 범위 내에서는 일반적으로 선형이지만 더 높은 전류에서는 포화됩니다. 20mA 테스트 조건 이하에서 동작하면 예측 가능한 성능을 보장합니다.
• 광도 대 주변 온도:LED의 빛 출력은 일반적으로 접합 온도가 상승함에 따라 감소합니다. 이러한 디레이팅을 이해하는 것은 높은 주변 온도에서 동작하거나 상당한 자체 발열이 있는 응용 분야에 중요합니다.
• 스펙트럼 분포:파장에 따른 상대 강도를 보여주는 그래프로, 약 632 nm에서 피크를 이루며 일반적인 대역폭은 20 nm로, 선명한 적색 색상 점을 확인시켜 줍니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

19-21 SMD LED는 매우 컴팩트한 폼 팩터를 가지고 있습니다. 주요 치수(밀리미터)는 본체 길이 2.0 mm, 너비 1.25 mm, 높이 0.8 mm를 포함합니다. 상세한 치수 도면은 패드 레이아웃, 부품 외곽선 및 캐소드 식별 마크의 위치를 지정합니다. 지정되지 않은 모든 허용 오차는 ±0.1 mm입니다. 데이터시트의 치수 도면에 따른 PCB의 올바른 패드 설계는 신뢰할 수 있는 솔더링 및 기계적 안정성에 필수적입니다.

5.2 극성 식별

이 장치는 캐소드 마크, 일반적으로 노치, 녹색 점 또는 패키지의 잘린 모서리를 특징으로 합니다. 역전압을 가하면 LED가 손상될 수 있으므로 조립 중 올바른 방향이 매우 중요합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

SMD 부품의 중요한 요구 사항은 권장 리플로우 프로파일을 준수하는 것입니다. 이 무연 LED의 경우:

• 예열:주변 온도에서 60-120초 동안 150–200°C까지 상승합니다.
• 소킹/리플로우:217°C(무연 솔더의 액상선 온도) 이상의 시간은 60-150초여야 합니다. 피크 온도는 260°C를 초과해서는 안 되며, 255°C 이상의 시간은 최대 30초로 제한해야 합니다.
• 냉각:최대 냉각 속도는 초당 6°C여야 합니다.

열 응력 손상을 방지하기 위해 동일한 LED에서 리플로우 솔더링을 두 번 이상 수행해서는 안 됩니다.

6.2 핸드 솔더링

수동 수리가 필요한 경우 극도의 주의가 필요합니다. 솔더링 아이언 팁 온도는 350°C 이하여야 하며, 단일 단자와의 접촉 시간은 3초를 초과해서는 안 됩니다. 저전력 아이언(<25W)을 권장합니다. 제거 시 양쪽 단자를 균일하게 가열하고 패키지에 가해지는 응력을 최소화하기 위해 더블 헤드 솔더링 아이언을 사용하는 것이 좋습니다.

6.3 저장 및 습도 민감도

LED는 건조제와 함께 습기 방지 배리어 백에 포장됩니다. 주요 주의 사항:

• 사용 준비가 될 때까지 백을 열지 마십시오.
• 개봉 후 사용하지 않은 LED는 ≤ 30°C 및 ≤ 60% 상대 습도에서 보관해야 합니다.
• 백 개봉 후의 "플로어 라이프"는 168시간(7일)입니다.
• 노출 시간을 초과하거나 건조제가 포화 상태를 나타내는 경우, "팝콘" 효과 손상을 방지하기 위해 리플로우 솔더링 전에 60 ± 5°C에서 24시간 동안 베이킹 처리가 필요합니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 릴 및 테이프 사양

표준 포장은 릴당 3000개입니다. 캐리어 테이프 너비는 8 mm이며, 7인치(178 mm) 직경 릴에 감겨 있습니다. 자동화 피더와의 호환성을 보장하기 위해 릴, 캐리어 테이프 포켓 및 커버 테이프에 대한 상세 치수가 제공됩니다.

7.2 라벨 설명

릴 라벨에는 추적성 및 검증을 위한 중요한 정보가 포함되어 있습니다:

• P/N:제품 번호(예: 19-21/R6C-FP1Q2L/3T).
• CAT:광도 등급(예: Q2).
• HUE:색도 좌표 및 주파장 등급(예: FP1).
• REF:순방향 전압 등급(예: L21).
• LOT No:추적성을 위한 제조 로트 번호.

8. 응용 권장 사항

8.1 일반적인 응용 분야

19-21 SMD LED는 다용도이며 다양한 저전력 표시기 및 백라이트 역할에 적합합니다:

• 백라이트:계기판, 멤브레인 스위치 및 제어판의 조명.
• 통신:전화기 및 팩스 기기의 상태 표시기 및 키패드 백라이트.
• 디스플레이 기술:소형 액정 디스플레이(LCD) 및 발광 기호용 평면 백라이트.
• 일반 목적 표시:소비자 및 산업용 전자 제품의 전원 상태, 모드 표시기 및 신호등.

8.2 중요한 설계 고려 사항

• 전류 제한:외부 전류 제한 저항은절대적으로 필수적입니다. 순방향 전압에는 범위와 음의 온도 계수가 있습니다. 공급 전압의 약간의 증가 또는 가열로 인한 VF의 감소는 순방향 전류의 크고 잠재적으로 파괴적인 증가를 초래할 수 있습니다. 저항 값은 전원 공급 장치 전압과 빈의 최대 순방향 전압(VF max)을 기반으로 계산되어 최악의 조건에서도 전류가 25 mA를 초과하지 않도록 해야 합니다.
• 열 관리:소비 전력이 낮지만 LED 패드 아래에 적절한 PCB 구리 면적 또는 열 비아를 확보하면 열을 방출하는 데 도움이 되어 빛 출력 안정성과 수명을 유지하는 데 도움이 되며, 특히 높은 주변 온도 환경에서 중요합니다.
• ESD 보호:2000V HBM 정격이지만, 조립 및 취급 중 표준 ESD 처리 주의 사항을 준수해야 합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

이 19-21 SMD LED의 기존 스루홀 LED 또는 더 큰 SMD 패키지에 비한 주요 장점은소형화및자동화 조립 적합성입니다. AIGaInP 칩 기술은 적색광에 대해 높은 효율과 좋은 색 채도를 제공합니다. 일부 다른 적색 LED 기술에 비해 AIGaInP는 일반적으로 더 높은 광도와 더 나은 온도 안정성을 제공합니다. 포괄적인 빈닝 시스템을 통해 설계자는 엄격하게 제어된 광학 및 전기적 특성을 가진 부품을 선택할 수 있으며, 이는 균일한 외관 또는 정밀한 전류 구동이 필요한 응용 분야에 중요합니다.

10. 자주 묻는 질문(FAQ)

Q: 직렬 저항이 왜 필요한가요?

A: LED는 전류 구동 장치입니다. 그들의 V-I 특성은 지수적입니다. 전류를 제한하는 저항이 없으면 공급 전압 또는 LED 순방향 전압의 작은 변화라도 열 폭주와 즉각적인 고장으로 이어질 수 있습니다. 저항은 옴의 법칙에 따라 고정 전류를 설정합니다.

Q: 2.3V보다 높은 전압으로 이 LED를 구동할 수 있나요?

A: 예, 하지만 초과 전압을 강하시키고 전류를 20mA(또는 그 이하)로 제한하기 위해 적절한 직렬 저항을 사용하는 경우에만 가능합니다. 구동 전압 자체가 중요한 매개변수가 아닙니다; 결과적인 전류가 중요합니다.

Q: "워터 클리어" 수지 색상은 무엇을 의미하나요?

A: LED 캡슐레이트(플라스틱 렌즈)는 무색이고 투명합니다. 이는 칩에서 방출된 빛의 진정한 색상(선명한 적색)이 어떠한 색조나 확산 없이 통과하도록 하여 포화되고 생생한 색상을 생성합니다.

Q: 주문을 위해 부품 번호를 어떻게 해석하나요?

A: 부품 번호 19-21/R6C-FP1Q2L/3T는 패키지 스타일(19-21), 제품 코드(R6C) 및 파장(FP1), 광도(Q2), 순방향 전압(L, 이후 숫자)에 대한 특정 빈을 인코딩합니다. 주문한 부품의 정확한 사양을 확인하기 위해 항상 전체 데이터시트 및 빈닝 테이블을 참조하십시오.

11. 실용적인 설계 및 사용 사례

시나리오: 5V USB 전원 장치용 상태 표시기 설계.

1. 매개변수 선택:필요한 밝기(높은 가시성을 위한 빈 Q2) 및 색상 일관성(빈 FF1 또는 FF2)을 선택합니다.

2. 회로 설계:5V 공급(Vcc)을 가정하고 최악의 경우 VF min(예: 빈 L19의 1.7V)을 사용하여 VF가 낮더라도 전류가 25 mA를 초과하지 않도록 합니다. 목표 전류(I_F) = 20 mA.

필요한 저항 R = (Vcc - VF) / I_F = (5V - 1.7V) / 0.020A = 165 옴.

가장 가까운 표준 값은 160 옴 또는 180 옴입니다. 180 옴을 사용하면 I_F = (5-1.7)/180 ≈ 18.3 mA로 안전하고 사양 내에 있습니다.

저항의 전력 P_R = I_F^2 * R = (0.0183)^2 * 180 ≈ 0.06W. 표준 1/8W 또는 1/4W 저항으로 충분합니다.

3. PCB 레이아웃:LED와 그 전류 제한 저항을 서로 가깝게 배치합니다. 데이터시트의 치수 도면에서 권장 패드 형상을 따릅니다.

4. 조립:습기 처리 및 리플로우 솔더링 프로파일 지침을 정확히 따릅니다.

12. 동작 원리

이 LED는 반도체 p-n 접합에서의 전기발광 원리에 따라 동작합니다. 활성 영역은 AIGaInP로 구성됩니다. 접합의 전위 장벽(약 1.8V)을 초과하는 순방향 바이어스 전압이 인가되면, n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 활성 영역으로 주입됩니다. 이러한 전하 캐리어가 재결합할 때, 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. AIGaInP 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접 방출된 빛의 파장(색상)에 해당합니다—이 경우 약 632 nm의 선명한 적색입니다. 투명 에폭시 수지 캡슐레이트는 칩을 보호하고, 빛 출력을 형성하는 렌즈 역할을 하여(100도 시야각 달성), 기계적 안정성을 제공합니다.

13. 기술 동향

19-21과 같은 SMD LED의 개발은 전자 제품의 더 넓은 동향을 따릅니다:소형화, 효율 증가, 및신뢰성 향상. 무연 및 할로겐 프리 재료로의 전환은 글로벌 환경 규제(RoHS, REACH)에 의해 주도됩니다. 반도체 에피택시의 발전은 AIGaInP 및 기타 재료 시스템의 발광 효율(전기 와트당 빛 출력)과 색상 일관성을 계속 개선하고 있습니다. 더 나아가, 패키징 기술은 열 성능을 더 잘 관리하여 더 작은 패키지에서 더 높은 구동 전류를 허용하고, 더 정밀한 광학 제어를 제공하기 위해 발전하고 있습니다. 패키징(19-21 풋프린트와 같은) 및 테이프-릴 형식의 표준화는 전자 산업 전반에 걸쳐 비용 효율적인 대량 자동화 제조를 가능하게 하는 데 중요합니다.