SMD LED 17-21/R6C-AP1Q2L/3T 데이터시트 - 크기 1.6x0.8x0.6mm - 전압 1.7-2.3V - 브릴리언트 레드 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

17-21/R6C-AP1Q2L/3T는 AIGaInP 반도체 기술을 활용하여 브릴리언트 레드 광 출력을 생성하는 표면 실장 장치(SMD) LED입니다. 이 부품은 공간과 무게가 중요한 제약 조건인 고밀도 PCB 응용 분야를 위해 설계되었습니다. 주요 장점은 리드 프레임 타입 LED에 비해 크게 줄어든 점유 면적으로, 더 컴팩트한 보드 설계, 더 높은 패킹 밀도, 궁극적으로 더 작은 최종 사용자 장비를 가능하게 합니다. 가벼운 구조는 특히 소형 및 휴대용 전자 장치에 적합합니다.

LED는 7인치 직경 릴에 감긴 8mm 테이프에 포장되어 있어 표준 자동 픽 앤 플레이스 조립 장비와 완벽하게 호환됩니다. 무연으로 제조되었으며 RoHS, EU REACH 및 할로겐 프리 표준(Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm)을 포함한 주요 환경 규정을 준수합니다. 이 장치는 적외선 및 증기상 리플로우 솔더링 공정 모두와 호환됩니다.

2. 기술 사양 상세 분석

2.1 절대 최대 정격

이 장치는 다음 절대 최대 조건에서 작동하도록 정격화되었으며, 이를 초과하면 영구적인 손상이 발생할 수 있습니다. 모든 정격은 주변 온도(Ta) 25°C에서 지정됩니다.

• 역방향 전압 (VR):5 V. 역바이어스에서 이 전압을 초과하면 접합 파괴가 발생할 수 있습니다.
• 연속 순방향 전류 (IF):25 mA. 이는 신뢰할 수 있는 작동을 위한 최대 DC 전류입니다.
• 피크 순방향 전류 (IFP):60 mA. 이 정격은 듀티 사이클 1/10, 1 kHz의 펄스 조건에서 적용됩니다.
• 전력 소산 (Pd):60 mW. 이는 패키지가 소산할 수 있는 최대 전력입니다.
• 정전기 방전 (ESD) 인체 모델 (HBM):2000 V. 조립 중 적절한 ESD 처리 절차가 필요합니다.
• 작동 온도 범위 (Topr):-40°C ~ +85°C.
• 보관 온도 범위 (Tstg):-40°C ~ +90°C.
• 솔더링 온도 (Tsol):이 장치는 피크 온도 260°C에서 10초 동안 리플로우 솔더링을 견딜 수 있으며, 또는 단자당 350°C에서 3초 동안 핸드 솔더링을 견딜 수 있습니다.

2.2 전기-광학 특성

주요 성능 매개변수는 Ta=25°C 및 표준 테스트 전류 IF=20 mA에서 측정됩니다. 이는 LED의 핵심 광 출력 및 전기적 거동을 정의합니다.

• 광도 (Iv):최소 45.0 mcd에서 최대 112.0 mcd까지 범위입니다. 특정 빈 코드에 따라 일반적인 값은 이 범위 내에 있습니다.
• 시야각 (2θ1/2):일반적으로 넓은 140도의 시야각으로, 넓고 균일한 조명을 제공합니다.
• 피크 파장 (λp):일반적으로 632 nm로, 스펙트럼 전력 분포가 가장 높은 파장을 나타냅니다.
• 주 파장 (λd):617.5 nm에서 633.5 nm까지 범위입니다. 이는 인간의 눈이 인지하는 LED 색상의 단일 파장이며 색상 일관성을 위한 중요한 매개변수입니다.
• 스펙트럼 대역폭 (Δλ):일반적으로 20 nm로, 방출되는 적색광의 스펙트럼 순도를 정의합니다.
• 순방향 전압 (VF):IF=20mA에서 1.7 V에서 2.3 V까지 범위입니다. 이 매개변수는 회로 설계 및 전류 제한 저항 계산에 중요합니다.
• 역방향 전류 (IR):역방향 전압 5V가 인가될 때 최대 10 μA입니다. 이 장치는 역바이어스 작동을 위해 설계되지 않았습니다.

중요 참고사항:허용 오차는 광도 ±11%, 주 파장 ±1nm, 순방향 전압 ±0.05V로 지정됩니다. 역방향 전압 조건은 IR 테스트 전용입니다. LED는 역바이어스로 작동해서는 안 됩니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산에서 일관된 성능을 보장하기 위해 LED는 주요 매개변수에 따라 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 밝기와 색상에 대한 특정 응용 요구 사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 광도 빈닝

IF=20mA에서 빈닝됩니다. 빈 코드(예: P1, Q2)는 최소 및 최대 광도를 정의합니다.

• P1:45.0 - 57.0 mcd
• P2:57.0 - 72.0 mcd
• Q1:72.0 - 90.0 mcd
• Q2:90.0 - 112.0 mcd

3.2 주 파장 빈닝

IF=20mA에서 빈닝됩니다. 빈 코드(E4-E7)는 적색 발광의 색상 포인트를 정의합니다.

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

3.3 순방향 전압 빈닝

IF=20mA에서 빈닝됩니다. 빈 코드(19-24)는 전원 공급 설계를 위한 전기적 특성을 정의합니다.

• 19:1.7 - 1.8 V
• 20:1.8 - 1.9 V
• 21:1.9 - 2.0 V
• 22:2.0 - 2.1 V
• 23:2.1 - 2.2 V
• 24:2.2 - 2.3 V

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 다양한 조건에서 장치의 거동을 설명하는 여러 특성 곡선을 제공합니다. 이는 견고한 시스템 설계에 필수적입니다.

4.1 광도 대 순방향 전류

이 곡선은 최대 정격 전류까지 순방향 전류(IF)와 상대 광도 사이의 일반적으로 선형적인 관계를 보여줍니다. 이는 작동 범위 내에서 광 출력이 구동 전류에 정비례함을 확인시켜 줍니다.

4.2 광도 대 주변 온도

이 곡선은 광 출력의 온도 의존성을 보여줍니다. 광도는 일반적으로 주변 온도(Ta)가 증가함에 따라 감소하며, 특히 상온 이상에서 그렇습니다. 이 감액은 높은 주변 온도 또는 열 관리가 좋지 않은 응용 분야에서 고려되어야 합니다.

4.3 순방향 전류 감액 곡선

이 그래프는 주변 온도의 함수로서 최대 허용 연속 순방향 전류를 정의합니다. 온도가 상승함에 따라 장치의 전력 소산 한계 내에 머물도록 최대 허용 전류를 줄여야 하며, 이는 열 폭주를 방지하고 장기적인 신뢰성을 보장합니다.

4.4 스펙트럼 분포

스펙트럼 출력 곡선은 AIGaInP 기반 적색 LED의 특징인 632 nm를 중심으로 한 좁은 단일 피크를 보여줍니다. 일반적인 20 nm 대역폭은 좋은 색상 채도를 나타냅니다.

4.5 순방향 전압 대 순방향 전류

이 IV 곡선은 다이오드의 일반적인 지수 관계를 보여줍니다. 순방향 전압은 전류와 함께 증가하며, 20mA에서의 값은 빈닝 및 회로 설계에 사용되는 핵심 매개변수입니다.

4.6 방사 패턴

극좌표도는 광 강도의 공간 분포를 보여주며, 넓은 140도 시야각을 확인시켜 줍니다. 강도는 0도(LED 면에 수직)에서 가장 높고 가장자리로 갈수록 감소합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

17-21 SMD LED는 컴팩트한 직사각형 패키지를 가지고 있습니다. 주요 치수(mm, 지정되지 않은 경우 허용 오차 ±0.1mm)는 본체 길이 1.6 mm, 너비 0.8 mm, 높이 0.6 mm를 포함합니다. 데이터시트는 패드 간격 및 솔더 랜드 권장 사항을 포함한 모든 중요한 치수를 보여주는 상세 도면을 제공합니다.

5.2 극성 식별

캐소드는 패키지에 명확하게 표시되어 있습니다. 올바른 극성 방향은 PCB 레이아웃 및 조립 중에 적절한 작동을 보장하기 위해 필수적입니다. 데이터시트 다이어그램은 패키지 형상에 대한 이 표시의 위치를 나타냅니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 과전류 보호

외부 전류 제한 저항은 필수입니다. 순방향 전압은 음의 온도 계수를 가지며, 이는 접합이 가열됨에 따라 VF가 떨어져서 일정 전압원으로 구동될 경우 전류가 급격히 증가할 수 있음을 의미합니다. 이는 열 폭주 및 장치 고장을 일으킬 수 있습니다. 직렬 저항은 선형적이고 안정적인 전류 구동을 제공합니다.

6.2 보관 및 습기 민감도

LED는 습기 흡수를 방지하기 위해 건조제와 함께 습기 차단 백에 포장되어 있으며, 습기 흡수는 리플로우 솔더링 중 "팝콘 현상"(패키지 균열)을 일으킬 수 있습니다.

• 사용 준비가 될 때까지 백을 열지 마십시오.
• 개봉 후, ≤30°C 및 ≤60% RH에서 보관할 경우 168시간(7일) 이내에 사용하십시오.
• 이 기간 내에 사용하지 않거나 건조제 지시약이 포화 상태를 나타내는 경우, 부품은 사용 전 60 ±5°C에서 24시간 동안 베이킹해야 합니다.

6.3 리플로우 솔더링 프로파일

무연 리플로우 프로파일이 지정됩니다:

• 예열:150-200°C에서 60-120초.
• 액상선 이상 시간 (TAL):217°C 이상에서 60-150초.
• 피크 온도:최대 260°C, 최대 10초 동안 유지.
• 가열 속도:255°C까지 최대 6°C/초, 그 후 피크까지 최대 3°C/초.
• 리플로우 솔더링은 두 번 이상 수행해서는 안 됩니다.
• 가열 및 냉각 중 패키지에 기계적 스트레스를 가하지 마십시오.

6.4 핸드 솔더링 및 수리

핸드 솔더링이 필요한 경우, 팁 온도 <350°C의 솔더링 아이언을 사용하고 각 단자에 <3초 동안 열을 가하며, 용량 <25W의 아이언을 사용하십시오. 각 단자를 솔더링하는 사이에 최소 2초 간격을 두십시오. 초기 솔더링 후 수리는 강력히 권장되지 않습니다. 절대 불가피한 경우, 솔더 접합부에 스트레스를 피하기 위해 양쪽 단자를 동시에 가열하고 부품을 들어 올리기 위해 듀얼 헤드 솔더링 아이언을 사용하십시오. 수리 시도 후 항상 장치 기능을 확인하십시오.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 릴 및 테이프 사양

부품은 7인치 직경 릴에 엠보싱 캐리어 테이프로 공급됩니다. 테이프 너비는 8 mm입니다. 각 릴에는 3000개가 들어 있습니다. 자동 조립 장비와의 호환성을 보장하기 위해 릴 치수, 캐리어 테이프 포켓 치수 및 커버 테이프 사양에 대한 상세 도면이 제공됩니다.

7.2 라벨 설명

릴 라벨에는 몇 가지 주요 식별자가 포함됩니다:

• CPN:고객 제품 번호 (선택 사항).
• P/N:제조업체의 전체 부품 번호 (예: 17-21/R6C-AP1Q2L/3T).
• QTY:릴당 포장 수량 (3000개).
• CAT:광도 빈 등급 (예: Q2).
• HUE:색도/주 파장 빈 등급 (예: E6).
• REF:순방향 전압 빈 등급 (예: 21).
• LOT No:추적 가능한 제조 로트 번호.

8. 응용 제안

8.1 일반적인 응용 시나리오

• 백라이트:작은 크기와 균일한 시야각으로 인해 계기판 표시등, 스위치 조명 및 심볼 백라이트에 이상적입니다.
• 통신 장비:전화기, 팩스 기기 및 기타 통신 장치의 상태 표시등 및 키패드 백라이트.
• LCD 평면 백라이트:작고 낮은 프로파일의 LCD 디스플레이를 위한 어레이로 사용할 수 있습니다.
• 일반 표시등 용도:다양한 소비자 및 산업용 전자 제품의 전원 상태, 모드 표시 및 경고 신호.

8.2 설계 고려사항

• 전류 구동:항상 정전류원 또는 직렬 저항이 있는 전압원을 사용하십시오. 저항값은 R = (Vsupply - VF) / IF를 사용하여 계산하며, 최악의 조건에서 전류가 20mA(또는 선택한 작동점)를 초과하지 않도록 빈 또는 데이터시트의 최대 VF를 사용하십시오.
• 열 관리:패키지가 작지만, 높은 주변 온도 또는 최대 전류 근처에서 작동할 경우 접합 온도를 한계 내로 유지하기 위해 충분한 PCB 구리 면적 또는 열 비아를 확보하십시오.
• 광학 설계:넓은 140도 시야각은 넓은 조명을 제공합니다. 집중된 빛을 위해서는 외부 렌즈 또는 라이트 가이드가 필요할 수 있습니다.
• ESD 보호:취급 및 조립 중 표준 ESD 예방 조치를 구현하십시오. LED가 사용자가 접근 가능한 포트에 연결된 경우 입력 라인에 과도 전압 억제 장치를 추가하는 것을 고려하십시오.

9. 기술 비교 및 차별화

17-21 패키지는 표시등 LED 분야에서 뚜렷한 장점을 제공합니다.

• 리드형 LED 대비 (예: 3mm, 5mm):주요 장점은 극적으로 줄어든 점유 면적과 높이로, 현대적이고 소형화된 설계를 가능하게 합니다. 또한 수동 삽입 및 리드 절단/구부림의 필요성을 없애 자동화 조립을 간소화합니다.
• 기타 SMD LED 대비 (예: 0402, 0603):17-21 패키지(1.6x0.8mm)는 가장 작은 칩 LED보다 약간 더 커서 필요한 경우 수동으로 취급하고 솔더링하기 더 쉽게 만들 수 있으며, 여전히 매우 컴팩트합니다. 또한 패키지 내에서 잠재적으로 더 큰 칩 크기로 인해 더 높은 광 출력을 제공할 수 있습니다.
• 재료 기술 (AIGaInP):GaAsP와 같은 오래된 기술에 비해, AIGaInP는 동일한 입력 전류에 대해 더 높은 효율, 더 밝은 출력 및 더 나은 색상 순도(포화된 적색)를 제공합니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 매개변수 기반)

10.1 5V 공급 전압에서 어떤 저항값을 사용해야 하나요?

안전을 위해 최대 VF 2.3V(빈 24 기준)와 목표 IF 20mA를 사용합니다: R = (5V - 2.3V) / 0.020A = 135 옴. 가장 가까운 표준 값은 130 또는 150 옴입니다. 저항의 전력 정격은 최소 P = I^2 * R = (0.02^2)*150 = 0.06W이어야 하므로 1/8W(0.125W) 저항이면 충분합니다.

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

아니요. 연속 순방향 전류의 절대 최대 정격은 25 mA입니다. 30 mA에서 작동하면 이 정격을 초과하여 신뢰성이 저하되고, 광속 감가가 가속화되며, 즉시 고장이 발생할 수 있습니다. 더 높은 밝기를 위해서는 더 높은 광도 빈(예: Q2)의 LED를 선택하거나 더 높은 전류 정격의 제품 시리즈를 선택하십시오.

10.3 습기 차단 백 개봉 후 7일 제한이 있는 이유는 무엇인가요?

플라스틱 포장 재료는 공기 중의 습기를 흡수할 수 있습니다. 고온 리플로우 솔더링 공정 중에 이 흡수된 습기는 빠르게 증기로 변하여 패키지를 박리하거나 에폭시 렌즈를 균열시킬 수 있는 내부 압력을 생성합니다("팝콘 현상"). 제어된 습도 하에서의 7일 제한은 습기 흡수가 임계 수준 이하로 유지되도록 보장합니다.

10.4 부품 번호의 빈 코드 "R6C-AP1Q2L/3T"는 무엇을 의미하나요?

전체 해독은 독점적일 수 있지만, 일반적으로 제품 시리즈(17-21), 색상(적색의 경우 R, 6C는 특정 색도를 지정할 가능성 있음), 및 강도, 파장, 전압에 대한 성능 빈(Q2 등으로 암시됨)을 인코딩합니다. "3T"는 테이프 포장을 가리킬 수 있습니다. 정확한 빈닝을 위해서는 릴 라벨의 CAT, HUE 및 REF 코드를 참조하십시오.

11. 실용적인 설계 및 사용 사례

시나리오: 휴대용 의료 기기를 위한 다중 표시등 상태 패널 설계.

이 장치는 고밀도 메인 PCB에 5개의 독립적인 적색 상태 LED(배터리 부족, 충전 중, 오류, 모드 1, 모드 2)가 필요합니다. 공간이 극히 제한적이며, 장치는 가벼워야 합니다.

솔루션 구현:

1. 부품 선택:17-21/R6C-AP1Q2L/3T LED는 초소형 1.6x0.8mm 점유 면적으로 인해 더 큰 대안에 비해 귀중한 보드 공간을 절약하도록 선택되었습니다.
2. 회로 설계:시스템 마이크로컨트롤러는 3.3V에서 작동합니다. 일반적인 VF 2.0V(빈 21 기준)와 설계 IF 15mA를 사용하여 긴 수명을 보장하고 사소한 온도 변화를 고려합니다: R = (3.3V - 2.0V) / 0.015A = 86.7 옴. 82 옴 1% 저항이 선택되어 약 16mA의 약간 더 높은 IF를 초래하며, 이는 25mA 한계 내에 잘 들어갑니다.
3. PCB 레이아웃:LED는 중심 간격 3.0mm로 배치되어 명확한 시각적 분리를 허용합니다. 캐소드 패드는 LED를 켜고 끄기 위해 마이크로컨트롤러 GPIO 핀(오픈 드레인 출력으로 구성)에 연결됩니다. 애노드 패드는 전류 제한 저항을 통해 3.3V에 연결됩니다. 솔더 위킹을 방지하기 위해 LED 아래에 작은 키프아웃 영역이 유지됩니다.
4. 조립:LED는 픽 앤 플레이스 머신과 호환되는 8mm 테이프 릴로 공급됩니다. 섹션 6.3의 무연 리플로우 프로파일이 오븐에 프로그래밍됩니다. 공장 현장은 습기 제어 절차를 따르며, 생산 실행 7일 전에 샘플 검사를 위해 개봉된 릴을 베이킹합니다.
5. 결과:최소한의 면적에서 신뢰할 수 있고 밝으며 일관된 상태 표시등 세트가 달성되어 최종 의료 기기의 전반적인 소형화 및 신뢰성에 기여합니다.

12. 기술 원리 소개

이 LED는 기판 위에 성장된 알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AIGaInP) 반도체 재료를 기반으로 합니다. p-n 접합에 순방향 전압이 인가되면, n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 활성 영역으로 주입됩니다. 이 전하 캐리어들이 재결합할 때, 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 방출된 빛의 특정 파장—이 경우 약 632 nm의 브릴리언트 레드—은 AIGaInP 합금 조성의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. 결정 성장 중 알루미늄, 인듐, 갈륨 및 인의 비율을 신중하게 제어함으로써 제조업체는 높은 효율과 색상 순도로 적색, 주황색 및 노란색 스펙트럼의 특정 색상을 생성하도록 밴드갭을 조정할 수 있습니다. 에폭시 수지 패키지는 섬세한 반도체 칩을 보호하고, 광 출력 빔을 형성하는 렌즈 역할을 하여(140도 시야각을 초래), 솔더링을 위한 기계적 구조를 제공합니다.

13. 산업 동향 및 발전

표시등 및 백라이트 LED의 동향은 소형화, 효율 증가 및 더 높은 신뢰성을 향해 강력하게 계속되고 있습니다. 17-21과 같은 패키지는 가장 작은 칩 스케일 패키지와 더 크고 전통적인 SMD 사이의 간극을 메우는 이러한 진화의 일부입니다. 표시등 어레이 및 백라이트 패널과 같이 균일한 외관을 요구하는 응용 분야의 수요를 충족시키기 위해 색상과 광속 모두에 대한 더 엄격한 빈닝 허용 오차에 대한 강조가 커지고 있습니다. 더 나아가, 더 높은 효율(와트당 더 많은 루멘)을 위한 추진은 내부 양자 효율과 패키지에서의 광 추출을 개선하기 위해 재료 과학을 밀어붙이며 지속적입니다. 통합은 또 다른 동향으로, 다중 LED 패키지 및 제어 또는 보호를 위한 내장 IC가 있는 LED가 더 일반화되고 있지만, 17-21과 같은 이산 부품은 유연하고 비용 효율적인 설계에 필수적으로 남아 있습니다. 환경 규정 준수(RoHS, REACH, 할로겐 프리)는 이 부품의 사양에 반영된 바와 같이 이제 산업 전반에 걸친 표준 요구 사항입니다.