SMD LED 19-21 다크 레드 데이터시트 - 치수 2.0x1.25x0.8mm - 전압 1.75-2.35V - 전력 60mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 다크 레드 색상을 발광하는 19-21 패키지 크기의 표면 실장 장치(SMD) LED에 대한 사양을 상세히 설명합니다. 이 부품은 현대적인 전자 조립 공정을 위해 설계되어 다양한 표시 및 백라이트 응용 분야에 컴팩트한 공간 점유율과 신뢰할 수 있는 성능을 제공합니다.

1.1 핵심 장점 및 제품 포지셔닝

이 19-21 SMD LED의 주요 장점은 기존 리드 프레임 타입 LED에 비해 크기가 현저히 줄어든 점입니다. 이러한 소형화는 제품 설계자에게 몇 가지 주요 이점을 제공합니다:

• 더 작은 보드 크기:더 컴팩트한 PCB 설계를 가능하게 합니다.
• 더 높은 패킹 밀도:주어진 면적에 더 많은 부품을 배치할 수 있습니다.
• 저장 공간 절감:더 작은 부품은 더 적은 재고 공간을 필요로 합니다.
• 경량 구조:무게가 중요한 요소인 휴대용 및 초소형 응용 분야에 이상적입니다.
• 호환성:이 장치는 7인치 직경 릴에 8mm 테이프로 포장되어 대량 생산에 사용되는 표준 자동 피크 앤 플레이스 장비와 완벽하게 호환됩니다.

본 제품은 공간과 무게가 중요한 응용 분야, 특히 일반 목적의 표시 및 백라이트 솔루션으로 포지셔닝됩니다.

1.2 타겟 시장 및 응용 분야

이 LED는 광범위한 전자 응용 분야를 위해 설계되었습니다. 주요 타겟 시장은 다음과 같습니다:

• 자동차 내장:계기판, 스위치 및 제어판의 백라이트.
• 통신:전화기, 팩스 기기 및 기타 통신 장치의 상태 표시기 및 키패드 백라이트.
• 소비자 가전:LCD 디스플레이용 평면 백라이트, 심볼 조명 및 스위치 백라이트.
• 일반 표시기 용도:신뢰할 수 있고 컴팩트한 적색 상태 또는 표시등이 필요한 모든 응용 분야.

2. 기술 사양 심층 분석

이 섹션은 LED의 기술적 매개변수에 대한 상세하고 객관적인 분석을 제공합니다. 이러한 한계를 이해하는 것은 신뢰할 수 있는 회로 설계에 매우 중요합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 한계에서 또는 그 이하에서의 동작은 보장되지 않으며 장기적인 신뢰성을 위해 피해야 합니다.

• 역방향 전압 (V_R):5V. 역바이어스에서 이 전압을 초과하면 즉시 접합 파괴가 발생할 수 있습니다.
• 연속 순방향 전류 (I_F):25mA. 연속 동작을 위한 최대 DC 전류입니다.
• 피크 순방향 전류 (I_FP):60mA (듀티 사이클 1/10 @ 1kHz). 이 정격은 펄스 동작 전용이며 DC 동작에서는 순간적으로도 초과해서는 안 됩니다.
• 전력 소산 (P_d):60mW. 패키지가 열로 소산할 수 있는 최대 전력으로, V_F* I_F.
• 정전기 방전 (ESD) 인체 모델 (HBM):2000V. 장치의 정전기 민감도를 측정한 값입니다. 적절한 ESD 취급 절차가 필수적입니다.
• 동작 온도 (T_opr):-40°C ~ +85°C. 장치가 동작하도록 지정된 주변 온도 범위입니다.
• 보관 온도 (T_stg):-40°C ~ +90°C.
• 솔더링 온도:
  • 리플로우 솔더링: 최대 10초 동안 피크 260°C.
  • 핸드 솔더링: 터미널당 최대 3초 동안 인두 팁 온도 350°C.

2.2 전기-광학 특성 (Ta=25°C)

이는 표준 테스트 조건(주변 온도 25°C, I_F=5mA)에서 측정된 일반적인 성능 매개변수입니다.

• 광도 (I_v):7.2 mcd (최소) ~ 18.0 mcd (최대). 실제 출력은 빈닝됩니다(섹션 3 참조).
• 시야각 (2θ_1/2):100도 (일반). 이는 광도가 피크 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도입니다.
• 피크 파장 (λ_p):639 nm (일반). 스펙트럼 방출이 가장 강한 파장입니다.
• 주 파장 (λ_d):625.5 nm (최소) ~ 637.5 nm (최대). 이는 인간의 눈이 인지하는 단일 파장으로 색상을 정의합니다. 이 또한 빈닝됩니다.
• 스펙트럼 대역폭 (Δλ):20 nm (일반). 최대 강도의 절반에서 측정한 방출 스펙트럼의 폭입니다.
• 순방향 전압 (V_F):I_F=5mA에서 1.75V (최소) ~ 2.35V (최대). 이 매개변수는 ±0.1V의 엄격한 허용 오차를 가지며 빈닝됩니다.
• 역방향 전류 (I_R):V_R=5V에서 10 μA (최대). 이 장치는역바이어스 동작을 위해 설계되지 않았음에 유의하는 것이 중요합니다. 이 테스트는 누설 특성 파악 전용입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산 시 일관된 색상과 밝기를 보장하기 위해 LED는 주요 매개변수에 따라 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 특정 응용 요구 사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 광도 빈닝

LED는 5mA에서의 광 출력에 따라 네 개의 빈(K1, K2, L1, L2)으로 분류됩니다.

• K1:7.2 - 9.0 mcd
• K2:9.0 - 11.5 mcd
• L1:11.5 - 14.5 mcd
• L2:14.5 - 18.0 mcd

각 빈 내에는 ±11%의 허용 오차가 적용됩니다.

3.2 주 파장 빈닝

색상(색조)은 주 파장을 세 가지 범위(E6, E7, E8)로 빈닝하여 제어합니다.

• E6:625.5 - 629.5 nm
• E7:629.5 - 633.5 nm
• E8:633.5 - 637.5 nm

각 빈 내에는 ±1nm의 허용 오차가 적용됩니다.

3.3 순방향 전압 빈닝

특히 병렬 스트링에서 전류 조절 설계를 돕기 위해 순방향 전압이 빈닝됩니다.

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

각 빈 내에는 ±0.1V의 허용 오차가 적용됩니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 비표준 조건에서 LED의 동작을 이해하는 데 필수적인 여러 특성 곡선을 제공합니다.

4.1 광도 대 주변 온도

이 곡선은 주변 온도가 증가함에 따라 광도가 감소함을 보여줍니다. 이는 고온에서 내부 양자 효율이 감소하기 때문에 반도체 광원의 기본 특성입니다. 설계자는 LED가 고온 환경에서 동작할 경우 예상 광 출력을 감액해야 합니다.

4.2 광도 대 순방향 전류

전류(I_F)와 광 출력 사이의 관계는 일반적으로 낮은 전류에서 선형이지만, 가열 및 효율 저하로 인해 높은 전류에서는 비선형이 될 수 있습니다. 권장 전류 이상에서 동작하면 밝기가 비례하여 증가하지 않으며 수명이 단축됩니다.

4.3 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

이는 기본적인 다이오드 특성입니다. 곡선은 지수 관계를 보여줍니다. 전압의 작은 변화는 전류의 큰 변화를 초래하며, 이는 열 폭주 및 파괴를 방지하기 위한 전류 제한 회로(예: 직렬 저항 또는 정전류 드라이버)의 중요성을 강조합니다.

4.4 순방향 전류 감액 곡선

이 그래프는 주변 온도의 함수로서 허용 가능한 최대 연속 순방향 전류를 정의합니다. 온도가 상승함에 따라 장치의 전력 소산 한계 내에 머물고 과열을 방지하기 위해 최대 안전 전류를 줄여야 합니다.

4.5 스펙트럼 분포

스펙트럼 플롯은 이 AlGaInP 기반 LED의 단색 특성을 확인시켜 주며, 약 639 nm를 중심으로 한 좁은 방출 피크를 보여줍니다. 이는 다크 레드 색상에 해당합니다. 20nm 대역폭은 스펙트럼 순도를 나타냅니다.

4.6 방사 패턴

극좌표 다이어그램은 100도의 시야각을 보여줍니다. 강도는 0도(LED 면에 수직)에서 가장 높으며, 이 패키지 스타일에 일반적인 근-람버시안 패턴을 따라 가장자리로 대칭적으로 감소합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

19-21 SMD LED는 다음과 같은 주요 치수를 가집니다(별도 명시되지 않는 한 허용 오차 ±0.1mm):

• 길이:2.0 mm
• 폭:1.25 mm
• 높이:0.8 mm

조립 시 올바른 극성 방향을 위해 패키지에 캐소드 마크가 명확하게 표시되어 있습니다.

5.2 패드 설계 및 극성

권장 풋프린트(랜드 패턴)는 치수 도면에 제공됩니다. 캐소드(일반적으로 녹색 틴트, 노치 또는 그림과 같이 베벨 처리된 모서리로 표시됨)의 올바른 식별은 솔더링 시 역방향 연결을 방지하는 데 필수적입니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

이 지침을 준수하는 것은 솔더 접합의 신뢰성을 보장하고 LED 손상을 방지하는 데 매우 중요합니다.

6.1 리플로우 솔더링 프로파일 (무연)

권장 온도 프로파일은 무연(SAC) 솔더 합금에 매우 중요합니다:

• 예열:60-120초 동안 150-200°C. 이는 보드를 서서히 가열하여 열 충격을 최소화합니다.
• 액상선 온도 이상 유지 시간 (217°C):60-150초.
• 피크 온도:최대 260°C.
• 피크 온도 ±5°C 내 유지 시간:최대 10초.
• 최대 상승 속도:초당 6°C.
• 최대 하강 속도:초당 3°C.
• 리플로우 제한:이 장치는 리플로우 솔더링을 두 번 이상 거쳐서는 안 됩니다.

6.2 핸드 솔더링 주의사항

핸드 솔더링이 필요한 경우, 각별한 주의가 필요합니다:

• 최대 350°C로 설정된 온도 제어 인두를 사용하십시오.
• 터미널당 접촉 시간을 3초로 제한하십시오.
• 정격 전력 25W 이하의 인두를 사용하십시오.
• 각 터미널을 솔더링하는 사이에 최소 2초의 냉각 간격을 두십시오.
• 가열 중에 LED 본체에 기계적 응력을 가하지 마십시오.

6.3 리워크 및 수리

솔더링 후 수리는 강력히 권장되지 않습니다. 절대 불가피한 경우, 부품을 비틀지 않고 들어 올릴 수 있도록 양쪽 터미널을 동시에 가열하는 전용 더블 헤드 솔더링 인두를 사용해야 합니다. 손상 가능성이 높으며, 모든 리워크 후 LED의 특성을 확인해야 합니다.

7. 보관 및 습기 민감도

이 부품은 습기에 민감합니다. 부적절한 취급은 빠른 증기 팽창으로 인해 리플로우 중에 \"팝콘 현상\"(패키지 균열)을 초래할 수 있습니다.

7.1 보관 조건

• 부품을 사용할 준비가 될 때까지 방습 배리어 백을 열지 마십시오.
• 개봉 후: ≤30°C 및 ≤60% 상대 습도(RH)에서 보관하십시오.
• 플로어 라이프:백 개봉 후 168시간(7일) 이내에 사용하십시오.
• 이 시간 내에 사용하지 않으면 건조제와 함께 재밀봉하거나 리베이크하십시오.

7.2 베이킹 지침

건조제 지시약 색상이 변했거나 플로어 라이프가 초과된 경우, 사용 전 흡수된 수분을 제거하기 위해 부품을 베이크하십시오.

• 온도:60°C ±5°C
• 지속 시간:24시간
• 참고:베이킹 온도가 최대 보관 온도(90°C)를 초과하지 않도록 하십시오.

8. 포장 및 주문 정보

8.1 포장 사양

• 캐리어 테이프:폭 8mm.
• 릴 크기:직경 7인치.
• 릴당 수량:3000개.
• 포장:부품은 건조제와 습도 지시 카드가 들어 있는 알루미늄 방습 백에 밀봉됩니다.

8.2 라벨 설명

릴 라벨에는 추적성 및 식별을 위한 중요한 정보가 포함되어 있습니다:

• CPN:고객 부품 번호(할당된 경우).
• P/N:제조사 부품 번호(예: 19-21/R7C-AK1L2BY/3T).
• QTY:릴에 포장된 수량.
• CAT:광도 빈 코드(예: K1, L2).
• HUE:주 파장/색도 빈 코드(예: E6, E7).
• REF:순방향 전압 빈 코드(예: 0, 1, 2).
• LOT No:추적성을 위한 제조 로트 번호.

9. 응용 설계 고려사항

9.1 전류 제한은 필수입니다

이는 가장 중요한 설계 규칙입니다. LED는 정전류로 구동되거나 공급 전압(V_supply), LED의 순방향 전압(V_F해당 빈에서), 원하는 전류(I_F≤ 25mA)를 기반으로 계산된 직렬 저항이 있어야 합니다. 저항 공식은 다음과 같습니다: R = (V_supply- V_F) / I_F. 이것이 없으면 공급 전압의 작은 증가가 전류의 크고 잠재적으로 파괴적인 증가를 초래할 것입니다.

9.2 열 관리

패키지는 작지만 최대 60mW의 전력 소산은 열을 발생시킵니다. 특히 최대 전류 근처 또는 고주변 온도에서 동작할 경우 열을 방출하는 데 도움이 되도록 솔더 패드 주변에 충분한 PCB 구리 면적(열 릴리프 패드)을 확보하십시오. 감액 곡선을 참조하십시오.

9.3 ESD 보호

2000V의 ESD HBM 정격을 가진 이 장치는 중간 정도의 민감도를 가집니다. 입력 라인이 사용자 접촉에 노출되는 경우 ESD 보호를 구현하고, 조립 및 프로토타이핑 중에는 항상 표준 ESD 안전 취급 절차를 따르십시오.

10. 기술 비교 및 차별화

19-21 패키지는 크기와 성능의 특정 균형을 제공합니다.

• vs. 더 큰 SMD LED (예: 3528):19-21은 상당히 작아 보드 공간을 절약하지만, 일반적으로 더 낮은 최대 전류 및 광 출력 정격을 가집니다.
• vs. 더 작은 SMD LED (예: 0402):19-21은 수동으로 취급 및 솔더링하기 쉽고, 더 높은 전력 처리 능력을 제공하며, 종종 더 넓은 시야각을 가집니다.
• vs. 스루홀 LED:SMD 형식은 드릴링된 구멍이 필요 없으며, 자동화 조립을 가능하게 하고, 무게를 줄이며, PCB에서 훨씬 더 높은 부품 밀도를 허용합니다.
• AlGaInP 기술:이 물질 시스템은 적색/주황색/호박색 범위에서 높은 효율로 알려져 있으며, 이전 기술에 비해 우수한 밝기와 색상 안정성을 제공합니다.

11. 자주 묻는 질문 (FAQ)

11.1 이 LED를 3.3V 또는 5V 공급 전원에 직접 구동할 수 있나요?

No.직렬 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 예를 들어, 5V 공급 전원과 V_F가 2.0V인 LED를 20mA로 구동할 경우: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω. 150Ω 저항이 필요합니다.

11.2 왜 광도가 최대 25mA가 아닌 5mA에서 지정되나요?

5mA는 서로 다른 LED 모델 및 빈 간의 일관된 비교를 가능하게 하는 표준 테스트 조건입니다. 더 높은 밝기를 위해 더 높은 전류(최대 25mA)에서 동작시킬 수 있지만, \"광도 대 순방향 전류\" 곡선을 참조하고 열 한계를 초과하지 않도록 해야 합니다.

11.3 빈 코드(예: K1, E7, 1)가 제 설계에 어떤 의미가 있나요?

응용 분야에서 여러 LED 간에 일관된 밝기가 필요한 경우, 엄격한 광도 빈(예: L1만)을 지정해야 합니다. 색상 일관성이 중요한 경우, 엄격한 파장 빈(예: E7만)을 지정해야 합니다. LED가 병렬로 연결된 설계의 경우, 엄격한 순방향 전압 빈(예: 1만)을 지정하면 전류 분배가 더 균일해지는 데 도움이 됩니다.

11.4 데이터시트에 \"역방향 동작을 위해 설계되지 않음\"이라고 나와 있습니다. 이게 무슨 뜻인가요?

이는 LED를절대의도적으로 캐소드가 애노드보다 높은 전압인 상태로 동작시켜서는 안 된다는 뜻입니다. 5V 역방향 전압 정격은우발적인 순간 사건에서 최대 생존정격이며, 동작 조건이 아닙니다. 정상 동작 중에 역방향 전압이 가해지면 영구적인 손상이 발생할 가능성이 높습니다.

12. 설계 및 사용 사례 연구

시나리오:적색 백라이트가 있는 컴팩트 자동차 스위치 설계.

1. 부품 선택:작은 크기, 적절한 밝기 및 자동화 조립 호환성으로 인해 19-21 다크 레드 LED가 선택되었습니다.
2. 회로 설계:차량의 12V 시스템이 사용됩니다. 직렬 저항이 계산됩니다. 충분한 밝기와 긴 수명을 위해 순방향 전압 빈 2.0V, 원하는 전류 15mA를 가정합니다: R = (12V - 2.0V) / 0.015A ≈ 667 Ω. 표준 680 Ω, 1/8W 저항이 선택됩니다.
3. PCB 레이아웃:컴팩트한 19-21 풋프린트가 스위치 돔 아래에 배치됩니다. 열 방출을 위해 솔더 패드에 약간의 추가 구리가 추가됩니다.
4. 제조:일관된 밝기를 위한 빈 L1 및 일관된 색상을 위한 빈 E7의 LED가 자동 피크 앤 플레이스를 위해 7인치 릴에 주문됩니다.
5. 조립:밀봉된 릴은 7일 플로어 라이프 내에 사용됩니다. PCB는 지정된 무연 프로파일을 사용하여 단일 리플로우 패스를 거칩니다.
6. 결과:긴 동작 수명을 가진 신뢰할 수 있고 균일하게 빛나는 스위치 백라이트.

13. 기술 원리 소개

이 LED는 기판 위에 성장된 AlGaInP(알루미늄 갈륨 인듐 포스파이드) 반도체 물질을 기반으로 합니다. p-n 접합에 순방향 전압이 가해지면 전자와 정공이 활성 영역으로 주입되어 재결합합니다. AlGaInP와 같은 직접 밴드갭 반도체에서 이 재결합은 주로 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 결정 격자 내 알루미늄, 갈륨 및 인듐의 특정 비율은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접적으로 방출되는 빛의 파장(색상)을 정의합니다. 이 경우 다크 레드(~639 nm)입니다. 투명 수지 렌즈는 칩을 캡슐화하고 방출된 빛을 지정된 100도 시야각으로 형성합니다.

LED 사양 용어

LED 기술 용어 완전 설명