SMD LED 19-21/G PC-FL1M2B/3T 데이터시트 - 순수 녹색 - 2.0x1.25x0.8mm - 최대 2.35V - 60mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

19-21/G PC-FL1M2B/3T는 소형, 효율적, 신뢰성 있는 지시등 또는 백라이트 솔루션이 필요한 현대 전자 응용 분야를 위해 설계된 표면 실장 장치(SMD) 발광 다이오드(LED)입니다. 이 부품은 기존 리드 프레임 타입 LED에 비해 획기적인 발전을 나타내며, 보드 공간을 크게 줄이고, 패키징 밀도를 높이며, 궁극적으로 최종 사용자 장비의 소형화에 기여합니다. 가벼운 구조는 크기와 무게가 중요한 제약 조건인 응용 분야에 대한 적합성을 더욱 향상시킵니다.

1.1 핵심 특징 및 장점

이 SMD LED의 주요 장점은 패키지 설계와 재료 규정 준수에서 비롯됩니다:

• 소형 패키징:7인치 직경 릴에 감긴 8mm 테이프로 공급되어 고속 자동 픽 앤 플레이스 조립 장비와 완벽하게 호환되며, 이로써 제조 공정을 간소화합니다.
• 견고한 공정 호환성:표준 적외선(IR) 및 기상 리플로우 솔더링 공정을 견딜 수 있도록 설계되어 인쇄 회로 기판(PCB)에 신뢰성 있게 부착됩니다.
• 환경 및 규제 준수:이 장치는 무연(Pb-free) 부품으로 제조됩니다. EU의 RoHS(유해 물질 제한) 지침, REACH 규정을 준수하며, 할로겐 프리 표준(브롬 <900 ppm, 염소 <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm)을 충족합니다.
• 단일 색상 타입:단일 순수 녹색 빛을 방출하여 지시 목적을 위한 일관된 색도를 제공합니다.

1.2 목표 응용 분야

이 LED는 다양한 응용 분야를 위해 설계되었으며, 다음을 포함합니다:

• 자동차 내장:계기판, 대시보드 지시등 및 스위치 패널용 백라이트.
• 통신:전화기, 팩스기 및 기타 통신 장치의 상태 표시등 및 키패드 백라이트.
• 소비자 가전:액정 디스플레이(LCD)용 평면 백라이트, 스위치 조명 및 상징적 지시등.
• 일반 목적 지시:작고 밝으며 신뢰할 수 있는 녹색 광원이 필요한 모든 응용 분야.

2. 기술 사양: 심층 분석

LED의 성능과 신뢰성은 절대 최대 정격 및 전기-광학 특성에 의해 정의됩니다. 지정된 한계를 초과하여 장치를 작동하면 영구적인 손상이나 성능 저하를 초래할 수 있습니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 모든 작동 조건에서 순간적으로도 초과해서는 안 되는 스트레스 한계를 정의합니다. 모든 값은 주변 온도(Ta) 25°C에서 지정됩니다.

• 역방향 전압 (VR):5 V. 이보다 큰 역방향 전압을 가하면 접합이 즉시 항복될 수 있습니다.
• 연속 순방향 전류 (IF):25 mA. LED를 통해 연속적으로 흐를 수 있는 최대 DC 전류입니다.
• 피크 순방향 전류 (IFP):60 mA. 이는 최대 펄스 순방향 전류로, 1 kHz에서 듀티 사이클 1/10 조건에서만 허용됩니다. 연속 작동용이 아닙니다.
• 전력 소산 (Pd):60 mW. 패키지가 열로 소산할 수 있는 최대 전력량으로, 순방향 전압(VF) × 순방향 전류(IF)로 계산됩니다.
• 정전기 방전 (ESD) 인체 모델 (HBM):2000 V. 이 정격은 LED의 정전기 민감도를 나타냅니다. 조립 및 취급 중 적절한 ESD 처리 절차가 필수적입니다.
• 작동 온도 (Topr):-40°C ~ +85°C. LED가 기능을 보장하는 주변 온도 범위입니다.
• 보관 온도 (Tstg):-40°C ~ +90°C. 전원이 공급되지 않을 때 장치를 보관하는 온도 범위입니다.
• 솔더링 온도 (Tsol):
  • 리플로우 솔더링: 최대 10초 동안 피크 온도 260°C.
  • 핸드 솔더링: 아이언 팁 온도가 터미널당 최대 3초 동안 350°C를 초과하지 않아야 합니다.

2.2 전기-광학 특성

이 매개변수는 정상 작동 조건(Ta=25°C, IF=20mA, 달리 명시되지 않는 한)에서 LED의 광 출력 및 전기적 거동을 정의합니다. "Typ." 열은 전형적 또는 평균값을 나타내며, "Min." 및 "Max."는 보장된 한계를 정의합니다.

• 광도 (Iv):11.5 mcd (최소) ~ 28.5 mcd (최대). 이는 밀리칸델라로 측정된 LED의 인지된 밝기입니다. 특정 단위의 실제 값은 빈 코드에 따라 다릅니다(섹션 3 참조).
• 시야각 (2θ1/2):100도 (전형적). 이는 광도가 0도(축상)에서의 광도의 절반이 되는 전체 각도입니다. 100도 각도는 넓은 시야 원뿔을 제공합니다.
• 피크 파장 (λp):561 nm (전형적). 방출된 빛의 스펙트럼 파워 분포가 최대가 되는 파장입니다.
• 주 파장 (λd):557.5 nm (최소) ~ 565.5 nm (최대). 이는 인간의 눈이 인지하는 LED 빛의 색상과 가장 잘 일치하는 단일 파장입니다. 색상 사양을 위한 핵심 매개변수입니다.
• 스펙트럼 방사 대역폭 (Δλ):20 nm (전형적). 피크 강도의 절반에서 측정된 방출 스펙트럼의 폭(반치폭 - FWHM)입니다. 좁은 대역폭은 스펙트럼적으로 더 순수한 색상을 나타냅니다.
• 순방향 전압 (VF):IF=20mA에서 1.75 V (최소) ~ 2.35 V (최대). LED가 전류를 흘릴 때 LED 양단에 걸리는 전압 강하입니다. 이 매개변수는 전류 제한 회로 설계에 중요합니다.
• 역방향 전류 (IR):VR=5V에서 10 μA (최대). LED가 역방향 바이어스될 때 흐르는 작은 누설 전류입니다. 데이터시트는 이 장치가 역방향 작동을 위해 설계되지 않았음을 명시합니다; 이 테스트 조건은 특성화 전용입니다.

공차에 대한 중요 참고사항:데이터시트는 주요 매개변수에 대한 제조 공차를 지정합니다: 광도(±11%), 주 파장(±1nm), 순방향 전압(±0.1V). 이 공차는 각 빈 내의 값에 적용됩니다(다음 섹션 참조).

3. 빈 시스템 설명

대량 생산의 일관성을 보장하기 위해 LED는 측정된 성능에 따라 "빈"으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 특정 응용 분야 요구에 맞게 엄격하게 제어된 특성을 가진 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 광도 빈 분류

LED는 20mA에서 측정된 Iv에 따라 네 가지 광도 빈(L1, L2, M1, M2)으로 분류됩니다. 이를 통해 특정 밝기 수준이 필요한 응용 분야를 선택할 수 있습니다.

• 빈 L1:11.5 – 14.5 mcd
• 빈 L2:14.5 – 18.0 mcd
• 빈 M1:18.0 – 22.5 mcd
• 빈 M2:22.5 – 28.5 mcd

3.2 주 파장 빈 분류

녹색 빛의 색조는 네 가지 파장 빈(C10 ~ C13)으로 분류하여 제어됩니다. 이는 여러 지시등 간의 색상 일관성이 중요한 응용 분야에 중요합니다.

• 빈 C10:557.5 – 559.5 nm
• 빈 C11:559.5 – 561.5 nm
• 빈 C12:561.5 – 563.5 nm
• 빈 C13:563.5 – 565.5 nm

3.3 순방향 전압 빈 분류

LED는 또한 20mA에서의 순방향 전압 강하에 따라 빈으로 분류됩니다. 이는 전원 공급 장치 및 전류 제한 회로 설계, 특히 여러 LED를 직렬로 구동할 때 도움이 됩니다.

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

이 세 가지 빈 코드(예: M2, C11, 1)의 조합은 특정 배치 LED의 성능 특성을 고유하게 정의합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 다양한 조건에서 LED의 거동을 설명하는 여러 특성 곡선을 제공합니다. 이 곡선을 이해하는 것은 견고한 회로 설계에 필수적입니다.

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

이 곡선은 LED를 통해 흐르는 전류와 LED 양단의 전압 사이의 지수 관계를 보여줍니다. 순방향 전압(VF)은 전류와 함께 증가합니다. 이 곡선은 적절한 전류 제한 저항을 선택하거나 정전류 드라이버를 설계하는 데 중요합니다. 20mA에서의 전형적인 VF는 약 2.0V이지만, 빈 분류에 따라 1.75V에서 2.35V 사이로 변동할 수 있습니다.

4.2 상대 광도 대 순방향 전류

이 그래프는 구동 전류가 증가함에 따라 광 출력이 어떻게 증가하는지 보여줍니다. 일반적으로 비선형 관계입니다; 전류를 두 배로 해도 광 출력이 두 배가 되지는 않습니다. 권장 20mA 이하에서 작동하면 최적의 효율과 수명을 보장합니다.

4.3 상대 광도 대 주변 온도

LED 광 출력은 온도에 의존합니다. 이 곡선은 주변 온도(Ta)가 상승함에 따라 광도가 감소함을 보여줍니다. 예를 들어, 최대 작동 온도인 +85°C에서는 광 출력이 25°C에서보다 현저히 낮을 수 있습니다. 이는 고온 환경에서 작동하는 설계에 고려되어야 합니다.

4.4 순방향 전류 디레이팅 곡선

이것은 신뢰성에 있어 가장 중요한 곡선 중 하나입니다. 주변 온도의 함수로서 허용 가능한 최대 연속 순방향 전류를 보여줍니다. 온도가 증가함에 따라 과열과 가속화된 열화를 방지하기 위해 최대 안전 전류가 감소합니다. 85°C에서는 허용 가능한 최대 전류가 25°C에서 정격된 25mA보다 적습니다.

4.5 스펙트럼 분포

스펙트럼 그래프는 서로 다른 파장에 걸쳐 방출된 빛의 상대적 강도를 표시합니다. 이 순수 녹색 AlGaInP LED의 경우, 561 nm를 중심으로 하는 단일 우세 피크와 전형적인 FWHM 20 nm를 보여주어 단색 녹색 출력을 확인시켜 줍니다.

4.6 방사 다이어그램 (공간 분포)

이 극좌표도는 LED에서 빛이 공간적으로 어떻게 방출되는지 보여줍니다. 100도 시야각이 여기서 확인되며, 강도가 축상 값의 50%로 떨어지는 각도를 보여줍니다. 패턴은 확산 렌즈가 있는 SMD LED에 일반적인 대략적인 람베르트(코사인 분포) 형태로 나타납니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수 및 외형

19-21 SMD LED는 매우 컴팩트한 풋프린트를 가지고 있습니다. 주요 치수(mm, 달리 명시되지 않는 한 공차 ±0.1mm)는 길이 약 2.0mm, 너비 1.25mm, 전형적인 높이 0.8mm의 본체 크기를 포함합니다. 상세 도면은 패드 간격(전형적 1.4mm), 랜드 패턴 권장 사항 및 PCB 레이아웃 설계를 안내하는 전체 패키지 윤곽을 지정합니다.

5.2 극성 식별

올바른 방향은 매우 중요합니다. 캐소드(음극 단자)가 명확하게 표시되어 있습니다. 패키지 상단에는 독특한 캐소드 마크(일반적으로 녹색 점, 노치 또는 모따기된 모서리)가 있습니다. 하단 측 금속화도 애노드와 캐소드 패드 간에 다를 수 있습니다. PCB 설계 및 조립 중에는 항상 데이터시트 다이어그램을 참조하십시오.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

이 가이드라인을 준수하는 것은 솔더 접합부의 신뢰성을 보장하고 LED 손상을 방지하는 데 중요합니다.

6.1 리플로우 솔더링 프로파일 (무연)

무연 리플로우 솔더링을 위한 권장 온도 프로파일이 제공됩니다:

• 예열:60-120초에 걸쳐 주변 온도에서 150-200°C까지 상승시켜 보드를 균일하게 가열하고 플럭스를 활성화합니다.
• 소킹/리플로우:액상선(217°C) 이상의 시간은 60-150초여야 합니다. 피크 온도는 260°C를 초과해서는 안 되며, 255°C 이상의 시간은 최대 30초로 제한해야 합니다.
• 냉각:최대 냉각 속도는 6°C/초여야 합니다.

최대 두 번의 리플로우 사이클이 허용됩니다.

6.2 핸드 솔더링 주의사항

핸드 솔더링이 필요한 경우, 각별한 주의가 필요합니다:

• 팁 온도 ≤ 350°C의 솔더링 아이언을 사용하십시오.
• 터미널당 접촉 시간을 ≤ 3초로 제한하십시오.
• 정격 전력 ≤ 25W의 아이언을 사용하십시오.
• 각 터미널을 솔더링한 후 최소 2초의 냉각 간격을 두십시오.
• 솔더링 중 또는 후에 LED 본체에 기계적 스트레스를 가하지 마십시오.

6.3 리워크 및 수리

솔더링 후 수리는 강력히 권장되지 않습니다. 절대 불가피한 경우, 두 터미널을 동시에 가열하여 안전하게 제거할 수 있도록 특수 이중 헤드 솔더링 아이언을 사용해야 합니다. 리워크 중 열 손상 가능성이 높으며, 수리 후 LED의 특성을 확인해야 합니다.

7. 보관 및 습기 민감도

이 LED는 대기 중 습기 흡수를 방지하기 위해 건조제와 함께 방습 배리어 백에 포장되어 있으며, 이는 리플로우 중 "팝콘 현상"(패키지 균열)을 일으킬 수 있습니다.

• 사용 전:조립 준비가 될 때까지 방습 백을 열지 마십시오.
• 개봉 후:개봉 후 168시간(7일) 이내에 LED를 사용하십시오. 개봉된 패키지는 ≤ 30°C 및 ≤ 60% 상대 습도에서 보관하십시오.
• 재건조:보관 시간을 초과하거나 건조제 지시약이 포화 상태를 나타내면 리플로우 전에 60 ±5°C에서 24시간 동안 건조해야 합니다.

8. 포장 및 주문 정보

8.1 테이프 및 릴 사양

LED는 너비 8mm의 엠보싱 캐리어 테이프로 공급됩니다. 각 릴은 직경 7인치이며 3000개를 포함합니다. 캐리어 테이프 포켓 치수 및 릴 허브/플랜지 치수에 대한 상세 도면이 자동 조립 장비와의 호환성을 보장하기 위해 제공됩니다.

8.2 라벨 정보

릴 라벨에는 추적성과 올바른 적용을 위한 중요한 정보가 포함되어 있습니다:

• P/N:품번 (예: 19-21/G PC-FL1M2B/3T).
• QTY:포장 수량 (3000개/릴).
• CAT (또는 Iv Rank):광도 빈 코드 (예: M1).
• HUE:주 파장/색도 빈 코드 (예: C11).
• REF (또는 VF Rank):순방향 전압 빈 코드 (예: 1).
• LOT No:추적성을 위한 제조 로트 번호.

9. 응용 설계 고려사항

9.1 전류 제한은 필수

데이터시트는 명시적으로 경고합니다: "고객은 보호를 위해 저항기를 적용해야 합니다." LED는 전류 구동 장치입니다. 순방향 전압의 작은 증가는 크고 파괴적일 수 있는 전류 증가를 초래할 수 있습니다. 외부 전류 제한 저항기 또는 정전류 드라이버 회로는 절대적으로 필수적입니다. 저항 값은 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다: R = (Vsupply - VF) / IF, 여기서 VF는 적절한 빈의 전형적 또는 최대값입니다.

9.2 열 관리

패키지가 작지만, 전력 소산(최대 60mW)은 열을 발생시킵니다. 특히 높은 주변 온도나 구동 전류에서 신뢰할 수 있는 장기 작동을 위해:

• 전류 디레이팅 곡선을 따르십시오.
• LED 패드에 연결된 PCB에 충분한 구리 면적을 확보하여 방열판 역할을 하도록 하십시오.
• LED를 다른 발열 부품 근처에 배치하지 마십시오.

9.3 광학적 고려사항

넓은 100도 시야각은 지시등을 다양한 각도에서 볼 필요가 있는 응용 분야에 적합합니다. 더 지향된 빛을 위해서는 외부 렌즈나 도광판이 필요할 수 있습니다. 투명 수지가 밝고 불포화된 외관을 제공합니다.

10. 기술 비교 및 차별화

AlGaInP(알루미늄 갈륨 인듐 포스파이드) 기술을 기반으로 한 19-21/G LED는 순수 녹색 발광을 위한 특정 장점을 제공합니다:

• 기존 녹색 LED 대비:AlGaInP 기술은 일반적으로 녹색 및 노란색에 대해 기존 기술보다 더 높은 효율과 더 나은 색 순도(좁은 스펙트럼)를 제공합니다.
• 더 큰 SMD 패키지 대비:19-21 풋프린트는 더 작은 표준 SMD LED 패키지 중 하나로, 0603 또는 0805 크기 LED에 비해 더 높은 밀도 레이아웃을 가능하게 합니다.
• 비준수 부품 대비:RoHS, REACH 및 할로겐 프리 표준을 완전히 준수하는 것은 엄격한 환경 규제가 있는 시장에서 주요 차별화 요소이며, 글로벌 판매를 위한 제품에 더 쉽게 통합되도록 보장합니다.

11. 자주 묻는 질문 (기술 매개변수 기반)

11.1 5V 전원 공급 장치에 필요한 저항은 무엇입니까?

안전을 위해 최대 VF 2.35V(빈 2)와 목표 IF 20mA를 사용합니다: R = (5V - 2.35V) / 0.020A = 132.5 옴. 가장 가까운 표준 값은 130 옴 또는 150 옴입니다. 150 옴을 사용하면 IF ≈ 17.7mA가 되어 안전하며 약간 더 긴 수명을 제공합니다. 항상 특정 공급 전압과 선택한 전류를 기반으로 계산하십시오.

11.2 3.3V로 구동할 수 있습니까?

예, 3.3V 전원 공급 장치가 적합합니다. 저항 계산은 다음과 같습니다: R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 옴. 68 옴 저항이 좋은 선택이 될 것입니다. 공급 장치가 필요한 전류를 공급할 수 있는지 확인하십시오.

11.3 고온에서 광 출력이 낮은 이유는 무엇입니까?

이것은 반도체 LED의 기본 특성입니다. 온도가 증가함에 따라 발광 접합의 내부 양자 효율이 감소하고, 비방사 재결합이 증가하여 동일한 구동 전류에 대해 더 적은 광 출력이 발생합니다. 디레이팅 곡선은 접합 온도를 관리하기 위해 허용 전류를 줄여 이를 보상합니다.

11.4 "무연" 및 "할로겐 프리"가 내 설계에 무엇을 의미합니까?

무연은 부품 리드의 솔더 도금 및 제조에 사용된 내부 솔더에 납이 포함되지 않음을 의미하며, 이는 글로벌 환경 규정과 일치합니다. 할로겐 프리는 플라스틱 몰딩 컴파운드가 지정된 한계 이상의 브롬화 또는 염소화 난연제를 포함하지 않음을 의미하며, 이는 장치가 극한 열이나 화염에 노출될 경우 유독 가스 방출을 줄입니다.

12. 설계 적용 사례 연구: 대시보드 스위치 백라이트

시나리오:주간 및 야간 모두에서 가시성이 보장되어야 하며, 작동 온도 범위 -30°C ~ +85°C에서 작동하는 자동차 대시보드 스위치용 백라이트 설계.설계 선택:

1. LED 선택:충분한 밝기를 보장하기 위해 더 높은 광도 빈(예: M2)을 선택하십시오. 모든 스위치에서 색상 일관성을 위해 엄격한 파장 빈(예: C11)을 선택하십시오.
2. 구동 회로:단순 저항 대신 자동차 환경용으로 설계된 정전류 드라이버 IC를 사용하십시오. 이는 배터리 전압 변동(예: 9V ~ 16V)에 관계없이 일관된 밝기를 보장합니다. 수명을 연장하고 높은 주변 온도를 고려하여 전류를 15-18mA로 설정하십시오.
3. PCB 레이아웃:LED의 열 패드(애노드 및 캐소드)에 연결된 충분한 구리 영역을 제공하여 PCB로 열을 방산하십시오. 보드가 다층인 경우 열 비아를 사용하십시오.
4. 광학 설계:100도 시야각은 대부분의 스위치 설계에 충분합니다. 스위치 아이콘 아래에 빛을 고르게 퍼뜨리기 위해 도광판이나 확산판을 사용할 수 있습니다.
5. 보관 및 조립:자동차 PCB 조립은 종종 여러 리플로우 사이클을 거치므로 습기 민감도 가이드라인을 엄격히 따르십시오.

이 접근 방식은 자동차 등급 요구 사항을 충족하는 신뢰할 수 있고 밝으며 일관된 지시등을 보장합니다.

13. 작동 원리

이 LED는 반도체 p-n 접합에서의 전계 발광 원리에 따라 작동합니다. 칩 재료는 AlGaInP(알루미늄 갈륨 인듐 포스파이드)입니다. 접합의 내장 전위를 초과하는 순방향 전압이 가해지면 n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 활성 영역으로 주입됩니다. 거기서 그들은 방사적으로 재결합하여 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. AlGaInP 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접적으로 방출된 빛의 파장(색상)을 정의합니다—이 경우 약 561 nm의 순수 녹색입니다. 투명 에폭시 수지 캡슐러트는 칩을 보호하고, 광 출력을 형성하는 렌즈 역할을 하며, 형광체나 확산제를 포함할 수 있습니다(단색 타입의 경우 일반적으로 투명합니다).

LED 사양 용어

LED 기술 용어 완전 설명