SMD LED 17-21/T1D-KQ1R2B5Y/3T 데이터시트 - 패키지 1.6x0.8x0.6mm - 전압 2.7-3.1V - 전력 40mW - 순백색 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

17-21/T1D-KQ1R2B5Y/3T는 소형화와 높은 신뢰성이 요구되는 현대 전자 응용 분야를 위해 설계된 컴팩트한 표면 실장 장치(SMD) LED입니다. 이 단색 LED는 황색 확산 수지로 캡슐화된 InGaN 칩을 통해 구현된 순백색 빛을 방출합니다. 주요 장점은 기존 리드 프레임 LED에 비해 크게 줄어든 점유 면적에 있으며, 이는 인쇄 회로 기판(PCB)에서 더 높은 부품 집적도를 가능하게 하고, 장비 저장 공간을 줄이며, 궁극적으로 더 작고 가벼운 최종 사용자 장치 개발에 기여합니다. 본 부품은 RoHS를 완전히 준수하며, EU REACH 규정을 준수하고, 브롬 및 염소 함량을 산업 표준보다 엄격하게 제어하여 할로겐 프리 제품으로 제조됩니다.

1.1 핵심 장점 및 타겟 시장

17-21 SMD LED의 설계 철학은 소형화를 가능하게 하는 데 중점을 둡니다. 작은 물리적 치수는 직접적으로 더 작은 보드 공간 요구로 이어져 설계자가 더 컴팩트한 제품을 만들 수 있게 합니다. 패키지의 가벼운 무게는 휴대용 및 미니어처 응용 분야, 특히 그램 단위가 중요한 곳에 특히 적합합니다. 이 장치는 7인치 직경 릴에 장착된 8mm 테이프로 공급되어 대량 생산에 중요한 고속 자동 피크 앤 플레이스 조립 장비와의 호환성을 보장합니다. 적외선 및 기상 리플로우 솔더링 공정 모두와의 호환성은 제조에 유연성을 제공합니다. 주요 타겟 시장에는 소비자 가전, 자동차 내장(특히 계기판 및 스위치 백라이트), 상태 표시용 통신 장비, LCD 및 제어판용 일반 백라이트가 포함됩니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

이 섹션은 데이터시트에 정의된 주요 전기적, 광학적 및 열적 파라미터에 대한 상세하고 객관적인 분석을 제공하며, 회로 설계 및 신뢰성에 대한 그 중요성을 설명합니다.

2.1 절대 최대 정격

절대 최대 정격은 LED에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이는 정상 작동 조건이 아니라 절대 초과해서는 안 되는 임계값입니다.

• 역방향 전압 (VR): 5V- 5V보다 큰 역바이어스 전압을 가하면 즉시 접합 파괴가 발생할 수 있습니다. 데이터시트는 이 장치가 역방향 동작을 위해 설계되지 않았음을 명시적으로 언급합니다. 이 정격은 주로 IR(역전류) 테스트 조건을 위한 것입니다. 응용에서 역방향 전압 가능성이 있는 경우 외부 회로 보호(병렬 다이오드 등)가 종종 필요합니다.
• 순방향 전류 (IF): 10mA- 이는 신뢰할 수 있는 장기 작동을 위해 권장되는 최대 연속 DC 전류입니다. 이 전류를 초과하면 접합 온도가 상승하고, 루멘 감소가 가속화되며, 장치의 수명이 크게 단축됩니다.
• 피크 순방향 전류 (IFP): 100mA- LED는 최대 100mA까지의 짧은 전류 펄스(1kHz에서 듀티 사이클 1/10)를 견딜 수 있습니다. 이는 펄스 동작 또는 순간 서지와 관련이 있지만 정상 상태 전력 소산 계산에는 사용해서는 안 됩니다.
• 전력 소산 (Pd): 40mW- 이는 주변 온도(Ta) 25°C에서 패키지가 열로 소산할 수 있는 최대 전력입니다. 실제 소산 전력은 순방향 전압(VF) * 순방향 전류(IF)로 계산됩니다. 이 한계 근처 또는 이상에서 작동하려면 신중한 열 관리가 필요합니다.
• 작동 및 보관 온도:이 장치는 -40°C에서 +85°C까지 작동하도록 정격화되었으며, -40°C에서 +90°C까지 보관할 수 있습니다. 이 넓은 범위는 자동차 및 산업 환경에 적합하게 합니다.
• 솔더링 온도:두 가지 프로파일이 지정됩니다: 리플로우 솔더링용 260°C에서 10초(무연 공정에 일반적), 핸드 솔더링용 350°C에서 3초입니다. 내부 다이 본드나 플라스틱 패키지 손상을 방지하기 위해 이러한 한계를 준수하는 것이 중요합니다.

2.2 전기-광학 특성

이러한 파라미터는 표준 테스트 조건(Ta=25°C, IF=5mA)에서 측정되며 LED의 성능을 정의합니다.

• 광도 (Iv): 72.0 - 180.0 mcd (전형적)- 이는 특정 방향으로 방출되는 가시광선의 양입니다. 매우 넓은 범위(72~180 mcd)는 LED가 측정된 출력에 따라 다른 "빈"으로 분류됨을 나타내며, 이는 후속 섹션에서 상세히 설명됩니다. 5mA의 테스트 전류는 최대 정격보다 낮아 측정을 위한 안전 마진을 제공합니다.
• 시야각 (2θ1/2): 150° (전형적)- 이는 광도가 0°(온축)에서의 광도의 절반이 되는 각도입니다. 150° 시야각은 매우 넓어 확산된, 람베르시안과 유사한 방출 패턴을 생성하며, 집중된 빔보다는 균일한 빛 분포가 바람직한 영역 조명 및 백라이트에 적합합니다.
• 순방향 전압 (VF): 2.7V - 3.1V (최대)- 이는 테스트 전류 5mA로 구동될 때 LED 양단에 걸리는 전압 강하입니다. 변동은 반도체 공정 허용 오차 때문이며 빈닝을 통해 관리됩니다. VF가 고정 값이 아니므로 작동 전류를 설정하기 위해 항상 LED와 직렬로 전류 제한 저항을 사용해야 합니다.
• 역방향 전류 (IR): 50 μA (최대)- 이는 5V 역바이어스가 인가될 때의 누설 전류입니다. 정상적인 장치에서는 일반적으로 매우 작습니다.

3. 빈닝 시스템 설명

대량 생산의 일관성을 보장하기 위해 LED는 테스트되어 성능 그룹 또는 "빈"으로 분류됩니다. 17-21/T1D-KQ1R2B5Y/3T는 코드 "KQ1R2B5Y"가 나타내는 다중 파라미터 빈닝 시스템을 사용합니다.

3.1 광도 빈닝

광도는 네 가지 별개의 빈(Q1, Q2, R1, R2)으로 분류됩니다. 사양 지정 또는 주문 시 부품 번호의 "R2"는 선택된 빈을 나타냅니다.

• 빈 Q1:72.0 - 90.0 mcd
• 빈 Q2:90.0 - 112.0 mcd
• 빈 R1:112.0 - 140.0 mcd
• 빈 R2:140.0 - 180.0 mcd

이를 통해 설계자는 응용 분야에 적합한 밝기 수준을 선택할 수 있으며, 더 높은 빈은 일반적으로 최대 광 출력이 중요한 곳에 사용됩니다.

3.2 순방향 전압 빈닝

순방향 전압은 2.7V에서 3.1V까지 0.1V 단위로 빈닝됩니다. 부품 번호의 "B5"는 이들 빈 중 하나에 해당합니다. 설계에서 일치하는 VF 빈을 사용하면 여러 LED가 병렬로 연결될 때 균일한 전류 분배를 보장하는 데 도움이 될 수 있습니다.

• 빈 29:2.7 - 2.8V
• 빈 30:2.8 - 2.9V
• 빈 31:2.9 - 3.0V
• 빈 32:3.0 - 3.1V

3.3 색도 좌표 빈닝

백색광의 색상은 CIE 1931 다이어그램 상의 색도 좌표(x, y)로 정의됩니다. 데이터시트는 이 차트 상에 네 개의 사각형 빈(3, 4, 5, 6)을 정의합니다. 부품 번호의 "Y"는 황색 확산 수지 및 관련 색상 빈(예: 빈 5)을 가리킬 가능성이 높습니다. 지정된 허용 오차는 x 및 y 좌표 모두에서 ±0.01이며, 이는 백색 LED의 표준 허용 오차로 한 배치 내에서 일관된 지각 색상을 보장합니다.

4. 기계적 및 패키지 정보

4.1 패키지 치수

17-21 SMD LED는 컴팩트한 직사각형 패키지를 가지고 있습니다. 주요 치수(mm)는 길이 약 1.6mm, 너비 약 0.8mm, 높이 약 0.6mm의 전형적인 본체 크기를 포함합니다. 패드 배치 및 허용 오차(별도 명시되지 않는 한 ±0.1mm)를 포함한 정확한 치수는 상세 패키지 도면에 제공됩니다. 캐소드는 명확하게 표시되어 있어 조립 중 올바른 방향 설정에 필수적입니다. 작은 크기는 정확한 PCB 패드 설계를 필요로 하여 적절한 솔더링 및 기계적 안정성을 보장합니다.

4.2 포장 및 취급

부품은 습기 민감 장치(MSD) 포장으로 배송됩니다. 7인치 릴에 감긴 엠보싱 캐리어 테이프(피치 8mm)에 공급되며, 릴당 3000개입니다. 포장에는 건조제가 포함되어 있으며 알루미늄 방습 백 내부에 밀봉되어 있습니다. 릴 라벨에는 고객 부품 번호(CPN), 제조사 부품 번호(P/N), 수량(QTY) 및 광도(CAT), 색상(HUE), 순방향 전압(REF)에 대한 특정 빈 코드가 포함된 중요한 정보가 있습니다.

5. 솔더링 및 조립 가이드라인

적절한 취급 및 솔더링은 SMD 부품의 신뢰성에 매우 중요합니다.

5.1 보관 및 습기 민감도

LED는 습기에 민감합니다(MSL 분류가 암시됨). 부품을 사용할 준비가 될 때까지 백을 열어서는 안 됩니다. 개봉 후 사용하지 않은 LED는 ≤30°C 및 ≤60% RH 조건에서 보관하고 168시간(7일) 이내에 사용해야 합니다. 이 기간을 초과하거나 건조제가 포화 상태를 나타내는 경우 사용 전 60±5°C에서 24시간 동안 베이킹하여 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 솔더링 중 "팝콘 현상"을 방지해야 합니다.

5.2 솔더링 공정

리플로우 솔더링:피크 온도 260°C에서 최대 10초 동안의 무연 리플로우 프로파일이 지정됩니다. 부품은 두 번 이상의 리플로우 사이클을 겪어서는 안 됩니다. 가열 중 LED 본체에 가해지는 응력을 피해야 합니다.

핸드 솔더링:필요한 경우, 저전력 인두(≤25W)를 사용하여 단자당 최대 3초 동안 인두 팁 온도 ≤350°C로 핸드 솔더링을 수행할 수 있습니다. 단자 사이에 >2초의 냉각 간격을 권장합니다. 데이터시트는 핸드 솔더링이 종종 손상을 초래한다고 강력히 경고합니다.

수리:솔더링 후 수리는 권장되지 않습니다. 불가피한 경우, 다이에 대한 열 응력을 방지하기 위해 양쪽 단자를 동시에 가열하는 전용 더블 헤드 솔더링 아이언을 사용해야 합니다. LED 특성에 미치는 영향은 사전에 평가해야 합니다.

6. 응용 제안 및 설계 고려사항

6.1 대표적인 응용 시나리오

• 백라이트:넓은 시야각과 균일한 빛 분포로 인해 계기판 클러스터, 멤브레인 스위치, 키패드 및 심볼에 이상적입니다.
• 상태 표시기:통신 장비(전화, 팩스), 소비자 가전 및 산업 제어 장치의 전원, 연결성 또는 기능 상태 표시등에 완벽합니다.
• LCD 백라이트:소형 단색 또는 컬러 LCD 디스플레이의 엣지 라이트 또는 다이렉트 라이트 백라이트에 사용할 수 있습니다.
• 일반 목적 표시:컴팩트하고 신뢰할 수 있으며 밝은 백색 표시등이 필요한 모든 응용 분야.

6.2 핵심 설계 고려사항

1. 전류 제한은 필수:LED는 전류 구동 장치입니다. 순방향 전류를 설정하기 위해 항상 직렬 저항을 사용해야 합니다. 데이터시트는 이것 없이 공급 전압의 작은 변화가 파괴적인 큰 전류 변화를 일으킬 수 있다고 경고합니다. 저항 값은 옴의 법칙을 사용하여 계산됩니다: R = (V_공급 - VF_LED) / I_원하는. 보수적인 설계를 위해 빈 또는 데이터시트의 최대 VF를 항상 사용하십시오.
2. 열 관리:패키지가 작지만 최대 40mW의 전력 소산은 열을 발생시킵니다. 높은 전류(10mA 근처)에서 연속 작동하는 경우, 특히 여러 LED가 군집된 경우 PCB에 적절한 열 방출이 있는지 확인하십시오. 높은 접합 온도는 광 출력과 수명을 감소시킵니다.
3. ESD 보호:이 장치는 150V의 ESD HBM 정격을 가지며 상대적으로 낮습니다. 취급 및 조립 중 표준 ESD 예방 조치를 따라야 합니다.
4. 광학 설계:150° 시야각과 황색 확산 수지는 부드럽고 넓은 빔을 생성합니다. 집중 조명을 위해서는 외부 렌즈나 도광판이 필요합니다. 확산 수지는 확산판 뒤에 사용될 때 균일한 외관을 달성하는 데 도움이 됩니다.

7. 기술 비교 및 차별화

17-21 패키지는 매우 작은 SMD LED 범주에 속합니다. 주요 차별화 요소는 극도로 작은 점유 면적(1.6x0.8mm) 내에서 상대적으로 높은 광도(최대 180 mcd)를 결합한 점입니다. 더 큰 SMD LED(예: 3528, 5050)와 비교하여 우수한 공간 절약을 제공하지만 총 광 출력이나 전력 처리 능력이 낮을 수 있습니다. 더 작은 칩 LED와 비교하여 패키지 형태와 통합 렌즈로 인해 더 쉬운 취급을 제공합니다. 광도, 전압 및 색도에 대한 명시적인 빈닝은 백라이트 어레이와 같이 균일한 외관이 필요한 응용 분야에 중요한 성능 일관성 수준을 제공합니다.

8. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 100mA 펄스를 처리할 수 있다면 왜 순방향 전류가 10mA로 제한되나요?

A: 10mA 정격은 연속 작동을 위한 것으로 장기 신뢰성과 지정된 광학 성능 유지를 보장합니다. 100mA 펄스 정격은 짧은 지속 시간(예: 1ms마다 0.1ms)을 위한 것입니다. 높은 전류에서 연속 작동은 접합 온도를 증가시켜 형광체와 반도체의 가속화된 열화를 일으켜 조기 어두워짐 또는 고장으로 이어집니다.

Q: 올바른 전류 제한 저항을 어떻게 선택하나요?

A: 공식 R = (V_공급 - VF) / IF를 사용하십시오. 5V 공급 및 목표 전류 5mA의 경우 안전을 위해 최대 VF 3.1V 사용: R = (5 - 3.1) / 0.005 = 380 옴. 가장 가까운 표준 값(390 옴)이 좋은 선택이 될 것입니다. 항상 저항의 전력 정격을 확인하십시오: P = I^2 * R.

Q: 마이크로컨트롤러 GPIO 핀에서 이 LED를 직접 구동할 수 있나요?

A: 가능하지만 주의가 필요합니다. 일반적인 GPIO 핀은 20-25mA를 소싱/싱크할 수 있습니다. 직렬 저항을 포함해야 합니다. 또한 마이크로컨트롤러의 출력 전압이 LED의 VF(2.7-3.1V)를 극복할 만큼 충분히 높은지 확인하십시오. 3.3V 마이크로컨트롤러는 VF 범위의 하한에서 작동할 수 있지만, 5V 공급이 더 안정적입니다. 저항 없이 핀과 접지 사이에 LED를 직접 연결하지 마십시오.

Q: "무연" 및 "할로겐 프리"가 제 응용 분야에 무엇을 의미하나요?

A: "무연"은 납을 포함하지 않는 솔더링 가능한 마감을 의미하며 RoHS와 같은 환경 규정을 준수합니다. "할로겐 프리"(Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm)는 플라스틱 포장 재료에 최소한의 할로겐을 포함함을 의미하며, 이는 장치가 극한의 열이나 화염에 노출될 경우 유독 가스 방출을 줄여 환경 및 안전 프로필을 개선합니다.

9. 실용적인 설계 및 사용 사례

시나리오: 의료 기기용 백라이트 키패드 설계

설계는 실리콘 고무 키 뒤에 12개의 백색 표시등이 필요합니다. 양면 PCB에서 공간이 극도로 제한적입니다. 최소 점유 면적을 위해 17-21 LED가 선택되었습니다. 설계자는 밝은 조명 환경에서 좋은 가시성을 보장하기 위해 R2 광도 빈을 선택합니다. 모든 LED는 동일한 VF 빈(예: 30)에서 지정되어 병렬 구성(12개 모두에 단일 저항이 아닌 병렬 분기당 단일 전류 제한 저항으로 구동)으로 연결될 때 균일한 밝기를 촉진합니다. PCB 레이아웃은 데이터시트 도면에 따라 열 방출 패드를 배치합니다. 조립 업체는 지정된 리플로우 프로파일을 따르고 부품을 배치 직전까지 밀봉된 백에 보관하도록 지시받습니다. 조립 후 넓은 150° 시야각은 핫 스팟 없이 각 키가 균일하게 조명되도록 보장합니다.

10. 동작 원리 및 기술 트렌드

10.1 기본 동작 원리

이는 형광체 변환 백색 LED입니다. 핵심은 순방향 바이어스(전계 발광)가 인가될 때 청색 또는 근자외선 스펙트럼에서 빛을 방출하는 인듐 갈륨 나이트라이드(InGaN)로 만들어진 반도체 칩입니다. 이 1차 빛은 그런 다음 형광체 층(이 경우 황색 발광 형광체)에 의해 흡수되어 확산 수지 캡슐런트에 현탁됩니다. 형광체는 더 긴 파장(황색)에서 빛을 재방출합니다. 칩에서 변환되지 않은 청색광과 형광체에서 변환된 황색광의 조합이 "백색" 빛으로 인식됩니다. 정확한 색조(쿨 화이트, 순백색, 웜 화이트)는 사용된 형광체의 구성과 양에 의해 결정되며, 이는 제조 중 지정된 색도 빈에 맞추기 위해 제어됩니다.

10.2 객관적인 기술 트렌드

SMD LED 기술의 일반적인 트렌드는 여러 핵심 목표를 향해 계속 진행되고 있습니다:효율 증가 (lm/W):단위 전력 입력당 광 출력을 개선하여 에너지 소비와 열 부하를 줄입니다.높은 신뢰성 및 수명:더 높은 온도와 더 많은 작동 시간을 견디면서 최소한의 루멘 감소로 재료 및 패키징을 향상시킵니다.개선된 색상 일관성 및 연색성:더 엄격한 빈닝 허용 오차 및 더 자연스러운 백색광을 위한 더 높은 연색 지수(CRI) 값을 제공하는 형광체 개발.더 나아진 소형화:광 출력을 유지하거나 증가시키면서 더 작은 패키지 점유 면적 개발.통합 솔루션:내장 전류 조정기, 컨트롤러 또는 단일 패키지 내 다중 칩을 가진 LED의 성장으로 회로 설계를 단순화합니다. 17-21 LED는 이 지속적인 진화에서 성숙되고 비용 효율적인 지점을 나타내며, 공간이 제한된 대량 응용 분야에서 신뢰할 수 있는 성능에 최적화되어 있습니다.