SMD LED 23-21C/T1D-CP2Q2TY/2A 데이터시트 - 패키지 치수 - 순방향 전압 2.6-3.0V - 광도 57-112mcd - 순백색 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

23-21C/T1D-CP2Q2TY/2A는 소형, 효율적, 신뢰성 있는 조명 솔루션이 필요한 현대 전자 응용 분야를 위해 설계된 표면 실장 장치(SMD) LED입니다. 이 부품은 기존의 리드 프레임 타입 LED에 비해 획기적인 발전을 나타내며, 보드 크기와 장비 공간을 상당히 줄일 수 있습니다. 가벼운 구조와 소형 폼 팩터는 공간과 무게가 중요한 제약 조건인 응용 분야에 특히 적합합니다.

이 LED의 핵심 장점은 소형화에 있으며, 이는 인쇄 회로 기판(PCB)에서 더 높은 패킹 밀도에 직접 기여합니다. 이를 통해 설계자는 더 컴팩트한 전자 장치를 만들 수 있습니다. 또한, 부품과 최종 조립 제품 모두에 대한 저장 공간 요구 사항이 감소하여 물류 및 경제적 이점을 제공합니다. 이 장치는 단일 색상 타입으로 순백색 빛을 방출하며, 납 무함, RoHS 준수, 할로겐 무함 재료를 사용하여 제작되어 EU REACH를 포함한 현대 환경 및 규제 표준에 부합합니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

LED의 성능과 신뢰성은 포괄적인 전기, 광학 및 열적 파라미터 세트에 의해 정의됩니다. 이러한 사양을 이해하는 것은 적절한 회로 설계와 장기간 작동을 보장하는 데 중요합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 스트레스 한계를 정의합니다. 이 한계에서 또는 그 이상으로 작동하는 것은 보장되지 않습니다.

• 역방향 전압 (V_R):5 V. 역방향으로 이 전압을 초과하면 접합 파괴가 발생할 수 있습니다.
• 순방향 전류 (I_F):10 mA (연속).
• 피크 순방향 전류 (I_FP):100 mA, 펄스 조건(듀티 사이클 1/10 @ 1 kHz)에서만 허용됩니다.
• 전력 소산 (P_d):40 mW. 이는 패키지가 열적 한계를 초과하지 않고 소산할 수 있는 최대 전력입니다.
• 정전기 방전 (ESD):인체 모델(HBM) 정격 150 V. 적절한 ESD 취급 절차가 필수적입니다.
• 동작 온도 (T_opr):-40°C ~ +85°C. 이 장치는 산업용 온도 범위로 정격화되어 있습니다.
• 보관 온도 (T_stg):-40°C ~ +90°C.
• 솔더링 온도 (T_sol):이 장치는 최고 온도 260°C에서 최대 10초 동안 리플로우 솔더링을 견딜 수 있으며, 또는 단자당 350°C에서 최대 3초 동안 핸드 솔더링을 견딜 수 있습니다.

2.2 전기-광학 특성

표준 접합 온도 25°C에서 측정된 이 파라미터들은 정상 작동 조건에서의 광 출력과 전기적 거동을 정의합니다.

• 광도 (I_v):57.0 mcd (최소) ~ 112 mcd (최대) 범위이며, 순방향 전류(I_F) 5 mA에서의 전형적인 값입니다. ±11%의 허용 오차가 적용됩니다.
• 시야각 (2θ_1/2):140도의 전형적인 값으로, 표시기 및 백라이트 응용에 적합한 넓은 시야각을 나타냅니다.
• 순방향 전압 (V_F):I_F= 5 mA에서 2.60 V ~ 3.00 V 범위이며, 허용 오차는 ±0.05V입니다. 이 파라미터는 전류 제한 저항 계산에 매우 중요합니다.
• 역방향 전류 (I_R):역방향 전압(V_R) 5 V가 인가될 때 최대 50 µA입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

대량 생산에서 일관성을 보장하기 위해 LED는 주요 성능 파라미터를 기반으로 "빈"으로 분류됩니다. 이 시스템을 통해 설계자는 응용 분야에 맞는 특정 밝기와 전압 요구 사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 광도 빈닝

광 출력은 5 mA로 구동될 때 세 가지 별개의 빈(P2, Q1, Q2)으로 분류됩니다.

• 빈 P2:57.0 mcd (최소) ~ 72.0 mcd (최대)
• 빈 Q1:72.0 mcd (최소) ~ 90.0 mcd (최대)
• 빈 Q2:90.0 mcd (최소) ~ 112 mcd (최대)

더 높은 빈 코드(예: Q2)를 선택하면 더 밝은 LED가 보장되며, 이는 더 높은 가시성이나 더 낮은 구동 전류가 필요한 응용 분야에 필요할 수 있습니다.

3.2 순방향 전압 빈닝

순방향 전압 강하는 I_F= 5 mA에서 네 개의 빈(28, 29, 30, 31)으로 분류됩니다.

• 빈 28:2.60 V ~ 2.70 V
• 빈 29:2.70 V ~ 2.80 V
• 빈 30:2.80 V ~ 2.90 V
• 빈 31:2.90 V ~ 3.00 V

일관된 전력 소모 또는 여러 LED 간의 정밀한 전류 조절이 중요한 응용 분야에서는 더 엄격한 전압 빈이 필수적입니다.

3.3 색도 좌표 빈닝

순백색 빛의 색상 품질은 CIE 1931 색도 좌표(x, y)를 기반으로 한 빈닝에 의해 제어됩니다. 데이터시트는 네 개의 빈(1, 2, 3, 4)을 정의하며, 각각은 CIE 차트에서 허용 오차 ±0.01의 사각형 영역을 지정합니다. 이는 동일한 빈의 LED 간 색상 변동을 최소화하여 백라이트와 같이 색상 균일성이 중요한 응용 분야에 필수적입니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 전형적인 전기-광학 특성 곡선을 참조하지만, 그 일반적인 해석은 설계에 핵심적입니다. 이 곡선들은 일반적으로 순방향 전류와 광도(I_v대 I_F), 순방향 전압(V_F대 I_F)의 관계, 그리고 주변 온도가 광 출력에 미치는 영향을 보여줍니다. 설계자는 이러한 곡선을 사용하여 원하는 밝기에 맞게 구동 전류를 최적화하고, 더 높은 작동 온도에서 성능이 어떻게 저하되는지 이해하여 열 관리 결정에 참고합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

LED는 컴팩트한 SMD 패키지로 제공됩니다. 치수 도면은 본체 길이, 너비, 높이 및 솔더 패드의 배치와 크기를 포함한 중요한 측정값을 제공합니다. 지정된 패드 레이아웃(랜드 패턴)을 준수하는 것은 리플로우 공정 중 신뢰할 수 있는 솔더링과 적절한 정렬에 필수적입니다. 극성은 패키지 표시 또는 모양으로 표시되며, PCB에서 올바르게 방향을 맞추어야 합니다.

5.2 습기 민감도 및 포장

이 장치는 주변 습기로 인한 손상을 방지하기 위해 방습 포장으로 제공됩니다. 습기는 리플로우 솔더링 중 "팝콘 현상"을 일으킬 수 있습니다. 패키지에는 직경 7인치 릴에 캐리어 테이프가 포함되어 있으며, 릴당 표준 적재 수량은 2000개입니다. 릴과 테이프 치수는 자동 피크 앤 플레이스 장비와의 호환성을 보장하도록 지정됩니다. 포장의 라벨은 제품 번호, 수량 및 광도(CAT), 색도(HUE), 순방향 전압(REF)에 대한 특정 빈 코드와 같은 중요한 정보를 제공합니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

적절한 취급과 솔더링은 장치의 무결성과 성능을 유지하는 데 중요합니다.

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

무연 리플로우 온도 프로파일이 지정됩니다:

• 예열:150–200°C, 60–120초.
• 액상선 이상 시간 (217°C):60–150초.
• 피크 온도:최대 260°C, 최대 10초 유지.
• 가열/냉각 속도:최대 6°C/초 가열 및 3°C/초 냉각.

6.2 보관 및 취급 주의사항

• 보관:개봉되지 않은 백은 ≤30°C 및 ≤90% RH에서 보관해야 합니다. 개봉 후, "플로어 라이프"는 ≤30°C 및 ≤60% RH 조건에서 1년입니다. 이를 초과하거나 건제제가 습기를 나타내는 경우 사용 전 베이킹 처리(60±5°C, 24시간)가 필요합니다.
• 전류 보호:외부 전류 제한 저항이 필수적입니다. LED는 전류 구동 장치입니다; 전압의 작은 증가는 파괴적인 큰 전류 증가를 일으킬 수 있습니다.
• 핸드 솔더링:필요한 경우, 팁 온도<350°C, 용량 ≤25W의 솔더링 아이언을 사용하고 단자당 접촉을 3초로 제한하십시오. 열 응력을 피하기 위해 수리 작업에는 양면 솔더링 아이언을 권장합니다.
• ESD 보호:150V HBM 정격은 중간 정도의 민감도를 나타냅니다. 취급 및 조립 중 표준 ESD 예방 조치를 사용하십시오.

7. 응용 제안

7.1 대표적인 응용 시나리오

• 백라이트:계기판 표시기, 스위치 조명, LCD 패널 및 심볼용 평면 백라이트에 이상적입니다.
• 통신 장비:전화기 및 팩스기의 상태 표시기 및 키패드 백라이트.
• 일반 표시기 용도:소비자 가전의 상태 표시등, 전원 표시기 및 장식 조명.

7.2 설계 고려사항

• 전류 구동 회로:순방향 전류를 설정하기 위해 항상 직렬 저항을 사용하십시오. 저항 값을 R = (V_공급- V_F) / I_F를 사용하여 계산하되, 빈닝 범위에서 최악의 경우 V_F를 고려하십시오.
• 열 관리:전력 소산이 낮지만, 높은 주변 온도 또는 최대 전류에서 작동할 경우 접합 온도를 한계 내로 유지하기 위해 충분한 PCB 구리 면적 또는 열 비아를 확보하십시오.
• 광학 설계:140도의 시야각은 넓은 방사를 제공합니다. 집중된 빛을 위해서는 외부 렌즈나 도광판이 필요할 수 있습니다.

8. 기술 비교 및 차별화

기존의 스루홀 LED와 비교하여, 이 SMD 타입은 상당한 장점을 제공합니다: 크게 줄어든 공간 점유율, 고속 자동 조립에 적합성, PCB에 직접 장착으로 인한 더 나은 열 성능. SMD LED 카테고리 내에서, 넓은 시야각, 정밀한 색도 빈으로 정의된 순백색 색상점, 표준 리플로우 공정을 위한 견고한 구조의 특정 조합은 일관된 색상과 밝기가 필요한 범용 표시기 및 백라이트 응용 분야에서 다재다능한 선택이 되게 합니다.

9. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

9.1 적절한 전류 제한 저항은 어떻게 선택하나요?

계산 시 사용 중인 전압 빈(예: 빈 31의 경우 3.00V)의 최대 순방향 전압(V_F(최대))을 사용하여 부품 허용 오차가 있어도 전류가 최대 정격을 절대 초과하지 않도록 보장하십시오. 5V 공급 전압과 목표 I_F5mA의 경우: R = (5V - 3.00V) / 0.005A = 400 Ω. 안전 마진을 위해 다음으로 높은 표준 값(예: 430 Ω)을 사용하십시오.

9.2 이 LED를 자동차 실내 조명에 사용할 수 있나요?

동작 온도 범위(-40°C ~ +85°C)가 일반적인 자동차 실내 환경을 포함하지만, 데이터시트에는 응용 제한 공지가 포함되어 있습니다. 이는 자동차 안전/보안 시스템과 같은 고신뢰성 응용 분야에는 다른 제품이 필요할 수 있다고 명시합니다. 비중요 실내 조명(예: 계기판 백라이트)에는 적합할 수 있지만, 중요한 응용 분야에는 제조업체와 상담하는 것이 좋습니다.

9.3 라벨의 빈 코드는 내 설계에 어떤 의미가 있나요?

빈 코드(광도용 CAT, 색상용 HUE, 전압용 REF)를 통해 릴에 있는 LED의 정확한 성능 특성을 추적할 수 있습니다. 균일한 외관이 필요한 설계의 경우 동일한 HUE 및 CAT 빈의 LED를 지정하고 사용하십시오. 전원 공급 부하에 민감한 설계의 경우 일관된 전류 소모를 보장하기 위해 동일한 REF(전압) 빈의 LED를 사용하십시오.

10. 실용적인 설계 및 사용 사례

시나리오: 다중 LED 상태 표시 패널 설계.패널의 모든 10개 LED에서 균일한 밝기와 색상을 보장하기 위해, 설계자는 빈 Q1(광도) 및 빈 2(색도)의 부품을 지정합니다. 빈 29(2.80V)의 V_F(최대)를 사용하여 전류 제한 저항을 계산함으로써 어떤 LED도 과구동되지 않도록 보장합니다. 넓은 140도 시야각은 개별 렌즈 없이도 다양한 각도에서 표시기가 보이도록 합니다. SMD 패키지는 매우 컴팩트한 PCB 레이아웃을 가능하게 하며, 테이프 및 릴 포장은 전체 배치의 효율적인 자동 조립을 가능하게 합니다.

11. 동작 원리 소개

이 LED는 반도체 칩을 기반으로 하는 고체 조명원입니다. 칩 재료는 질화인듐갈륨(InGaN)으로, 청색/자외선 스펙트럼에서 빛을 방출하도록 설계되었습니다. 이 빛은 수지 캡슐화 내부의 황색 확산 형광체 층을 통과합니다. 형광체는 일차 청색광의 일부를 흡수하여 황색광으로 재방출합니다. 남은 청색광과 변환된 황색광의 조합은 인간의 눈에 "순백색" 빛으로 인식됩니다. 이 기술은 형광체 변환 백색 LED로 알려져 있습니다.

12. 기술 트렌드

이 부품은 LED 기술의 지속적인 트렌드를 반영합니다: 패키지의 지속적인 소형화, 효율성(루멘/와트) 향상, 고급 빈닝을 통한 색상 일관성에 대한 더 엄격한 제어. 무연, 할로겐 무함 및 RoHS/REACH 준수에 대한 강조는 환경 지속 가능한 제조를 향한 산업 전반의 변화를 강조합니다. 또한, 상세한 습기 민감도 및 솔더링 가이드라인은 LED가 표준, 대량 PCB 조립 공정에 점점 더 통합되어 개별 부품에서 주류 표면 실장 장치로 이동하고 있음을 나타냅니다.