SMD LED 15-215/G7C-BN1P2B/2T 사양서 - 브릴리언트 옐로우 그린 - 20mA - 최대 2.35V - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

15-215/G7C-BN1P2B/2T는 AlGaInP(알루미늄 갈륨 인듐 포스파이드) 반도체 칩을 활용하여 브릴리언트 옐로우 그린 빛을 방출하는 표면 실장 장치(SMD) LED입니다. 이 LED는 컴팩트한 크기가 특징으로, 더 작은 인쇄 회로 기판(PCB) 설계, 더 높은 부품 집적도를 가능하게 하며, 궁극적으로 더 소형화된 전자 장비 개발을 가능하게 합니다. 가벼운 구조는 공간과 무게가 중요한 제약 조건인 응용 분야에 대한 적합성을 더욱 향상시킵니다.

이 장치는 지름 7인치 릴에 감겨 있는 8mm 테이프에 패키징되어 있어 표준 자동 픽 앤 플레이스 조립 장비와 완벽하게 호환됩니다. 적외선 및 기상 리플로우 솔더링 공정 모두에 사용하도록 설계되었습니다. 본 제품은 주요 환경 및 안전 규정을 준수하며, 무연(Pb-free), EU RoHS 지침, EU REACH 규정을 준수하고 할로겐 프리 기준(브롬 <900 ppm, 염소 <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm)을 충족합니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

절대 최대 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이 정격은 주변 온도(Ta) 25°C에서 지정됩니다. 최대 역방향 전압(VR)은 5V입니다. 최대 연속 순방향 전류(IF)는 25 mA입니다. 펄스 동작의 경우, 듀티 사이클 1/10, 1 kHz 조건에서 최대 60 mA의 피크 순방향 전류(IFP)가 허용됩니다. 최대 소비 전력(Pd)은 60 mW입니다. 장치는 인체 모델(HBM) 기준 2000V의 정전기 방전(ESD)을 견딜 수 있습니다. 동작 온도 범위(Topr)는 -40°C에서 +85°C이며, 저장 온도 범위(Tstg)는 -40°C에서 +90°C입니다. 솔더링의 경우, 260°C에서 10초 동안 리플로우 솔더링 또는 350°C에서 최대 3초 동안 핸드 솔더링을 견딜 수 있습니다.

2.2 광전기적 특성

핵심 성능은 표준 테스트 조건(Ta=25°C, IF=20mA)에서 정의됩니다. 광도(Iv)는 일반적인 범위를 가집니다. 이 장치는 약 140도의 넓은 시야각(2θ1/2)을 특징으로 합니다. 피크 파장(λp)은 약 575 nm이며, 주도파장(λd)은 567.5 nm에서 575.5 nm 사이입니다. 스펙트럼 대역폭(Δλ)은 일반적으로 20 nm입니다. 순방향 전압(VF)은 1.75V에서 2.35V 사이입니다. 역방향 전압(VR) 5V가 인가될 때 역방향 전류(IR)는 최대 10 μA입니다. 이 장치는 역방향 바이어스 하에서 동작하도록 설계되지 않았으며, VR 정격은 IR 파라미터를 테스트하기 위한 것임을 유의하는 것이 중요합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산의 일관성을 보장하기 위해 LED는 주요 파라미터에 따라 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 응용 분야에 맞는 특정 성능 기준을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 광도 빈닝

광도는 IF=20mA에서 측정된 네 개의 빈(N1, N2, P1, P2)으로 분류됩니다. 빈은 특정 밝기 수준을 보장하기 위해 최소값과 최대값을 정의합니다. 설계자는 빈 내 광도에 대해 추가로 ±11%의 허용 오차를 고려해야 합니다.

3.2 주도파장 빈닝

주도파장으로 정의되는 색상은 567.5 nm에서 575.5 nm까지 각각 2 nm 범위를 포함하는 네 개의 빈(C15, C16, C17, C18)으로 분류됩니다. 빈 내 주도파장에는 ±1 nm의 허용 오차가 적용됩니다.

3.3 순방향 전압 빈닝

순방향 전압은 1.75V에서 2.35V까지 각각 0.2V 범위를 포함하는 세 개의 빈(0, 1, 2)으로 그룹화됩니다. 빈 내 순방향 전압에는 ±0.1V의 허용 오차가 적용됩니다. 이 빈닝은 특히 여러 LED가 병렬로 연결될 때 일관된 전류 구동 회로를 설계하는 데 중요합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 다양한 조건에서의 장치 동작을 설명하는 여러 특성 곡선을 제공합니다.상대 광도 대 순방향 전류곡선은 광 출력이 전류와 함께 증가하는 방식을 보여주며, 일반적으로 높은 전류에서 가열 및 효율 저하로 인해 준선형 방식으로 증가합니다.순방향 전류 감액 곡선은 열 관리에 필수적입니다. 이 곡선은 주변 온도가 25°C 이상으로 증가함에 따라 최대 접합 온도 및 소비 전력 한계를 초과하지 않도록 허용 가능한 최대 순방향 전류를 줄여야 함을 나타냅니다.스펙트럼 분포그래프는 파장의 함수로서 상대 복사 출력을 나타내며, 특징적인 20 nm 대역폭을 가진 575 nm를 중심으로 합니다.순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)은 다이오드의 전형적인 지수 관계를 보여줍니다. 전압의 작은 증가는 전류의 큰 증가로 이어지며, 이는 전류 제한 회로의 필요성을 강조합니다.방사 패턴(극좌표도)은 광 강도의 공간적 분포를 시각적으로 나타내어 140도 시야각을 확인시켜 줍니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

패키지 도면은 PCB 풋프린트 설계에 필요한 중요한 치수를 제공합니다. 주요 측정값에는 전체 길이와 너비, 솔더 패드의 크기와 위치, 부품 높이가 포함됩니다. 달리 명시되지 않는 한 허용 오차는 일반적으로 ±0.1mm입니다. 극성은 장치 자체에 표시되어 있으며, 올바른 동작을 보장하기 위해 PCB 풋프린트의 해당 극성 표시와 정확히 정렬되어야 합니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

적절한 취급 및 솔더링은 신뢰성에 매우 중요합니다. 이 장치는 습기에 민감한 포장으로 공급됩니다. 부품을 사용할 준비가 될 때까지 봉투를 열어서는 안 됩니다. 일단 개봉되면 LED는 ≤30°C 및 ≤60% 상대 습도에서 보관하고 168시간(7일) 이내에 사용해야 합니다. 이 시간을 초과하거나 건조제 지시약이 포화 상태를 나타내는 경우, 사용 전 60±5°C에서 24시간 동안 베이킹 처리가 필요합니다.

무연 리플로우 솔더링의 경우 특정 온도 프로파일을 따라야 합니다: 150-200°C 사이에서 60-120초 동안 예열, 액상선(217°C) 이상에서 60-150초 유지, 최대 260°C를 초과하지 않는 피크 온도를 최대 10초 동안 유지, 그리고 제어된 냉각 속도. 리플로우 솔더링은 두 번 이상 수행해서는 안 됩니다. 핸드 솔더링 중에는 인두 팁 온도가 350°C 이하여야 하며, 단자당 접촉 시간은 3초를 초과해서는 안 되며, 각 단자를 솔더링하는 사이에 적절한 간격을 두어야 합니다. 초기 솔더링 후 수리는 권장되지 않지만, 불가피한 경우 두 단자를 동시에 가열하여 기계적 스트레스를 피하기 위해 특수 이중 헤드 솔더링 아이언을 사용해야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

LED는 방습 포장 시스템으로 배송됩니다. 캐리어 테이프에 적재된 후 지름 7인치 릴에 감겨 있습니다. 각 릴에는 2000개가 들어 있습니다. 릴은 건조제와 함께 알루미늄 방습 봉지에 밀봉됩니다. 봉지 라벨에는 제품 번호, 수량 및 광도(CAT), 주도파장(HUE), 순방향 전압(REF)에 대한 특정 빈 코드와 같은 추적성 및 식별을 위한 필수 정보가 포함되어 있습니다.

8. 응용 제안

8.1 대표적인 응용 시나리오

브릴리언트 옐로우 그린 색상과 SMD 포맷은 이 LED를 다양한 표시등 및 백라이트 역할에 적합하게 만듭니다. 주요 응용 분야로는 계기판 대시보드 및 멤브레인 스위치의 백라이트, 전화 및 팩스 기기와 같은 통신 장치의 상태 표시등 및 키패드 백라이트, 소형 LCD 패널, 스위치 및 심볼의 평면 백라이트가 있습니다. 범용적인 특성으로 인해 소비자 가전, 산업 제어 및 휴대용 장치에도 사용할 수 있습니다.

8.2 설계 고려사항

전류 구동:외부 전류 제한 저항은 필수입니다. 지수적인 I-V 특성은 공급 전압의 작은 변화라도 순방향 전류에 크고 파괴적인 변화를 일으킬 수 있음을 의미합니다. 저항 값은 공급 전압, LED의 순방향 전압(빈 및 허용 오차 고려), 원하는 동작 전류(연속 25 mA 초과 안 함)를 기반으로 계산되어야 합니다.
열 관리:소비 전력은 낮지만 적절한 PCB 레이아웃이 중요합니다. 특히 높은 주변 온도 또는 최대 전류 근처에서 동작할 경우, 솔더 패드 주변에 충분한 구리 면적을 확보하여 방열판 역할을 하도록 해야 합니다. 전류 감액 곡선을 준수하십시오.
ESD 보호:2000V HBM 정격이지만, 취급 및 조립 중 표준 ESD 예방 조치를 준수해야 합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

기존 리드형 LED와 비교하여, 이 SMD 타입은 크기, 무게 및 자동화 조립 적합성에서 상당한 이점을 제공하여 전반적인 제조 비용을 낮춥니다. SMD LED 분야 내에서 옐로우 그린 발광을 위한 AlGaInP 소재 사용은 일반적으로 GaP와 같은 오래된 기술보다 더 높은 발광 효율과 더 나은 색 채도를 제공합니다. 넓은 140도 시야각은 집중 조명에 사용되는 좁은 각도 LED와 달리 넓은 가시성이 필요한 응용 분야의 핵심 기능입니다. 현대 환경 기준(RoHS, 할로겐 프리) 준수는 대부분의 현대 전자 제품에 대한 기본 요구 사항입니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 5V 공급 전압으로 어떤 저항 값을 사용해야 합니까?
A: 빈의 최대 순방향 전압(예: 빈 2의 2.35V)과 원하는 전류(예: 20mA)를 사용해야 합니다. 옴의 법칙 사용: R = (공급전압 - Vf) / If = (5V - 2.35V) / 0.020A = 132.5 옴. 표준 130 또는 150 옴 저항이 적절하며, 최소 Vf에서도 전류가 25 mA를 초과하지 않도록 해야 합니다.

Q: 정전압원을 사용하여 전류 제한 저항 없이 이 LED를 구동할 수 있습니까?
A: 아니요. 다이오드의 지수적 I-V 특성으로 인해 제어되지 않은 전류 흐름으로 인해 거의 확실히 LED가 파손될 것입니다.

Q: 온도가 밝기에 어떤 영향을 미칩니까?
A: 광도는 일반적으로 접합 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 감액 곡선은 과열을 방지하기 위해 높은 주변 온도에서 더 낮은 전류를 요구함으로써 이를 간접적으로 반영하며, 과열은 효율과 수명을 더욱 감소시킬 것입니다.

Q: 피크 파장과 주도파장의 차이는 무엇입니까?
A: 피크 파장(λp)은 스펙트럼 출력 분포가 최대가 되는 파장입니다. 주도파장(λd)은 LED의 지각된 색상과 일치하는 단색광의 단일 파장입니다. 이와 같은 협대역 방출기의 경우 두 값은 종종 가깝지만, 색상 사양에는 λd가 더 관련이 있습니다.

11. 실용적인 설계 및 사용 사례

사례: 다중 LED 상태 표시등 패널 설계.설계자가 10개의 옐로우 그린 상태 표시등이 있는 제어판을 만들고 있습니다. 균일한 밝기를 보장하기 위해 동일한 광도 빈(예: 모두 P1)의 LED를 지정해야 합니다. 일관된 색상 외관을 보장하기 위해 동일한 주도파장 빈(예: 모두 C17)의 LED를 지정해야 합니다. 구동 회로를 단순화하고 LED가 병렬로 배치된 경우 균등한 전류 분배를 보장하기 위해 동일한 순방향 전압 빈(예: 모두 1)의 LED를 지정하는 것이 매우 권장됩니다. 구동 회로는 전압 조정기(예: 5V)와 각 LED에 대한 단일 전류 제한 저항(또는 더 나은 제어 및 디밍 기능을 위한 전용 LED 드라이버 IC)으로 구성됩니다. PCB 레이아웃은 LED를 함께 그룹화하지만, 특히 장시간 동시에 점등되는 경우 방열을 위한 충분한 구리 영역을 제공해야 합니다.

12. 원리 소개

이 LED는 반도체 p-n 접합에서의 전계 발광 원리로 작동합니다. 순방향 전압이 인가되면, n형 AlGaInP 영역의 전자가 접합을 가로질러 p형 영역으로 주입되고, 정공은 반대 방향으로 주입됩니다. 이들 전하 캐리어는 접합 근처의 활성 영역에서 재결합합니다. AlGaInP와 같은 직접 밴드갭 반도체에서 이 재결합은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 알루미늄, 갈륨, 인듐 및 포스파이드 원자의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접적으로 방출되는 빛의 파장(색상)을 결정합니다. 이 경우 브릴리언트 옐로우 그린(~575 nm)입니다. 에폭시 수지 캡슐은 반도체 칩을 보호하고, 광 출력 빔을 형성하여(140도 시야각 생성) 기계적 안정성을 제공합니다.

13. 발전 동향

이와 같은 SMD LED의 일반적인 동향은 더 높은 발광 효율(전기 와트당 더 많은 광 출력), 향상된 색상 일관성 및 더 엄격한 빈닝 허용 오차, 가혹한 환경 조건에서의 향상된 신뢰성을 지속적으로 향하고 있습니다. 패키징은 열 성능을 유지하거나 개선하면서 더 작은 풋프린트와 더 낮은 프로파일을 가능하게 하도록 발전하고 있습니다. 또한 전체 스펙트럼 가변성 및 제어 회로와 통합된 지능형, 어드레서블 LED에 대한 강력한 추진력이 있습니다. AlGaInP LED의 기반이 되는 재료 과학은 성숙했지만, 지속적인 연구는 더 높은 전류 밀도에서의 효율 최적화 및 수명 향상에 초점을 맞추고 있습니다. 환경 규정 준수(할로겐 프리, RoHS)에 대한 강조는 이제 표준이며 모든 전자 부품에 대한 기본 요구 사항으로 계속될 것입니다.