SMD LED 19-22/R6GHC-C02/2T 데이터시트 - 2.0x1.6x0.8mm - 적색/녹색 - 5mA - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

19-22/R6GHC-C02/2T는 고밀도 전자 조립을 위해 설계된 소형 표면 실장 장치(SMD) LED입니다. 이 부품은 단일 패키지 내에 두 가지 뚜렷한 LED 칩 기술을 통합합니다: 선명한 적색 발광을 위한 AlGaInP 칩(R6 지정)과 선명한 녹색 발광을 위한 InGaN 칩(GH 지정). 이 다중 색상 구성은 최소한의 공간에서 설계 유연성을 제공합니다.

이 LED의 주요 장점은 기존 리드 프레임 부품에 비해 크기가 현저히 줄어든 점입니다. 이 소형화는 더 작은 인쇄 회로 기판(PCB) 설계, 더 높은 부품 포장 밀도, 감소된 보관 요구 사항을 가능하게 하며, 궁극적으로 더 컴팩트한 최종 사용자 장비 개발에 기여합니다. 가벼운 구조는 공간과 무게가 중요한 제약 조건인 미니어처 및 휴대용 애플리케이션에 이상적인 선택입니다.

이 장치는 고속 자동 피크 앤 플레이스 조립 장비와의 호환성을 보장하기 위해 산업 표준 8mm 테이프에 7인치 직경 릴로 공급됩니다. 무연(Pb-free)으로 제조되었으며 RoHS, EU REACH 및 할로겐 프리 표준(Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm)을 포함한 주요 환경 규정을 준수합니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 절대 최대 정격

이 한계를 초과하여 장치를 작동하면 영구적인 손상을 초래할 수 있습니다. 모든 정격은 주변 온도(Ta) 25°C에서 지정됩니다.

• 역방향 전압 (VR):5 V (최대). 이 장치는 역바이어스 동작을 위해 설계되지 않았습니다. 이 정격은 주로 역방향 누설 전류(IR) 테스트를 위한 것입니다.
• 연속 순방향 전류 (IF):R6 (적색) 및 GH (녹색) 칩 모두 25 mA.
• 피크 순방향 전류 (IFP):1 kHz에서 듀티 사이클 1/10 조건에서 적용됩니다. R6 칩은 60 mA를, GH 칩은 100 mA를 처리할 수 있습니다. 이 파라미터는 펄스 동작 애플리케이션에 중요합니다.
• 전력 소산 (Pd):허용 가능한 최대 전력 소산은 R6 칩의 경우 60 mW, GH 칩의 경우 95 mW입니다. 이는 열 관리에 있어 중요한 파라미터입니다.
• 정전기 방전 (ESD) 휴먼 바디 모델 (HBM):R6 칩은 최대 2000V까지 강력한 ESD 보호 기능을 제공하는 반면, GH 칩은 150V 정격으로 더 민감합니다. 특히 녹색 칩에 대해 적절한 ESD 취급 절차가 필수적입니다.
• 동작 및 보관 온도:이 장치는 -40°C ~ +85°C에서 동작하도록 정격되었으며, -40°C ~ +90°C에서 보관할 수 있습니다.
• 솔더링 온도:리플로우 솔더링의 경우, 최대 10초 동안 최고 온도 260°C가 지정됩니다. 핸드 솔더링의 경우, 터미널당 최대 3초 동안 인두 팁 온도가 350°C를 초과해서는 안 됩니다.

2.2 전기-광학 특성

이 파라미터는 정상 작동 조건(Ta=25°C, IF=5mA, 달리 명시되지 않는 한)에서의 광 출력 및 전기적 동작을 정의합니다.

• 광도 (Iv):R6 (적색) 칩의 일반적인 광도는 20.0 mcd (최소 14.5 mcd)입니다. GH (녹색) 칩의 일반적인 광도는 65.0 mcd (최소 45.0 mcd)입니다. ±11%의 허용 오차가 적용됩니다.
• 시야각 (2θ1/2):이 패키지의 일반적인 시야각은 130도로, 넓은 조명을 제공합니다.
• 파장:
  • R6 (적색):피크 파장(λp)은 632 nm입니다. 주 파장(λd)은 617.5 nm ~ 629.5 nm 범위이며, 허용 오차는 ±1 nm입니다. 스펙트럼 대역폭(Δλ)은 20 nm입니다.
  • GH (녹색):피크 파장(λp)은 518 nm입니다. 주 파장(λd)은 517.5 nm ~ 533.5 nm 범위이며, 허용 오차는 ±1 nm입니다. 스펙트럼 대역폭(Δλ)은 35 nm입니다.
• 순방향 전압 (VF):
  • R6 (적색):5mA에서 일반 1.9 V, 최대 2.3 V.
  • GH (녹색):5mA에서 일반 2.9 V, 최대 3.4 V.
• 역방향 전류 (IR):VR=5V에서 측정. R6의 경우 최대 10 μA, GH의 경우 최대 50 μA.

3. 빈닝 시스템 설명

LED는 애플리케이션 내 색상 일관성을 보장하기 위해 주 파장에 따라 분류(빈닝)됩니다.

3.1 R6 (적색) 파장 빈닝

• 빈 코드 1:617.5 nm ≤ λd < 621.5 nm
• 빈 코드 2:621.5 nm ≤ λd < 625.5 nm
• 빈 코드 3:625.5 nm ≤ λd ≤ 629.5 nm

3.2 GH (녹색) 파장 빈닝

• 빈 코드 1:517.5 nm ≤ λd < 525.5 nm
• 빈 코드 2:525.5 nm ≤ λd ≤ 533.5 nm

이 빈닝 정보는 디스플레이 또는 표시기 패널에서 여러 LED 간의 정밀한 색상 매칭이 필요한 설계자에게 중요합니다.

4. 성능 곡선 분석

4.1 R6 (적색 칩) 특성

제공된 곡선은 주요 관계를 보여줍니다:

• 상대 광도 대 순방향 전류:전류에 따른 광 출력의 비선형 증가를 보여줍니다. 권장 5mA 이상에서 작동하면 더 높은 광도를 얻을 수 있지만 효율성과 수명에 영향을 미칩니다.
• 상대 광도 대 주변 온도:광 출력의 음의 온도 계수를 보여줍니다. 접합 온도가 상승함에 따라 광도가 감소하는데, 이는 LED 반도체의 기본적인 동작입니다.
• 순방향 전압 대 순방향 전류:다이오드의 I-V 특성 곡선을 나타냅니다.
• 피크 파장 대 주변 온도:온도에 따른 방출 파장의 약간의 이동을 보여줍니다.

4.2 GH (녹색 칩) 특성

녹색 칩의 곡선은 다음을 포함합니다:

• 스펙트럼 분포:상대 강도 대 파장의 그래프로, 정의된 대역폭을 가진 518 nm를 중심으로 합니다.
• 순방향 전압 대 순방향 전류:적색 칩과 유사하지만, InGaN 기반 녹색 LED의 전형적인 더 높은 니 전압을 가집니다.
• 순방향 전류 디레이팅 곡선:주변 온도의 함수로서 허용 가능한 최대 순방향 전류를 보여주는 중요한 그래프입니다. 온도가 상승함에 따라 과열을 방지하고 신뢰성을 보장하기 위해 최대 전류를 줄여야 합니다.
• 방사 패턴:광 강도의 공간적 분포를 보여주며, 130도 시야각을 확인시켜 줍니다.
• 상대 광도 대 순방향 전류 및 주변 온도:이 곡선들은 광 출력이 구동 전류와 작동 온도 모두에 어떻게 의존하는지 보여줍니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

19-22 SMD 패키지는 다음과 같은 주요 치수를 가집니다 (허용 오차 ±0.1mm):

• 길이: 2.0 mm
• 너비: 1.6 mm
• 높이: 0.8 mm
• 리드 간격 (피치): 1.5 mm
• 안정적인 솔더링을 위해 패드 크기와 모양이 정의되어 있습니다.

PCB 풋프린트 설계를 위해 데이터시트에 상세한 치수 도면이 제공됩니다.

5.2 극성 식별

패키지는 조립 중 올바른 방향을 보장하기 위해 일반적으로 캐소드 측에 노치 또는 점 형태의 극성 표시를 특징으로 합니다. 캐소드는 권장 풋프린트에서 특정 패드 모양과도 연관됩니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

무연 리플로우 프로파일이 지정됩니다:

• 예열:150–200°C에서 60–120초.
• 액상선 이상 시간 (217°C):60–150초.
• 피크 온도:최대 260°C.
• 피크 온도 ±5°C 내 시간:최대 10초.
• 가열 속도:최대 6°C/초.
• 255°C 이상 시간:최대 30초.
• 냉각 속도:최대 3°C/초.

동일한 장치에 대해 리플로우 솔더링은 두 번을 초과하여 수행해서는 안 됩니다.

6.2 보관 및 취급 주의사항

• 습기 민감도:장치는 건제와 함께 습기 방지 배리어 백에 포장됩니다. 부품을 사용할 준비가 될 때까지 백을 열지 마십시오.
• 플로어 라이프:개봉 후, LED는 ≤30°C 및 ≤60% RH 조건에서 보관 시 168시간(7일) 이내에 사용해야 합니다. 사용하지 않은 부품은 재밀봉해야 합니다.
• 베이킹:노출 시간을 초과하거나 건제가 습기 침투를 나타내는 경우, 리플로우 전에 60 ±5°C에서 24시간 동안 베이킹이 필요합니다.
• 전류 제한:외부 전류 제한 저항은 필수입니다. LED는 지수적인 전류-전압 관계를 나타내므로, 작은 전압 증가도 크고 파괴적인 전류 서지를 일으킬 수 있습니다.
• 기계적 응력:솔더링 중 또는 최종 애플리케이션에서 LED 본체에 응력을 가하지 마십시오. 조립 후 PCB를 휘지 마십시오.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 릴 및 테이프 사양

제품은 습기 방지 포장 시스템으로 공급됩니다:

• 캐리어 테이프:8mm 너비, 19-22 패키지용으로 설계된 포켓.
• 릴:표준 7인치 직경 릴.
• 릴당 수량:2000개.
• 릴 치수:자동화 장비와의 호환성을 위해 외경, 허브 직경 및 너비가 지정됩니다.

7.2 라벨 정보

릴 라벨에는 추적성 및 애플리케이션을 위한 중요한 정보가 포함됩니다:

• 고객 제품 번호 (CPN)
• 제품 번호 (P/N)
• 포장 수량 (QTY)
• 광도 등급 (CAT)
• 색도 및 파장 등급 (HUE)
• 순방향 전압 등급 (REF)
• 로트 번호 (LOT No)

8. 애플리케이션 제안

8.1 일반적인 애플리케이션 시나리오

• 백라이트:소형 크기와 넓은 시야각으로 인해 계기판 표시기, 스위치 조명 및 심볼 백라이트에 이상적입니다.
• 통신 장비:전화기, 팩스 기기 및 기타 통신 장치의 상태 표시기 및 키패드 백라이트.
• LCD 평면 백라이트:어레이로 사용하여 소형 LCD 패널에 에지 또는 직접 백라이트를 제공할 수 있습니다.
• 일반 목적 표시:다양한 소비자, 산업 및 자동차 전자 제품의 전원 상태, 모드 선택 및 경고 표시기.

8.2 설계 고려사항

• 구동 회로:순방향 전류를 설정하기 위해 항상 직렬 저항을 사용하십시오. 공급 전압(Vs), LED의 순방향 전압(VF) 및 원하는 전류(IF)를 기반으로 저항 값을 계산하십시오: R = (Vs - VF) / IF. 보수적인 설계를 위해 데이터시트의 최대 VF를 사용하십시오.
• 열 관리:작지만 전력 소산(Pd)은 고려해야 하며, 특히 높은 주변 온도나 밀폐된 공간에서 그렇습니다. GH 칩의 디레이팅 곡선을 준수하십시오. 방열을 위해 PCB에 충분한 구리 면적을 확보하십시오.
• ESD 보호:조립 공정이나 최종 사용 환경이 ESD 위험을 초래하는 경우, 특히 GH 칩에 대해 입력 라인에 ESD 보호를 구현하십시오.
• 광학 설계:넓은 130도 시야각은 넓고 확산된 빛을 제공합니다. 더 집중된 빛을 위해서는 외부 렌즈나 라이트 가이드가 필요할 수 있습니다.

9. 기술 비교 및 차별화

19-22/R6GHC-C02/2T는 해당 등급에서 몇 가지 주요 장점을 제공합니다:

• 듀얼 칩/다중 색상 기능:적색과 녹색을 하나의 패키지에 통합함으로써 두 개의 별도 단색 LED를 사용하는 것에 비해 보드 공간을 절약하고 설계와 조립을 단순화합니다.
• 컴팩트 풋프린트:2.0 x 1.6 mm 풋프린트는 더 작은 SMD LED 패키지 중 하나로, 고밀도 레이아웃을 가능하게 합니다.
• 견고한 적색 칩:AlGaInP 기반 R6 칩은 높은 ESD 내성(2000V HBM)을 제공하여 취급 및 작동 시 신뢰성을 향상시킵니다.
• 환경 규정 준수:RoHS, REACH 및 할로겐 프리 표준을 완전히 준수하여 현대 전자 제품에 대한 엄격한 글로벌 규제 요구 사항을 충족합니다.
• 자동화 친화적:테이프 및 릴 포장과 IR/증기상 리플로우 호환성은 비용 효율적인 대량 생산을 지원합니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

10.1 저항 없이 5V 전원으로 이 LED를 직접 구동할 수 있나요?

아니요, 이렇게 하면 LED가 파괴됩니다.LED는 전류 구동 장치입니다. 5V 전원을 LED(특히 일반 VF가 1.9V인 적색 칩)에 직접 연결하면 25mA 최대 정격을 훨씬 초과하는 전류가 흘러 즉시 고장납니다. 외부 전류 제한 저항은 절대적으로 필수입니다.

10.2 적색 칩과 녹색 칩의 ESD 정격이 다른 이유는 무엇인가요?

이 차이는 기본 반도체 재료에서 비롯됩니다. AlGaInP(적색) 구조는 일반적으로 InGaN(녹색/청색) 구조보다 정전기 방전에 대해 더 강건합니다. 이는 기본적인 재료 특성입니다. 특히 녹색 칩을 다룰 때 주의 깊은 ESD 취급이 필요합니다.

10.3 "빈닝" 정보가 제 설계에 어떤 의미가 있나요?

빈닝은 색상 일관성을 보장합니다. 애플리케이션에서 여러 LED가 동일한 색상으로 보여야 하는 경우(예: 표시기 바), 동일한 파장 빈 코드(HUE)의 LED를 지정해야 합니다. 다른 빈을 혼합하면 시각적으로 다른 색조의 적색이나 녹색이 나타날 수 있습니다.

10.4 이 부품을 몇 번까지 리플로우 솔더링할 수 있나요?

데이터시트는 최대 두 번의 리플로우 솔더링 사이클을 지정합니다. 각 열 사이클은 내부 다이 어태치 및 와이어 본드에 응력을 유발합니다. 두 사이클을 초과하면 잠재적 신뢰성 고장 위험이 증가합니다.

11. 실용 설계 사례 연구

시나리오:3.3V 레일로 구동되는 휴대용 장치용 듀얼 컬러(적색/녹색) 상태 표시기 설계.

설계 단계:

1. 선택:듀얼 컬러 기능과 작은 크기로 인해 19-22/R6GHC-C02/2T가 선택되었습니다.
2. 회로 설계:두 개의 독립적인 구동 회로가 필요합니다 (적색 애노드용 하나, 녹색 애노드용 하나, 공통 캐소드).
3. 저항 계산:
   • 적색 (R6, 목표 IF=5mA, 안전을 위해 최대 VF=2.3V 사용): R_red = (3.3V - 2.3V) / 0.005A = 200 Ω. 표준 200 Ω 또는 220 Ω 저항 사용.
   • 녹색 (GH, 목표 IF=5mA, 최대 VF=3.4V 사용): R_green = (3.3V - 3.4V) / 0.005A = -20 Ω. 이 계산은 3.3V로는 녹색 칩을 5mA로 구동하기에 부족함을 보여줍니다(VF 일반은 2.9V이지만 최대는 3.4V). 공급 전압은 LED의 순방향 전압보다 커야 합니다. 녹색 LED의 경우 더 높은 공급 전압(예: 5V) 또는 더 낮은 구동 전류가 필요합니다.
4. PCB 레이아웃:표시기인 경우 LED를 보드 가장자리 가까이 배치하십시오. 데이터시트의 치수 도면에서 권장 패드 레이아웃을 사용하십시오. 열 경로를 제공하면서 솔더링을 돕기 위해 캐소드 패드에 약간의 열 릴리프를 포함하십시오.
5. 소프트웨어 제어:마이크로컨트롤러는 적색과 녹색 애노드를 독립적으로 제어하여 적색, 녹색 또는 (빠르게 교대로) 호박색/노란색을 표시할 수 있습니다.

이 사례는 특히 더 높은 VF를 가진 녹색 및 청색 LED에 대해 순방향 전압 요구 사항에 대해 공급 전압을 확인하는 것의 중요성을 강조합니다.

12. 동작 원리 소개

발광 다이오드(LED)는 전기발광이라는 과정을 통해 빛을 방출하는 반도체 p-n 접합 장치입니다. p-n 접합에 순방향 전압이 가해지면 n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 활성 영역으로 주입됩니다. 이 전하 캐리어(전자와 정공)가 재결합할 때 에너지를 방출합니다. 실리콘과 같은 전통적인 반도체에서는 이 에너지가 주로 열로 방출됩니다. LED에 사용되는 직접 밴드갭 반도체 재료(적색/주황색/노란색용 AlGaInP, 녹색/청색/백색용 InGaN)에서는 이 에너지의 상당 부분이 광자(빛)로 방출됩니다. 방출된 빛의 특정 파장(색상)은 반도체 재료의 밴드갭 에너지에 의해 결정되며, 이는 정확한 화학 조성에 의해 제어됩니다. 19-22 장치는 하나의 패키지 내에 서로 다른 재료로 만들어진 두 개의 이러한 p-n 접합을 포함하여 두 가지 뚜렷한 색상의 발광을 가능하게 합니다.

13. 기술 트렌드

LED 산업은 19-22 SMD LED와 같은 부품과 관련된 몇 가지 주요 궤적을 따라 계속 발전하고 있습니다:

• 효율성 증가:내부 양자 효율(IQE) 및 광 추출 기술의 지속적인 개선으로 동일한 입력 전류에 대해 더 높은 광도(mcd)를 얻거나, 동일한 출력에 대해 더 낮은 전력 소비를 달성합니다.
• 소형화:더 작은 최종 제품을 위한 추진력은 LED 패키지를 더 작은 풋프린트와 더 낮은 프로파일로 이끌며, 1.6x0.8mm 및 1.0x0.5mm 패키지와 같은 트렌드를 따릅니다.
• 향상된 색상 일관성 및 빈닝:에피택셜 성장 및 제조 제어의 발전으로 파장과 광도의 자연적 변동이 줄어들어 더 엄격한 빈과 분류 필요성이 감소하거나, RGB 애플리케이션에서 더 정밀한 색상 혼합을 가능하게 합니다.
• 향상된 신뢰성 및 견고성:고온 작동에서의 수명 향상과 특히 민감한 InGaN 기반 녹색 및 청색 칩에 대한 ESD 내성 증가에 초점을 맞춘 연구가 진행 중입니다.
• 통합 솔루션:내장된 전류 제한 저항, 보호 다이오드 또는 심지어 드라이버 IC("스마트 LED")가 있는 LED로의 트렌드로, 회로 설계를 단순화하고 보드 공간을 절약합니다.

19-22 LED는 성숙하고 널리 채택된 패키지 형식으로, 다양한 표시기 및 백라이트 애플리케이션에 대해 성능, 크기 및 비용의 균형을 맞춥니다.