SMD LED 17-21 딥 레드 데이터시트 - 크기 1.6x0.8x0.6mm - 전압 1.75-2.35V - 전력 60mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 컴팩트한 17-21 패키지의 표면 실장 딥 레드 LED에 대한 사양을 상세히 설명합니다. 이 부품은 현대적인 전자 조립을 위해 설계되었으며, 기존의 리드 프레임 LED에 비해 크기와 무게를 획기적으로 줄였습니다. 주요 장점으로는 더 작은 인쇄 회로 기판 설계, 더 높은 부품 집적도를 가능하게 하며, 궁극적으로 더 컴팩트하고 가벼운 최종 사용자 장비에 기여합니다.

1.1 핵심 특징 및 규격 준수

LED는 7인치 직경 릴에 감긴 8mm 테이프에 공급되어 자동 픽 앤 플레이스 조립 장비와 완벽하게 호환됩니다. 적외선 및 증기상 리플로우 솔더링 공정 모두에 사용할 수 있도록 인증되었습니다. 이 소자는 단색 타입으로 딥 레드 빛을 방출합니다. 무연 재료로 제작되었으며, EU RoHS 지침, EU REACH 규정 및 무할로겐 요구사항을 포함한 주요 환경 및 안전 규정을 준수합니다.

1.2 목표 응용 분야

이 LED는 다양한 표시등 및 백라이트 응용 분야에 적합합니다. 일반적인 용도로는 계기판 대시보드 및 스위치 백라이트, 전화 및 팩스와 같은 통신 장치의 상태 표시등 및 키패드 백라이트, LCD 평면 백라이트, 작고 신뢰할 수 있는 적색 광원이 필요한 일반 목적 표시등 응용 분야가 있습니다.

2. 기술 파라미터: 심층 객관적 해석

다음 섹션에서는 데이터시트 파라미터를 기반으로 LED의 전기적, 광학적 및 열적 특성에 대한 상세하고 객관적인 분석을 제공합니다. 별도로 명시되지 않는 한 모든 정격은 주변 온도 25°C에서 지정됩니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 소자에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이 조건에서 또는 이 조건 아래에서의 동작은 보장되지 않으며 회로 설계 시 피해야 합니다.

• 역방향 전압 (VR):5V. 역방향으로 이 전압을 초과하면 접합 파괴가 발생할 수 있습니다.
• 연속 순방향 전류 (IF):25 mA. 이는 신뢰할 수 있는 장기 운전을 위해 권장되는 최대 DC 전류입니다.
• 피크 순방향 전류 (IFP):60 mA. 이는 1 kHz에서 듀티 사이클 1/10의 펄스 조건에서만 허용됩니다. 연속 사용용이 아닙니다.
• 전력 소산 (Pd):60 mW. 이는 열 한계를 초과하지 않고 패키지가 소산할 수 있는 최대 전력입니다.
• 정전기 방전 (ESD) 인체 모델 (HBM):2000V. 이는 소자의 정전기 민감도를 나타냅니다. 적절한 ESD 취급 절차를 따라야 합니다.
• 동작 온도 (Topr):-40°C ~ +85°C. 소자가 동작하도록 지정된 주변 온도 범위입니다.
• 보관 온도 (Tstg):-40°C ~ +90°C. 전원이 공급되지 않은 상태에서 소자를 보관할 수 있는 온도 범위입니다.
• 솔더링 온도 (Tsol):리플로우 솔더링의 경우, 최대 10초 동안 최대 260°C의 피크 온도가 지정됩니다. 핸드 솔더링의 경우, 납땜 인두 팁 온도는 단자당 최대 3초 동안 350°C를 초과해서는 안 됩니다.

2.2 전기-광학 특성

이 파라미터는 정상 동작 조건(IF=20mA, Ta=25°C)에서 LED의 광 출력 및 전기적 거동을 정의합니다.

• 광도 (Iv):최소 36.00 mcd에서 최대 90.00 mcd까지 범위입니다. 전형값은 지정되지 않았으며, 이는 빈닝 시스템을 통해 성능이 관리됨을 나타냅니다 (섹션 3 참조).
• 시야각 (2θ1/2):반 강도에서의 전형적인 전체 시야각은 140도로, 넓은 방사 패턴을 제공합니다.
• 피크 파장 (λp):광 출력이 최대가 되는 전형적인 파장은 639 나노미터(nm)로, 스펙트럼의 딥 레드 영역에 위치합니다.
• 주 파장 (λd):인지되는 색상 파장은 625.5 nm에서 637.5 nm까지 범위입니다. 이 또한 빈닝을 통해 관리됩니다.
• 스펙트럼 대역폭 (Δλ):방출 스펙트럼의 전형적인 반치폭은 20 nm입니다.
• 순방향 전압 (VF):20mA에서 1.75V에서 2.35V까지 범위입니다. 이 파라미터는 빈닝됩니다.
• 역방향 전류 (IR):역방향 전압 5V가 인가될 때 최대 10 μA입니다. 데이터시트는 이 소자가 역방향 동작을 위해 설계되지 않았음을 명시적으로 언급합니다. 이 테스트 파라미터는 품질 보증용일 뿐입니다.

중요 참고사항:데이터시트는 제조 공차를 지정합니다: 광도 (±11%), 주 파장 (±1nm), 순방향 전압 (±0.1V). 이는 빈닝된 값에 적용됩니다.

3. 빈닝 시스템 설명

대량 생산에서 일관성을 보장하기 위해, LED는 주요 성능 파라미터를 기준으로 분류(빈닝)됩니다. 이를 통해 설계자는 응용 분야에 맞는 특정 밝기와 색상 요구사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 광도 빈닝

LED는 IF=20mA에서 측정된 광도에 따라 네 개의 빈(N2, P1, P2, Q1)으로 분류됩니다. 예를 들어, Q1 빈 LED는 72.00에서 90.00 mcd 사이의 광도를 가집니다.

3.2 주 파장 빈닝

인지되는 색상(색조)은 세 개의 파장 빈(E6, E7, E8)을 통해 제어됩니다. E6 빈 LED는 주 파장이 625.50 nm에서 629.50 nm 사이로, E8 빈(633.50 nm ~ 637.50 nm)에 비해 약간 다른 빨간색 색조를 가집니다.

3.3 순방향 전압 빈닝

순방향 전압은 세 그룹(0, 1, 2)으로 빈닝됩니다. 이는 전류 제한 회로 설계, 특히 여러 LED를 직렬로 구동할 때 균일한 전류 분배를 보장하기 위해 중요합니다. 빈 0 LED는 VF가 1.75V에서 1.95V 사이인 반면, 빈 2 LED는 2.15V에서 2.35V 사이입니다.

4. 성능 곡선 분석

제공된 PDF 발췌문에는 "전형적인 전기-광학 특성 곡선" 섹션이 표시되어 있지만, 특정 그래프(예: IV 곡선, 상대 광도 대 전류, 상대 광도 대 온도, 스펙트럼 분포)는 텍스트 내용에 포함되어 있지 않습니다. 완전한 데이터시트에서 이러한 곡선은 설계에 필수적입니다. 일반적으로 다음을 보여줍니다:

• 순방향 전류 대 순방향 전압 (IV 곡선):비선형 관계를 보여주며, 동적 저항과 주어진 전류에 필요한 구동 전압을 결정하는 데 도움을 줍니다.
• 상대 광도 대 순방향 전류:광 출력이 전류와 함께 어떻게 증가하는지 보여주며, 종종 더 높은 전류에서 포화 효과를 보여줍니다.
• 상대 광도 대 주변 온도:접합 온도가 상승함에 따라 광 출력이 감소하는 것을 보여주며, 이는 열 관리에 중요합니다.
• 정규화된 스펙트럼 분포:파장에 대한 상대 강도를 그래프로 그린 것으로, 피크 파장(639nm)과 스펙트럼 대역폭(20nm)을 시각적으로 확인할 수 있습니다.

설계자는 비표준 조건(다른 전류 또는 온도)에서 LED의 거동을 정확하게 모델링하기 위해 그래프가 포함된 전체 데이터시트를 참조해야 합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수 및 극성

LED는 표준 17-21 SMD 패키지 풋프린트를 사용합니다. 주요 치수(밀리미터)는 PCB 랜드 패턴 설계에 중요합니다. 패키지는 극성 식별을 위해 표시된 캐소드를 가지고 있습니다. 전형적인 랜드 패턴은 애노드와 캐소드 단자에 해당하는 두 개의 패드를 가지며, 적절한 솔더링과 기계적 안정성을 보장하기 위해 권장 솔더 패드 크기와 간격을 가집니다. 정확한 치수는 데이터시트의 "패키지 치수" 도면에서 가져와야 합니다.

5.2 습기 민감도 및 포장

소자는 고온 리플로우 솔더링 공정 중 "팝콘 현상"(패키지 균열)을 일으킬 수 있는 대기 중 수분 흡수를 방지하기 위해 건조제와 함께 습기 방지 배리어 백에 포장됩니다. 백의 라벨에는 추적성 및 응용을 위한 중요한 정보가 포함되어 있습니다: 고객 제품 번호, 제품 번호, 포장 수량, 광도, 주 파장 및 순방향 전압에 대한 특정 빈 코드.

5.3 릴 및 테이프 사양

부품은 엠보싱된 캐리어 테이프에 공급되어 7인치 릴에 감겨 있습니다. 테이프 치수(포켓 크기, 피치) 및 릴 치수(허브 직경, 플랜지 직경)는 자동 조립 장비와 호환되도록 표준화되어 있습니다. 적재 수량은 릴당 3000개로 지정됩니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

이 지침을 준수하는 것은 조립 수율과 장기 신뢰성에 매우 중요합니다.

6.1 보관 및 취급

• 사용 준비가 될 때까지 습기 방지 백을 열지 마십시오.
• 개봉 후 사용하지 않은 LED는 ≤30°C 및 ≤60% 상대 습도에서 보관해야 합니다.
• 백 개봉 후 "플로어 라이프"는 168시간(7일)입니다. 이 기간 이후 미사용 부품은 사용 전 재건조(60±5°C, 24시간) 및 새 건조제와 함께 재포장해야 합니다.
• 항상 ESD 안전 취급 절차를 따르십시오.

6.2 리플로우 솔더링 프로파일

무연 리플로우 프로파일이 지정됩니다. 주요 파라미터는 다음과 같습니다:

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

중요 규칙:동일한 LED에 대해 리플로우 솔더링은 두 번 이상 수행해서는 안 됩니다.

6.3 핸드 솔더링 및 리워크

핸드 솔더링이 불가피한 경우, 팁 온도 ≤350°C의 납땜 인두를 사용하고 각 단자에 ≤3초 동안 열을 가하십시오. 저전력 인두(≤25W)를 사용하고 단자 사이에 ≥2초의 냉각 간격을 두십시오. 데이터시트는 LED가 솔더링된 후 리워크를 강력히 권장하지 않습니다. 절대 필요한 경우, 제거 중 기계적 스트레스를 피하기 위해 두 단자를 동시에 가열하는 특수 이중 헤드 납땜 인두를 사용해야 하며, LED 특성에 미치는 영향을 확인해야 합니다.

7. 응용 제안 및 설계 고려사항

7.1 전류 제한은 필수

LED는 전류 구동 소자입니다. 데이터시트는 직렬 전류 제한 저항이반드시사용되어야 한다고 명시적으로 경고합니다. 순방향 전압은 음의 온도 계수를 가지며, 다이오드의 지수적 IV 특성으로 인해 작은 변화가 전류의 큰 변화를 일으켜 열 폭주 및 고장으로 이어질 수 있습니다.

7.2 열 관리

패키지가 작지만 60mW의 전력 소산 한계를 준수해야 합니다. 높은 주변 온도나 높은 전류에서 동작하면 광 출력과 수명이 감소합니다. 최대 정격 근처에서 동작하는 경우 충분한 PCB 구리 면적 또는 열 비아를 사용하십시오.

7.3 광학 설계

140° 시야각은 넓고 확산된 광 패턴을 제공하여 영역 조명 또는 다양한 각도에서 보여야 하는 표시등에 적합합니다. 더 집중된 빛을 위해서는 외부 렌즈나 반사기가 필요합니다.

8. 기술 비교 및 차별화

이 17-21 딥 레드 LED의 주요 차별점은 특정 반도체 재료와 매우 컴팩트한 표면 실장 패키지의 조합입니다.

• 기존 스루홀 LED 대비:공간 절약, 무게 감소, 고속 자동 조립 호환성을 제공하여 전체 제조 비용을 낮춥니다.
• 다른 SMD 레드 LED 대비:AIGaInP 기술 사용은 일반적으로 적색 발광을 위한 다른 재료 시스템에 비해 더 높은 효율과 더 나은 온도 안정성을 제공합니다. 특정 639nm 피크/딥 레드 색상은 시각적 독특함이나 특정 센서 응용에서의 효과 때문에 선택될 수 있습니다.
• 더 큰 SMD 패키지 대비 (예: 3528, 5050):17-21 패키지는 상당히 작아 초소형 설계를 가능하게 하지만, 일반적으로 더 작은 다이 크기와 열 한계로 인해 총 광 출력이 낮습니다.

8.1 동작 원리

빛은 AIGaInP 반도체 칩 내에서 전계발광이라는 과정을 통해 생성됩니다. 순방향 전압이 인가되면 전자와 정공이 반도체 접합의 활성 영역으로 주입됩니다. 이 전하 캐리어가 재결합할 때 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. AIGaInP 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접적으로 방출되는 빛의 파장(색상)을 정의합니다. 이 경우 약 639 nm의 딥 레드입니다.

9. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 이 LED를 3.3V 또는 5V 논리 공급 전원에 직접 구동할 수 있나요?

A: 아닙니다. 항상 직렬 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 필요한 저항 값은 옴의 법칙을 사용하여 계산됩니다: R = (공급 전압 - LED_VF) / 원하는 전류. 보수적인 설계를 위해 최대 VF(2.35V)를 사용하고 3.3V 공급, 20mA 목표로: R = (3.3 - 2.35) / 0.02 = 47.5Ω. 표준 47Ω 또는 51Ω 저항이 적절할 것입니다.

Q: 왜 광도가 빈과 함께 범위로 주어지나요?

A: 반도체 제조 공정의 고유한 변동성으로 인해 개별 LED는 약간 다른 성능을 가집니다. 빈닝은 보장된 최소값과 최대값을 가진 그룹으로 분류하여 설계자가 비용과 성능 요구에 맞는 적절한 밝기 등급을 선택할 수 있게 합니다.

Q: 백을 개봉한 후 7일 플로어 라이프를 초과하면 어떻게 되나요?

A: 흡수된 수분이 리플로우 중에 증기로 변할 수 있어 내부 박리 또는 균열을 일으킬 수 있습니다. 부품은 사용 전 60°C에서 24시간 동안 건조하여 재조건해야 합니다.

Q: 이 LED는 자동차 계기판 조명에 적합한가요?

A: "대시보드 백라이트"가 응용 분야로 나열되어 있지만, 데이터시트에는 "응용 제한" 섹션이 포함되어 있습니다. 자동차 안전/보안 시스템과 같은 고신뢰성 응용 분야에는 다른, 더 엄격하게 인증된 제품이 필요할 수 있다고 경고합니다. 비중요 계기판 조명에는 적합할 수 있지만, 안전 관련 표시등의 경우 자동차 표준에 특별히 인증된 제품을 조달해야 합니다.

10. 실용적 설계 및 사용 사례

시나리오: 컴팩트 상태 표시등 패널 설계설계자는 고밀도 제어 보드에 여러 개의 딥 레드 상태 LED가 필요합니다. 작은 크기 때문에 이 17-21 LED를 선택합니다. 모든 표시등에서 밝고 일관된 색상을 보장하기 위해 Q1 밝기 빈과 E7 파장 빈을 지정합니다. PCB 레이아웃에서 데이터시트의 권장 랜드 패턴을 사용합니다. 3.3V 레귤레이터, 각 LED에 대한 51Ω 전류 제한 저항(~18-20mA), 작은 열 릴리프 패드를 사용하여 구동 회로를 설계합니다. 조립 중에는 공장 밀봉 릴이 플로어 라이프 내에 사용되고 지정된 리플로우 프로파일을 따르도록 합니다. 이는 신뢰할 수 있고 컴팩트한 표시 시스템을 만듭니다.

11. 기술 트렌드

표시등을 포함한 LED 기술의 일반적인 트렌드는 몇 가지 주요 영역을 향해 진행되고 있습니다:

• 효율 증가:지속적인 재료 과학 개선은 전기 입력 전력당 더 많은 빛을 생산하여 에너지 소비와 열 부하를 줄이는 것을 목표로 합니다.
• 소형화:패키지는 계속 축소되어 더 작은 전자 장치를 가능하게 합니다.
• 더 높은 신뢰성 및 견고성:패키징 재료 및 다이 부착 기술의 개선으로 수명과 열 사이클링 및 습기에 대한 저항성이 향상됩니다.
• 통합:여러 LED, 제어 IC, 심지어 수동 소자를 단일, 더 스마트한 모듈 패키지로 통합하는 트렌드가 있습니다.
• 표준화 및 규정 준수:더 엄격하고 광범위한 환경 규정이 산업 전반에 걸쳐 재료 변화를 계속해서 주도하고 있습니다.