SMD LED 확산형 노란색 데이터시트 - AlInGaP - 120° 시야각 - 50mA - 3550mcd - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 표면 실장 장치(SMD) 발광 다이오드(LED)의 완전한 기술 사양을 제공합니다. 이 장치는 확산 렌즈를 특징으로 하며, 알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AlInGaP) 반도체 재료를 활용하여 노란색 빛을 생성합니다. 피크 앤드 플레이스 장비 및 적외선 리플로우 솔더링을 포함한 자동화 조립 공정과의 호환성을 위해 설계되어 대량 생산에 적합합니다. 패키지는 업계 표준 8mm 테이프에 감겨 직경 7인치 릴로 공급됩니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 절대 최대 정격

다음 파라미터는 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이 조건에서 또는 이 조건 아래에서의 동작은 보장되지 않으며, 안정적인 성능을 위해 피해야 합니다.

• 전력 소산 (Pd):182 mW. 이는 장치가 열적 한계를 초과하지 않고 열로 방출할 수 있는 최대 전력량입니다.
• 피크 순방향 전류 (IFP):100 mA. 이는 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 1ms 펄스 폭)에서 허용되는 최대 전류입니다. 평균 발열이 감소하기 때문에 DC 정격보다 높습니다.
• DC 순방향 전류 (IF):70 mA. 이는 안정적인 장기 운전을 위해 권장되는 최대 연속 순방향 전류입니다.
• 역방향 전압 (VR):5 V. 이 값을 초과하는 역방향 전압을 가하면 항복이 발생하여 LED 접합을 손상시킬 수 있습니다.
• 동작 온도 범위 (Topr):-40°C ~ +85°C. 장치가 정상적으로 동작하도록 규정된 주변 온도 범위입니다.
• 보관 온도 범위 (Tstg):-40°C ~ +100°C. 전원이 공급되지 않은 상태에서 장치를 보관할 수 있는 온도 범위입니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성

이 파라미터들은 주변 온도(Ta) 25°C에서 측정되며, 지정된 테스트 조건에서의 일반적인 성능을 나타냅니다.

• 광도 (Iv):순방향 전류(IF) 50mA에서 1400 mcd(최소)부터 3550 mcd(일반 최대)까지 범위입니다. 이는 특정 방향(축 방향)에서 인지되는 광원의 밝기를 측정합니다. 측정은 인간 눈의 명시감도 반응(CIE 곡선)에 맞춰 필터링된 센서를 사용합니다.
• 시야각 (2θ1/2):120도 (일반). 이는 광도가 축 방향 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도입니다. 120°와 같은 넓은 시야각은 확산된 광 출력 패턴을 나타내며, 집중된 빔보다는 광범위한 영역 조명이 필요한 응용 분야에 적합합니다.
• 피크 발광 파장 (λP):591 nm (일반). 이는 방출된 빛의 스펙트럼 파워 분포가 최대가 되는 파장입니다.
• 주 파장 (λd):IF=50mA에서 584.5 nm ~ 594.5 nm 범위입니다. 이는 CIE 색도도에서 유도된 색도학적 양입니다. 이는 인간의 눈이 LED의 빛과 동일한 색으로 인지할 단일 파장의 단색광을 나타냅니다. 노란색 색좌표를 정의하는 핵심 파라미터입니다.
• 스펙트럼 선 반폭 (Δλ):15 nm (일반). 이는 최대 파워의 절반에서의 방출 스펙트럼 폭(반치폭, FWHM)입니다. 15nm 값은 AlInGaP 기술의 특징인 상대적으로 협대역 노란색 방출을 나타냅니다.
• 순방향 전압 (VF):IF=50mA에서 2.2 V (일반). 이는 지정된 전류에서 동작할 때 LED 양단에 걸리는 전압 강하입니다. 전류 제한 회로 설계에 있어 중요한 파라미터입니다.
• 역방향 전류 (IR):VR=5V에서 10 μA (최대). 이는 지정된 역방향 전압이 인가될 때 흐르는 작은 누설 전류입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산의 일관성을 보장하기 위해, LED는 주요 파라미터에 따라 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 색상, 밝기 및 전압에 대한 특정 요구사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 순방향 전압 빈닝

IF = 50mA 테스트 조건에서 빈닝됩니다. 각 빈 내 허용 오차는 +/-0.1V입니다.

• D2:1.80V (최소) - 2.00V (최대)
• D3:2.00V (최소) - 2.20V (최대)
• D4:2.20V (최소) - 2.40V (최대)
• D5:2.40V (최소) - 2.60V (최대)

3.2 광도 빈닝

IF = 50mA 테스트 조건에서 빈닝됩니다. 각 빈 내 허용 오차는 +/-11%입니다.

• W2:1400 mcd (최소) - 1800 mcd (최대)
• X1:1800 mcd (최소) - 2240 mcd (최대)
• X2:2240 mcd (최소) - 2800 mcd (최대)
• Y1:2800 mcd (최소) - 3550 mcd (최대)

3.3 주 파장 빈닝

IF = 50mA 테스트 조건에서 빈닝됩니다. 각 빈 내 허용 오차는 +/-1nm입니다. 이는 노란색의 색조를 직접적으로 제어합니다.

• H:584.5 nm (최소) - 587.0 nm (최대)
• J:587.0 nm (최소) - 589.5 nm (최대)
• K:589.5 nm (최소) - 592.0 nm (최대)
• L:592.0 nm (최소) - 594.5 nm (최대)

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에서 특정 그래프(예: 스펙트럼 출력용 그림 1, 시야각용 그림 5)가 참조되지만, 제공된 데이터를 통해 주요 관계를 분석할 수 있습니다.

• 전류 대 광도 (I-Iv 곡선):광도는 50mA에서 지정됩니다. 일반적으로 AlInGaP LED의 경우, 광 출력은 전류에 따라 비선형적으로 증가합니다. 권장 DC 전류 이상으로 동작하면 발열 증가, 효율 저하 및 성능 열화 가속화가 발생할 수 있습니다.
• 온도 의존성:LED의 광도와 순방향 전압은 온도에 민감합니다. 광도는 일반적으로 접합 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 순방향 전압은 일반적으로 음의 온도 계수를 가지며, AlInGaP의 경우 약 2 mV/°C씩 감소합니다. 안정적인 광학 성능을 유지하기 위해 열 관리 설계가 반드시 고려되어야 합니다.
• 스펙트럼 분포:일반 피크 591 nm 및 반폭 15 nm를 가지며, 방출은 가시 스펙트럼의 노란색 영역에 집중되어 있습니다. 주 파장 빈(H ~ L)은 매우 유사한 색도 좌표를 가진 LED를 그룹화하여 색상 일관성을 보장합니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

5.1 장치 패키지 치수

LED는 EIA 표준 SMD 패키지 외형을 따릅니다. 상세 치수 도면은 데이터시트에 밀리미터 단위로 제공됩니다. 주요 특징으로는 전체 길이, 너비, 높이 및 솔더 패드와 렌즈 구조의 배치 및 크기가 포함됩니다. 별도로 명시되지 않는 한 ±0.2 mm의 허용 오차가 적용됩니다.

5.2 극성 식별

데이터시트에는 캐소드 및 애노드 단자를 표시하는 다이어그램이 포함되어 있습니다. 조립 시 올바른 극성을 준수해야 합니다. 캐소드는 일반적으로 노치, 녹색 표시 또는 패키지 하단의 짧은 리드/탭으로 표시됩니다.

5.3 테이프 및 릴 패키징

장치는 보호 커버 테이프가 있는 엠보싱 캐리어 테이프로 공급됩니다.

• 테이프 폭:8 mm.
• 릴 직경:7 인치 (178 mm).
• 릴당 수량:2000개.
• 잔량 최소 주문 수량 (MOQ):500개.
• 패키징은 자동화 조립 장비와의 호환성을 보장하기 위해 ANSI/EIA-481 사양을 따릅니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

장치는 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정과 호환됩니다. 무연 솔더링을 위한 JEDEC J-STD-020B를 준수하는 권장 프로파일이 제공됩니다.

• 예열 온도:150°C ~ 200°C.
• 예열 시간:최대 120초.
• 피크 본체 온도:최대 260°C.
• 액상선 이상 시간 (TAL):권장 시간은 프로파일 그래프에 지정됩니다 (일반적으로 60-90초).
• 최대 통과 횟수:2회.

6.2 핸드 솔더링

핸드 솔더링이 필요한 경우, 각별한 주의가 필요합니다.

• 인두 온도:최대 300°C.
• 패드당 솔더링 시간:최대 3초.
• 최대 횟수:접합부당 1회만 가능.

6.3 보관 및 취급

• 밀봉 패키지:≤30°C 및 ≤70% 상대 습도(RH)에서 보관하십시오. 1년 이내에 사용하십시오.
• 개봉 패키지:주변 공기에 노출된 부품은 ≤30°C 및 ≤60% RH에서 보관해야 합니다. 습기 차단 백 개봉 후 168시간(7일) 이내에 IR 리플로우 솔더링을 완료하는 것이 권장됩니다.
• 장기 보관 (개봉):건조제가 들어 있는 밀폐 용기 또는 질소 건조기 내에 보관하십시오.
• 베이킹:부품이 168시간 이상 노출된 경우, 솔더링 전 약 60°C에서 최소 48시간 동안 베이킹하여 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 중 "팝콘" 현상으로 인한 손상을 방지해야 합니다.

6.4 세척

조립 후 세척이 필요한 경우, 승인된 용제만 사용하십시오.

• 권장 용제:에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올.
• 절차:상온에서 1분 미만 동안 침지하십시오. 패키지에 안전한 것으로 확인되지 않는 한 초음파 세척을 사용하지 마십시오.
• 경고:지정되지 않은 화학 액체를 사용하지 마십시오. LED 렌즈나 패키지 재질을 손상시킬 수 있습니다.

7. 응용 노트 및 설계 고려사항

7.1 구동 회로 설계

LED는 전류 구동 장치입니다. 안정적인 동작과 장수명을 보장하기 위해 전류 제한 메커니즘이 필수적입니다.

• 직렬 저항 (회로 모델 A):가장 일반적이며 권장되는 방법입니다. 저항(R)이 LED와 직렬로 연결됩니다. 값은 옴의 법칙을 사용하여 계산됩니다: R = (Vcc - VF) / IF. 여기서 Vcc는 공급 전압, VF는 LED 순방향 전압(최악의 경우 전류 계산을 위해 빈의 최대값 사용), IF는 원하는 동작 전류(예: 20mA, 50mA)입니다. 이 방법은 LED당 우수한 전류 조절을 제공하며 구현이 간단합니다.
• 병렬 연결 경고:여러 LED를 단일 전류 제한 저항과 직접 병렬로 연결하는 것(회로 모델 B)은 권장되지 않습니다. 개별 LED 간의 순방향 전압(VF)의 작은 변동(동일한 빈 내에서도)은 전류 분배에 심각한 불균형을 초래합니다. 하나의 LED가 대부분의 전류를 끌어당겨 과열 및 조기 고장을 일으키는 반면, 다른 LED들은 어둡게 남을 수 있습니다. 항상 각 LED마다 별도의 직렬 저항을 사용하거나 능동 정전류 드라이버를 사용하십시오.

7.2 열 관리

전력 소산이 상대적으로 낮지만, 효과적인 열 설계는 성능과 신뢰성을 유지하는 데 중요합니다.

• PCB 레이아웃:LED의 솔더 패드에 연결된 충분한 구리 면적(열 패드 또는 푸어)을 히트 싱크로 사용하여 장치에서 열을 방출하도록 하십시오.
• 주변 온도:동작 주변 온도가 지정된 범위 내에 있는지 확인하십시오. 보드상의 다른 부품에서 발생하는 열을 고려하십시오.
• 전류 디레이팅:높은 주변 온도(약 +85°C에 근접)에서 동작할 경우, 접합 온도를 낮추고 광속 감소를 방지하기 위해 동작 전류를 디레이팅(감소)하는 것을 고려하십시오.

7.3 일반적인 응용 시나리오

확산 렌즈, 넓은 시야각 및 노란색의 조합은 이 LED를 다양한 응용 분야에 적합하게 만듭니다:

• 상태 및 표시등:소비자 가전, 산업 제어 패널 및 계측기의 전원 켜기/끄기, 대기 모드, 시스템 활동, 경고 표시등.
• 백라이트:균일하고 광각의 조명이 필요한 멤브레인 스위치, 키패드 및 전면 패널의 레전드용 엣지 라이트 또는 다이렉트 라이트 백라이트.
• 자동차 실내 조명:경고등, 스위치 조명 및 일반 주변 조명 (특정 자동차 표준에 대한 적격성 평가 필요).
• 간판 및 장식 조명:건축 요소 또는 장식 디스플레이의 액센트 조명.

8. 기술 소개 및 트렌드

8.1 AlInGaP 기술

이 LED는 알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AlInGaP) 반도체 재료를 기반으로 합니다. AlInGaP는 스펙트럼의 빨강, 주황, 호박색 및 노란색 영역에서 빛을 생성하는 데 특히 효율적입니다. 주요 장점으로는 갈륨 포스파이드(GaP)와 같은 구형 기술에 비해 이러한 색상에서 높은 광 효율(루멘/와트)과 우수한 색 순도(협스펙트럼 폭)가 있습니다. 이 재료 시스템은 구성 원소의 비율을 조정하여 밴드갭과 방출 파장을 정밀하게 조정할 수 있습니다.

8.2 확산 렌즈 대 투명 렌즈

확산(우윳빛 또는 무광) 렌즈 재료에는 산란 입자가 포함되어 있습니다. 작은 반도체 칩에서 나온 빛이 이 렌즈를 통과할 때, 많은 방향으로 산란됩니다. 이로 인해 훨씬 더 넓은 시야각(이 경우 120°)과 눈부심이 줄어들고 칩에서 보이는 "핫 스팟"이 없는 더 균일하고 부드러운 외관이 생성됩니다. 이는 더 집중된 빔과 좁은 시야각, 뚜렷한 밝은 중심점을 생성하는 투명(워터 클리어) 렌즈와 대조됩니다.

8.3 업계 트렌드

SMD LED의 일반적인 트렌드는 더 높은 효율, 더 높은 신뢰성 및 더 작은 패키지 크기로 향하고 있습니다. 이 데이터시트는 성숙하고 신뢰할 수 있는 제품을 나타내지만, 형광체 변환 노란색 LED(노란색 형광체가 있는 블루 칩 사용)의 새로운 발전은 효율, 색 재현성 및 비용 측면에서 다른 절충안을 제공할 수 있습니다. 또한, 패키징 재료 및 열 관리 기술의 발전은 모든 LED 기술의 전력 밀도와 수명 한계를 계속해서 확장하고 있습니다. 소형화를 위한 추진력은 광 출력을 유지하거나 개선하면서 더 작은 패키지 풋프린트로 이어지고 있습니다.