SMD LED 0603 녹색 데이터시트 - 치수 1.6x0.8x0.6mm - 전압 3.2V - 전력 76mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 0603 패키지 크기의 표면 실장 장치(SMD) 발광 다이오드(LED)에 대한 완전한 기술 사양을 제공합니다. 이 소자는 인듐 갈륨 질화물(InGaN) 반도체 재료를 사용하여 녹색광을 생성합니다. 자동화 조립 공정을 위해 설계되었으며, 표준 적외선 및 기상 리플로우 솔더링 기술과 호환되어 대량 전자 제조에 적합합니다.

이 부품의 핵심 장점은 컴팩트한 크기, 유해물질 사용 제한(RoHS) 지침과의 호환성, 그리고 자동화 배치 시스템에서의 신뢰성을 위한 설계를 포함합니다. 표시등, 백라이트 또는 상태 표시가 필요한 다양한 소비자 및 산업용 전자 응용 분야에서 사용하기 위한 것입니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 절대 최대 정격

절대 최대 정격은 소자에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 값들은 연속 동작을 위한 것이 아닙니다.

• 전력 소산 (Pd):76 mW. 이는 주변 온도(Ta) 25°C에서 LED 패키지가 열로 소산할 수 있는 최대 총 전력입니다.
• 피크 순방향 전류 (I_F(PEAK)):100 mA. 이는 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서 허용되는 최대 전류입니다. 이를 초과하면 즉각적인 파괴적 고장을 일으킬 수 있습니다.
• 연속 순방향 전류 (I_F):20 mA. 이는 장기적인 신뢰성과 안정적인 광 출력을 보장하기 위한 연속 DC 동작의 권장 최대 전류입니다.
• DC 전류 감액:주변 온도 50°C 이상에서는 허용 가능한 최대 연속 전류가 섭씨 1도당 0.25 mA의 비율로 선형적으로 감소합니다. 이는 밀폐된 또는 고온 환경에서의 열 관리에 매우 중요합니다.
• 역방향 전압 (V_R):5 V. 이보다 큰 역바이어스 전압을 가하면 LED의 PN 접합이 항복될 수 있습니다.
• 동작 및 보관 온도:이 소자는 -20°C에서 +80°C 사이에서 동작하도록 정격화되었으며, -30°C에서 +100°C 사이에서 보관할 수 있습니다.

2.2 전기-광학 특성

이 파라미터들은 별도로 명시되지 않는 한, 주변 온도 25°C, 순방향 전류(I_F) 20 mA의 표준 테스트 조건에서 측정됩니다.

• 광도 (I_V):최소 71.0 mcd에서 최대 450.0 mcd까지 범위를 가지며, 일반적인 값이 제공됩니다. 이 넓은 범위는 빈닝 시스템(후술)을 통해 관리됩니다. 광도는 인간 눈의 명시 응답(CIE 곡선)에 맞춰 필터링된 센서를 사용하여 측정됩니다.
• 시야각 (2\u03b8_1/2):130도. 이는 광도가 축상에서 측정된 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도입니다. 130도의 각도는 표시등 응용에 적합한 넓고 확산된 광 패턴을 나타냅니다.
• 피크 파장 (\u03bb_P):530 nm. 이는 스펙트럼 전력 출력이 가장 높은 파장입니다.
• 주 파장 (\u03bb_d):525 nm. 이는 CIE 색도도에서 유도되며, 빛의 지각된 색상을 가장 잘 설명하는 단일 파장을 나타냅니다. 색상 일관성을 위한 핵심 파라미터입니다.
• 스펙트럼 대역폭 (\u0394\u03bb):35 nm. 이는 최대 전력의 절반에서 방출 스펙트럼의 폭(반치폭 - FWHM)입니다. 더 좁은 대역폭은 더 순수하고 채도 높은 색상을 나타냅니다.
• 순방향 전압 (V_F):2.80 V(최소)에서 3.60 V(최대)까지 범위를 가지며, 20 mA에서의 일반적인 값은 3.20 V입니다. 이 변동은 전압 빈닝을 통해 관리됩니다.
• 역방향 전류 (I_R):5 V 역바이어스가 인가될 때 최대 10 \u00b5A입니다. 응용에서 이보다 현저히 높은 값은 손상된 소자를 나타낼 수 있습니다.

3. 빈닝 시스템 설명

To ensure consistency in mass production, LEDs are sorted into "bins" based on key performance parameters. This allows designers to select components that meet specific tolerance requirements for their application.

3.1 순방향 전압 빈닝

단위는 20 mA에서 측정된 순방향 전압(V_F)에 따라 분류됩니다. 빈(D7 ~ D10)은 각 빈 내에서 \u00b10.1V의 허용 오차를 가집니다.
예시: 빈 D8은 V_F가 3.00V에서 3.20V 사이인 LED를 포함합니다.

3.2 광도 빈닝

단위는 20 mA에서 측정된 광도(I_V)에 따라 분류됩니다. 빈(Q, R, S, T)은 각 빈 내에서 \u00b115%의 허용 오차를 가집니다.
예시: 빈 S는 광도가 180.0 mcd에서 280.0 mcd 사이인 LED를 포함합니다.

3.3 주 파장 빈닝

단위는 20 mA에서 측정된 주 파장(\u03bb_d)에 따라 분류됩니다. 빈(AP, AQ, AR)은 각 빈 내에서 \u00b11 nm의 허용 오차를 가집니다.
예시: 빈 AQ는 주 파장이 525.0 nm에서 530.0 nm 사이인 LED를 포함하여 특정한 그늘의 녹색을 생성합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트(그림1, 그림6)에서 특정 그래픽 곡선이 참조되지만, 그 함의는 LED 기술에 대해 표준적입니다.

• IV 곡선:순방향 전류(I_F)와 순방향 전압(V_F) 사이의 관계는 지수적입니다. "무릎" 전압을 넘어서는 작은 전압 증가는 크고 잠재적으로 손상적인 전류 증가를 초래합니다. 이것이 정전류 구동이 필수적인 이유입니다.
• 광도 대 전류:광 출력은 동작 범위 내에서 순방향 전류에 거의 비례합니다. 그러나 매우 높은 전류에서는 열 증가로 인해 효율이 떨어질 수 있습니다.
• 광도 대 온도:LED의 광 출력은 접합 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 이는 높은 주변 온도에서 동작하거나 열 관리가 좋지 않은 응용 분야에서 중요한 고려 사항입니다.
• 스펙트럼 분포:방출된 빛 스펙트럼은 피크 파장을 중심으로 대략 가우시안 분포를 이룹니다. 주 파장은 CIE 차트에서 지각된 색상점을 정의합니다.

5. 기계적 및 포장 정보

5.1 패키지 치수

이 소자는 EIA 표준 0603 패키지 풋프린트를 준수하며, 길이 약 1.6mm, 너비 0.8mm, 높이 0.6mm(허용 오차 \u00b10.10mm)의 치수를 가집니다. 렌즈는 투명합니다. 정확한 패드 레이아웃과 부품 형상을 위해서는 상세한 기계 도면을 참조해야 합니다.

극성은 일반적으로 부품 본체의 표시 또는 패키지의 비대칭적인 특징으로 표시됩니다. 캐소드가 일반적으로 표시됩니다. 5V를 초과하는 역바이어스는 소자를 손상시킬 수 있으므로, 조립 중 올바른 극성을 준수해야 합니다.

Polarity is typically indicated by a marking on the component body or by an asymmetric feature in the package. The cathode is usually marked. Correct polarity must be observed during assembly, as reverse biasing beyond 5V can damage the device.

5.3 테이프 및 릴 포장

부품은 8mm 너비의 엠보싱 캐리어 테이프에 공급되어 7인치(178mm) 직경의 릴에 감겨 있습니다. 표준 릴 수량은 3000개입니다. 포장은 ANSI/EIA 481-1-A 표준을 따르며, 자동화 피크 앤 플레이스 장비와의 호환성을 보장합니다. 테이프에는 부품이 오염으로부터 보호되도록 커버가 있습니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

이 LED는 무연(Pb-free) 솔더링 공정과 호환됩니다. 제안된 적외선 리플로우 프로파일은 다음과 같습니다:
- 예열:150°C ~ 200°C.
- 예열 시간:최대 120초로 열 균형과 플럭스 활성화를 허용합니다.
- 피크 온도:최대 260°C.
- 액상선 이상 시간:피크 온도에서 최대 10초. 리플로우는 두 번 이상 수행해서는 안 됩니다.

6.2 핸드 솔더링

핸드 솔더링이 필요한 경우, 각별한 주의가 필요합니다:
- 인두 온도:최대 300°C.
- 솔더링 시간:리드당 최대 3초.
- 플라스틱 패키지에 가해지는 열 응력을 최소화하기 위해 핸드 솔더링은 한 번만 수행해야 합니다.

6.3 세척

지정된 세척제만 사용해야 합니다. 권장 용매는 상온에서의 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올입니다. LED는 1분 미만으로 침지해야 합니다. 지정되지 않은 화학 물질은 에폭시 렌즈나 패키지를 손상시킬 수 있습니다.

6.4 보관 및 취급

- 상대 습도 70% 이하, 30°C를 초과하지 않는 환경에 보관하십시오.
- 원래의 습기 차단 백에서 꺼낸 후, 부품은 일주일 이내에 리플로우되어야 합니다.
- 원래 포장 외부에서 장기간 보관할 경우, 건조제가 들어 있는 밀폐 용기나 질소 분위기를 사용하십시오.
- 백 외부에서 일주일 이상 보관된 부품은 솔더링 전에 약 60°C에서 최소 24시간 동안 베이킹하여 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 중 "팝콘 현상"을 방지해야 합니다.

7. 응용 설계 권장사항

7.1 구동 회로 설계

LED는 전류 구동 소자입니다. 특히 여러 LED를 병렬로 연결할 때 균일한 밝기를 보장하기 위해, 각 LED에 대한 직렬 전류 제한 저항을 적극 권장합니다(회로 모델 A). 전압원에서 직접 여러 LED를 병렬로 구동하는 것(회로 모델 B)은 권장되지 않습니다. 개별 LED 간의 순방향 전압(V_F) 특성의 작은 변동이 전류 분배와 결과적으로 밝기에 상당한 차이를 일으킬 것이기 때문입니다.

7.2 정전기 방전 (ESD) 보호

LED는 정전기 방전에 민감합니다. ESD 손상은 높은 역방향 누설 전류, 낮은 순방향 전압 또는 완전한 발광 실패로 나타날 수 있습니다. 다음과 같은 예방 조치를 취해야 합니다:
- 작업자는 접지된 손목 스트랩이나 방전 장갑을 착용해야 합니다.
- 모든 작업대, 장비 및 도구는 적절하게 접지되어야 합니다.
- 취급 중 플라스틱 렌즈에 축적될 수 있는 정전기를 중화시키기 위해 이온화기를 사용하십시오.
- 표준 ESD 취급 절차(ANSI/ESD S20.20)를 따르십시오.

7.3 열 관리

전력 소산이 낮지만(최대 76mW), 적절한 열 설계는 수명을 연장하고 안정적인 광 출력을 유지합니다. 특히 높은 주변 온도에서 또는 최대 전류 정격 근처에서 동작할 때 열 싱킹을 위한 충분한 PCB 구리 면적을 확보하십시오. 50°C 이상에서의 전류 감액 사양을 준수하십시오.

8. 기술 비교 및 고려사항

GaP와 같은 오래된 기술과 비교하여, 이 InGaN 기반 녹색 LED는 더 높은 효율과 더 밝은 출력을 제공합니다. 0603 패키지는 0805 또는 1206와 같은 오래된 LED 패키지보다 훨씬 작은 풋프린트를 제공하여 더 높은 밀도의 PCB 설계를 가능하게 합니다. 넓은 130도 시야각은 전방위 표시등에 이상적이며, 집속된 빔 응용 분야에는 더 좁은 각도의 LED가 선호될 수 있습니다. 포괄적인 빈닝 시스템은 비빈닝 또는 넓게 빈닝된 부품에 비해 중요한 응용 분야에서 더 엄격한 색상 및 밝기 일치를 가능하게 합니다.

9. 자주 묻는 질문 (FAQ)

Q: 5V 논리 출력에서 이 LED를 직접 구동할 수 있나요?
A: 아니요. 일반적인 V_F가 3.2V이므로, 5V에 직접 연결하면 과도한 전류가 흘러 LED를 파괴할 것입니다. 직렬 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 저항 값을 R = (V_공급- V_F) / I_F.

를 사용하여 계산하십시오.
Q: 왜 광도 범위(71-450 mcd)가 그렇게 넓나요?

A: 이것은 전체 생산 분포입니다. 빈닝 시스템(Q, R, S, T)을 통해 특정하고 더 좁은 광도 범위(예: 빈 S: 180-280 mcd)의 LED를 구매하여 제품의 일관성을 보장할 수 있습니다.
Q: 이 LED는 야외 사용에 적합한가요?

A: 동작 온도 범위는 -20°C ~ +80°C입니다. 많은 야외 조건에서 기능할 수 있지만, 직사광선, 습기 및 자외선에 장기간 노출되면 시간이 지남에 따라 에폭시 렌즈가 열화될 수 있습니다. 가혹한 환경의 경우, 보호 코팅이 있거나 야외 사용에 특별히 정격화된 LED를 고려하십시오.
Q: 역방향 전압 정격을 초과하면 어떻게 되나요?

A: 역바이어스에서 5V를 초과하면 PN 접합의 애벌랜치 항복을 일으켜 즉각적이고 영구적인 손상(종종 단락)을 초래할 수 있습니다.

10. 설계 및 사용 사례 연구
시나리오: 네트워크 라우터용 상태 표시 패널 설계.S패널에는 링크 활동 및 전원 상태를 표시하기 위해 10개의 동일한 밝은 녹색 LED가 필요합니다. 모든 LED가 동일한 밝기와 색상을 가지도록 하기 위해, 설계자는 광도에 대해 빈 S(180-280 mcd)와 주 파장에 대해 빈 AQ(525-530 nm)를 지정합니다. 일관된 전류를 보장하기 위해, 각 LED는 마이크로컨트롤러의 GPIO 핀을 통해 100옴 직렬 저항(3.3V 공급 및 ~20mA 목표 전류에 대해 계산됨)으로 구동됩니다. PCB 레이아웃에는 열 방산을 위한 접지면에 연결된 작은 열 완화 패드가 포함됩니다. 조립 중 공장은 권장 IR 리플로우 프로파일을 사용하고, 작업자는 ESD 프로토콜을 따릅니다. 결과는 균일하고 신뢰할 수 있는 표시등이 있는 패널입니다.AQ11. 동작 원리

이것은 반도체 광자 소자입니다. 접합의 내재 전위를 초과하는 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 활성 영역(InGaN 양자 우물)으로 주입됩니다. 이 전하 캐리어들은 재결합하여 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 방출된 빛의 특정 파장(색상)은 녹색광(~525-530 nm)을 생성하도록 에피택셜 성장 공정 중에 설계된 InGaN 반도체 재료의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. 에폭시 렌즈는 반도체 다이를 보호하고, 광 출력 빔을 형성하며, 칩으로부터의 광 추출을 향상시키는 역할을 합니다.

12. 기술 동향

녹색 LED의 기반 기술인 InGaN은 계속 발전하고 있습니다. 동향은 다음과 같습니다:

효율 증가:
- 지속적인 연구는 "효율 저하"(더 높은 구동 전류에서의 효율 감소)를 줄이고 내부 양자 효율을 개선하여 더 낮은 전력에서 더 밝은 LED를 만드는 것을 목표로 합니다.소형화:
- 초소형 소비자 전자제품의 요구를 충족시키기 위해 패키지 크기는 계속 축소되고 있습니다(예: 0603에서 0402 및 그 이하로).색상 일관성 개선:
- 에피택셜 성장 및 빈닝 알고리즘의 발전으로 생산 직후 더 엄격한 색상 허용 오차가 가능해져 2차 분류의 필요성이 줄어듭니다.높은 신뢰성:
- 포장 재료 및 다이 부착 기술의 개선으로 동작 수명이 연장되고 열 및 기계적 응력에 대한 저항성이 증가하고 있습니다.Improvements in packaging materials and die attach technologies are extending operational lifetimes and increasing resistance to thermal and mechanical stress.