SMD LED 0603 녹색 데이터시트 - 치수 1.6x0.8x0.6mm - 전압 2.8-3.8V - 전력 80mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 표준 0603 패키지의 미니어처 표면 실장 장치(SMD) 발광 다이오드(LED)에 대한 사양을 상세히 설명합니다. 이 부품은 자동화된 인쇄 회로 기판(PCB) 조립을 위해 설계되었으며 공간이 제한된 응용 분야에 이상적입니다. LED는 InGaN(인듐 갈륨 나이트라이드) 반도체 재료를 사용하여 녹색광을 방출하며, 다양한 현대 전자 장비에 적합한 밝고 효율적인 광원을 제공합니다.

1.1 핵심 장점 및 타겟 시장

이 LED의 주요 장점은 극도로 컴팩트한 크기, 자동화 피크 앤 플레이스 장비와의 호환성, 대량 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정에 대한 적합성을 포함합니다. RoHS(유해 물질 제한) 규정 준수를 충족하도록 설계되었습니다. 타겟 시장은 소비자 가전, 통신, 컴퓨팅 및 산업 장비에 걸쳐 있습니다. 일반적인 응용 분야로는 상태 표시등, 전면 패널 및 키패드의 백라이트, 신호 조명, 휴대폰, 노트북, 네트워킹 하드웨어, 가전제품 및 실내 간판과 같은 장치의 장식 조명 등이 있습니다.

2. 기술 파라미터: 심층 객관적 해석

이 섹션은 LED의 전기적, 광학적 및 열적 특성에 대한 상세한 분석을 제공합니다. 이러한 파라미터를 이해하는 것은 신뢰할 수 있는 회로 설계 및 시스템 통합에 매우 중요합니다.

2.1 절대 최대 정격

절대 최대 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이러한 값은 주변 온도(Ta) 25°C에서 지정됩니다.

• 전력 소산(Pd):80 mW. 이는 LED 패키지가 열적 한계를 초과하지 않고 열로 소산할 수 있는 최대 전력량입니다.
• 피크 순방향 전류(I_FP):100 mA. 이는 최대 허용 순간 순방향 전류로, 일반적으로 과열을 방지하기 위해 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서 지정됩니다.
• DC 순방향 전류(I_F):20 mA. 이는 정상 작동을 위한 권장 최대 연속 순방향 전류입니다.
• 작동 온도 범위:-40°C ~ +85°C. LED는 이 주변 온도 범위 내에서 기능이 보장됩니다.
• 보관 온도 범위:-40°C ~ +100°C. 장치는 이 범위 내에서 전원이 인가되지 않은 상태로 보관할 수 있습니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성

이는 별도로 명시되지 않는 한 Ta=25°C 및 I_F=20mA에서 측정한 일반적인 성능 파라미터입니다.

• 광도(I_V):450 - 1400 mcd (밀리칸델라). 이는 인간의 눈에 보이는 LED의 인지된 밝기를 측정한 것입니다. 넓은 범위는 장치가 다른 밝기 빈(섹션 3 참조)으로 제공됨을 나타냅니다.
• 시야각(2θ_1/2):110도 (일반적). 이는 광도가 축상(0도)에서 측정된 강도의 절반이 되는 전체 각도입니다. 110도 각도는 넓고 확산된 시야 패턴을 나타냅니다.
• 피크 방출 파장(λ_P):518 nm (일반적). 이는 광 출력 전력이 최대가 되는 파장입니다.
• 주 파장(λ_d):520 - 535 nm. 이는 인간의 눈이 LED의 광 출력 색상과 가장 잘 일치한다고 인지하는 단일 파장입니다. 색상 사양을 위한 핵심 파라미터입니다.
• 스펙트럼 선 반폭(Δλ):35 nm (일반적). 이는 방출된 빛의 스펙트럼 순도 또는 대역폭을 나타내며, 방출 스펙트럼의 반치폭(FWHM)으로 측정됩니다.
• 순방향 전압(V_F):2.8 - 3.8 V (I_F=20mA). 이는 LED가 전류를 흘릴 때 LED 양단에 걸리는 전압 강하입니다. 이 범위는 서로 다른 전압 빈에 해당합니다.
• 역방향 전류(I_R):10 μA (최대) (V_R=5V). LED는 역바이어스 작동을 위해 설계되지 않았습니다. 이 파라미터는 주로 품질 보증 테스트를 위한 것입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

대량 생산에서 일관성을 보장하기 위해 LED는 핵심 성능 파라미터에 따라 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 밝기, 색상 및 전압에 대한 특정 요구 사항을 충족하는 구성 요소를 선택할 수 있습니다.

3.1 순방향 전압(V_F) 빈닝

LED는 20mA에서의 순방향 전압 강하에 따라 빈으로 분류됩니다. 각 빈은 ±0.1V의 허용 오차를 가집니다. 빈은 다음과 같습니다: D7 (2.8-3.0V), D8 (3.0-3.2V), D9 (3.2-3.4V), D10 (3.4-3.6V), D11 (3.6-3.8V). 동일한 V_F빈에서 LED를 선택하면 여러 LED가 병렬로 연결될 때 균일한 밝기를 보장하는 데 도움이 됩니다.

3.2 광도(I_V) 빈닝

LED는 밝기에 따라 5개의 광도 빈으로 분류되며, 각 빈은 ±11%의 허용 오차를 가집니다. 빈은 다음과 같습니다: U1 (450-560 mcd), U2 (560-710 mcd), V1 (710-900 mcd), V2 (900-1120 mcd), W1 (1120-1400 mcd). 이를 통해 응용 분야의 밝기 요구 사항에 따라 선택할 수 있습니다.

3.3 주 파장(λ_d) 빈닝

녹색광의 색조(색상)는 주 파장을 빈닝하여 제어하며, 빈당 ±1nm의 허용 오차를 가집니다. 빈은 다음과 같습니다: AP (520-525 nm), AQ (525-530 nm), AR (530-535 nm). 이는 디스플레이 또는 표시등 어레이에서 여러 LED 간의 색상 일관성을 보장합니다.

4. 성능 곡선 분석

LED 특성의 그래픽 표현은 다양한 조건에서의 동작에 대한 더 깊은 통찰력을 제공합니다. 데이터시트에는 다음 관계에 대한 일반적인 곡선이 포함됩니다(특정 그래프는 원본 문서 참조).

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압(I-V 곡선)

이 곡선은 LED를 통해 흐르는 전류와 양단 전압 사이의 지수 관계를 보여줍니다. 비선형적이므로 전압의 작은 변화가 전류의 큰 변화를 일으킬 수 있습니다. 이것이 LED가 정전압원이 아닌 전류 제한 소스에 의해 구동되어야 하는 이유입니다.

4.2 광도 대 순방향 전류

이 그래프는 광 출력(mcd)이 순방향 전류가 증가함에 따라 어떻게 증가하는지 보여줍니다. 일반적으로 일정 범위에서 선형이지만 열 효과 및 효율 저하로 인해 매우 높은 전류에서 포화됩니다.

4.3 광도 대 주변 온도

이 곡선은 광 출력의 열 의존성을 보여줍니다. 일반적으로 광도는 주변 온도가 상승함에 따라 감소합니다. 이 디레이팅을 이해하는 것은 고온 환경에서 작동하는 응용 분야에 매우 중요합니다.

4.4 스펙트럼 분포

이 플롯은 서로 다른 파장에 걸쳐 방출되는 상대 광 출력 전력을 보여줍니다. 피크 파장(518 nm)을 중심으로 하며 반폭(35 nm)에 의해 정의된 특성 모양을 가집니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

5.1 패키지 치수

LED는 표준 EIA 0603 패키지에 장착됩니다. 주요 치수(밀리미터)는 본체 길이 1.6mm, 너비 0.8mm, 높이 0.6mm를 포함합니다. 애노드와 캐소드 단자는 명확하게 표시되어 있습니다. 별도로 명시되지 않는 한 모든 치수 허용 오차는 ±0.1mm입니다. 상세한 치수 도면은 원본 데이터시트에 제공됩니다.

5.2 권장 PCB 어태치먼트 패드 레이아웃

PCB 상의 솔더 패드를 설계하기 위한 랜드 패턴 다이어그램이 제공됩니다. 이 패턴은 IR 리플로우 공정 중 신뢰할 수 있는 솔더링을 위해 최적화되어 적절한 솔더 필렛 형성 및 기계적 안정성을 보장합니다.

5.3 극성 식별

LED 패키지에는 캐소드 단자를 식별하기 위한 표시 또는 특정 모양(종종 노치 또는 녹색 점)이 있습니다. 올바른 작동을 보장하기 위해 조립 중 올바른 극성을 준수해야 합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 권장 IR 리플로우 프로파일

무연 솔더링 공정의 경우 J-STD-020B를 준수하는 특정 리플로우 온도 프로파일을 권장합니다. 주요 파라미터에는 예열 구역(150-200°C, 최대 120초), 260°C를 초과하지 않는 피크 온도, 사용된 솔더 페이스트에 적합한 액상선 온도 이상 시간(TAL)이 포함됩니다. 이 구성 요소는 이 프로파일을 최대 두 번까지 견딜 수 있습니다.

6.2 보관 조건

개봉되지 않은 습기 민감 장치는 ≤30°C 및 ≤70% RH에서 보관하고 1년 이내에 사용해야 합니다. 습기 차단 백이 개봉되면 LED는 ≤30°C 및 ≤60% RH에서 보관해야 합니다. 주변 공기에 168시간 이상 노출된 구성 요소는 솔더링 중 "팝콘 현상" 또는 박리 현상을 방지하기 위해 리플로우 전에 베이킹 절차(약 60°C에서 최소 48시간)가 필요합니다.

6.3 세정

솔더링 후 세정이 필요한 경우 상온에서 1분 미만으로 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올과 같은 지정된 알코올 기반 용제만 사용해야 합니다. 지정되지 않은 화학 물질은 LED 패키지를 손상시킬 수 있습니다.

6.4 수동 솔더링

수동 솔더링이 필요한 경우 솔더링 아이언 온도는 300°C를 초과하지 않아야 하며, 솔더링 시간은 단자당 최대 3초로 제한해야 합니다. 수동 솔더링은 한 번만 수행해야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 사양

LED는 12mm 너비의 엠보싱 캐리어 테이프에 공급되어 7인치(178mm) 직경 릴에 감겨 있습니다. 각 릴에는 4000개가 들어 있습니다. 테이프 및 릴 치수는 ANSI/EIA-481 표준을 준수하여 자동화 조립 장비와의 호환성을 보장합니다.

7.2 최소 주문 수량

표준 포장 수량은 릴당 4000개입니다. 잔여 수량에 대해서는 500개의 최소 포장 수량을 이용할 수 있습니다.

8. 응용 제안

8.1 일반적인 응용 회로

LED는 전류 구동 장치입니다. 특히 여러 LED가 병렬로 사용될 때 일관된 밝기를 위해 각 LED는 직렬로 연결된 자체 전류 제한 저항에 의해 구동되어야 합니다. 마이크로컨트롤러 핀에서 LED를 직접 구동하려면 핀의 전류 공급/싱크 능력 및 LED 체인의 총 V_F가 시스템의 전압 한계 내에 있는지 확인해야 합니다.

8.2 설계 고려사항

• 전류 제한:연속 작동을 위해 항상 직렬 저항 또는 정전류 드라이버를 사용하여 작동 전류를 20mA 이하로 설정하십시오.
• 열 관리:패키지가 작더라도 고주변 온도 또는 최대 전류 근처에서 작동할 경우 성능과 수명을 유지하기 위해 충분한 PCB 구리 면적 또는 열 비아를 확보하십시오.
• ESD 보호:명시적으로 언급되지 않았지만, 조립 중 반도체 장치에 대한 표준 ESD(정전기 방전) 취급 주의 사항을 준수해야 합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

이 0603 녹색 LED는 InGaN 기술을 기반으로 여러 주요 장점을 제공합니다. AlGaInP(적색/황색에 사용)와 같은 오래된 기술과 비교할 때 InGaN은 녹색 및 청색 파장에 대해 더 높은 효율과 밝기를 제공합니다. 0603 패키지는 표준화된 SMD LED 풋프린트 중 가장 작은 것 중 하나로, 0805 또는 1206과 같은 더 큰 패키지에 비해 상당한 공간 절약을 제공합니다. 넓은 110도 시야각은 집중 조명에 사용되는 협각 LED와 달리 넓은 가시성이 필요한 응용 분야에 적합합니다.

10. 자주 묻는 질문(기술 파라미터 기반)

10.1 5V 전원으로 이 LED를 직접 구동할 수 있나요?

아니요. 5V 전원을 LED에 직접 연결하면 과도한 전류가 흘러 즉시 파괴될 가능성이 높습니다. 항상 직렬 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 저항 값은 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다: R = (V_공급- V_F) / I_F. 예를 들어, 5V 공급 전압, V_F3.2V, 원하는 I_F20mA: R = (5 - 3.2) / 0.02 = 90 옴. 표준 91옴 또는 100옴 저항이 적절할 것입니다.

10.2 광도(450-1400 mcd) 범위가 왜 이렇게 넓나요?

이 범위는 전체 생산에 걸친 총 분포를 나타냅니다. 빈닝 공정(섹션 3.2)을 통해 LED는 특정하고 좁은 밝기 범위(예: U1, V2, W1)로 분류됩니다. 설계자는 주문 시 특정 빈 코드를 지정하여 응용 분야에 대해 일관되고 예측 가능한 밝기를 가진 LED를 보장할 수 있습니다.

10.3 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇인가요?

피크 파장(λ_P)은 분광계로 측정한 LED가 가장 많은 광 출력을 방출하는 물리적 파장입니다. 주 파장(λ_d)은 심리물리적 측정값입니다. 이는 LED의 광범위 스펙트럼 출력과 인간의 눈에 동일한 색상으로 보일 단색광의 단일 파장입니다. λ_d는 시각적 응용 분야에서 색상 사양과 더 관련이 있습니다.

11. 실용적인 설계 및 사용 사례

시나리오: 네트워크 라우터용 다중 LED 상태 표시 패널 설계패널에는 다른 포트의 링크 활동을 나타내기 위해 10개의 녹색 LED가 필요합니다. 전문적인 외관을 위해 균일한 밝기와 색상이 매우 중요합니다.

1. 구성 요소 선택:시각적 일관성을 보장하기 위해 동일한 광도 빈(예: V1: 710-900 mcd) 및 동일한 주 파장 빈(예: AQ: 525-530 nm)에서 LED를 지정하십시오.
2. 회로 설계:LED와 전류 제한 저항이 직렬로 구성된 10개의 동일한 구동 회로를 설계하십시오. 각 회로를 마이크로컨트롤러 GPIO 핀과 접지 사이에 연결하십시오. 저항 값은 마이크로컨트롤러의 출력 고전압(예: 3.3V) 및 LED의 전압 빈에서의 일반적인 V_F를 기반으로 계산됩니다.
3. PCB 레이아웃:권장 랜드 패턴을 사용하십시오. 균일한 빛 분포 및 열 크로스토크 방지를 위해 LED 사이에 충분한 간격을 확보하십시오.
4. 조립:IR 리플로우 프로파일 지침을 따르십시오. 조립 후 필요한 경우 이소프로필 알코올을 사용하여 세정하십시오.

12. 원리 소개

LED는 반도체 p-n 접합 다이오드입니다. 순방향 전압이 인가되면 n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 접합 영역으로 주입됩니다. 이러한 전하 캐리어가 재결합할 때 에너지를 방출합니다. 표준 다이오드에서는 이 에너지가 열로 방출됩니다. LED에서는 이 에너지가 주로 광자(빛)로 방출되도록 반도체 재료(이 경우 InGaN)가 선택됩니다. 방출된 빛의 특정 파장(색상)은 반도체 재료의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. 넓은 시야각은 LED 칩의 기하학적 구조 및 캡슐화 렌즈의 특성을 통해 달성됩니다.

13. 발전 동향

표시등 응용 분야를 위한 SMD LED의 일반적인 동향은 더 높은 밀도의 PCB 설계를 가능하게 하는 더 작은 패키지 크기(예: 0402, 0201)를 향해 있습니다. 단위 전기 전력 입력당 더 많은 광 출력을 의미하는 광 효율 증가 및 더 엄격한 빈닝 허용 오차를 통한 색상 일관성 개선을 위한 지속적인 노력이 있습니다. 또한 패키징 재료의 발전은 더 높은 온도 리플로우 프로파일 하에서의 신뢰성 향상 및 습기 및 열 사이클링과 같은 환경 요인에 대한 저항성 향상을 목표로 합니다.