SMD LED 120도 광각 그린 - 2.8x3.8mm 패키지 - 최대 3.8V - 80mW 전력 - 한국어 데이터시트

1. 제품 개요

본 문서는 현대 전자 애플리케이션을 위해 설계된 고성능 표면실장 그린 LED의 사양을 상세히 설명합니다. 본 소자는 인듐 갈륨 나이트라이드(InGaN) 기술을 활용하여 밝은 녹색 광원을 생성합니다. 주요 설계 목표는 자동화 조립 공정과의 호환성, 리플로우 솔더링 시의 신뢰성, 환경 규정 준수입니다. LED는 8mm 테이프에 표준 EIA 호환 형식으로 패키징되어 7인치 릴에 공급되므로 대량 생산 라인에 적합합니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 소자에 영구적 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이러한 조건에서의 동작은 보장되지 않습니다.

• 소비 전력 (Pd):80 mW. 이는 주변 온도(Ta) 25°C에서 LED가 열로 방산할 수 있는 최대 전력량입니다. 이 한계를 초과하면 반도체 접합부에 열 손상의 위험이 있습니다.
• 피크 순방향 전류 (I_FP):100 mA. 이는 엄격한 1/10 듀티 사이클과 0.1ms 펄스 폭 조건에서 규정된 최대 허용 펄스 전류입니다. 짧은 고강도 펄스를 허용하기 위해 DC 정격보다 훨씬 높습니다.
• DC 순방향 전류 (I_F):20 mA. 이는 표준 동작을 위한 권장 연속 동작 전류이며, 대부분의 광학적 특성이 측정되는 조건입니다.
• 동작 온도 범위:-40°C ~ +85°C. 소자는 이 주변 온도 범위 내에서 기능이 보장됩니다.
• 보관 온도 범위:-40°C ~ +100°C. 소자는 이 더 넓은 범위 내에서 전원이 인가되지 않은 상태로 보관될 수 있습니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성

이 파라미터들은 별도로 명시되지 않는 한 Ta=25°C 및 I_F=20mA 조건에서 측정되며, 일반적인 동작 성능을 나타냅니다.

• 광도 (I_V):280 ~ 900 mcd (밀리칸델라). 이 넓은 범위는 소자가 여러 밝기 빈으로 제공됨을 나타냅니다. 광도는 인간 눈의 명시 응답(CIE 곡선)에 맞춰 필터링된 센서를 사용하여 측정됩니다.
• 시야각 (2θ_1/2):120도. 이는 매우 넓은 시야각으로, 광도가 피크 축 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도로 정의됩니다. 넓은 조명이나 광각에서의 가시성이 필요한 애플리케이션에 적합합니다.
• 피크 발광 파장 (λ_P):518 nm. 이는 LED의 스펙트럼 출력이 최대 강도인 파장입니다.
• 주 파장 (λ_d):520 ~ 535 nm. 이는 인간 눈이 인지하는 빛의 색상을 정의하는 단일 파장으로, CIE 색도도에서 도출됩니다. 색상 사양을 위한 핵심 파라미터입니다.
• 스펙트럼 선 반폭 (Δλ):35 nm. 이 파라미터는 반치폭(FWHM)이라고도 하며, 빛의 스펙트럼 순도를 설명합니다. 35nm 값은 그린 InGaN LED의 전형적인 값입니다.
• 순방향 전압 (V_F):2.8V ~ 3.8V. 이는 20mA에서 동작할 때 LED 양단에 걸리는 전압 강하입니다. 이 범위는 일반적인 제조 편차를 수용하며, 빈 코드에 의해 더욱 정의됩니다.
• 역방향 전류 (I_R):V_R=5V에서 10 μA (최대). 이는 누설 전류 사양입니다.중요 참고사항:데이터시트는 본 소자가 역방향 동작을 위해 설계되지 않았음을 명시합니다. 역방향 전압을 인가하면 LED가 손상될 수 있습니다.

3. 빈 코드 시스템 설명

생산 런의 일관성을 보장하기 위해, LED는 주요 파라미터에 기반하여 "빈"으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 애플리케이션에 맞게 엄격하게 제어된 특성을 가진 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 순방향 전압 빈닝 (D-코드)

빈은 회로 내 LED들이 유사한 전압 강하를 가지도록 하여 병렬 구성 시 전류 분배를 촉진합니다. 빈당 허용 오차는 ±0.1V입니다.

• D7: 2.80V - 3.00V
• D8: 3.00V - 3.20V
• D9: 3.20V - 3.40V
• D10: 3.40V - 3.60V
• D11: 3.60V - 3.80V

3.2 광도 빈닝 (T/U/V-코드)

이는 밝기 출력을 제어합니다. 빈당 허용 오차는 ±11%입니다.

• T1: 280.0 - 355.0 mcd
• T2: 355.0 - 450.0 mcd
• U1: 450.0 - 560.0 mcd
• U2: 560.0 - 710.0 mcd
• V1: 710.0 - 900.0 mcd

3.3 주 파장 빈닝 (AP/AR-코드)

이는 정밀한 색상 일관성을 보장합니다. 빈당 허용 오차는 ±1nm입니다.

• AP: 520.0 - 525.0 nm
• AQ: 525.0 - 530.0 nm
• AR: 530.0 - 535.0 nm

4. 성능 곡선 분석

특정 그래프들이 참조되지만(그림1, 그림5), 데이터시트는 일반적으로 포함되는 전형적인 특성 곡선의 가용성을 나타냅니다:

• 상대 광도 대 순방향 전류:광 출력이 전류와 함께 어떻게 증가하는지 보여주며, 일반적으로 높은 전류에서 가열 및 효율 저하로 인해 비선형적인 방식으로 증가합니다.
• 순방향 전압 대 순방향 전류:다이오드의 지수적 I-V 관계를 보여줍니다.
• 상대 광도 대 주변 온도:접합 온도 상승에 따른 광 출력 감소를 설명하며, 열 관리에 있어 중요한 요소입니다.
• 스펙트럼 분포:상대 강도 대 파장의 그래프로, ~518nm에서 피크와 35nm FWHM을 보여줍니다.
• 시야각 패턴:광 강도의 각도 분포를 보여주는 극좌표 그래프로, 120도 시야각을 확인시켜 줍니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 소자 치수

LED는 표준 EIA 패키지 외형을 따릅니다. 별도로 명시되지 않는 한 주요 치수 허용 오차는 ±0.2mm입니다. 패키지는 투명 렌즈를 특징으로 하여 광 추출을 극대화하고 지정된 광각을 제공합니다.

5.2 극성 식별 및 PCB 풋프린트

데이터시트는 적외선 또는 기상 리플로우 솔더링을 위한 권장 인쇄회로기판(PCB) 부착 패드 레이아웃을 포함합니다. 이 풋프린트는 적절한 솔더 조인트 형성, 신뢰할 수 있는 전기적 연결 및 충분한 열 방출을 보장하도록 설계되었습니다. 극성은 소자 본체에 표시되며(일반적으로 캐소드 마크), PCB 레이아웃의 해당 애노드 및 캐소드 패드와 올바르게 정렬되어야 합니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

본 소자는 적외선 리플로우 솔더링 공정과 호환됩니다. JEDEC 표준 J-STD-020B를 준수하는 무연 솔더링 프로파일이 권장됩니다. 주요 파라미터는 다음과 같습니다:

• 예열:150°C ~ 200°C.
• 예열 시간:최대 120초.
• 피크 온도:최대 260°C.
• 액상선 이상 시간:솔더 페이스트 제조업체 사양 및 JEDEC 가이드라인을 따르는 것이 권장되며, LED에 과도한 열 응력을 가하지 않고 신뢰할 수 있는 솔더 조인트를 보장합니다.

참고:프로파일은 생산에 사용되는 특정 PCB 설계, 부품 구성, 솔더 페이스트 및 오븐에 대해 특성화되어야 합니다.

6.2 핸드 솔더링

핸드 솔더링이 필요한 경우, 각별한 주의가 필요합니다:

• 인두 온도:최대 300°C.
• 솔더링 시간:접합당 최대 3초.
• 제한:솔더링 사이클은 한 번만 가능합니다. 반복 가열은 패키지와 반도체 다이를 손상시킬 수 있습니다.

7. 포장 및 취급

7.1 테이프 및 릴 사양

LED는 산업 표준 엠보싱 캐리어 테이프(8mm 폭)에 커버 테이프로 밀봉되어 7인치(178mm) 직경 릴에 감겨 공급됩니다.

• 릴당 수량:2000개.
• 잔여물 최소 주문 수량 (MOQ):500개.
• 포장 표준:ANSI/EIA-481 사양을 준수합니다.
• 누락 부품:테이프에서 최대 두 개의 연속된 빈 포켓이 허용됩니다.

7.2 습도 민감도 및 보관

LED 패키지는 습도에 민감합니다. 리플로우 중 "팝콘 현상"(패키지 균열)을 방지하기 위해 적절한 취급이 필요합니다.

• 밀봉 백 (습기 제거제 포함):≤30°C 및 ≤70% RH에서 보관하십시오. 백 밀봉일로부터 1년 이내에 사용하십시오.
• 백 개봉 후:≤30°C 및 ≤60% RH에서 보관하십시오. 노출 후 168시간(7일) 이내에 IR 리플로우 공정을 완료하는 것이 강력히 권장됩니다.
• 장기 보관 (개봉 후):습기 제거제가 있는 밀폐 용기 또는 질소 데시케이터에 보관하십시오.
• 재베이킹:168시간 이상 노출된 부품은 솔더링 전 흡수된 수분을 제거하기 위해 약 60°C에서 최소 48시간 동안 베이킹해야 합니다.

8. 애플리케이션 노트 및 설계 고려사항

8.1 구동 방법

LED는 전류 구동 소자입니다. 일관되고 신뢰할 수 있는 동작을 위해:

• 정전류 구동:항상 정전류원 또는 전압원과 직렬로 연결된 전류 제한 저항을 사용하여 순방향 전류(I_F)를 설정하십시오.
• 병렬 연결 피하십시오:단일 전압원과 하나의 저항으로 여러 LED를 직접 병렬 연결하는 것은 권장되지 않습니다. LED 간의 작은 순방향 전압(V_F) 차이는 상당한 전류 불균형을 유발하여 밝기 불균일 및 일부 소자의 잠재적 과전류를 초래합니다. 각 LED마다 개별 전류 제한 저항 또는 별도의 정전류 드라이버를 사용하십시오.
• 역방향 전압 보호:소자가 역방향 바이어스를 위해 설계되지 않았으므로, 회로 설계가 LED 양단에 역방향 전압이 인가되지 않도록 보장하십시오.

8.2 열 관리

소비 전력이 상대적으로 낮지만(80mW), 적절한 열 설계는 수명을 연장하고 광학적 성능을 유지합니다.

• PCB 레이아웃:종종 열 방출 연결을 포함하는 권장 패드 레이아웃을 사용하십시오.
• 구리 면적:LED의 열 패드(해당되는 경우) 또는 캐소드/애노드 패드에 연결된 구리 면적을 증가시키면 열 방산에 도움이 됩니다.
• 주변 온도:동작 주변 온도가 지정된 범위 내에 유지되도록 하십시오. 주변 온도가 상한에 가까워지면 최대 순방향 전류를 감소시키십시오.

8.3 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우:

• 권장 용제:에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올과 같은 알코올 기반 세정제만 사용하십시오.
• 공정:상온에서 1분 미만 동안 침지하십시오.
• 피하십시오:플라스틱 렌즈 또는 패키지 재료를 손상시킬 수 있는 지정되지 않은 화학 액체를 사용하지 마십시오.

9. 기술 비교 및 차별화

시장에서 이 LED를 차별화하는 주요 특징은 다음과 같습니다:

• 극도로 넓은 시야각 (120°):좁은 빔을 가진 표준 LED에 비해 우수한 측면 가시성을 제공하며, 광각 시야가 필수적인 상태 표시등 및 백라이트에 이상적입니다.
• RoHS 및 그린 제품 준수:납, 수은, 카드뮴과 같은 유해 물질 없이 제조되어 글로벌 환경 규정을 충족합니다.
• 자동화 조립과의 완전한 호환성:테이프 및 릴 포장, 표준 EIA 풋프린트, IR 리플로우 공정과의 호환성으로 고속 SMT(표면실장 기술) 생산 라인에 원활하게 통합할 수 있습니다.
• 포괄적인 빈닝:3-파라미터 빈닝(V_F, I_V, λ_d)은 밝기, 색상 및 전기적 동작에서 엄격한 균일성을 요구하는 애플리케이션을 위한 정밀한 선택을 가능하게 합니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

Q: 5V 전원으로 이 LED를 구동할 수 있나요?

A: 네, 하지만 직렬 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 저항 값을 R = (V_공급- V_F) / I_F 공식을 사용하여 계산하십시오. 5V 전원 및 20mA에서 일반적인 V_F 3.2V의 경우, R = (5 - 3.2) / 0.02 = 90 옴입니다. 보수적인 설계를 위해 데이터시트의 최대 V_F(3.8V)를 사용하여 해당 배치의 모든 유닛에 대해 전류가 20mA를 초과하지 않도록 하십시오.

Q: 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇인가요?

A: 피크 파장(λ_P)은 LED가 가장 많은 광 출력을 방출하는 물리적 파장입니다. 주 파장(λ_d)은 인간 눈이 색상으로 인지하는 단일 파장을 나타내는 CIE 색상 차트를 기반으로 계산된 값입니다. λ_d는 시각적 애플리케이션에서 색상 사양을 위한 중요한 파라미터입니다.

Q: 습기 차단 백을 개봉한 후 168시간의 플로어 라이프가 있는 이유는 무엇인가요?

A: 플라스틱 LED 패키지는 공기 중의 습기를 흡수할 수 있습니다. 고온 리플로우 솔더링 공정 중에 갇힌 이 습기는 빠르게 증발하여 패키지 균열("팝콘 현상")을 일으킬 수 있는 내부 압력을 생성할 수 있습니다. 168시간 제한은 패키지가 임계 습도 수준 이하로 유지된다고 가정한 안전 노출 시간입니다.

Q: 자동차 실내 조명에 사용할 수 있나요?

A: 동작 온도 범위(-40°C ~ +85°C)는 일반적인 자동차 실내 요구 사항을 포함합니다. 그러나 데이터시트는 LED가 "일반 전자 장비"용으로 규정되어 있습니다. 자동차 애플리케이션, 특히 외부 또는 안전 관련 애플리케이션의 경우, 부품은 일반적으로 AEC-Q102 인증 및 특정 신뢰성 테스트가 필요합니다. 애플리케이션별 신뢰성 데이터에 대한 제조업체와의 상담이 필수적입니다.