SMD LED 19-213/GHC-XS1T1N/3T 데이터시트 - 브릴리언트 그린 - 120° 시야각 - 워터 클리어 레진 - 2.7-3.7V - 25mA - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

19-213/GHC-XS1T1N/3T은 현대적이고 컴팩트한 전자 응용 분야를 위해 설계된 표면 실장 장치(SMD) LED입니다. 이 제품은 기존의 리드 프레임 LED에 비해 보드 공간 활용도, 조립 효율성, 최종 제품 소형화 측면에서 상당한 이점을 제공하는 중요한 발전을 대표합니다.

1.1 핵심 장점 및 제품 포지셔닝

이 LED의 주요 장점은 미니어처 풋프린트에 있으며, 이는 직접적으로 더 작은 인쇄 회로 기판(PCB) 설계, 더 높은 부품 실장 밀도, 그리고 저장 공간 요구 사항 감소를 가능하게 합니다. 가벼운 구조는 무게가 중요한 요소인 응용 분야에 이상적인 선택이 되게 합니다. 이 제품은 자동화된 대량 생산에 적합한 신뢰할 수 있는 범용 지시등 및 백라이트 솔루션으로 포지셔닝됩니다.

1.2 목표 시장 및 응용 분야

이 장치는 컴팩트하고 효율적인 조명이 필요한 광범위한 산업을 대상으로 합니다. 주요 응용 분야는 다음과 같습니다:

• 자동차 내장:계기판 계기, 스위치 및 제어판의 백라이트.
• 통신:전화기, 팩스 기기 및 기타 통신 장치의 상태 표시등 및 키패드 백라이트.
• 소비자 가전:액정 디스플레이(LCD)용 평면 백라이트, 스위치 조명 및 상징적 표시등.
• 일반 목적:작고 밝은 녹색 표시등이 필요한 모든 응용 분야.

2. 기술 사양 및 객관적 해석

이 섹션은 데이터시트에 정의된 LED의 전기적, 광학적 및 열적 특성에 대한 상세하고 객관적인 분석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 한계에서 또는 그 이하에서의 동작은 보장되지 않습니다.

• 역방향 전압 (V_R):5V. 역방향 바이어스에서 이 전압을 초과하면 즉시 접합 파괴가 발생할 수 있습니다.
• 연속 순방향 전류 (I_F):25mA. 신뢰할 수 있는 장기 동작을 위한 최대 DC 전류입니다.
• 피크 순방향 전류 (I_FP):100mA (1/10 듀티 사이클, 1kHz). 펄스 동작에는 적합하지만 DC에는 적합하지 않습니다.
• 전력 소산 (P_d):95mW. 패키지가 열 한계를 초과하지 않고 소산할 수 있는 최대 전력입니다.
• 정전기 방전 (ESD):150V (인체 모델). 중간 정도의 민감도를 나타냅니다. 표준 ESD 취급 주의사항이 필요합니다.
• 동작 및 보관 온도:-40°C ~ +85°C (동작), -40°C ~ +90°C (보관). 산업용 및 확장 온도 범위 응용 분야에 적합합니다.
• 솔더링 온도:리플로우: 최대 10초 동안 260°C. 핸드 솔더링: 단자당 최대 3초 동안 350°C.

2.2 전기-광학 특성 (T_a=25°C)

이는 표준 테스트 조건에서의 일반적인 성능 매개변수입니다.

• 광도 (I_v):180-360 mcd (I_F=20mA). 이는 인지되는 밝기를 정의합니다. 넓은 범위는 빈닝 시스템이 사용됨을 나타냅니다 (섹션 3 참조).
• 시야각 (2θ_1/2):120도 (일반적). 이 넓은 각도는 다양한 각도에서 보는 백라이트 및 표시등에 적합한 넓고 균일한 조명 패턴을 제공합니다.
• 피크 파장 (λ_p):518 nm (일반적). 방출되는 빛의 스펙트럼 피크로, 브릴리언트 그린 영역에 있습니다.
• 주 파장 (λ_d):515-530 nm. 인지되는 색조를 정의합니다. 이 범위도 빈닝 대상입니다.
• 스펙트럼 대역폭 (Δλ):35 nm (일반적). 피크 강도의 절반에서 측정된 방출 스펙트럼의 너비입니다.
• 순방향 전압 (V_F):2.70-3.70 V (I_F=20mA). 구동 회로 설계 및 전력 소비 계산에 중요합니다. 이 매개변수는 빈닝됩니다.
• 역방향 전류 (I_R):< 50 µA (V_R=5V). 낮은 누설 전류 사양입니다.

중요 참고:데이터시트는 이 장치가역방향 동작을 위해 설계되지 않았음을 명시적으로 언급합니다. 역방향 전압 정격은 누설 전류 테스트 전용입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

대량 생산에서 일관성을 보장하기 위해 LED는 주요 매개변수를 기준으로 분류(빈닝)됩니다. 19-213은 3차원 빈닝 시스템을 사용합니다.

3.1 광도 빈닝

빈: S1 (180-225 mcd), S2 (225-285 mcd), T1 (285-360 mcd). 설계자는 응용 분야에서 요구되는 밝기를 충족시키기 위해 적절한 빈을 선택해야 하며, 각 빈 내에서 ±11%의 허용 오차를 고려해야 합니다.

3.2 주 파장 빈닝

빈: W (515-520 nm), X (520-525 nm), Y (525-530 nm). 이는 어레이 내 여러 LED 간의 색상 일관성을 보장합니다. 빈 내 허용 오차는 ±1 nm입니다.

3.3 순방향 전압 빈닝

빈: 10 (2.70-2.90V), 11 (2.90-3.10V), 12 (3.10-3.30V), 13 (3.30-3.50V), 14 (3.50-3.70V). 동일한 V_F빈에서 LED를 선택하면 병렬 연결 시 균일한 전류 분배와 예측 가능한 전원 공급 요구 사항을 달성하는 데 도움이 됩니다. 빈 내 허용 오차는 ±0.1V입니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 다양한 조건에서 장치 동작을 이해하는 데 필수적인 여러 특성 곡선을 제공합니다.

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

이 곡선은 전류와 전압 사이의 지수 관계를 보여줍니다. 일반적인 LED의 경우, 턴온 포인트를 넘어서는 작은 전압 증가는 큰 전류 증가를 유발합니다. 이는 열 폭주를 방지하기 위해 전류 제한 저항 또는 정전류 구동기를 사용할 필요성을 강조합니다.

4.2 상대 광도 대 주변 온도

주변 온도가 증가함에 따라 광 출력이 감소합니다. 이 곡선은 고온 환경(예: 자동차 계기판 내부)에서 동작하는 응용 분야에 매우 중요합니다. 설계자는 동작 온도를 기반으로 예상 밝기를 디레이팅해야 합니다.

4.3 상대 광도 대 순방향 전류

광 출력은 일반적으로 순방향 전류에 비례하지만, 특히 높은 전류에서 관계는 완벽하게 선형적이지 않습니다. 매우 높은 전류에서는 열 효과 증가로 인해 효율이 떨어질 수 있습니다.

4.4 순방향 전류 디레이팅 곡선

이 그래프는 주변 온도의 함수로서 허용 가능한 최대 연속 순방향 전류를 정의합니다. 온도가 상승함에 따라 접합 온도 한계를 초과하지 않고 장기 신뢰성을 보장하기 위해 최대 안전 전류가 감소합니다.

4.5 스펙트럼 분포

이 곡선은 518 nm를 중심으로 하는 단일 피크를 보여주며, 단색 녹색 출력을 확인시켜 줍니다. 35 nm 대역폭은 상대적으로 순수한 녹색을 나타냅니다.

4.6 방사 패턴

광 강도의 공간적 분포를 보여주며, 일반적인 람베르시안 또는 근접 람베르시안 방출 패턴으로 120도 시야각을 확인시켜 줍니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

5.1 패키지 치수

데이터시트에는 상세한 치수 도면이 포함되어 있습니다. 주요 특징으로는 전체 길이, 너비 및 높이, 솔더 패드 레이아웃, 극성 표시기(일반적으로 노치 또는 표시된 캐소드)가 있습니다. 달리 명시되지 않는 한 모든 치수는 ±0.1mm의 표준 허용 오차를 가집니다. 신뢰할 수 있는 솔더링 및 리플로우 중 적절한 정렬을 위해 권장 패드 레이아웃을 정확히 준수하는 것이 필수적입니다.

5.2 극성 식별

올바른 극성 연결은 필수입니다. 패키지에는 캐소드 단자를 식별하기 위한 시각적 마커(예: 녹색 점, 잘린 모서리 또는 캐소드 마크)가 포함되어 있습니다. LED를 역방향 바이어스로 연결하면 손상될 수 있습니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

적절한 취급 및 솔더링은 수율과 신뢰성에 매우 중요합니다.

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

무연(Pb-free) 리플로우 프로파일이 지정됩니다:

• 예열:60-120초 동안 150-200°C.
• 액상선 이상 시간 (TAL):60-150초 동안 >217°C.
• 피크 온도:최대 260°C, 최대 10초 동안 유지.
• 램프 속도:가열: 최대 3°C/초. 냉각: 최대 6°C/초.

중요:리플로우 솔더링은 두 번 이상 수행해서는 안 됩니다.

6.2 핸드 솔더링 지침

핸드 솔더링이 불가피한 경우:

• 팁 온도 < 350°C의 솔더링 아이언을 사용하십시오.
• 단자당 솔더링 시간을 3초로 제한하십시오.정격 전력 < 25W의 아이언을 사용하십시오.각 단자를 솔더링하는 사이에 최소 2초 간격을 두십시오.데이터시트는 손상이 종종 핸드 솔더링 중에 발생한다고 경고합니다.

6.3 보관 및 습도 민감도

이 부품은 습도에 민감합니다.

• 사용 전:사용 준비가 될 때까지 방습 배리어 백을 열지 마십시오.
• 개봉 후:168시간(7일) 이내에 사용하십시오. 사용하지 않은 부품은 ≤30°C 및 ≤60% RH에서 보관하십시오.
• 재건조:노출 시간이 초과되거나 건조제가 습기를 나타내는 경우, 60±5°C에서 24시간 동안 건조하십시오.

6.4 중요 주의사항

• 과전류 보호:외부 전류 제한 저항은필수입니다. 작은 전압 변화는 큰 전류 변화를 유발하여 즉시 고장을 일으킬 수 있습니다.
• 기계적 응력:솔더링 중 또는 최종 응용 분야에서 LED 본체에 응력을 가하지 마십시오. 조립 후 PCB를 휘지 마십시오.
• 수리:권장하지 않습니다. 절대적으로 필요한 경우, 양쪽 단자를 동시에 가열하여 열 응력을 피하기 위해 듀얼 헤드 솔더링 아이언을 사용하십시오. 수리 후 장치 기능을 확인하십시오.

7. 패키징 및 주문 정보

7.1 표준 패키징

이 장치는 7인치 직경 릴에 8mm 테이프로 공급되며, 표준 자동 피크 앤 플레이스 장비와 호환됩니다. 각 릴에는 3000개가 들어 있습니다.

7.2 방습 패키징

장기 보관 수명을 위해, 릴은 건조제 및 습도 표시 카드와 함께 알루미늄 방습 백에 포장됩니다.

7.3 라벨 설명

릴 라벨에는 주요 정보가 포함됩니다:

• CPN: 고객 부품 번호.
• P/N: 제조업체 부품 번호 (예: 19-213/GHC-XS1T1N/3T).
• QTY: 릴 상의 수량.
• CAT: 광도 빈 코드 (예: S1, T1).
• HUE: 색도/주 파장 빈 코드 (예: W, X, Y).
• REF: 순방향 전압 빈 코드 (예: 10, 11, 12).
• LOT No.: 추적 가능 로트 번호.

8. 응용 제안 및 설계 고려사항

8.1 구동 회로 설계

항상 이 LED를 정전류로 구동하거나, 최악의 경우 순방향 전압(최대 V_F빈)과 공급 전압을 기반으로 계산된 직렬 저항을 사용하여 전류가 25mA DC를 절대 초과하지 않도록 하십시오. 예를 들어, 5V 공급 및 3.7V의 V_F일 때, 최소 (5V - 3.7V) / 0.025A = 52 옴의 직렬 저항이 필요합니다. 안전 마진을 위해 더 높은 값을 사용하십시오.

8.2 열 관리

패키지가 작지만, PCB에서 효과적인 열 관리는 수명과 밝기 유지에 중요합니다. 특히 최대 전류 근처 또는 높은 주변 온도에서 동작할 때 열을 소산하기 위해 열 패드(있는 경우) 또는 애노드/캐소드 트레이스에 연결된 충분한 구리 면적을 사용하십시오.

8.3 광학 설계

120도 시야각과 워터 클리어 레진은 이 LED를 광각 표시등에 적합하게 만듭니다. 집중된 빛 또는 특정 빔 패턴의 경우, 2차 광학(렌즈, 도광판)이 필요합니다. 투명 레진은 가장 높은 광 출력을 제공하지만 눈에 띄는 "핫 스팟"을 유발할 수 있습니다. 균일한 조명을 위해서는 확산 레진 대안(이 부품 아님)이 더 좋습니다.

9. 규격 준수 및 환경 사양

이 제품은 글로벌 시장에서 사용을 단순화하는 여러 주요 국제 표준을 준수합니다:

• RoHS 준수:납, 수은, 카드뮴과 같은 제한된 유해 물질이 없습니다.
• EU REACH 준수:화학물질 등록, 평가, 허가 및 제한 규정을 준수합니다.
• 할로겐 프리:엄격한 한계 충족: 브롬(Br) < 900 ppm, 염소(Cl) < 900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm. 이는 화재 시 유독 가스 배출을 줄이는 데 중요합니다.
• 무연:솔더링 마감 및 재료는 무연입니다.

10. 기술 비교 및 차별화

기존의 스루홀 LED 기술과 비교하여, 이 SMD LED는 다음과 같은 장점을 제공합니다:

• 크기 감소:극적으로 작아져 소형화를 가능하게 합니다.
• 제조 효율성:완전 자동화된 SMT 조립 라인과 호환되어 노동 비용을 줄이고 실장 속도와 정확도를 높입니다.
• 성능:많은 스루홀 설계보다 일반적으로 PCB로의 더 나은 열 경로를 제공하여 높은 전류에서 수명을 향상시킬 수 있습니다.

다른 SMD 그린 LED와 비교하여, 120° 시야각, 워터 클리어 렌즈, 그리고 강도, 파장 및 전압에 대해 정의된 빈닝 구조의 특정 조합은 예측 가능한 성능을 요구하는 설계자에게 핵심 차별화 요소입니다.

11. 자주 묻는 질문 (FAQ)

Q: 이 LED를 3.3V 또는 5V 마이크로컨트롤러 핀에서 직접 구동할 수 있나요?A: 아니요. 직렬 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 순방향 전압은 약 3V이며, GPIO 핀은 전압 강하를 제어하면서도 20mA를 안전하게 공급/싱크할 수 없습니다. 트랜지스터 또는 전용 LED 드라이버를 사용하십시오.

Q: 왜 광도 범위가 그렇게 넓나요 (180-360 mcd)?A: 이는 전체 생산 범위입니다. 장치는 특정 빈(S1, S2, T1)으로 분류됩니다. 주문 시 필요한 빈을 지정하여 밝기 일관성을 보장해야 합니다.

Q: 데이터시트에 "사용 전에 백을 열지 마십시오"라고 되어 있습니다. 열면 어떻게 되나요?A: 습기가 플라스틱 패키지로 흡수될 수 있습니다. 리플로우 솔더링 중에 갇힌 습기가 빠르게 팽창하여("팝콘 효과") 내부 박리 및 균열을 일으켜 즉시 또는 잠재적 고장으로 이어질 수 있습니다.

Q: 이 제품을 실외 응용 분야에 사용할 수 있나요?A: 동작 온도 범위(-40°C ~ +85°C)는 많은 실외 환경을 지원합니다. 그러나 장기간 자외선 및 기상 조건에 노출되면 레진이 열화될 수 있습니다. 가혹한 실외 사용을 위해서는 특수 제형의 자외선 차단 캡슐런트가 있는 LED를 권장합니다.

12. 설계 및 사용 사례 연구

시나리오: 산업용 컨트롤러용 상태 표시판 설계. 요구사항:"시스템 준비", "통신 활성" 등을 나타내는 여러 개의 녹색 LED. 사용자 인식에 균일한 밝기와 색상이 중요합니다.

설계 단계:

1. 빈닝 선택:균일성을 보장하기 위해 모든 LED에 대해 단일하고 엄격한 빈을 지정합니다: 예: 광도 빈 T1 (285-360 mcd), 주 파장 빈 X (520-525 nm), 순방향 전압 빈 12 (3.10-3.30V). 이렇게 하면 모든 LED가 매우 유사하게 동작할 것임을 보장합니다.
2. 회로 설계:여러 채널을 구동할 수 있는 정전류 LED 드라이버 IC를 사용하십시오. 이는 작은 V_F변화에 관계없이 각 LED에 동일한 전류를 제공하여 완벽한 밝기 매칭을 보장합니다. 또는 LED당 저항을 사용하는 경우, 빈 내 최고 V_F(3.30V)를 기반으로 저항 값을 계산하여 어떤 LED도 과구동되지 않도록 보장하십시오.
3. PCB 레이아웃:일관된 방향으로 LED를 배치하십시오. 패널이 지속적으로 켜져 있을 수 있으므로 열 소산을 돕기 위해 캐소드 패드에 연결된 충분한 구리 면적을 포함하십시오.
4. 조립:지정된 리플로우 프로파일을 정확히 따르십시오. 습도 민감도 등급(MSL) 요구 사항을 준수하기 위해 릴을 피크 앤 플레이스 기기 피더에 장착할 때까지 밀봉된 상태로 유지하십시오.

이 접근 방식은 일관되고 신뢰할 수 있는 표시등을 가진 전문적인 모습의 패널을 만들어냅니다.

13. 동작 원리 소개

이 LED는 인듐 갈륨 나이트라이드(InGaN) 반도체 칩을 기반으로 합니다. 다이오드의 턴온 임계값(V_F)을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 반도체 접합의 활성 영역으로 주입됩니다. 이 전하 캐리어들이 재결합할 때, 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. InGaN 재료의 특정 구성은 방출되는 빛의 파장(색상)을 결정합니다. 이 경우, 518 nm에서 피크를 갖는 브릴리언트 그린 빛을 생성하도록 조정되었습니다. 워터 클리어 에폭시 레진 캡슐런트는 섬세한 반도체 다이를 보호하고 기계적 안정성을 제공하며, 초기 광 출력 패턴을 형성하는 1차 렌즈 역할을 합니다.

14. 기술 동향 및 배경

19-213 LED는 성숙하고 널리 채택된 SMD LED 기술을 대표합니다. 이러한 구성 요소와 관련된 LED 개발의 현재 동향은 다음과 같습니다:

• 효율성 증가:에피택셜 성장 및 칩 설계의 지속적인 개선으로 인해 더 높은 광 효율(전기 입력 와트당 더 많은 광 출력)이 이루어져 더 밝은 표시등 또는 더 낮은 전력 소비를 가능하게 합니다.
• 소형화:더 작은 장치에 대한 추진은 계속되고 있으며, 공간이 제한된 응용 분야에서 더 작은 패키지 풋프린트(예: 0402, 0201 메트릭)가 일반화되고 있지만, 종종 광 출력 및 열 성능과의 트레이드오프가 있습니다.
• 향상된 신뢰성:패키징 재료 및 다이 부착 기술의 개선으로 인해 동작 수명과 열 사이클링 및 습도에 대한 저항성이 계속 확장되고 있습니다.
• 통합 솔루션:더 넓은 트렌드는 제어 전자 장치(전류 드라이버, PWM 컨트롤러)를 LED 다이와 직접 통합하여 더 복잡한 모듈로 만드는 것으로, 최종 사용자 회로 설계를 단순화합니다.

이 특정 부품이 최신의 초소형 또는 스마트 LED 기능을 포함하지 않을 수 있지만, 잘 정의된 성능, 견고한 패키징 및 포괄적인 빈닝은 광범위한 표준 표시등 및 백라이트 응용 분야에 대해 신뢰할 수 있고 비용 효율적인 선택이 되게 합니다.