SMD LED 17-21/GVC-AMPB/3T 데이터시트 - 2.0x1.25x0.8mm - 녹색 (568nm) - 20mA - 영어 기술 문서

1. 제품 개요

17-21 SMD LED는 신뢰할 수 있는 표시등 및 백라이트 조명이 필요한 현대 전자 응용 분야를 위해 설계된 소형 표면 실장 장치입니다. 이 부품은 AlGaInP(알루미늄 갈륨 인듐 포스파이드) 반도체 기술을 활용하여 일반적인 피크 파장 568nm의 녹색 광 출력을 생성합니다. 주요 장점은 소형 크기로, 인쇄 회로 기판(PCB)에서 더 높은 집적도를 가능하게 하며, 필요한 저장 공간을 줄이고, 최종 장비의 전반적인 소형화에 기여합니다. 가벼운 구조는 휴대용 및 공간 제약이 있는 응용 분야에 이상적입니다.

This LED is packaged on 8mm tape wound onto a 7-inch diameter reel, making it fully compatible with high-speed automatic pick-and-place assembly equipment. It is designed for use with standard infrared (IR) and vapor phase reflow soldering processes, ensuring seamless integration into modern manufacturing lines. The product is compliant with key environmental and safety regulations, being Pb-free, RoHS compliant, EU REACH compliant, and halogen-free (with Bromine <900 ppm, Chlorine <900 ppm, and Br+Cl < 1500 ppm).

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

해당 장치의 동작 한계는 특정 주변 조건(Ta=25°C)에서 정의됩니다. 이 정격을 초과할 경우 영구적인 손상이 발생할 수 있습니다.

• 역전압 (VR): 5V. 이는 중요한 파라미터입니다; 5V를 초과하는 역방향 전압을 인가하면 LED의 PN 접합이 항복될 수 있습니다.
• 연속 순방향 전류 (IF): 25 mA. 장기적인 신뢰성을 보장하고 열 폭주를 방지하기 위해 연속 동작 시 권장되는 최대 DC 전류입니다.
• 피크 순방향 전류 (IFP): 60 mA. 이 등급은 1 kHz에서 듀티 사이클 1/10의 펄스 조건에서 적용됩니다. 짧은 시간 동안 더 높은 밝기를 허용하지만 DC 구동에는 사용해서는 안 됩니다.
• 소비 전력(Pd): 60 mW. 이는 패키지가 열로 발산할 수 있는 최대 전력을 나타냅니다. 이 한계를 초과하면 접합 온도가 상승하여 성능과 수명이 저하됩니다.
• 정전기 방전(ESD) 인체 모델(HBM): 2000V. 이 등급은 중간 수준의 ESD 보호 성능을 나타냅니다. 조립 및 취급 시에는 여전히 표준 ESD 처리 주의사항을 준수해야 합니다.
• 동작 온도(Topr): -40°C ~ +85°C. 이 LED는 이 넓은 산업용 온도 범위에서 작동하도록 등급이 지정되어 있습니다.
• 보관 온도 (Tstg): -40°C ~ +90°C.
• 솔더링 온도 (Tsol): 본 장치는 최고 온도 260°C에서 최대 10초 동안 리플로우 납땜을 견딜 수 있습니다. 핸드 납땜의 경우, 인두 팁 온도는 단자당 최대 3초 동안 350°C를 초과해서는 안 됩니다.

2.2 전기-광학 특성

이 파라미터들은 표준 테스트 전류 IF=20mA 및 Ta=25°C 조건에서 측정됩니다. 이는 코어 광 출력 및 전기적 성능을 정의합니다.

• 광도 (Iv): 최소 18.00 mcd에서 최대 72.00 mcd까지의 범위를 가집니다. 전형값은 특정 빈 코드(M, N, P)에 따라 달라집니다. 이는 인지되는 밝기의 척도입니다.
• 시야각 (2θ1/2): 일반적으로 140도입니다. 이 넓은 시야각은 광원이 다양한 위치에서 보여야 하는 응용 분야에 LED를 적합하게 만듭니다.
• 피크 파장 (λp): 일반적으로 568 nm입니다. 이는 스펙트럼 파워 분포가 최대가 되는 파장입니다.
• 주파장 (λd): 563.50 nm에서 571.50 nm 사이의 범위를 가지며, 특정 코드(C13~C16)로 구분됩니다. 이는 인간의 눈이 인지하는 단일 파장으로 색상 일관성에 매우 중요합니다.
• 스펙트럼 대역폭 (Δλ): 일반적으로 20 nm입니다. 이는 피크 파장 주변에서 방출되는 스펙트럼의 확산을 정의합니다.
• 순방향 전압 (VF): 20mA에서 1.75V부터 2.35V까지의 범위를 가지며, 코드(0, 1, 2)로 구분됩니다. 이 파라미터는 구동 회로의 전류 제한 저항 설계에 매우 중요합니다.
• 역방향 전류 (IR): 역전압 5V 인가 시 최대 10 μA. 데이터시트는 본 장치가 역방향 동작을 위해 설계되지 않았음을 명시적으로 기재함.

중요 참고사항: 데이터시트는 주요 파라미터에 대한 허용 오차를 명시함: 광도(±11%), 주파장(±1nm), 순방향 전압(±0.1V). 이 허용 오차는 각 빈(Bin) 내에서 적용되며 설계 마진 계산에 매우 중요함.

3. Binning System 설명

대량 생산의 일관성을 보장하기 위해, LED는 측정된 성능에 따라 Binning System으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 밝기, 색상 및 전압에 대한 특정 애플리케이션 요구 사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 광도 빈닝

빈은 IF=20mA에서의 최소 및 최대 광도 값으로 정의됩니다.

• 빈 M: 18.00 mcd (Min) ~ 28.50 mcd (Max)
• Bin N: 28.50 mcd (Min) ~ 45.00 mcd (Max)
• Bin P: 45.00 mcd (Min) ~ 72.00 mcd (Max)

더 높은 등급(예: P)을 선택하면 최소 밝기가 보장되지만 프리미엄 비용이 발생할 수 있습니다.

3.2 주파장 빈닝

이 빈닝은 색상 일관성을 보장합니다. 주파장은 2nm 간격으로 분류됩니다.

• 빈 C13: 563.50 nm ~ 565.50 nm
• Bin C14: 565.50 nm ~ 567.50 nm
• Bin C15: 567.50 nm ~ 569.50 nm
• Bin C16: 569.50 nm ~ 571.50 nm

특정한 녹색 색조가 중요한 응용 분야에서는 좁은 파장 구간을 지정하는 것이 필수적입니다.

3.3 순방향 전압 빈닝

Voltage binning은 특히 여러 LED가 직렬로 연결될 때, 보다 예측 가능하고 효율적인 구동 회로 설계에 도움이 됩니다.

• Bin 0: 1.75V to 1.95V
• Bin 1: 1.95V ~ 2.15V
• Bin 2: 2.15V ~ 2.35V

동일한 전압 빈(bin)의 LED를 사용하면 병렬 구성에서 전류 불균형을 최소화할 수 있습니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 전형적인 전기-광학 특성 곡선을 참조합니다. 제공된 텍스트에 구체적인 그래프는 상세히 설명되어 있지 않지만, 이러한 LED의 표준 곡선은 일반적으로 다음을 포함합니다:

• 상대 발광 강도 대 순방향 전류 (I-V 곡선): 발광 출력이 전류와 함께 증가하는 방식을 보여주며, 일반적으로 고전류 영역에서는 발열 효과로 인해 준선형(sub-linear) 방식으로 증가합니다.
• 순방향 전압 대 순방향 전류: 지수적 관계를 보여주며, 열 관리와 구동 회로 설계에 매우 중요합니다.
• 상대 광도 대 주변 온도: 접합 온도가 상승함에 따라 광 출력이 감소하는 현상을 보여줍니다. AlGaInP LED는 일반적으로 온도 상승에 따라 출력이 크게 저하됩니다.
• 스펙트럼 분포: 파장에 대한 상대 강도를 나타낸 그래프로, 약 568nm에서 피크를 보이며 대역폭은 약 20nm입니다.
• 시야각 패턴: 광 강도의 각도 분포를 보여주는 극좌표 그래프로, 140도 시야각을 확인할 수 있습니다.

이 곡선들은 비표준 조건(다른 전류, 온도)에서의 실제 성능을 예측하는 데 필수적입니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

17-21 SMD LED는 컴팩트한 직사각형 패키지를 가지고 있습니다. 주요 치수(mm 단위, 별도 명시된 경우를 제외하고 공차 ±0.1mm)는 다음과 같습니다:

• 전체 길이: 2.0 mm
• 전체 너비: 1.25 mm
• 전체 높이: 0.8 mm
• PCB 패드 레이아웃 설계를 위해 리드(터미널) 치수와 간격이 지정됩니다.

조립 시 올바른 극성 방향을 위해 패키지에 캐소드 마크가 명확하게 표시됩니다. 권장 PCB 랜드 패턴(패드 설계)은 적절한 솔더링과 기계적 안정성을 보장하기 위해 이 치수를 따라야 합니다.

5.2 릴, 테이프 및 패키징

본 장치는 IPC/JEDEC 표준에 따른 Level 3 수분 민감 장치(MSD) 패키지로 공급됩니다.

• 캐리어 테이프: 8mm 폭으로, LED를 고정하는 포켓이 있습니다. 피더와의 호환성을 보장하기 위해 테이프, 포켓, 커버 테이프의 치수가 제공됩니다.
• Reel: 7인치 직경 릴. 자동화 처리 장비를 위해 릴 치수(허브 직경, 플랜지 직경, 폭)가 명시되어 있습니다.
• Packing Quantity: 릴 당 3000개.
• Moisture Barrier Bag: 릴은 보관 및 운송 중 LED가 주변 습기로부터 보호되도록 습도 표시 카드 및 건조제와 함께 알루미늄 라미네이트 방습 백 내부에 밀봉되어 있습니다.

라벨 설명: 릴 라벨에는 추적성과 정확한 적용을 위한 중요한 정보가 포함되어 있습니다: 고객의 제품 번호(CPN), 제조업체의 부품 번호(P/N), 수량(QTY), 그리고 광도(CAT), 주 파장/색상(HUE), 순방향 전압(REF)에 대한 특정 Binning Code, 그리고 Lot 번호(LOT No)입니다.

6. 납땜 및 조립 지침

적절한 취급 및 솔더링은 신뢰성에 매우 중요합니다.

6.1 보관 및 취급

• 사용 준비가 될 때까지 습기 차단 백을 열지 마십시오.
• 개봉 후 사용하지 않은 LED는 반드시 30°C 이하, 상대습도(RH) 60% 이하의 환경에 보관해야 합니다.
• 백 개봉 후 "Floor Life"는 168시간(7일)입니다. 이를 초과하거나 건조제 표시기가 활성화된 경우, 사용 전 LED를 60°C ±5°C에서 24시간 동안 베이킹하여 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 중 "Popcorning"을 방지해야 합니다.

6.2 리플로우 솔더링 프로파일

무연(Pb-free) 리플로우 프로파일이 지정됩니다:

• 예열(Pre-heating): 주변 온도에서 60-120초 동안 150-200°C까지 상승.
• 소크/예열: 150-200°C 사이를 유지.
• 액상 시간: 217°C 이상의 시간은 60-150초여야 합니다.
• 피크 온도: 최대 260°C.
• 피크 시간: 260°C에서 10초를 초과하지 않아야 함.
• 상승 속도: 최대 초당 6°C.
• 램프 다운 속도: 최대 초당 3°C.
• Critical Rule: 동일한 LED에 대해 리플로우 솔더링은 두 번 이상 수행해서는 안 됩니다.

6.3 핸드 솔더링 및 리워크

• Use a soldering iron with a tip temperature <350°C and power <25W.
• 단자당 납땜 시간을 ≤3초로 제한하십시오.
• 납땜 단자 사이에 ≥2초의 냉각 간격을 두십시오.
• 가열 중 LED 본체에 기계적 스트레스를 피하십시오.
• 납땜 후 수리는 강력히 권장하지 않습니다. 불가피한 경우, 양쪽 단자를 동시에 가열할 수 있는 전문용 더블헤드 인두를 사용해야 하며, LED 특성에 미치는 영향을 반드시 확인해야 합니다.
• PCB 납땜 후 휘지 않도록 주의하십시오.

7. 애플리케이션 제안 및 설계 고려사항

7.1 대표적인 애플리케이션 시나리오

• 백라이트: 계기판, 제어판 및 소비자 가전의 심볼, 스위치 및 작은 영역의 백라이트에 이상적입니다.
• 상태 표시기: 통신 장비(전화, 팩스), 컴퓨터 주변 장치 및 산업용 제어 장치의 전원, 연결성, 기능 상태 표시기에 적합합니다.
• 일반 목적 표시: 작고 밝으며 신뢰할 수 있는 녹색 광원이 필요한 모든 응용 분야.

7.2 설계 고려사항

• 전류 제한: 외부 전류 제한 저항은 필수순방향 전압은 음의 온도 계수를 가지며, 이는 온도가 상승함에 따라 감소한다는 의미입니다. 저항이 없으면 전압의 작은 증가가 크고 파괴적일 수 있는 전류의 증가(열 폭주)를 일으킬 수 있습니다. 저항 값은 R = (Vsupply - VF) / IF 공식을 사용하여 계산됩니다.
• 열 관리: 패키지 크기는 작지만, 특히 주변 온도가 높거나 밀폐된 공간에서는 최대 60mW의 전력 소산을 고려해야 합니다. 패드 주변에 충분한 PCB 구리 면적을 확보하여 방열판 역할을 할 수 있습니다.
• ESD 보호: 조립 공간에 표준 ESD 관리 대책을 시행하십시오. 2000V HBM 등급을 갖추고 있지만, 고위험 환경에서는 PCB에 추가 보호 다이오드가 필요할 수 있습니다.
• 광학 설계: 140도의 넓은 시야각은 우수한 축외 가시성을 제공합니다. 집광된 빛의 경우 외부 렌즈나 도광판이 필요할 수 있습니다.

8. 적용 제한 및 신뢰성 주의사항

데이터시트에는 중요한 고지 사항이 포함되어 있습니다. 이 표준 상용 등급 LED는 고신뢰성 또는 안전 중대 응용 분야에서 사용하기에 적합하거나 권장되지 않음 사전 협의 및 특정 적격성 평가 없이는. 이는 명시적으로 다음을 포함합니다:

• Military and Aerospace systems
• 자동차 안전 및 보안 시스템 (예: 에어백 표시등, 제동등)
• 의료 생명 유지 또는 진단 장비

본 사양은 명시된 한도 내에서 그리고 개별 부품으로서의 성능만을 보장합니다. 설계자는 제품이 이 사양을 초과하여 사용되지 않도록 하고, 의도된 응용 분야의 수명 및 환경 조건에 적합하도록 할 책임이 있습니다.

9. 기술적 비교 및 차별화

17-21 패키지는 크기와 성능 사이의 균형을 제공합니다. 더 큰 리드형 LED(예: 3mm 또는 5mm)와 비교하여 상당한 공간 절약과 자동화 조립에 더 나은 적합성을 제공합니다. 더 작은 칩 스케일 패키지(CSP)와 비교할 때, 17-21은 금속 리드가 있는 성형 패키지 덕분에 더 쉬운 핸들링, 표준 솔더링 공정, 그리고 일반적으로 더 나은 방열성을 제공합니다. 녹색에 AlGaInP 기술을 사용하는 것은 GaP와 같은 오래된 기술에 비해, 특히 녹색 스펙트럼에서 더 높은 효율과 더 나은 색 채도를 제공합니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

Q: 5V 전원 공급 장치에는 어떤 저항 값을 사용해야 합니까?
A: IF=20mA에서 안전 마진을 위해 최대 VF(2.35V)를 사용할 경우: R = (5V - 2.35V) / 0.020A = 132.5 Ohms. 표준 130 또는 150 Ohm 저항이 적합합니다. 항상 사용하는 LED 빈의 실제 VF로 전류를 확인하십시오.

Q: 이 LED를 더 밝게 하려면 30mA로 구동해도 될까요?
A: 아니요. 연속 순방향 전류(IF)의 절대 최대 정격은 25mA입니다. 30mA로 동작하면 이 정격을 초과하여 신뢰성과 수명이 감소하며, 즉시 고장을 일으킬 수 있습니다.

Q: 제 봉지를 10일 전에 열었습니다. LED를 아직 사용할 수 있을까요?
A: 먼저 습도 표시 카드를 확인하십시오. 노출을 나타내는 경우(예: 색상 변화), 리플로우 중 솔더 접합부 손상을 방지하고 수분을 제거하기 위해 사용 전 LED를 60°C에서 24시간 동안 베이킹해야 합니다.

Q: 라벨의 빈 코드를 어떻게 해석하나요?
A: 라벨에는 CAT(광도 빈, 예: N), HUE(파장 빈, 예: C14), REF(전압 빈, 예: 1)가 표시됩니다. 이는 해당 릴에 있는 LED의 특정 성능 범위를 알려줍니다.

Q: 역방향 전압 정격이 왜 5V만 되나요?
A> LEDs are not designed to be operated in reverse bias. The 5V rating is a withstand voltage for protection against accidental reverse connection during testing or assembly. For circuit protection against transient reverse voltages, an external diode in parallel (cathode to anode) is recommended.