SMD LED 16-213/GHC-YR1S1/3T 데이터시트 - 브릴리언트 그린 - 2.7-3.7V - 25mA - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

16-213/GHC-YR1S1/3T은 소형 크기, 높은 신뢰성 및 우수한 광학 성능이 요구되는 현대 전자 응용 분야를 위해 설계된 표면 실장 장치(SMD) LED입니다. 이 부품은 인듐갈륨질화물(InGaN) 반도체 칩을 사용하여 선명한 초록색 광 출력을 생성합니다. 주요 장점으로는 기존 리드 프레임 LED에 비해 크기가 현저히 줄어들어 인쇄 회로 기판(PCB)에서 더 높은 패킹 밀도, 감소된 보관 요구 사항을 가능하게 하며 궁극적으로 최종 장비의 소형화에 기여합니다. 이 장치는 가벼워 공간이 제한된 휴대용 응용 분야에 특히 적합합니다.

주요 제품 포지셔닝으로는 고효율 지시등 및 백라이트 소스로의 사용이 포함됩니다. 7인치 직경 릴에 감긴 8mm 테이프에 포장되어 표준 자동 피크 앤 플레이스 조립 장비와의 호환성을 보장합니다. LED는 워터클리어 수지 캡슐화로 제작되어 광 출력을 극대화하고 깨끗하고 밝은 외관을 제공합니다.

2. 기술 사양 상세 분석

2.1 절대 최대 정격

장치의 작동 한계는 Ta=25°C 조건에서 정의됩니다. 이 정격을 초과하면 영구적인 손상을 초래할 수 있습니다.

• 역방향 전압 (V_R):5V. 이보다 높은 역방향 전압을 가하면 LED의 PN 접합이 항복될 수 있습니다.
• 연속 순방향 전류 (I_F):25mA. 이는 연속 작동을 위해 권장되는 최대 DC 전류입니다.
• 피크 순방향 전류 (I_FP):100mA. 이 정격은 1kHz에서 듀티 사이클 1/10의 펄스 조건에서 적용되며, 짧은 시간 동안 더 높은 밝기를 허용합니다.
• 전력 소산 (P_d):110mW. 이는 패키지가 열적 한계를 초과하지 않고 열로 소산할 수 있는 최대 전력입니다.
• 정전기 방전 (ESD):150V (인체 모델) 견딤. 조립 중 적절한 ESD 처리 절차가 필수적입니다.
• 작동 온도 (T_opr):-40°C ~ +85°C. LED는 광범위한 환경 조건에서 작동하도록 정격되어 있습니다.
• 보관 온도 (T_stg):-40°C ~ +90°C.
• 솔더링 온도 (T_sol):이 장치는 최대 260°C의 피크 온도에서 최대 10초 동안 리플로우 솔더링을 견딜 수 있으며, 또는 단자당 350°C에서 최대 3초 동안 핸드 솔더링을 견딜 수 있습니다.

2.2 전기-광학 특성

일반적인 성능은 달리 명시되지 않는 한 I_F=20mA, Ta=25°C에서 측정됩니다.

• 광도 (I_v):최소 112 mcd에서 최대 225 mcd까지 범위이며, 일반적인 값은 이 빈 범위 내에 있습니다. ±11%의 허용 오차가 적용됩니다.
• 시야각 (2θ_1/2):120도. 이 넓은 각도는 다양한 시각에서 좋은 가시성을 보장합니다.
• 피크 파장 (λ_p):일반적으로 518 nm로, 방출된 빛의 강도가 가장 높은 파장을 나타냅니다.
• 주 파장 (λ_d):520 nm에서 535 nm까지 범위로, 인지되는 색상(초록색)을 정의합니다. ±1 nm의 허용 오차가 적용됩니다.
• 스펙트럼 대역폭 (Δλ):일반적으로 35 nm로, 최대 강도의 절반(FWHM)에서 측정됩니다.
• 순방향 전압 (V_F):2.7V(최소)에서 3.7V(최대)까지 범위하며, 20mA에서 일반적인 값은 3.3V입니다. ±0.05V의 허용 오차가 적용됩니다.
• 역방향 전류 (I_R):역방향 전압 5V가 인가될 때 최대 50 μA입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

이 제품은 응용 설계에서 일관성을 보장하기 위해 주요 광학 및 전기적 파라미터를 기반으로 빈으로 분류됩니다.

3.1 광도 빈닝

빈은 I_v=20mA에서 I_F에 대해 정의됩니다:

• R1:112 mcd ~ 140 mcd
• R2:140 mcd ~ 180 mcd
• S1:180 mcd ~ 225 mcd

특정 빈 코드(예: GHC-YR1S1의 일부)는 해당 특정 유닛에 대해 보장된 강도 범위를 나타냅니다.

3.2 주 파장 빈닝

빈은 I_d=20mA에서 λ_F에 대해 정의됩니다:

• X:520 nm ~ 525 nm
• Y:525 nm ~ 530 nm
• Z:530 nm ~ 535 nm

이를 통해 설계자는 색상 매칭 응용 분야를 위해 매우 특정한 그늘의 초록색 LED를 선택할 수 있습니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 설계에 중요한 여러 특성 곡선을 제공합니다.

4.1 상대 광도 대 주변 온도

곡선은 광도가 -40°C에서 약 25°C까지 상대적으로 안정적임을 보여줍니다. 25°C를 넘어서면 온도가 증가함에 따라 강도가 점차 감소하는데, 이는 비방사성 재결합 증가 및 기타 열적 효과로 인한 LED의 일반적인 특성입니다. 최대 작동 온도인 85°C에서는 실온에 비해 출력이 크게 감소할 수 있습니다. 이는 높은 주변 온도가 예상되는 설계에서 반드시 고려되어야 합니다.

4.2 순방향 전류 감액 곡선

이 그래프는 주변 온도의 함수로서 허용 가능한 최대 순방향 전류를 정의합니다. 25°C에서는 전체 25mA가 허용됩니다. 주변 온도가 상승함에 따라 장치의 110mW 전력 소산 한계를 초과하지 않고 장기적인 신뢰성을 보장하기 위해 최대 허용 전류를 선형적으로 감소시켜야 합니다. 이는 열 폭주 및 조기 고장을 방지하는 데 중요합니다.

3.3 광도 대 순방향 전류

이 관계는 일반적으로 낮은 전류에서 선형적이지만, 더 높은 전류(최대 정격에 근접)에서는 포화 또는 효율 저하의 징후를 보일 수 있습니다. 이 곡선을 통해 설계자는 주어진 구동 전류에 대한 밝기를 예측할 수 있습니다.

4.4 스펙트럼 분포

스펙트럼 플롯은 518 nm(초록색)를 중심으로 하는 단일의 지배적인 피크와 특징적인 35 nm FWHM을 보여줍니다. 가시 스펙트럼의 다른 부분에서는 최소한의 방출만 있어 순수한 초록색을 확인할 수 있습니다.

4.5 순방향 전류 대 순방향 전압

이 IV 곡선은 다이오드의 일반적인 지수 관계를 보여줍니다. 순방향 전압은 전류와 함께 증가합니다. 지정된 V_F범위(20mA에서 2.7V-3.7V)는 이 곡선에서 확인할 수 있습니다. 설계자는 이를 사용하여 주어진 공급 전압에 필요한 전류 제한 저항 값을 계산합니다.

4.6 방사 패턴

극좌표 다이어그램은 120° 시야각을 보여줍니다. 강도는 중심 원뿔 내에서 거의 균일하며 가장자리로 갈수록 감소합니다. 이 패턴은 특정 조명 각도가 필요한 응용 분야에 중요합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

LED는 소형 SMD 풋프린트를 가지고 있습니다. 중요한 치수로는 본체 크기, 리드 간격 및 전체 높이가 포함됩니다. 달리 명시되지 않는 한 표준 허용 오차 ±0.1mm를 가진 상세한 치수 도면이 데이터시트에 제공됩니다. 신뢰할 수 있는 솔더링 및 기계적 안정성을 위해 설계된 PCB 상의 권장 패드 레이아웃도 표시됩니다. 설계자는 특정 PCB 제조 공정 및 열 요구 사항에 따라 패드 치수를 수정하는 것이 좋습니다.

5.2 극성 식별

이 부품은 애노드와 캐소드를 가지고 있습니다. 데이터시트 도면은 일반적으로 노치, 점 또는 다른 리드 모양으로 표시되는 극성을 나타냅니다. 올바른 기능을 보장하기 위해 PCB 레이아웃 및 조립 중에 올바른 극성을 준수해야 합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

무연 리플로우 솔더링을 위한 상세한 온도 프로파일이 제공됩니다:

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

LED를 두 번 이상의 리플로우 사이클에 노출시키지 않는 것이 권장됩니다. 가열 중 LED 본체에 가해지는 응력 및 솔더링 후 PCB의 뒤틀림을 피해야 합니다.

6.2 핸드 솔더링

핸드 솔더링이 필요한 경우, 인두 팁 온도는 350°C 미만이어야 하며, 단자당 접촉 시간은 3초를 초과해서는 안 됩니다. 저전력 인두(≤25W)를 권장합니다. 열 충격을 방지하기 위해 두 단자를 솔더링하는 사이에 최소 2초의 냉각 간격을 두어야 합니다.

6.3 리워크 및 수리

솔더링 후 수리는 권장되지 않습니다. 불가피한 경우, 듀얼 헤드 솔더링 인두를 사용하여 두 단자를 동시에 가열하여 LED에 가해지는 응력을 최소화해야 합니다. 리워크로 인한 LED 특성에 대한 잠재적 영향은 사전에 평가되어야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 릴 및 테이프 사양

LED는 데이터시트에 지정된 치수의 엠보싱 캐리어 테이프로 공급됩니다. 각 릴에는 3000개가 들어 있습니다. 자동 처리 장비 설정을 위한 릴 치수(7인치 직경)가 제공됩니다.

7.2 습도 민감도 및 보관

제품은 건조제와 습도 표시 카드가 들어 있는 방습 알루미늄 백에 포장됩니다. 리플로우 중 습도 유발 손상("팝콘 현상")을 방지하려면:

• 개봉 전:≤30°C 및 ≤90% RH에서 보관.
• 개봉 후:"플로어 라이프"는 ≤30°C 및 ≤60% RH 조건에서 1년입니다. 사용하지 않은 부품은 재밀봉해야 합니다.
• 베이킹:건조제가 포화 상태를 나타내거나 보관 시간을 초과한 경우, 사용 전 60±5°C에서 24시간 동안 베이킹해야 합니다.

7.3 라벨 설명

릴 라벨에는 다음 코드가 포함됩니다:

• 고객 부품 번호 (CPN)
• 제품 번호 (P/N)
• 포장 수량 (QTY)
• 광도 등급 (CAT)
• 색도/주 파장 등급 (HUE)
• 순방향 전압 등급 (REF)
• 로트 번호 (LOT No.)

8. 응용 제안

8.1 일반적인 응용 시나리오

• 백라이트:계기판 지시등, 스위치 조명 및 LCD 패널 및 심볼용 평면 백라이트에 이상적입니다.
• 통신:전화기 및 팩스기의 상태 표시등 및 키패드 백라이트.
• 일반 표시:다양한 소비자, 산업 및 자동차 전자 제품의 전원 상태, 모드 선택 및 기타 사용자 인터페이스 표시등.

8.2 중요한 설계 고려사항

• 전류 제한:순방향 전류를 제한하기 위해 외부 직렬 저항이절대적으로 필수적입니다. LED의 지수적 V-I 특성은 작은 전압 증가가 크고 파괴적인 전류 서지를 유발할 수 있음을 의미합니다.
• 열 관리:순방향 전류 감액 곡선을 준수하십시오. 높은 주변 온도 또는 최대 전류 근처에서 작동하는 경우 충분한 PCB 구리 면적 또는 기타 방열 장치를 확보하십시오.
• ESD 보호:민감한 라인에 ESD 보호 회로를 구현하고 조립 중 적절한 처리 절차를 따르십시오.
• 광학 설계:원하는 조명 효과를 얻기 위해 도광판, 렌즈 또는 확산판을 설계할 때 120° 시야각 및 방사 패턴을 고려하십시오.

9. 기술 비교 및 차별화

기존 스루홀 LED 기술과 비교하여 이 SMD LED는 상당한 장점을 제공합니다:

• 크기 & 밀도:크게 줄어든 풋프린트로 소형화가 가능합니다.
• 자동화:고속 SMT 조립과 완전히 호환되어 제조 비용을 절감합니다.
• 성능:InGaN 기술은 기존 재료에 비해 더 높은 효율과 더 밝은 초록색 출력을 제공합니다.
• 신뢰성:SMD 구조는 적절히 솔더링될 경우 더 나은 열 성능 및 기계적 견고성으로 이어지는 경우가 많습니다.
• 규정 준수:이 장치는 무연이며, RoHS 및 EU REACH 규정을 준수하고, 할로겐 프리 표준(Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm)을 충족하여 환경 친화적인 설계 및 글로벌 시장에 적합합니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

10.1 5V 공급 전압에서 사용해야 할 저항값은 얼마입니까?

옴의 법칙(R = (V_공급- V_F) / I_F)을 사용하고 20mA에서 일반적인 V_F를 3.3V로 가정하면: R = (5V - 3.3V) / 0.02A = 85 옴입니다. 표준 82 또는 100 옴 저항이 적절할 것입니다. 전류가 최대 정격을 초과하지 않도록 하기 위해 항상 최소 V_F(2.7V)에 대해 계산하십시오.

10.2 더 높은 밝기를 위해 이 LED를 30mA로 구동할 수 있습니까?

아니요. 연속 순방향 전류에 대한 절대 최대 정격은 25mA입니다. 이 정격을 초과하면 신뢰성이 저하되고 즉각적 또는 점진적인 고장을 초래할 수 있습니다. 더 높은 밝기를 원한다면 더 높은 광도 빈(예: S1 빈)의 LED 또는 더 높은 전류 정격의 제품을 선택하십시오.

10.3 온도가 광 출력에 어떤 영향을 미칩니까?

성능 곡선에 표시된 바와 같이, 광도는 주변 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 85°C에서는 출력이 25°C 값의 60-70%에 불과할 수 있습니다. 이는 시스템의 광학 설계에서 반드시 고려되어야 합니다.

10.4 방열판이 필요합니까?

20mA의 연속 작동 및 중간 주변 온도(<50°C)의 경우, 열은 일반적으로 LED의 리드를 통해 PCB 구리로 충분히 소산됩니다. 권장 패드 레이아웃을 따르면 이를 개선할 수 있습니다. 높은 주변 온도 또는 최대 전류 근처에서 구동하는 경우, LED 패드에 연결된 PCB 구리 면적을 증가시키는 것이 효과적인 방열판 역할을 합니다.

11. 설계 및 사용 사례 연구

시나리오: 산업용 컨트롤러용 상태 표시 패널 설계.

1. 요구사항:"시스템 준비" 상태를 나타내는 여러 개의 선명한 초록색 LED. 패널은 최대 60°C 환경에서 작동합니다.
2. 선택:높은 가시성을 위해 S1 빈(180-225 mcd)의 16-213/GHC-YR1S1/3T이 선택되었습니다.
3. 회로 설계:3.3V 시스템 레일 사용. V_F= 3.3V로 가정하고, 직렬 저항 계산: R = (3.3V - 3.3V) / 0.02A = 0 옴. 이는 유효하지 않습니다. 따라서 LED는 더 낮은 전류, 예를 들어 15mA로 구동됩니다. R = (3.3V - 3.0V*) / 0.015A = 20 옴. (*IV 곡선에서 15mA에 대해 추정된 더 낮은 V_F).
4. 열 점검:주변 온도 60°C에서 감액 곡선은 최대 전류를 감소시킬 것을 요구합니다. 15mA에서 작동하면 감액 한계 아래에 좋은 안전 마진을 제공하여 장기적인 신뢰성을 보장합니다.
5. 레이아웃:PCB 패드 설계는 데이터시트 권장 사항을 따르며, 열 확산을 위해 캐소드 패드에 연결된 추가 구리 푸어가 있습니다.
6. 결과:작동 환경에 적합한 신뢰할 수 있고 일관되게 밝은 표시 시스템.

12. 동작 원리 소개

이 LED는 반도체 PN 접합에서의 전계 발광 원리에 따라 작동합니다. 활성 영역은 InGaN으로 구성됩니다. 다이오드의 문턱값을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 각각 N형 및 P형 층에서 활성 영역으로 주입됩니다. 이들 전하 캐리어가 재결합하면서 광자의 형태로 에너지를 방출합니다. InGaN 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접적으로 방출되는 빛의 파장(색상)에 해당합니다—이 경우 초록색(~518 nm). 워터클리어 에폭시 수지 캡슐러트는 반도체 칩을 보호하고 기계적 안정성을 제공하며 빔 출력을 형성하는 렌즈 역할을 합니다.

13. 기술 동향

이와 같은 SMD LED의 개발은 광전자 공학의 더 넓은 동향의 일부입니다:

• 소형화:패키지 크기의 지속적인 축소(예: 0603에서 0402, 0201 미터법 크기로)로 더 작은 장치를 가능하게 합니다.
• 효율 증가:에피택셜 성장 및 칩 설계의 지속적인 개선으로 더 높은 광 효율(전기 와트 입력당 더 많은 광 출력)이 가능해집니다.
• 색상 일관성:더 엄격한 빈닝 사양 및 고급 제조 공정으로 생산 배치 전반에 걸쳐 매우 균일한 색상 및 밝기를 보장하며, 이는 다중 LED 어레이 및 디스플레이에 중요합니다.
• 향상된 신뢰성:개선된 패키징 재료 및 열 관리 설계로 작동 수명이 연장되고 더 가혹한 환경(더 높은 온도, 습도)에서 사용이 가능해집니다.
• 통합:제어 IC, 전류 제한 저항 또는 심지어 여러 색상 칩(RGB)을 단일 패키지에 통합하는 동향이 있으며, 이는 최종 사용자를 위한 회로 설계를 단순화합니다.

이러한 동향은 부품이 더 능력 있고 신뢰할 수 있으며 응용 친화적인 솔루션으로 진화하도록 추진합니다.