SMD LED 녹색 확산형 120° 시야각 - 3.2x1.6x1.1mm - 3.3V - 80mW - 한국어 데이터시트

1. 제품 개요

본 문서는 확산 렌즈와 InGaN(인듐 갈륨 질화물) 기술을 활용하여 녹색광을 생성하는 표면 실장 장치(SMD) 발광 다이오드(LED)의 사양을 상세히 설명합니다. 자동화된 인쇄 회로 기판(PCB) 조립을 위해 설계된 이 부품은 다양한 전자 장비에서 공간이 제한된 애플리케이션에 이상적입니다. 주요 기능은 소비자, 산업 및 통신 장치에서 상태 표시기, 신호 조명 또는 전면 패널 백라이트 역할을 하는 것입니다.

LED는 7인치 직경 릴에 감긴 8mm 테이프에 포장되어 고속 픽 앤 플레이스 조립 공정을 용이하게 합니다. 이 부품은 RoHS(유해 물질 제한)를 포함한 산업 표준을 준수하며 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정과 호환되어 현대적인 무연 제조 라인에 적합합니다.

1.1 주요 특징

• RoHS 준수 구성.
• 자동화 조립을 위해 7인치 릴에 8mm 테이프로 포장됨.
• 표준 EIA 패키지 풋프린트.
• 논리 레벨 호환(IC 호환) 구동 요구 사항.
• 자동 배치 장비와의 호환성을 위해 설계됨.
• 적외선 리플로우 솔더링 프로파일을 견딤.
• JEDEC 수분 민감도 레벨 3에 사전 조건화됨.

1.2 대상 애플리케이션

• 통신 장비(예: 무선/휴대폰).
• Office automation devices (e.g., notebook computers, network systems).
• 가전 제품 및 실내 간판.
• 산업 장비 상태 표시기.
• 일반 목적 신호 및 기호 조명기.
• 전면 패널 백라이트.

2. 패키지 치수 및 기계적 정보

LED는 표준 SMD 패키지 외형을 따릅니다. 주요 치수는 길이 약 3.2mm, 너비 1.6mm, 높이 1.1mm의 본체 크기를 포함하며, 별도로 명시되지 않는 한 ±0.2mm의 공차를 가집니다. 이 부품은 빛 방출 패턴을 넓히는 확산 렌즈를 특징으로 하며, 양극/음극 단자는 올바른 PCB 방향을 위해 명확히 지정되어 있습니다. 최적의 솔더 접합 형성과 리플로우 솔더링 공정 중 열 관리를 보장하기 위해 권장 PCB 부착 패드 레이아웃이 제공됩니다.

3. 심층 기술 파라미터 분석

3.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 작동은 항상 이 경계 내에서 유지되어야 합니다.

• 소비 전력(Pd):80 mW. 이는 주변 온도(Ta) 25°C에서 장치가 열로 방산할 수 있는 최대 전력량입니다.
• 피크 순방향 전류(I_FP):100 mA. 이는 과열을 방지하기 위해 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서만 허용되는 최대 순간 순방향 전류입니다.
• 연속 순방향 전류(I_F):20 mA. 이는 안정적인 연속 작동을 위한 권장 최대 DC 전류입니다.
• 작동 온도 범위:-40°C ~ +85°C. 장치는 이 주변 온도 범위 내에서 기능이 보장됩니다.
• 보관 온도 범위:-40°C ~ +100°C. 장치는 이 한계 내에서 열화 없이 보관될 수 있습니다.

3.2 전기적 및 광학적 특성

이 파라미터는 Ta=25°C 및 I_F=20mA에서 측정되며, 일반적인 작동 조건을 나타냅니다.

• 광도(I_V):355 - 1120 mcd (밀리칸델라). 빛 출력은 인간 눈의 명시 응답과 일치하도록 필터링된 센서를 사용하여 측정됩니다. 넓은 범위는 빈닝 시스템을 통해 관리됩니다.
• 시야각(2θ_1/2):120도 (일반적). 이는 광도가 피크 축 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도입니다. 확산 렌즈가 이 넓고 균일한 시야 패턴을 생성합니다.
• 피크 방출 파장(λ_P):523 nm (일반적). 이는 스펙트럼 전력 분포가 최대가 되는 파장입니다.
• 주 파장(λ_d):520 - 535 nm. 이는 CIE 색도도에서 도출된 LED의 색상(녹색)을 정의하는 인간 눈이 인지하는 단일 파장입니다.
• 스펙트럼 선 반폭(Δλ):25 nm (일반적). 이는 스펙트럼 순도를 나타냅니다. 25nm 값은 InGaN 기반 녹색 LED의 특징입니다.
• 순방향 전압(V_F):3.3V (일반적), 3.8V (최대). 20mA로 구동될 때 LED 양단의 전압 강하입니다.
• 역방향 전류(I_R):V_R=5V에서 10 μA (최대). 이 장치는 역방향 바이어스 작동을 위해 설계되지 않았습니다. 이 파라미터는 테스트 목적으로만 사용됩니다.

4. 빈닝 시스템 설명

애플리케이션의 일관성을 보장하기 위해 LED는 주요 파라미터를 기준으로 분류(빈닝)됩니다. 설계자는 색상 및 밝기 균일성에 대한 요구 사항과 일치하도록 빈을 지정할 수 있습니다.

4.1 순방향 전압(V_f) 등급

I_F=20mA에서 빈닝됨. 빈당 공차는 ±0.1V입니다.

빈 예시: 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).

4.2 광도(I_V) 등급

I_F=20mA에서 빈닝됨. 빈당 공차는 ±11%입니다.

빈 예시: T2 (355-450 mcd), U1 (450-560 mcd), U2 (560-710 mcd), V1 (710-900 mcd), V2 (900-1120 mcd).

4.3 주 파장(W_d) 등급

I_F=20mA에서 빈닝됨. 빈당 공차는 ±1nm입니다.

빈 예시: AP (520-525 nm), AQ (525-530 nm), AR (530-535 nm).

5. 성능 곡선 분석

일반적인 특성 곡선은 다양한 조건에서의 장치 동작에 대한 통찰력을 제공합니다. 여기에는 순방향 전류(I_F)와 순방향 전압(V_F) 사이의 관계가 포함되며, 이는 지수적이며 전류 제한 회로 설계에 중요합니다. 광도와 순방향 전류 사이의 관계는 일반적으로 작동 범위 내에서 선형이지만, 열 효과로 인해 더 높은 전류에서 포화될 수 있습니다. 광도의 온도 의존성은 접합 온도가 상승함에 따라 출력이 감소함을 보여주며, 이는 고출력 또는 고밀도 애플리케이션에서 열 관리의 중요한 요소입니다. 스펙트럼 분포 곡선은 지정된 반폭을 가진 523nm의 피크 파장을 중심으로 합니다.

6. 조립 및 취급 지침

6.1 솔더링 공정

이 장치는 무연 공정을 위한 적외선(IR) 리플로우 솔더링과 호환됩니다. J-STD-020B를 준수하는 제안된 프로파일에는 예열 단계(150-200°C, 최대 120초), 260°C를 초과하지 않는 피크 온도, 최대 10초의 액상선 이상 시간(TAL)이 포함됩니다. 솔더링은 최대 두 번의 리플로우 사이클로 제한해야 합니다. 수동 리워크의 경우 최대 300°C의 솔더링 아이언을 3초 이내로, 한 번만 적용할 수 있습니다. 솔더 페이스트 제조업체의 사양을 준수하는 것이 필수적입니다.

6.2 세척

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

6.3 보관 및 수분 민감도

수분 민감도 레벨 3(MSL3) 장치로서, 밀봉된 방습 백이 열린 후 ≤30°C/60% RH 조건에서 168시간(1주일)의 플로어 라이프를 가집니다. 이 기간을 초과하거나 원래 포장 외부에서 보관하는 경우, 솔더링 중 팝콘 크랙을 방지하기 위해 리플로우 전에 최소 48시간 동안 60°C에서 베이킹이 필요합니다. 백 외부의 장기 보관을 위해서는 건조제가 있는 밀폐 용기 또는 질소 환경을 사용하십시오.

7. 포장 및 릴 사양

LED는 너비 8mm의 엠보싱 캐리어 테이프로 공급됩니다. 테이프는 표준 7인치(178mm) 직경 릴에 감겨 있습니다. 각 릴에는 2000개가 들어 있습니다. 테이프에는 부품 포켓을 밀봉하는 커버 테이프가 있습니다. 포장은 ANSI/EIA-481 사양을 준수합니다. 릴에서 허용되는 연속 누락 부품의 최대 개수는 2개입니다.

8. 애플리케이션 설계 고려 사항

8.1 구동 회로 설계

LED는 전류 구동 장치입니다. 일관된 밝기와 수명을 보장하기 위해 정전류원 또는 전압원과 직렬로 연결된 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 저항 값은 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다: R = (V_공급- V_F) / I_F. 일반적인 V_F 3.3V와 5V 공급에서 원하는 I_F 20mA를 사용하면, R = (5V - 3.3V) / 0.02A = 85Ω입니다. 표준 82Ω 또는 100Ω 저항이 적절할 것입니다. 여러 LED를 병렬로 연결할 때는 V_F.

의 자연적 변동으로 인한 전류 편중을 방지하기 위해 각 LED에 개별 전류 제한 저항을 사용하는 것이 강력히 권장됩니다.

8.2 열 관리

소비 전력이 상대적으로 낮지만(80mW), PCB에서 효과적인 열 설계는 여전히 중요합니다, 특히 높은 주변 온도나 밀폐된 공간에서. 권장 PCB 패드 레이아웃은 방열에 도움이 됩니다. 열 패드 주변에 충분한 구리 면적을 확보하고 가능한 경우 열 비아를 사용하면 접합 온도를 낮게 유지하여 광 출력과 장치 수명을 보존하는 데 도움이 될 수 있습니다.

8.3 광학 통합

120도 확산 시야각은 여러 각도에서 가시성이 필요한 표시기 애플리케이션에 적합한 넓고 부드러운 방출 패턴을 제공합니다. 도광판 또는 백라이트 애플리케이션의 경우, 렌즈의 확산 특성으로 인해 원하는 균일성을 달성하기 위해 특정 광학 설계가 필요할 수 있습니다. 주 파장 빈에 의해 정의된 녹색은 상태 표시기(예: 전원 켜짐, 활성 모드) 및 색상 구분이 필요한 일반 조명에 적합합니다.

9. 신뢰성 및 작동 참고 사항

이 제품은 표준 상업 및 산업 전자 장비용으로 제작되었습니다. 고장이 안전을 위협할 수 있는 탁월한 신뢰성이 필요한 애플리케이션(예: 항공, 의료 생명 유지, 운송 제어)의 경우, 설계 전에 제조업체와의 특정 자격 검증 및 상담이 필요합니다. 이 장치는 역방향 바이어스 조건에서 작동하도록 설계되지 않았습니다. 절대 최대 정격, 특히 순방향 전류 또는 소비 전력을 초과하면 열화를 가속화하고 파괴적 고장을 일으킬 수 있습니다.

10. 기술 및 시장 배경

10.1 기본 기술 원리

이 LED는 InGaN(인듐 갈륨 질화물) 반도체 재료를 기반으로 합니다. 순방향 전압이 인가되면 전자와 정공이 반도체의 활성 영역에서 재결합하여 광자 형태로 에너지를 방출합니다. 합금 내 인듐과 갈륨의 특정 비율은 밴드갭 에너지를 결정하며, 따라서 방출되는 빛의 파장을 결정합니다. 이 경우 녹색 스펙트럼(~523nm)에 해당합니다. 확산 렌즈는 산란 입자가 내장된 에폭시 또는 실리콘으로 만들어져 빔 각도를 넓힙니다.

10.2 비교적 장점

AlGaInP 기반 녹색 LED와 같은 오래된 기술에 비해 InGaN은 더 높은 효율과 더 나은 성능 안정성을 제공합니다. SMD 패키지는 스루홀 LED에 비해 상당한 장점을 제공합니다: 더 작은 풋프린트, 더 낮은 프로파일, 자동화 조립에 적합성, 대량 리플로우 솔더링 공정과의 더 나은 호환성으로 인해 전체 제조 비용이 낮아집니다.

10.3 산업 동향