SMD LED 오렌지 AlInGaP 0603 패키지 데이터시트 - 치수 1.6x0.8x0.6mm - 전압 1.8-2.4V - 전력 72mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 고휘도, 소형 표면 실장 장치(SMD) 발광 다이오드(LED)의 사양을 상세히 설명합니다. 이 장치는 산업 표준 0603 패키지 풋프린트로 설계되어 자동화된 인쇄 회로 기판(PCB) 조립 공정에 적합합니다. 컴팩트한 크기는 신뢰할 수 있는 상태 표시 또는 백라이트가 필요한 공간 제약이 있는 애플리케이션에 이상적입니다.

1.1 핵심 장점 및 타겟 시장

이 LED의 주요 장점은 현대 전자 제조에서 표준인 대량 자동화 피크 앤 플레이스 장비 및 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정과의 호환성을 포함합니다. 이 장치는 효율적이고 밝은 오렌지 빛을 생성하는 것으로 알려진 알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AlInGaP) 반도체 기술을 사용하여 제작되었습니다. 이 장치는 관련 환경 규정을 준수합니다.

타겟 애플리케이션은 통신 장비(예: 휴대폰), 휴대용 컴퓨팅 장치, 네트워킹 하드웨어, 가전제품, 실내 간판 또는 디스플레이 백라이트를 포함하되 이에 국한되지 않는 광범위한 소비자 및 산업용 전자 제품에 걸쳐 있습니다. 주요 기능은 상태 표시기 또는 저수준 조명기구입니다.

2. 기술 파라미터: 심층 객관적 해석

이 섹션은 장치의 절대 한계 및 동작 특성에 대한 상세한 분석을 제공합니다. 이러한 파라미터를 이해하는 것은 신뢰할 수 있는 회로 설계와 장기적인 성능 보장에 중요합니다.

2.1 절대 최대 정격

절대 최대 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이는 정상 작동 조건이 아닙니다.

• 전력 소산 (Pd):72 mW. 이는 열 한계를 초과하지 않고 장치가 열로 소산할 수 있는 최대 전력량입니다.
• 피크 순방향 전류 (I_F(PEAK)):80 mA. 이 전류는 테스트 중과 같이 매우 짧은 시간 동안 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서만 허용됩니다.
• 연속 순방향 전류 (I_F):30 mA DC. 이는 연속 작동을 위한 최대 권장 전류입니다.
• 역방향 전압 (V_R):5 V. 이 한계를 초과하는 역방향 전압을 가하면 즉시 항복이 발생할 수 있습니다. 이 장치는 역바이어스 동작을 위한 것이 아닙니다.
• 동작 온도 범위 (T_opr):-40°C ~ +85°C. 장치는 이 주변 온도 범위 내에서 기능이 보장됩니다.
• 보관 온도 범위 (T_stg):-40°C ~ +100°C. 장치는 이 한계 내에서 열화 없이 보관할 수 있습니다.

2.2 전기-광학 특성

이러한 파라미터는 표준 테스트 조건(Ta=25°C, I_F=20mA)에서 측정되며 장치의 성능을 정의합니다.

• 광도 (I_V):90.0 - 280.0 mcd (밀리칸델라). 이는 인간의 눈에 보이는 광 출력의 인지된 밝기를 측정한 것입니다. 넓은 범위는 빈닝 시스템을 통해 관리됩니다.
• 시야각 (2θ_1/2):110도. 이는 광도가 온축(정면)에서 측정된 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도입니다. 110° 각도는 넓은 시야 패턴을 나타냅니다.
• 피크 방출 파장 (λ_P):611 nm (전형적). 이는 스펙트럼 전력 출력이 가장 높은 파장입니다.
• 주 파장 (λ_d):600 - 612 nm. 이는 색도 좌표에서 도출된 빛의 인지된 색상을 가장 잘 나타내는 단일 파장입니다. 색상 분류를 위한 핵심 파라미터입니다.
• 스펙트럼 선 반폭 (Δλ):17 nm (전형적). 이는 스펙트럼 순도를 나타내며, 최대 전력의 절반에서 방출 스펙트럼의 폭을 측정합니다. 값이 작을수록 더 단색광에 가까운 광원입니다.
• 순방향 전압 (V_F):1.8 - 2.4 V. 이는 테스트 전류 20mA로 구동될 때 LED 양단의 전압 강하입니다. 전류와 온도에 따라 변합니다.
• 역방향 전류 (I_R):10 μA (최대) at V_R=5V. 이는 장치가 최대 정격 내에서 역바이어스될 때 흐르는 작은 누설 전류입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

대량 생산에서 일관성을 보장하기 위해 LED는 주요 파라미터를 기준으로 분류(빈닝)됩니다. 이를 통해 설계자는 밝기, 색상 및 전압에 대한 특정 요구 사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 순방향 전압 빈닝

단위는 I_F= 20mA에서 측정됩니다. 각 빈의 허용 오차는 ±0.1V입니다.

• 빈 D2:1.8V (최소) ~ 2.0V (최대)
• 빈 D3:2.0V (최소) ~ 2.2V (최대)
• 빈 D4:2.2V (최소) ~ 2.4V (최대)

3.2 광도 빈닝

단위는 I_F= 20mA에서의 mcd (밀리칸델라)입니다. 각 빈의 허용 오차는 ±11%입니다.

• 빈 Q2:90 mcd (최소) ~ 112 mcd (최대)
• 빈 R1:112 mcd (최소) ~ 140 mcd (최대)
• 빈 R2:140 mcd (최소) ~ 180 mcd (최대)
• 빈 S1:180 mcd (최소) ~ 220 mcd (최대)
• 빈 S2:220 mcd (최소) ~ 280 mcd (최대)

3.3 주 파장 빈닝

단위는 I_F= 20mA에서의 나노미터(nm)입니다. 각 빈의 허용 오차는 ±1 nm입니다.

• 빈 P:600 nm (최소) ~ 603 nm (최대)
• 빈 Q:603 nm (최소) ~ 606 nm (최대)
• 빈 R:606 nm (최소) ~ 609 nm (최대)
• 빈 S:609 nm (최소) ~ 612 nm (최대)

4. 성능 곡선 분석

구체적인 그래픽 데이터는 원본 문서에서 참조되지만, 이러한 장치의 전형적인 성능 곡선은 설계에 필수적인 주요 관계를 설명합니다.

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

I-V 곡선은 비선형입니다. 순방향 전압(V_F)은 전류에 따라 증가하지만 온도 계수를 가집니다—V_F는 일반적으로 접합 온도가 상승함에 따라 감소합니다. 이는 정전류 구동 설계에서 고려해야 합니다.

4.2 광도 대 순방향 전류

광 출력(광도)은 상당한 범위에서 순방향 전류에 거의 비례합니다. 그러나 매우 높은 전류에서는 열 발생 증가로 인해 효율이 떨어질 수 있습니다. 권장 20mA 이하에서 작동하면 최적의 효율과 수명을 보장합니다.

4.3 온도 특성

LED 성능은 온도에 의존적입니다. 광도는 일반적으로 접합 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 주 파장도 온도에 따라 약간 이동할 수 있어, 특히 정밀 애플리케이션에서 인지된 색상에 영향을 미칠 수 있습니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

5.1 패키지 치수

이 장치는 EIA 표준 0603 패키지 크기를 준수합니다. 주요 치수(밀리미터)는 길이 약 1.6mm, 너비 약 0.8mm, 높이 약 0.6mm입니다. 허용 오차는 일반적으로 ±0.1mm입니다. 렌즈는 투명하며, 오렌지 색상은 내부의 AlInGaP 반도체 칩에 의해 생성됩니다.

5.2 권장 PCB 랜드 패턴

적외선 또는 기상 리플로우 솔더링을 위한 랜드 패턴이 제공됩니다. 이 패턴은 적절한 솔더 조인트 형성, 리플로우 중 자체 정렬 및 신뢰할 수 있는 기계적 부착을 보장하도록 설계되었습니다. 권장 패드 형상을 따르는 것은 툼스토닝 또는 불량 솔더 조인트를 방지하는 데 중요합니다.

5.3 극성 식별

캐소드는 일반적으로 장치에 표시되어 있으며, 종종 패키지의 해당 측면에 녹색 색조 또는 작은 노치로 표시됩니다. PCB 실크스크린 및 풋프린트는 잘못된 배치를 방지하기 위해 극성을 명확히 표시해야 합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 리플로우 솔더링 파라미터

이 장치는 무연(Pb-free) IR 리플로우 솔더링 공정과 호환됩니다. J-STD-020B를 준수하는 제안된 프로파일이 참조됩니다. 주요 파라미터는 다음과 같습니다:

• 예열:150-200°C
• 예열 시간:최대 120초.
• 피크 온도:최대 260°C.
• 액상선 이상 시간:솔더 페이스트 제조업체 사양을 따르는 것이 권장됩니다.
• 최대 솔더링 사이클:2회.

프로파일은 보드 두께, 부품 밀도 및 솔더 페이스트 유형을 고려하여 특정 PCB 조립에 맞게 특성화되어야 합니다.

6.2 핸드 솔더링 (필요 시)

핸드 솔더링이 필요한 경우 각별한 주의가 필요합니다:

• 인두 온도:최대 300°C.
• 솔더링 시간:패드당 최대 3초.
• 제한:솔더링 사이클은 한 번만 가능합니다. 과도한 열은 내부 다이 또는 플라스틱 패키지를 손상시킬 수 있습니다.

6.3 보관 조건

LED는 습기 민감 장치(MSD)입니다.

• 밀봉된 봉지:≤30°C 및 ≤70% 상대 습도(RH)에서 보관하십시오. 봉지 밀봉일로부터 1년 이내에 사용하십시오.
• 개봉된 봉지/노출:≤30°C 및 ≤60% RH에서 보관하십시오. 주변 공기에 노출된 후 168시간(7일) 이내에 IR 리플로우를 완료하는 것이 강력히 권장됩니다.
• 장기간 노출:168시간 이상 노출된 경우, 솔더링 전에 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 중 "팝콘 현상"을 방지하기 위해 약 60°C에서 최소 48시간 동안 베이크아웃이 필요합니다.

6.4 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우, 이소프로필 알코올(IPA) 또는 에틸 알코올과 같은 승인된 알코올 기반 용제만 사용하십시오. 침지는 상온에서 1분 미만으로 해야 합니다. 가혹하거나 지정되지 않은 화학 물질은 패키지 재료 또는 렌즈를 손상시킬 수 있습니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 사양

이 장치는 7인치(178mm) 직경 릴에 8mm 너비의 엠보싱 캐리어 테이프에 포장되어 공급됩니다. 이 포장은 표준 자동화 SMD 조립 장비와 호환됩니다.

• 릴당 수량:4000개.
• 잔여물 최소 주문 수량 (MOQ):500개.
• 커버 테이프:빈 부품 포켓은 상단 커버 테이프로 밀봉됩니다.
• 누락된 부품:사양에 따라 최대 2개의 연속 누락 부품이 허용됩니다.

포장은 ANSI/EIA-481 사양을 준수합니다.

8. 적용 권장사항

8.1 일반적인 적용 회로

LED는 전류 구동 장치입니다. 특히 여러 LED를 사용할 때 신뢰할 수 있는 동작과 일관된 밝기를 위해 각 LED 또는 각 병렬 LED 스트링과 직렬로 전류 제한 저항기를 사용해야 합니다. 전류 제어 없이 전압원에서 LED를 직접 구동하는 것은 권장되지 않으며 일관되지 않은 성능과 잠재적인 장치 고장으로 이어질 수 있습니다. 직렬 저항 값은 옴의 법칙을 사용하여 계산됩니다: R = (V_공급- V_F) / I_F, 여기서 V_F는 원하는 전류 I_F.

에서 LED의 순방향 전압입니다.

• 8.2 설계 고려사항열 관리:
• 전력 소산이 낮더라도 충분한 PCB 구리 면적 또는 열 릴리프를 보장하면 더 낮은 접합 온도를 유지하여 광 출력과 수명을 보존하는 데 도움이 될 수 있습니다.전류 디레이팅:
• 고주변 온도(+85°C에 근접)에서 작동하는 경우, 내부 발열을 줄이기 위해 순방향 전류를 디레이팅하는 것을 고려하십시오.ESD 보호:

고도로 민감하다고 명시적으로 명시되지는 않았지만, 조립 및 취급 중에는 표준 ESD 취급 예방 조치를 준수해야 합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

갈륨 포스파이드(GaP)와 같은 오래된 기술과 비교할 때, AlInGaP LED는 오렌지 및 빨간색에 대해 훨씬 더 높은 광 효율과 밝기를 제공합니다. 0603 패키지는 소형화와 취급/제조 용이성 사이의 균형을 나타냅니다. 더 작은 패키지(예: 0402)가 존재하지만 일부 조립 라인에 더 어려울 수 있으며 약간 다른 열 특성을 가질 수 있습니다. 넓은 110도 시야각은 집중 조명에 사용되는 협각 LED와 달리 넓은 가시성이 필요한 애플리케이션에 적합합니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

10.1 이 LED를 30mA로 지속적으로 구동할 수 있나요?

예, 30mA는 최대 정격 연속 DC 순방향 전류입니다. 그러나 최적의 수명과 애플리케이션에서 잠재적인 열 상승을 고려하여 20mA와 같은 더 낮은 전류로 설계하는 것이 일반적인 관행이며 안전 마진을 제공합니다.

10.2 광도 범위(90-280 mcd)가 왜 이렇게 넓나요?

이 범위는 전체 생산에 걸친 총 분포를 나타냅니다. 장치는 특정 광도 빈(Q2, R1, R2, S1, S2)으로 분류됩니다. 설계자는 제품에서 밝기 일관성을 보장하기 위해 필요한 빈 코드를 지정할 수 있습니다. 특정 밝기가 중요한 경우 S1 또는 S2 빈을 지정해야 합니다.

10.3 이 LED를 두 번 이상 솔더링하면 어떻게 되나요?

최대 권장 솔더링 사이클(리플로우 2회, 핸드 솔더링 1회)을 초과하면 장치가 누적 열 응력에 노출됩니다. 이는 내부 와이어 본드를 열화시키거나 반도체 다이를 손상시키거나 플라스틱 패키지의 박리를 유발하여 조기 고장 또는 신뢰성 저하로 이어질 수 있습니다.

10.4 봉지가 일주일 동안 열려 있었다면 항상 베이킹이 필요한가요?

예. 168시간(7일)의 플로어 라이프는 습기 민감 장치에 대한 중요한 지침입니다. 구성 요소가 적절한 건조 보관(예: 데시케이터) 없이 이 기간을 초과하여 주변 조건에 노출된 경우, 흡수된 수분을 제거하고 고온 리플로우 솔더링 공정 중 증기압 손상을 방지하기 위해 의무적인 베이크아웃(60°C, 48시간)이 필요합니다.

11. 실용 적용 사례 연구시나리오:

동일한 오렌지 LED 인디케이터 5개가 있는 네트워크 라우터용 상태 표시 패널 설계.

1. 설계 단계:파라미터 선택:
2. 일관성을 위해 빈 코드를 선택합니다. 예를 들어, 균일한 색상과 밝기를 보장하기 위해 주 파장 빈 R(606-609nm) 및 광도 빈 S1(180-220 mcd)을 지정합니다.회로 설계:_F라우터의 내부 논리 공급 전압은 3.3V입니다. 전형적인 V_F2.1V(빈 D3 기준)와 목표 I
3. 20mA를 사용하여 직렬 저항을 계산합니다: R = (3.3V - 2.1V) / 0.020A = 60 옴. 표준 62옴 저항기가 사용될 것입니다.PCB 레이아웃:
4. 권장 랜드 패턴을 사용하십시오. 5개의 LED를 일관된 방향으로 배치하십시오. 실크스크린에 명확한 극성 표시를 포함하십시오.조립:
5. LED가 습기 차단 봉지를 개봉한 후 168시간 이내에 사용되거나 적절하게 베이킹되었는지 확인하십시오. 권장 IR 리플로우 프로파일을 따르십시오.결과:

시각적으로 일치하는 색상과 밝기를 가진 5개의 인디케이터로 최종 사용자에게 명확한 상태 정보를 제공합니다.

12. 동작 원리 소개

발광 다이오드는 반도체 p-n 접합 장치입니다. 순방향 전압이 가해지면 n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 접합 영역(활성층)으로 주입됩니다. 이러한 전하 캐리어(전자와 정공)가 재결합할 때 에너지가 방출됩니다. LED에서 이 에너지는 광자(빛)의 형태로 방출됩니다. 방출된 빛의 특정 파장(색상)은 활성층에 사용된 반도체 재료의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. 이 오렌지 LED의 경우 재료는 알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AlInGaP)이며, 이는 가시 스펙트럼의 오렌지/빨간색 부분에 해당하는 빛에 해당하는 밴드갭을 가집니다. 투명 에폭시 렌즈는 반도체 칩을 보호하고 광 출력 빔을 형성하는 역할을 합니다.

13. 기술 동향