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

1. 제품 개요

본 문서는 소형 고성능 표면 실장 장치(SMD) 발광 다이오드(LED)의 사양을 상세히 설명합니다. 이 장치는 업계 표준 0603 패키지 풋프린트로 설계되어 자동화 조립 공정 및 공간이 제한된 응용 분야에 적합합니다. LED는 효율성과 색 순도로 알려진 알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AlInGaP) 반도체 재료를 사용하여 오렌지 스펙트럼의 빛을 방출합니다.

1.1 특징

• RoHS(유해 물질 제한) 지침을 준수합니다.
• 자동 픽 앤 플레이스 작업을 용이하게 하기 위해 7인치 직경 릴과 호환되는 8mm 테이프에 포장됩니다.
• 표준 EIA(전자 산업 연합) 패키지 외형.
• 집적 회로(IC) 논리 레벨과 호환되는 입력/출력.
• 자동 배치 장비와의 호환성을 위해 설계되었습니다.
• 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정에 사용하기에 적합합니다.
• JEDEC(공동 전자 소자 공학 위원회) Moisture Sensitivity Level 3로 사전 조건화되어 있어, 백 개봉 후 <30°C/60% RH 조건에서 168시간의 플로어 라이프를 가집니다.

1.2 응용 분야

이 LED는 다용도로 사용되며, 소형이고 신뢰할 수 있는 표시등이 필요한 광범위한 전자 장비에서 사용됩니다. 일반적인 응용 분야는 다음과 같습니다:

• 통신 장비:라우터, 모뎀 및 핸드셋의 상태 표시등.
• 사무 자동화:프린터, 스캐너 및 복합기의 패널 조명.
• 가전 제품:전원 켜짐/작동 상태 표시등.
• 산업 장비:기계 상태 및 고장 표시등.
• 일반 목적:상태 및 신호 표시.
• 심볼 조명:전면 패널의 아이콘 및 심볼 백라이트.
• 전면 패널 백라이트:버튼 및 디스플레이 조명.

2. 기술 사양 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

다음 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이러한 조건에서의 동작은 보장되지 않습니다. 모든 값은 주변 온도(Ta) 25°C에서 지정됩니다.

• 전력 소산(Pd):72 mW. 이는 장치가 열로 소산할 수 있는 최대 전력량입니다.
• 피크 순방향 전류(I_F(피크)):80 mA. 이는 과열을 방지하기 위해 일반적으로 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서 지정되는 허용 가능한 최대 순간 순방향 전류입니다.
• DC 순방향 전류(I_F):30 mA. 이는 신뢰할 수 있는 장기 작동을 위해 권장되는 최대 연속 순방향 전류입니다.
• 작동 온도 범위:-40°C ~ +85°C. 장치는 이 주변 온도 범위 내에서 작동하도록 설계되었습니다.
• 보관 온도 범위:-40°C ~ +100°C. 장치는 전원이 공급되지 않을 때 이 범위 내에서 열화 없이 보관할 수 있습니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성

다음 표는 별도로 명시하지 않는 한, Ta=25°C 및 순방향 전류(I_F) 20mA에서 측정한 일반적인 성능 매개변수를 나열합니다. 이는 정상 작동 조건에서 예상되는 값입니다.

주요 매개변수 정의:

• 광도(I_V):특정 방향으로 방출되는 빛의 지각된 세기를 측정한 값으로, 밀리칸델라(mcd) 단위로 측정됩니다. 이는 인간 눈의 스펙트럼 응답(CIE 곡선)을 모방하는 필터로 측정됩니다.
• 시야각(2θ_1/2):광도가 0°(온축)에서의 값의 절반이 되는 총 각도(예: 110°)입니다. 더 넓은 각도는 더 확산된 빛 패턴을 제공합니다.
• 피크 방출 파장(λ_p):광 출력이 최대가 되는 파장(예: 611 nm)입니다.
• 주 파장(λ_d):CIE 색도도에서 유도된, 빛의 지각된 색상을 정의하는 단일 파장입니다. 색상 사양을 위한 핵심 매개변수입니다.
• 스펙트럼 선 반폭(Δλ):방출 스펙트럼의 최대 강도의 절반에서의 폭으로, 색 순도를 나타냅니다(예: 17 nm). 값이 작을수록 더 단색광에 가깝습니다.
• 순방향 전압(V_F):지정된 순방향 전류가 흐를 때 LED 양단에 걸리는 전압 강하입니다(예: 20mA에서 1.8V ~ 2.4V).
• 역방향 전류(I_R):역방향 전압(예: 5V)이 인가될 때 흐르는 작은 누설 전류입니다. 이 장치는 역바이어스 동작을 위해 설계되지 않았습니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산의 일관성을 보장하기 위해 LED는 주요 매개변수에 따라 다른 성능 그룹 또는 "빈"으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 색상, 밝기 및 전압에 대한 특정 요구 사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 순방향 전압(V_F) 빈닝

LED는 20mA에서의 순방향 전압에 따라 분류됩니다. 이는 전류 제한 회로 설계 및 다중 LED 어레이에서 균일한 밝기를 보장하는 데 중요합니다.

3.2 광도(I_V) 빈닝

LED는 최소 광도에 따라 분류됩니다. 이 빈닝은 선택한 부품에 대해 예측 가능한 최소 밝기 수준을 보장합니다.

3.3 주 파장(λ_d) 빈닝

이것은 주요 색상 빈닝입니다. LED는 주 파장에 따라 그룹화되어 빈당 ±1 nm의 엄격한 허용 오차 내에서 일관된 오렌지 색조를 보장합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에서 특정 그래프를 참조하지만, 이러한 LED의 일반적인 성능 곡선은 귀중한 설계 통찰력을 제공합니다:

• I-V(전류-전압) 곡선:순방향 전류와 순방향 전압 사이의 관계를 보여줍니다. 비선형이며, 특성 "무릎" 전압(이 장치의 경우 약 1.8-2.4V)을 가지고 있어, 그 이상에서는 작은 전압 증가로도 전류가 급격히 증가합니다. 이는 전류 제한 저항 또는 정전류 드라이버의 사용을 필요로 합니다.
• 광도 대 순방향 전류:일반적으로 빛 출력은 어느 지점까지 전류와 거의 선형적으로 증가하다가, 가열 또는 기타 효과로 인해 효율이 떨어질 수 있음을 보여줍니다.
• 광도 대 주변 온도:빛 출력은 일반적으로 주변 온도가 증가함에 따라 감소함을 보여줍니다. 이는 고온 환경에서의 응용 분야에 대한 중요한 고려 사항입니다.
• 스펙트럼 분포:상대 광 출력 대 파장의 그래프로, 특성 폭(17 nm 반폭)을 가진 약 611 nm 근처에서 피크를 보입니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

장치는 표준 0603(미터법 1608) 패키지 크기를 따릅니다: 길이 약 1.6mm, 너비 0.8mm, 높이 0.6mm. PCB 랜드 패턴 설계를 위한 허용 오차(별도 명시되지 않는 한 ±0.2mm)가 포함된 상세 치수 도면이 제공됩니다.

5.2 극성 식별 및 패드 설계

캐소드는 일반적으로 장치에 표시되어 있습니다. 적절한 솔더 조인트 형성, 구성품 정렬 및 솔더링 중 열 방출을 보장하기 위해 적외선 또는 증기상 리플로우 솔더링을 위한 권장 PCB 랜드 패턴(패드 레이아웃)이 제공됩니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

무연 공정을 위한 J-STD-020B를 준수하는 제안된 적외선 리플로우 프로파일이 포함됩니다. 주요 매개변수는 다음과 같습니다:

• 예열:150-200°C에서 최대 120초 동안 보드를 점진적으로 가열하고 플럭스를 활성화합니다.
• 피크 온도:최대 260°C.
• 액상선 온도 이상 시간(TAL):일반적으로 60-90초이지만, 구체적인 시간은 프로파일에 따라 다릅니다.
• 총 솔더링 시간:피크 온도에서 최대 10초, 최대 두 번의 리플로우 사이클이 허용됩니다.

참고:최적의 프로파일은 특정 PCB 설계, 솔더 페이스트 및 오븐에 따라 다릅니다. 제공된 프로파일은 JEDEC 표준을 기반으로 한 일반적인 목표 역할을 합니다.

6.2 핸드 솔더링

핸드 솔더링이 필요한 경우, 온도가 300°C를 초과하지 않는 솔더링 아이언을 사용하십시오. 접촉 시간은 최대 3초로 제한해야 하며, LED 칩 및 패키지에 대한 열 손상을 방지하기 위해 한 번만 수행해야 합니다.

6.3 세척

지정된 세정제만 사용하십시오. 세척이 필요한 경우, 실온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 LED를 1분 미만 담그는 것은 허용됩니다. 에폭시 렌즈나 패키지를 손상시킬 수 있는 지정되지 않은 화학 물질은 피하십시오.

6.4 보관 조건

• 밀봉 패키지:≤30°C 및 ≤70% 상대 습도(RH)에서 보관하십시오. 제품은 건조제가 들어 있는 원래의 습기 차단 백에 보관할 경우 데이트 코드로부터 1년의 권장 사용 기간을 가집니다.
• 개봉 패키지:밀봉 백에서 꺼낸 구성품의 경우, 보관 환경은 30°C 및 60% RH를 초과해서는 안 됩니다. 노출 후 168시간(1주일) 이내에 IR 리플로우 공정을 완료하는 것이 강력히 권장됩니다.
• 연장 보관(개봉):168시간을 초과하여 보관하는 경우, 구성품을 건조제가 들어 있는 밀폐 용기 또는 질소 데시케이터에 보관하십시오. 원래 백에서 꺼내어 168시간 이상 보관된 구성품은 솔더링 전에 약 60°C에서 최소 48시간 동안 베이킹하여 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 중 "팝콘 현상"을 방지해야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 사양

LED는 보호 커버 테이프가 있는 엠보싱 캐리어 테이프에 공급됩니다.

• 릴 크기:표준 7인치(178mm) 직경.
• 릴당 수량:4000개.
• 최소 주문 수량(MOQ):잔여 수량의 경우 500개.
• 테이프 치수:8mm 피치 테이프 너비. 포켓, 테이프 및 릴에 대한 상세 치수가 제공되며, ANSI/EIA-481 사양을 준수합니다.
• 품질:빈 구성품 포켓은 밀봉됩니다. 릴당 연속으로 누락된 구성품(스킵)의 최대 개수는 2개입니다.

8. 응용 노트 및 설계 고려 사항

8.1 일반적인 응용 회로

가장 일반적인 구동 방법은 직렬 전류 제한 저항입니다. 저항 값(R_s)은 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다: R_s= (V_공급- V_F) / I_F. 데이터시트(또는 특정 빈)의 최대 V_F를 사용하여 최악의 조건에서도 전류가 원하는 I_F(예: 20mA)를 초과하지 않도록 하십시오. 일관된 밝기 또는 넓은 전압 범위에서의 작동이 필요한 응용 분야의 경우, 정전류 드라이버를 권장합니다.

8.2 설계 고려 사항

• 열 관리:작지만 LED는 열을 발생시킵니다. 특히 최대 전류 근처 또는 높은 주변 온도에서 작동할 때 성능과 수명을 유지하기 위해 충분한 PCB 구리 면적 또는 열 비아를 확보하십시오.
• ESD(정전기 방전) 보호:LED는 ESD에 민감합니다. 조립 및 통합 중에 적절한 ESD 예방 조치를 취하여 취급하십시오.
• 광학 설계:넓은 110도 시야각은 확산된 빛을 제공합니다. 집중된 빛을 위해서는 외부 렌즈 또는 라이트 파이프가 필요할 수 있습니다.

9. 자주 묻는 질문(FAQ)

9.1 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇인가요?

피크 파장(λ_p)는 방출된 광 출력이 가장 높은 물리적 파장입니다.주 파장(λ_d)는 인간의 눈이 보는 색상을 정의하는 지각적 파장으로, CIE 다이어그램에서 계산됩니다. 이 오렌지 LED와 같은 단색광 LED의 경우 종종 가깝지만, λ_d가 색상 사양 및 빈닝의 표준입니다.

9.2 전류 제한 저항 없이 이 LED를 구동할 수 있나요?

No.LED의 순방향 전압은 음의 온도 계수를 가지며 개체마다 다릅니다. V_F보다 약간만 높은 전압원에 직접 연결하면 과도한 전류가 흘러 급격한 과열 및 고장으로 이어집니다. 직렬 저항 또는 정전류 회로는 필수입니다.

9.3 백을 개봉한 후 보관 시간 제한이 있는 이유는 무엇인가요?

SMD 패키지는 대기 중의 수분을 흡수할 수 있습니다. 고온 리플로우 솔더링 공정 중에 갇힌 이 수분이 급격히 증발하여 패키지가 갈라질 수 있는 내부 압력을 생성할 수 있습니다("팝콘 현상"). 168시간 제한 및 베이킹 절차는 이 고장 모드에 대한 예방 조치입니다.

9.4 주문 시 빈 코드를 어떻게 해석하나요?

부품 번호와 함께 V_F, I_V, 및 λ_d에 대한 원하는 빈 코드(예: 빈 D3, S1, R 요청)를 지정하여 응용 분야에 필요한 특정 순방향 전압 범위, 최소 밝기 및 색상 파장을 가진 LED를 받아 생산 런 전반에 걸쳐 일관성을 보장하십시오.

10. 기술 원리 및 동향

10.1 작동 원리

이 LED는 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 구조를 기반으로 합니다. 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 각각 n형 및 p형 재료에서 활성 영역으로 주입됩니다. 이들은 재결합하여 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. AlInGaP 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접적으로 방출되는 빛의 파장(색상)을 정의합니다—이 경우 오렌지(~611 nm).

10.2 산업 동향

소형 SMD LED 시장은 계속 발전하고 있습니다. 주요 동향은 다음과 같습니다:

• 효율성 증가:지속적인 재료 및 에피택셜 성장 개선으로 더 높은 광 효율(전기 와트 입력당 더 많은 빛 출력)을 얻습니다.
• 소형화:0603보다 작은 패키지(예: 0402, 0201)가 초소형 장치에서 더 일반화되고 있습니다.
• 신뢰성 향상:개선된 패키징 재료 및 공정으로 더 긴 작동 수명과 가혹한 환경 조건에서의 더 나은 성능을 이끌어냅니다.
• 더 엄격한 빈닝:디스플레이 및 사인과 같은 응용 분야에서 일관된 색상과 밝기에 대한 수요로 인해 더 좁은 빈닝 허용 오차가 필요합니다.
• 통합:LED는 스마트 조명 솔루션을 위해 제어 IC와 통합되거나 다중 칩 어레이로 패키징되는 경우가 점점 더 많아지고 있습니다.