SMD LED 19-217 데이터시트 - 적황색 - 120° 시야각 - 5mA 순방향 전류 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

19-217은 현대적이고 컴팩트한 전자 조립을 위해 설계된 표면 실장 장치(SMD) LED입니다. 적황색 광 출력을 생성하기 위해 AlGaInP(알루미늄 갈륨 인듐 포스파이드) 칩을 사용합니다. 그 주요 장점은 기존 리드 프레임 LED에 비해 크게 줄어든 공간 점유율에 있으며, 인쇄 회로 기판(PCB)에서 더 높은 패킹 밀도, 감소된 보관 요구 사항을 가능하게 하며 궁극적으로 최종 장비의 소형화에 기여합니다. 이 부품은 가벼워 공간과 무게가 중요한 제약 조건인 응용 분야에 적합합니다.

1.1 핵심 장점

• 소형화:SMD 패키지는 더 작은 보드 설계를 가능하게 합니다.
• 자동화 호환성:7인치 릴에 8mm 테이프로 공급되며, 고속 자동 피크 앤 플레이스 장비와 완벽하게 호환됩니다.
• 공정 호환성:적외선 및 증기상 리플로우 솔더링 공정 모두에 적합합니다.
• 환경 규정 준수:본 제품은 무연이며, RoHS, EU REACH 및 무할로겐 표준(Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm)을 준수합니다.

1.2 목표 응용 분야

이 LED는 다용도로 사용되며 다양한 조명 및 표시 역할에 사용됩니다. 예를 들면:

• 계기판, 스위치 및 심볼의 백라이트.
• 전화 및 팩스 기기와 같은 통신 장치의 상태 표시기 및 키패드 백라이트.
• 일반 목적 표시등.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이러한 조건에서의 동작은 보장되지 않습니다.

• 역방향 전압 (V_R):5 V
• 연속 순방향 전류 (I_F):25 mA
• 피크 순방향 전류 (I_FP):60 mA (1/10 듀티 사이클, 1 kHz에서)
• 전력 소산 (P_d):60 mW
• 정전기 방전 (ESD) 인체 모델 (HBM):2000 V
• 동작 온도 (T_opr):-40°C ~ +85°C
• 보관 온도 (T_stg):-40°C ~ +90°C
• 솔더링 온도 (T_sol):리플로우: 최대 10초 동안 260°C; 핸드: 최대 3초 동안 350°C.

2.2 전기-광학 특성

별도로 명시되지 않는 한, 주변 온도(T_a) 25°C 및 표준 테스트 전류(I_F) 5 mA에서 측정됨.

• 광도 (I_v):14.5 mcd (최소), 36.0 mcd (최대). ±11% 허용 오차가 적용됩니다.
• 시야각 (2θ_1/2):120도 (전형적). 이 넓은 각도는 다양한 시각에서 좋은 가시성을 보장합니다.
• 피크 파장 (λ_p):621 nm (전형적).
• 주 파장 (λ_d):605.5 nm (최소), 625.5 nm (최대). ±1 nm 허용 오차가 적용됩니다. 이 파라미터는 인지되는 색상을 정의합니다.
• 스펙트럼 대역폭 (Δλ):18 nm (전형적). 이는 방출된 빛의 스펙트럼 순도를 나타냅니다.
• 순방향 전압 (V_F):I_F=5mA에서 1.7 V (최소), 2.2 V (최대). ±0.05V 허용 오차가 적용됩니다. 이는 전류 제한 저항 계산에 중요합니다.
• 역방향 전류 (I_R):V_R=5V에서 10 μA (최대). 이 장치는 역방향 바이어스에서 동작하도록 설계되지 않았습니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산 시 색상과 밝기의 일관성을 보장하기 위해 LED는 주요 파라미터에 따라 빈으로 분류됩니다.

3.1 광도 빈닝

I_F= 5 mA에서 빈닝됨.

• L2:14.5 – 18.0 mcd
• M1:18.0 – 22.5 mcd
• M2:22.5 – 28.5 mcd
• N1:28.5 – 36.0 mcd

3.2 주 파장 빈닝

I_F= 5 mA에서 빈닝됨. 이는 적황색의 색조와 직접적으로 연관됩니다.

• E1:605.5 – 609.5 nm
• E2:609.5 – 613.5 nm
• E3:613.5 – 617.5 nm
• E4:617.5 – 621.5 nm
• E5:621.5 – 625.5 nm

3.3 순방향 전압 빈닝

I_F= 5 mA에서 빈닝됨. 여러 LED에 걸쳐 균일한 전류 구동 회로를 설계하는 데 중요합니다.

• 19:1.7 – 1.8 V
• 20:1.8 – 1.9 V
• 21:1.9 – 2.0 V
• 22:2.0 – 2.1 V
• 23:2.1 – 2.2 V

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 LED의 다양한 동작 조건에서의 거동을 이해하는 데 필수적인 여러 특성 곡선을 제공합니다.

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

이 비선형 관계는 전형적인 V_F를 약간 초과하는 전압 증가가 크고 잠재적으로 파괴적인 전류 증가를 일으킬 수 있음을 보여줍니다. 이는 LED와 직렬로 전류 제한 저항 또는 정전류 드라이버를 사용하는 것이 절대적으로 필요함을 강조합니다.

4.2 상대 광도 대 순방향 전류

광 출력은 순방향 전류와 함께 증가하지만 선형적으로는 아닙니다. 권장 연속 전류(25mA) 이상으로 동작하면 밝기가 증가할 수 있지만 접합 온도 증가로 인해 수명과 신뢰성이 감소할 수 있습니다.

4.3 상대 광도 대 주변 온도

광도는 주변 온도가 상승함에 따라 감소합니다. 이 열 디레이팅은 고온 환경에서 동작하는 응용 분야에 대한 중요한 고려 사항입니다. 곡선은 -40°C에서 +100°C까지의 성능을 보여줍니다.

4.4 순방향 전류 디레이팅 곡선

이 곡선은 주변 온도의 함수로서 허용 가능한 최대 연속 순방향 전류를 정의합니다. 과열을 방지하기 위해 특정 온도(일반적으로 25°C) 이상에서 동작할 때 최대 전류를 감소시켜야 합니다.

4.5 스펙트럼 분포

이 그래프는 621 nm의 피크 파장을 중심으로 다양한 파장에 걸쳐 방출되는 빛의 상대적 강도를 보여줍니다. 이 곡선의 모양과 너비(18 nm)가 색상 순도를 결정합니다.

4.6 방사 패턴

광도의 각도 분포를 보여주는 극좌표 다이어그램으로, 강도가 최대값의 절반으로 떨어지는 120도 시야각을 확인합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

LED는 표준 SMD 패키지로 제공됩니다. 정확한 치수(길이, 너비, 높이) 및 패드 레이아웃은 데이터시트 내 패키지 도면에 정의되어 있습니다. 도면에는 적절한 솔더링 및 기계적 안정성을 보장하기 위한 리드 간격 및 권장 PCB 랜드 패턴과 같은 중요한 치수가 포함됩니다. 이 부품은 투명한 수지 렌즈를 특징으로 합니다. 극성은 패키지의 표시 또는 비대칭 패드 설계(일반적으로 캐소드 패드가 표시되거나 다른 모양을 가질 수 있음)로 표시됩니다. 설계자는 정확한 풋프린트 생성을 위해 구체적인 치수 도면을 참조해야 합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 리플로우 솔더링 프로파일 (무연)

신뢰할 수 있는 조립을 위한 중요한 공정입니다.

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

중요:동일한 LED에 대해 리플로우 솔더링은 두 번 이상 수행해서는 안 됩니다.

6.2 핸드 솔더링

수동 솔더링이 불가피한 경우:

• 팁 온도 < 350°C의 솔더링 아이언을 사용하십시오.
• 단자당 접촉 시간을 3초로 제한하십시오.
• 정격 전력 25W 이하의 아이언을 사용하십시오.
• 열 충격을 방지하기 위해 각 단자를 솔더링하는 사이에 최소 2초 간격을 두십시오.

6.3 보관 및 습도 민감도

LED는 건조제와 함께 방습 백에 포장되어 있습니다.

• 사용 준비가 될 때까지백을 열지 마십시오.
• 개봉 후 사용하지 않은 LED는 ≤30°C 및 ≤60% 상대 습도에서 보관해야 합니다.
• 개봉 후 "플로어 라이프"는 168시간(7일)입니다.
• 플로어 라이프를 초과하거나 건조제가 수분 흡수를 나타내는 경우, 사용 전 60 ±5°C에서 24시간 동안 베이킹 처리가 필요합니다.

7. 포장 및 주문 정보

표준 포장은 릴당 3000개입니다. 자동화 장비와의 호환성을 보장하기 위해 릴, 캐리어 테이프 및 커버 테이프 치수가 명시되어 있습니다. 릴의 라벨은 추적성과 올바른 적용을 위한 주요 정보를 제공합니다: 제품 번호(P/N), 수량(QTY), 광도(CAT), 주 파장(HUE) 및 순방향 전압(REF)에 대한 특정 빈 코드.

8. 응용 설계 고려사항

8.1 전류 제한은 필수입니다

LED와 직렬로 항상 외부 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 저항 값(R)은 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다: R = (V_공급- V_F) / I_F, 여기서 V_F는 원하는 전류 I_F에서 LED의 순방향 전압입니다. 과전류를 방지하기 위해 보수적인 설계를 위해 데이터시트의 최대 V_F를 항상 사용하십시오.

8.2 열 관리

패키지는 작지만 전력 소산(최대 60mW)은 열을 발생시킵니다. 특히 고전류 또는 따뜻한 환경에서 동작할 때 열을 방산하는 데 도움이 되도록 LED 솔더 패드 주변에 충분한 PCB 구리 면적(열 릴리프 패드)을 확보하십시오. 순방향 전류 디레이팅 곡선을 준수하십시오.

8.3 ESD 보호

2000V HBM 정격이지만, 잠재적 손상을 방지하기 위해 조립 및 취급 중 표준 ESD 처리 주의 사항을 준수해야 합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

AlGaInP 기술을 기반으로 한 19-217 LED는 AllnGaP 또는 여과된 LED와 같은 다른 기술에 비해 적황색 응용 분야에서 뚜렷한 장점을 제공합니다. AlGaInP는 일반적으로 적색에서 호박색 스펙트럼의 색상에 대해 더 높은 발광 효율과 온도 및 전류 변동에 대한 더 나은 색상 안정성을 제공합니다. 120도 시야각은 많은 "탑뷰" LED보다 넓어 넓은 가시성이 필요한 응용 분야에 적합합니다. SMD 형식은 스루홀 대응 제품에 비해 더 낮은 프로파일과 자동화 조립에 더 적합합니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

10.1 내 LED에 저항이 왜 필요한가요?

LED는 전류 구동 장치입니다. 그들의 I-V 특성은 지수적입니다. 즉, 약간의 전압 증가가 큰 전류 증가를 일으켜 LED를 즉시 파괴할 수 있습니다. 저항은 전류를 안전하고 지정된 값으로 제한합니다.

10.2 5V 전원으로 이 LED를 구동할 수 있나요?

예, 하지만 직렬 저항을 사용해야 합니다. 예를 들어, V_F공급_{=5V 및 전형적인 V}=2.0V로 I_F=5mA를 달성하려면 저항 값은 R = (5V - 2.0V) / 0.005A = 600 옴이 됩니다. 620 옴과 같은 표준 값을 사용하십시오.

10.3 최대 솔더링 온도나 시간을 초과하면 어떻게 되나요?

과도한 열은 내부 반도체 다이, 와이어 본드 또는 에폭시 렌즈를 손상시켜 즉시 고장이나 장기 신뢰성 감소(광 출력 감소, 색상 변화)를 초래할 수 있습니다. 항상 권장 프로파일을 따르십시오.

10.4 라벨의 빈 코드를 어떻게 해석하나요?

빈 코드(예: CAT: N1, HUE: E4, REF: 21)는 해당 릴에 있는 LED의 특정 성능 그룹을 알려줍니다. "N1"은 광도가 28.5-36.0 mcd 사이임을 의미하고, "E4"는 주 파장이 617.5-621.5 nm임을 의미하며, "21"은 순방향 전압이 1.9-2.0V임을 의미합니다. 이는 제품에서 일관된 성능을 가능하게 합니다.

11. 설계 및 사용 사례 연구

시나리오:산업용 컨트롤러용 상태 표시 패널 설계. 패널에는 균일하게 밝고 동일한 색조를 가지며 조작자가 넓은 각도에서 볼 수 있는 여러 적황색 표시등이 필요합니다.

구현:

1. 부품 선택:19-217 LED는 SMD 형식(자동화 조립 용이), 넓은 120° 시야각 및 일관성을 위한 빈닝 가능성 때문에 선택되었습니다.
2. 회로 설계:5V 레일이 사용 가능합니다. 긴 수명과 적당한 밝기를 위해 I_F= 5mA를 목표로 합니다. 보수적인 설계를 위해 최대 V_F= 2.2V를 사용합니다: R = (5V - 2.2V) / 0.005A = 560 옴. 각 LED와 직렬로 560Ω, 1/8W 저항이 배치됩니다.
3. PCB 레이아웃:LED는 적절한 간격으로 배치됩니다. PCB 풋프린트는 데이터시트의 권장 랜드 패턴을 따릅니다. 약간의 열 개선을 위해 캐소드 패드에 추가 구리 푸어가 연결됩니다.
4. 조달:패널의 모든 표시등에서 시각적 균일성을 보장하기 위해 엄격한 빈닝 요구 사항(예: CAT: M2 또는 N1, HUE: E3 또는 E4)을 지정하여 LED를 주문합니다.
5. 조립:부품은 표준 무연 리플로우 프로파일을 사용하여 시간 및 온도 한계를 엄격히 준수하면서 조립됩니다.

이 접근 방식은 신뢰할 수 있고 일관되며 전문적으로 보이는 표시 패널을 만듭니다.

12. 동작 원리

빛은 전기발광이라는 과정을 통해 생성됩니다. 다이오드의 내장 전위를 초과하는 순방향 전압이 인가되면 n형 반도체의 전자와 p형 반도체의 정공이 활성 영역(AlGaInP 층의 양자 우물)으로 주입됩니다. 이 전자와 정공이 재결합할 때 에너지는 광자(빛)의 형태로 방출됩니다. AlGaInP 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 방출되는 빛의 파장(색상)을 결정합니다. 이 경우 적황색(~621 nm)입니다. 투명한 에폭시 수지 패키지는 렌즈 역할을 하여 광 출력을 원하는 방사 패턴으로 형성합니다.

13. 기술 동향

19-217과 같은 표시 LED의 일반적인 동향은 전기 입력 단위당 더 많은 광 출력을 의미하는 효율성 향상으로, 전력 소비와 열 발생을 줄입니다. 또한 소형화를 위한 지속적인 추진이 있으며, 광학 성능을 유지하거나 개선하면서 더 작은 패키지 크기(예: 0402, 0201 미터법)로 이어집니다. 형광체 및 반도체 재료의 발전은 색 재현성, 안정성 및 수명을 계속 개선하고 있습니다. 또한 설계를 단순화하기 위해 LED 패키지에 직접 제어 전자 장치(정전류 드라이버와 같은)를 통합하는 것이 점점 더 일반화되고 있습니다. 기본 AlGaInP 기술은 효율성과 안정성으로 인해 적색, 주황색 및 호박색에 대한 고성능 표준으로 남아 있습니다.