SMD LED 19-213 적황색 데이터시트 - 패키지 치수 - 순방향 전압 2.0V - 소비 전력 60mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

19-213은 고밀도, 소형 응용 분야를 위해 설계된 표면 실장 장치(SMD) LED입니다. 알루미늄 갈륨 인듐 포스파이드(AlGaInP) 반도체 재료를 사용하여 적황색 빛을 방출합니다. 컴팩트한 크기와 가벼운 구조로 공간이 제한된 현대 전자 설계에 이상적입니다.

1.1 핵심 장점

이 부품의 주요 장점은 리드 프레임 타입 LED에 비해 크게 작은 점유 면적으로, 보드 크기 감소와 더 높은 포장 밀도를 가능하게 합니다. 자동화된 배치 장비와의 호환성을 위해 직경 7인치 릴에 8mm 테이프로 포장됩니다. 이 장치는 무연, RoHS 준수, EU REACH 규정 준수, 무할로겐 표준(Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm)을 충족합니다.

1.2 목표 응용 분야

일반적인 응용 분야로는 계기판 및 스위치의 백라이트, 전화 및 팩스 기기와 같은 통신 장치의 표시등 및 백라이트, LCD, 스위치 및 심볼용 평면 백라이트, 그리고 일반 목적의 표시등 사용이 포함됩니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 주변 온도(Ta) 25°C에서 지정됩니다.

• 역방향 전압 (VR):5 V. 역방향 바이어스에서 이 전압을 초과하면 접합 파괴가 발생할 수 있습니다.
• 순방향 전류 (IF):25 mA. LED를 통해 허용되는 최대 연속 DC 전류입니다.
• 피크 순방향 전류 (IFP):60 mA. 이는 듀티 사이클 1/10, 주파수 1 kHz에서 지정된 최대 펄스 전류입니다. 연속 동작에는 사용해서는 안 됩니다.
• 소비 전력 (Pd):60 mW. 열 한계를 초과하지 않고 패키지가 소산할 수 있는 최대 전력입니다.
• 정전기 방전 (ESD) 인체 모델 (HBM):2000 V. 이는 장치의 정전기 민감도를 나타냅니다. 적절한 ESD 취급 절차가 필요합니다.
• 동작 온도 (Topr):-40°C ~ +85°C. 장치가 동작이 보장되는 주변 온도 범위입니다.
• 보관 온도 (Tstg):-40°C ~ +90°C.
• 솔더링 온도 (Tsol):리플로우 솔더링: 최대 10초 동안 피크 260°C. 핸드 솔더링: 단자당 최대 3초 동안 350°C.

2.2 전기-광학 특성

이 파라미터는 일반 동작 조건(Ta=25°C, IF=20mA)에서의 광 출력 및 전기적 성능을 정의합니다.

• 광도 (Iv):36.0 mcd (최소), 72.0 mcd (최대). 전형적인 값은 이 범위 내에 있습니다. 실제 출력은 빈닝됩니다(섹션 3 참조).
• 시야각 (2θ1/2):120도 (전형적). 이 넓은 시야각은 광범위한 조명이 필요한 응용 분야에 적합합니다.
• 피크 파장 (λp):621 nm (전형적). 스펙트럼 방출이 가장 강한 파장입니다.
• 주 파장 (λd):605.5 nm (최소), 625.5 nm (최대). 이는 빛의 인지된 색상이며 역시 빈닝됩니다.
• 스펙트럼 대역폭 (Δλ):18 nm (전형적). 피크 강도의 절반에서 방출 스펙트럼의 너비입니다.
• 순방향 전압 (VF):IF=20mA에서 1.75 V (최소), 2.00 V (전형), 2.35 V (최대). 이 파라미터는 빈닝되며 전원 공급 설계에 직접적인 영향을 미칩니다.
• 역방향 전류 (IR):VR=5V에서 10 μA (최대). 이 장치는 역방향 바이어스 동작을 위해 설계되지 않았습니다. 이 파라미터는 누설 전류 테스트 전용입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산의 일관성을 보장하기 위해 LED는 주요 파라미터에 따라 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 응용 분야에 맞는 특정 성능 기준을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 광도 빈닝

빈은 IF=20mA에서의 최소 및 최대 광도 값으로 정의됩니다.

• 빈 N2:36.0 mcd ~ 45.0 mcd
• 빈 P1:45.0 mcd ~ 57.0 mcd
• 빈 P2:57.0 mcd ~ 72.0 mcd

3.2 주 파장 빈닝

빈은 IF=20mA에서의 최소 및 최대 주 파장 값으로 정의됩니다.

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

3.3 순방향 전압 빈닝

빈은 IF=20mA에서의 최소 및 최대 순방향 전압 값으로 정의됩니다.

• 빈 0:1.75 V ~ 1.95 V
• 빈 1:1.95 V ~ 2.15 V
• 빈 2:2.15 V ~ 2.35 V

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 다양한 조건에서의 장치 동작을 이해하는 데 필수적인 여러 특성 곡선을 제공합니다.

4.1 스펙트럼 분포

이 곡선은 약 18 nm의 대역폭을 가진 621 nm(피크 파장)를 중심으로 한 전형적인 스펙트럼 출력을 보여줍니다. 이는 AlGaInP 재료의 단색, 적황색 방출 특성을 확인시켜 줍니다.

4.2 방사 패턴

극좌표도는 광 강도의 공간적 분포를 보여줍니다. 120도의 시야각이 확인되며, 0°(칩에 수직)에서 강도가 가장 높고 가장자리로 갈수록 점차 감소하는 근사 람베르트 방사 패턴을 보입니다.

4.3 순방향 전류 대 순방향 전압

이 IV 곡선은 다이오드의 전형적인 지수 관계를 보여줍니다. 순방향 전압은 전류에 따라 로그적으로 증가합니다. 이 곡선은 동작점 결정 및 전류 제한 회로 설계에 필수적입니다.

4.4 상대 광도 대 순방향 전류

이 곡선은 지정된 동작 범위 내에서 광 출력이 순방향 전류에 거의 비례함을 보여줍니다. 그러나 매우 높은 전류에서는 열 증가로 인해 효율이 떨어질 수 있습니다.

4.5 상대 광도 대 주변 온도

이는 열 관리에 중요한 곡선입니다. 광도는 주변 온도가 상승함에 따라 감소합니다. 이 곡선은 온도가 최대 동작 한계에 접근함에 따라 출력이 크게 떨어질 수 있음을 보여주며, 고온 환경에서 적절한 방열이 필요함을 강조합니다.

4.6 순방향 전류 디레이팅 곡선

이 그래프는 주변 온도의 함수로서 허용 가능한 최대 연속 순방향 전류를 정의합니다. 과열을 방지하고 신뢰성을 보장하기 위해 고온 주변 온도에서 동작할 때 순방향 전류를 줄여야 합니다. 이 곡선은 신뢰할 수 있는 전원 설계의 기본입니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

이 장치는 표준 SMD 패키지를 특징으로 합니다. 치수 도면은 본체 길이, 너비, 높이 및 패드 간격을 포함한 중요한 측정값을 제공합니다. 지정되지 않은 모든 공차는 ±0.1mm입니다. 정확한 치수는 PCB 풋프린트 설계 및 적절한 배치와 솔더링을 보장하는 데 중요합니다.

5.2 극성 식별

캐소드는 일반적으로 노치, 점 또는 패키지의 녹색 표시로 장치에 표시됩니다. 조립 중 올바른 극성 방향은 올바른 기능에 필수적입니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

무연 리플로우 솔더링 프로파일을 권장합니다: 150-200°C 사이에서 60-120초 동안 예열, 액상선(217°C) 이상에서 60-150초, 최대 10초 동안 피크 온도 260°C를 초과하지 않음. 최대 상승 속도는 6°C/초, 최대 하강 속도는 3°C/초입니다. 리플로우는 두 번 이상 수행해서는 안 됩니다.

6.2 핸드 솔더링

핸드 솔더링이 필요한 경우, 솔더링 아이언 팁 온도는 350°C 미만이어야 하며, 단자당 접촉 시간은 3초를 초과해서는 안 됩니다. 25W 이하 용량의 솔더링 아이언을 사용하십시오. 열 충격을 방지하기 위해 각 단자를 솔더링하는 사이에 2초 이상의 간격을 두십시오.

6.3 보관 및 습기 민감도

LED는 건조제와 함께 습기 방지 봉지에 포장됩니다. 부품을 사용할 준비가 될 때까지 봉지를 열지 마십시오. 개봉 후 사용하지 않은 LED는 30°C 이하 및 상대 습도 60% 이하에서 보관해야 합니다. 개봉 후 "플로어 라이프"는 168시간(7일)입니다. 이 시간을 초과하거나 건조제 지시약 색상이 변한 경우, 사용 전 60 ±5°C에서 24시간 동안 베이킹 처리를 하여 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 중 "팝콘 현상"을 방지해야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 릴 및 테이프 사양

부품은 직경 7인치 릴에 감긴 8mm 너비의 캐리어 테이프에 공급됩니다. 릴 치수와 캐리어 테이프 포켓 치수가 제공되어 자동화된 픽 앤 플레이스 기계와의 호환성을 보장합니다. 각 릴에는 3000개가 들어 있습니다.

7.2 라벨 정보

릴 라벨에는 추적성 및 식별을 위한 주요 정보가 포함됩니다: 고객 제품 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 설계 고려사항

8.1 전류 제한

중요:외부 전류 제한 저항을 항상 LED와 직렬로 사용해야 합니다. 순방향 전압은 음의 온도 계수와 엄격한 공차를 가지며, 이는 공급 전압의 작은 증가가 전류의 크고 파괴적인 증가를 초래할 수 있음을 의미합니다. 저항 값은 공급 전압(Vs), 최대 순방향 전압(빈에서 VF_max), 원하는 순방향 전류(IF)를 기반으로 공식 R = (Vs - VF_max) / IF를 사용하여 계산해야 합니다.

8.2 열 관리

패키지는 작지만, 소비 전력(최대 60 mW)은 고려해야 하며, 특히 고온 환경이나 고전류로 구동할 때 더욱 그렇습니다. 디레이팅 곡선을 사용하여 적절한 동작 전류를 선택하십시오. PCB에 LED 패드에서 열을 전도할 수 있는 충분한 구리 면적 또는 열 비아가 있도록 하십시오. 특히 밀폐된 공간이나 고밀도 레이아웃에서 중요합니다.

8.3 광학 설계

120도의 시야각은 넓고 확산된 조명을 제공합니다. 집중되거나 지시된 빛이 필요한 응용 분야의 경우, 2차 광학(렌즈, 도광판)이 필요할 것입니다. 투명 수지 색상은 방출된 빛의 흡수를 최소화합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

기존 스루홀 LED와 비교하여, 이 SMD 타입은 크게 줄어든 점유 면적과 프로파일을 제공하여 더 얇고 컴팩트한 최종 제품을 가능하게 합니다. 자동화 조립과의 호환성은 제조 비용을 줄이고 배치 정확도를 향상시킵니다. AlGaInP 기술은 오렌지-레드 스펙트럼에서 높은 효율과 좋은 색 순도를 제공합니다. 포괄적인 빈닝 시스템은 설계자에게 엄격하게 제어된 광학 및 전기적 특성을 가진 구성 요소를 선택할 수 있는 능력을 제공하며, 이는 균일한 외관이나 어레이에서의 정확한 전류 매칭이 필요한 응용 분야에 중요합니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

10.1 서로 다른 빈 코드의 목적은 무엇인가요?

빈닝은 생산 배치 내 색상과 밝기의 일관성을 보장합니다. 예를 들어, LED 어레이에서 동일한 광도(CAT) 및 주 파장(HUE) 빈을 지정하면 균일한 시각적 외관을 얻을 수 있습니다. 순방향 전압(REF) 빈을 지정하면 더 간단하고 균일한 구동 회로 설계에 도움이 될 수 있습니다.

10.2 전류 제한 저항 없이 이 LED를 구동할 수 있나요?

No.이는 강력히 권장되지 않으며 즉시 고장으로 이어질 가능성이 높습니다. LED의 V-I 특성은 지수적이며, 약간의 노이즈나 공차가 있는 정전압 소스라도 전류가 절대 최대 정격을 초과하게 할 수 있습니다.

10.3 봉지 개봉 후 보관 시간 제한이 있는 이유는 무엇인가요?

SMD 패키지는 대기 중의 수분을 흡수할 수 있습니다. 고온 리플로우 솔더링 공정 중에 갇힌 이 수분이 빠르게 증발하여 패키지를 파열시킬 수 있는 내부 압력을 생성할 수 있습니다("팝콘 현상"). 168시간의 플로어 라이프와 베이킹 지침은 이 고장 모드를 방지하는 데 중요합니다.

10.4 피크 순방향 전류 정격을 어떻게 해석하나요?

60 mA 피크 순방향 전류(IFP)는 10% 듀티 사이클(1/10) 및 1 kHz에서 펄스 동작 전용입니다. DC 동작 전류의 크기를 결정하는 데 사용해서는 안 됩니다. 최대 연속 DC 전류는 25 mA(IF)입니다. 펄싱은 멀티플렉싱이나 더 높은 순간 밝기를 달성하는 데 사용될 수 있지만, 평균 전류와 소비 전력은 한계 내에 유지되어야 합니다.

11. 설계 및 사용 사례 연구

시나리오: 산업 제어 장치용 상태 표시 패널 설계.패널에는 여러 개의 균일한 적황색 표시등이 필요합니다. 설계자는 먼저 적절한 광도 빈(예: 중간 밝기를 위한 P1)과 주 파장 빈(예: 특정 오렌지 색조를 위한 E3)을 선택하여 모든 표시등 간의 시각적 일관성을 보장합니다. 선택된 전압 빈(예: 빈 1: 최대 2.15V)의 최대 VF를 사용하여 계산된 전류 제한 저항 값으로 20 mA로 설정된 정전류 구동 회로를 설계합니다. PCB 레이아웃에는 외함이 높은 주변 온도를 경험할 수 있으므로 LED 패드를 위한 충분한 열 완화 구조가 포함됩니다. 생산 팀은 습기 취급 절차를 따르며, 릴 개봉 후 플로어 라이프 내에 보드 조립을 예약하거나 필요한 베이크 사이클을 수행합니다.

12. 동작 원리

이 LED는 알루미늄 갈륨 인듐 포스파이드(AlGaInP)로 만들어진 반도체 칩을 기반으로 합니다. 다이오드의 턴온 전압(약 1.8-2.2V)을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 반도체의 활성 영역으로 주입됩니다. 이 전하 캐리어들은 재결합하여 광자의 형태로 에너지를 방출합니다. AlGaInP 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접적으로 방출된 빛의 파장(색상)에 해당합니다. 이 경우 적황색(~621 nm)입니다. 칩은 반도체를 보호하고, 광 출력 빔을 형성하며, 표면 실장을 위한 기계적 구조를 제공하는 투명 에폭시 수지로 캡슐화됩니다.

13. 기술 동향

SMD LED의 일반적인 동향은 더 높은 효율(와트당 더 많은 루멘), 밀도 증가를 위한 더 작은 패키지 크기, 가혹한 조건(더 높은 온도, 습도)에서의 개선된 신뢰성으로 향하고 있습니다. 또한, 색상과 밝기 균일성이 최우선인 풀컬러 디스플레이 및 자동차 조명과 같은 응용 분야의 요구를 충족시키기 위해 더 엄격한 빈닝 공차에 초점을 맞추고 있습니다. 더 나아가, 패키징 재료의 발전은 열 스트레스 및 청색광/UV 열화에 대한 저항성을 개선하여 더 긴 동작 수명을 목표로 합니다. 이 부품에서 볼 수 있는 무연 및 무할로겐 재료로의 전환은 전자 산업의 더 넓은 환경 및 규제 동향을 반영합니다.