SMD LED 23-22C/S2BHC-B30/2A 데이터시트 - 2.3x2.2mm - 2.0V/3.3V - 60mW/95mW - 선명한 오렌지 & 블루 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

23-22C/S2BHC-B30/2A는 고밀도 보드 응용 분야를 위해 설계된 소형 표면 실장 LED 부품입니다. 이 제품은 두 가지 뚜렷한 칩 타입으로 제공됩니다: AlGaInP 재료를 사용하여 선명한 오렌지색을 발광하는 S2 칩과, InGaN 재료를 사용하여 블루색을 발광하는 BH 칩입니다. 두 가지 변형 모두 투명 수지 패키지에 실장되어 있습니다. 주요 장점으로는 리드 프레임 LED에 비해 크게 줄어든 설치 면적으로, 최종 제품의 소형화, 저장 공간 절감, 자동화 조립 공정에 적합함을 들 수 있습니다. 본 장치는 RoHS, EU REACH, 무할로겐 요구사항을 포함한 주요 환경 및 안전 표준을 준수합니다.

1.1 핵심 특징 및 목표 시장

이 LED는 직경 7인치 릴 내 8mm 테이프에 포장되어 있어 고속 자동 피크 앤 플레이스 장비와 완벽하게 호환됩니다. 표준 적외선 및 기상 리플로우 솔더링 공정에 사용하도록 설계되었습니다. 동일한 패키지 크기 내에서 다중 색상 기능은 설계 유연성을 제공합니다. 주요 목표 응용 분야로는 소비자 가전의 계기판, 스위치, LCD 디스플레이 백라이트와 전화, 팩스 기기와 같은 통신 장치의 상태 표시등이 있습니다. 범용적인 특성 덕분에 공간이 제한된 다양한 표시 및 조명 작업에도 적합합니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

본 섹션은 절대 최대 정격 및 전기-광학 특성표에 정의된 전기적, 광학적, 열적 사양에 대한 상세하고 객관적인 분석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

본 장치는 두 칩 타입 모두 최대 역전압(VR) 정격이 5V입니다. 연속 순방향 전류(IF) 정격은 25mA입니다. 그러나 피크 순방향 전류(IFP) 허용치는 다릅니다: S2(오렌지) 칩은 듀티 사이클 1/10, 1kHz에서 60mA 펄스를 처리할 수 있는 반면, BH(블루) 칩은 동일 조건에서 100mA를 처리할 수 있습니다. 이는 InGaN 기반 블루 LED의 과도 전류 내성이 더 높음을 나타냅니다. 소비 전력(Pd) 정격은 S2 칩이 60mW, BH 칩이 95mW로, 반도체 재료의 서로 다른 열적 특성을 반영합니다. 동작 온도 범위는 -40°C에서 +85°C로 지정되며, 저장 온도 범위는 -40°C에서 +90°C로 약간 더 넓습니다.

2.2 Ta=25°C에서의 전기-광학 특성

10mA 순방향 전류의 표준 테스트 조건에서, 두 칩의 일반적인 광도(Iv)는 22.5mcd이며, 빈 구조에 의해 정의된 최대값은 57.0mcd입니다. 시야각(2θ1/2)은 리플렉터 방식 SMD 패키지의 전형적인 넓은 130도로, 넓고 확산된 조명을 제공합니다. S2 칩의 일반적인 피크 파장(λp)은 611nm, 주 파장(λd)은 605nm로 오렌지 영역에 속합니다. BH 칩의 일반적인 피크 파장은 468nm, 주 파장은 470nm로 블루 LED의 특징입니다. 스펙트럼 대역폭(Δλ)은 S2가 17nm, BH가 25nm입니다. 순방향 전압(VF)은 핵심 파라미터입니다: S2 칩의 일반적인 VF는 2.0V(최소 1.7V, 최대 2.4V)인 반면, BH 칩의 일반적인 VF는 3.3V(최소 2.7V, 최대 3.7V)입니다. 이 전압 차이는 회로 설계, 특히 다중 색상 또는 병렬 구동 구성에서 매우 중요합니다. VR=5V에서의 역전류(IR)는 S2의 경우 최대 10μA, BH의 경우 최대 50μA로 지정됩니다.

3. 빈닝 시스템 설명

LED의 광 출력은 제조 과정에서 자연스럽게 변동합니다. 최종 사용자를 위한 일관성을 보장하기 위해 제품은 성능 빈으로 분류됩니다.

3.1 광도 빈닝

데이터시트는 IF=10mA에서 측정된 S2 및 BH 칩 타입 모두에 적용되는 두 가지 주요 광도 빈을 정의합니다. 빈 코드 1은 22.5mcd에서 36.0mcd까지의 범위를 포함합니다. 빈 코드 2는 36.0mcd에서 57.0mcd까지의 더 높은 출력 범위를 포함합니다. 참고 사항으로 각 빈 내에서 적용되는 광도 허용 오차 ±11%를 명시하고 있습니다. 이 빈닝을 통해 설계자는 밝기 요구 사항에 적합한 LED를 선택할 수 있으며, 어레이에서 균일한 외관을 유지하는 데 도움이 됩니다.

4. 성능 곡선 분석

PDF는 4페이지와 5페이지에 S2 및 BH 칩 모두에 대한 일반적인 전기-광학 특성 곡선이 있음을 나타내지만, 구체적인 그래픽 데이터는 본문 내용에 제공되지 않습니다. 일반적으로 이러한 곡선은 순방향 전류와 광도(I-I 곡선), 순방향 전압 대 순방향 전류(V-I 곡선), 주변 온도가 광도에 미치는 영향의 관계를 보여줍니다. 이러한 곡선은 10mA 이외의 전류로 구동하거나 고온 환경에서 동작하는 것과 같은 비표준 동작 조건에서 LED의 동작을 이해하는 데 필수적입니다. 설계자는 특정 응용 분야에서 성능을 정확하게 모델링하기 위해 전체 그래픽 데이터시트를 참조해야 합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 외형 치수

본 장치는 23-22C 패키지 외형을 따릅니다. 치수는 달리 명시되지 않는 한 표준 허용 오차 ±0.1mm로 밀리미터 단위로 제공됩니다. 패키지는 광 출력과 방향성을 향상시키기 위한 리플렉터 컵이 있는 표면 실장 장치입니다. 극성은 패키지의 물리적 구조, 일반적으로 노치 또는 표시된 캐소드로 표시됩니다. 정확한 설치 면적과 권장 솔더 패드 레이아웃은 신뢰할 수 있는 솔더링 및 열 관리에 중요하며, 치수 도면에 표시된 대로 준수해야 합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

적절한 취급 및 솔더링은 신뢰성에 매우 중요합니다.

6.1 저장 및 습기 민감도

LED는 건조제와 함께 습기 방지 배리어 백에 포장됩니다. 부품을 사용할 준비가 될 때까지 백을 열지 않아야 합니다. 개봉 전 저장 조건은 30°C 이하, 상대 습도(RH) 90% 이하여야 합니다. 개봉 후, 30°C/60%RH 이하로 저장할 경우 부품의 "플로어 라이프"는 1년입니다. 사용하지 않은 부품은 방습 포장으로 재밀봉해야 합니다. 건조제 지시약이 포화 상태를 나타내거나 저장 시간을 초과한 경우, 리플로우 솔더링 전에 60±5°C에서 24시간 동안 베이킹 처리를 수행하여 "팝콘 현상" 손상을 방지해야 합니다.

6.2 리플로우 솔더링 프로파일

본 장치는 무연 리플로우 솔더링과 호환됩니다. 권장 온도 프로파일은 150-200°C 사이의 예열 단계 60-120초, 액상선(217°C) 이상 시간 60-150초, 최대 10초 동안 최고 온도 260°C를 초과하지 않는 것을 포함합니다. 최고 온도까지의 최대 상승 속도는 6°C/초, 최대 하강 속도는 3°C/초입니다. 리플로우 솔더링은 2회를 초과하여 수행해서는 안 됩니다. 가열 중 LED에 스트레스를 가해서는 안 되며, 솔더링 후 PCB가 휘어지지 않아야 합니다.

6.3 핸드 솔더링 및 리워크

핸드 솔더링이 필요한 경우, 인두 팁 온도는 350°C 이하로 유지해야 하며, 단자당 접촉 시간은 3초 이내로 제한해야 합니다. 솔더링 인두 전력은 25W 이하여야 합니다. 각 단자를 솔더링할 때 최소 2초 간격을 두어야 합니다. LED가 솔더링된 후의 리워크는 권장되지 않습니다. 불가피한 경우, 양쪽 단자를 동시에 가열하고 기계적 스트레스를 피하기 위해 특수 이중 헤드 솔더링 인두를 사용해야 합니다. 리워크 중 발생할 수 있는 손상 가능성을 사전에 평가해야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 사양

부품은 폭 8mm의 엠보싱 캐리어 테이프에 포장되어 표준 7인치(178mm) 직경 릴에 감겨 공급됩니다. 각 릴에는 2000개가 들어 있습니다. 릴의 허브 직경은 13mm, 플랜지 직경은 180mm입니다. 캐리어 테이프 포켓 치수와 피치는 운송 및 자동화 처리 중 23-22C 패키지를 안전하게 고정하도록 설계되었습니다.

7.2 라벨 설명

포장에는 주요 정보가 포함된 라벨이 있습니다: CPN(고객 제품 번호), P/N(제품 번호), QTY(포장 수량), CAT(광도 등급/빈 코드), HUE(색도 좌표 및 주 파장 등급), REF(순방향 전압 등급), LOT No(추적성을 위한 로트 번호).

8. 응용 권장 사항

8.1 설계 고려 사항

전류 제한:외부 전류 제한 저항은 필수입니다. 순방향 전압에는 범위가 있으며, 공급 전압의 작은 변화가 전류의 큰 변화를 일으켜 순간적인 고장을 초래할 수 있습니다. 저항 값은 최악의 경우 VF(최소값)를 기준으로 계산하여 전류가 최대 정격을 초과하지 않도록 해야 합니다.
열 관리:소비 전력은 낮지만, 접합 온도를 한계 내로 유지하는 것은 수명과 안정적인 광 출력에 매우 중요합니다. 고온 환경 또는 최대 전류 근처에서 동작할 경우 충분한 PCB 구리 면적 또는 열 비아를 확보해야 합니다.
ESD 보호:ESD 민감도는 S2 칩의 경우 2000V(HBM), BH 칩의 경우 150V(HBM)입니다. 블루 BH 칩은 ESD에 훨씬 더 민감합니다. 조립 중 표준 ESD 취급 주의 사항을 준수해야 하며, 민감한 환경에서 BH 변형품의 경우 회로 수준의 ESD 보호가 필요할 수 있습니다.

8.2 응용 제한 사항

본 제품은 일반 상업 및 산업 응용 분야를 위해 제작되었습니다. 고장이 인체 손상이나 중대한 재산 피해로 이어질 수 있는 고신뢰성 응용 분야를 위해 특별히 설계되거나 인증되지 않았습니다. 이러한 응용 분야에는 군사/항공우주 시스템, 자동차 안전-중요 시스템(예: 브레이크, 에어백), 생명 유지 의료 장비 등이 포함되지만 이에 국한되지 않습니다. 이러한 응용 분야에는 다른 사양, 인증 및 신뢰성 데이터를 가진 제품이 필요합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

본 제품의 주요 차별점은 동일한 기계적 패키지(23-22C) 내에서 두 가지 뚜렷한 반도체 기술(AlGaInP 및 InGaN)을 사용할 수 있다는 점입니다. 이를 통해 설계자는 동일한 설치 면적과 솔더링 프로파일을 가진 오렌지 및 블루 표시등을 단일 부품 라인에서 조달할 수 있어 조달 및 PCB 레이아웃을 단순화할 수 있습니다. 넓은 130도 시야각은 리플렉터 패키지의 특징으로, 사이드 뷰 또는 탑 뷰 렌즈 패키지보다 더 확산된 빛을 제공하여 균일한 빛 분포가 필요한 백라이트 및 패널 조명에 유리합니다. 현대 환경 표준(무연, 무할로겐, REACH) 준수는 기본 기대 사항이지만 시장 접근을 위한 핵심 기능으로 남아 있습니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: S2(오렌지)와 BH(블루) LED를 동일한 전압원에서 병렬로 구동할 수 있나요?
A: 신중한 설계 없이는 직접적으로는 불가능합니다. 두 LED의 일반적인 순방향 전압은 크게 다릅니다(2.0V 대 3.3V). 3.3V 전원에 병렬로 연결하면 오렌지 LED가 과도하게 구동되어 손상될 가능성이 높습니다. 각 LED의 VF 범위에 맞게 계산된 별도의 전류 제한 저항이 필수적입니다.

Q: 부품 번호의 "B30/2A" 접미사는 무엇을 의미하나요?
A: 본 발췌문에서 명시적으로 해독되지는 않았지만, 이러한 접미사는 일반적으로 광도( B30은 밝기 빈과 관련 있을 가능성 높음) 및 색도/전압(2A는 색상/파장 및 순방향 전압 빈과 관련 있을 가능성 높음)에 대한 특정 빈닝 조합을 나타냅니다. 정확한 매핑은 제조사의 전체 빈 코드 문서를 통해 확인해야 합니다.

Q: "광도 허용 오차: ±11%" 참고 사항을 어떻게 해석해야 하나요?
A: 이 허용 오차는 각 빈(코드 1 또는 코드 2) 내에 명시된 값에 적용됩니다. 이는 빈 1(22.5-36.0mcd)로 표시된 LED가 빈 범위와 ±11% 허용 오차를 모두 고려할 때 약 20.0mcd에서 40.0mcd 사이의 어느 값으로 측정될 수 있음을 의미합니다. 이는 엄격한 밝기 일치가 필요한 응용 분야에서 중요합니다.

11. 실용적 설계 및 사용 사례

사례: 다중 상태 표시 패널 설계:한 설계자가 녹색 상태 LED(본 데이터시트에는 없음), 오렌지 경고 LED, 블루 동작 LED가 필요한 제어판을 설계하고 있습니다. 본 데이터시트는 녹색을 다루지 않지만 오렌지(S2)와 블루(BH)를 제공합니다. 설계자는 두 색상 LED 모두에 23-22C 설치 면적을 사용하여 PCB 레이아웃을 단일 랜드 패턴으로 단순화할 수 있습니다. 세 개의 별도 구동 회로를 설계할 것입니다. 오렌지 LED의 경우, 5V 공급 전압과 10mA 목표 전류를 가정하고 안전을 위해 최소 VF(1.7V)를 사용하여 직렬 저항을 계산합니다: R = (5V - 1.7V) / 0.01A = 330 옴. 블루 LED의 경우: R = (5V - 2.7V) / 0.01A = 230 옴. 최대 및 일치하는 밝기를 보장하기 위해 둘 다 빈 코드 2를 지정할 것입니다. 패널 절단부는 최적의 가시성을 위해 130도 시야각을 수용하도록 설계될 것입니다.

12. 동작 원리 소개

발광 다이오드(LED)는 전류가 흐를 때 빛을 방출하는 반도체 장치입니다. 이 현상을 전계 발광이라고 합니다. S2(AlGaInP) 칩에서는 전자가 알루미늄 갈륨 인듐 포스파이드 결정 격자 내에서 정공과 재결합하여 스펙트럼의 오렌지/빨간색 부분에 해당하는 파장의 광자 형태로 에너지를 방출합니다. BH(InGaN) 칩에서는 인듐 갈륨 질화물 구조 내에서 재결합이 발생하여 블루 스펙트럼의 광자를 생성합니다. 특정 색상(파장)은 결정 성장 과정에서 설계된 반도체 재료의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. 투명 수지 패키지는 렌즈 및 보호층 역할을 하며, 통합된 리플렉터 컵은 방출된 빛을 위쪽으로 향하게 하여 넓은 시야각을 만듭니다.

13. 기술 동향

LED 산업은 더 높은 효율(와트당 더 많은 루멘), 향상된 색 재현성, 더 큰 소형화를 지속적으로 발전하고 있습니다. 23-22C 패키지는 성숙하고 널리 채택된 폼 팩터를 나타냅니다. SMD 표시 LED의 현재 동향에는 더 작은 패키지(예: 1.0x0.5mm) 개발, 초박형 설계를 위한 칩 스케일 패키징(CSP)의 증가된 채택, 풀 컬러 조정 가능 조명을 위한 단일 패키지 내 다중 색상 칩(RGB) 통합이 포함됩니다. 자동차 및 산업 응용 분야의 요구로 인해 고온 조건에서의 신뢰성과 성능 향상에도 강력한 초점이 맞춰져 있습니다. 작은 패키지에서 밝기를 높이기 위한 더 높은 구동 전류로의 전환은 칩 및 패키지 수준에서의 열 관리 지속적인 개선을 필요로 합니다.