목차
- 1. 제품 개요
- 2. 주요 특징 및 규정 준수
- 3. 절대 최대 정격
- 4. 전기-광학 특성
- 4.1 광도 및 빈닝
- 4.2 스펙트럼 및 전기적 파라미터
- 5. 패키지 외형 및 기계적 치수
- 5.1 주요 패키지 치수 (Typical)
- 5.2 극성 식별
- 6. 라벨 설명 및 주문 정보
- 7. 포장 사양
- 8. 취급, 보관 및 솔더링 가이드라인
- 8.1 과전류 보호
- 8.2 습기 민감도 및 보관
- 8.3 리플로우 솔더링 프로파일 (무연)
- 8.4 핸드 솔더링 및 리워크
- 9. 적용 분야
- 10. 설계 고려사항 및 기술 분석
- 10.1 구동 회로 설계
- 10.2 열 관리
- 10.3 광학 성능
- 10.4 대체 기술과의 비교
- 11. 자주 묻는 질문 (FAQ)
- 11.1 저항 없이 이 LED를 구동할 수 있나요?
- 11.2 피크 파장(PW)과 도미넌트 파장(DW)의 차이는 무엇인가요?
- 11.3 올바른 밝기 등급(CAT)은 어떻게 선택하나요?
- 11.4 이 LED는 야외 사용에 적합한가요?
- 12. 실용 적용 사례
- 13. 동작 원리
- 14. 산업 현황 및 트렌드
1. 제품 개요
95-21UYC/S530-XX/XXX는 표시등 및 백라이트 애플리케이션을 위해 설계된 소형 표면 실장 LED입니다. AlGaInP 칩 기술을 활용하여 워터클리어 수지로 캡슐화된 슈퍼 옐로우 빛을 방출합니다. 주요 장점은 리드형 부품에 비해 실장 면적이 현저히 작아 PCB상에서 더 높은 부품 실장 밀도와 장비 크기 축소를 가능하게 하며, 자동화 조립 공정에 적합하여 정확한 배치를 보장합니다.
2. 주요 특징 및 규정 준수
The device is packaged on 12mm tape wound on a 7-inch diameter reel, compatible with standard automatic placement equipment. It is a mono-color type, lead-free (Pb-free), and compliant with key environmental and safety regulations. This includes adherence to the EU RoHS directive, EU REACH regulations, and halogen-free standards (Bromine <900 ppm, Chlorine <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). The product itself is maintained within RoHS compliant specifications.
3. 절대 최대 정격
이 등급은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이러한 조건에서 또는 이 조건 하에서의 동작은 보장되지 않습니다.
- 역전압 (VR): 5 V
- 순방향 전류 (IF): 20 mA (연속)
- 피크 순방향 전류 (IFP): 60 mA (듀티 사이클 1/10 @ 1kHz)
- 전력 소산 (Pd): 60 mW
- 동작 온도 (Topr): -40°C ~ +85°C
- 보관 온도 (Tstg): -40°C ~ +90°C
- 정전기 방전 (ESD): 2000 V (Human Body Model)
- 솔더링 온도 (T솔): 리플로우: 최대 260°C에서 10초; 핸드: 최대 350°C에서 3초.
4. 전기-광학 특성
모든 파라미터는 별도로 명시되지 않는 한, 주변 온도(Ta) 25°C 및 순방향 전류(IF) 20mA에서 지정됩니다.
4.1 광도 및 빈닝
광도(Iv)는 등급(A2부터 A7까지)으로 분류되어 설계 유연성을 위한 다양한 밝기 옵션을 제공합니다.
- 등급 A2: Typical 496 mcd (Min. 198 mcd)
- 등급 A3: Typical 714 mcd (Min. 463 mcd)
- 등급 A4: 일반적인 892 mcd (최소 661 mcd)
- 등급 A5: 일반적인 1156 mcd (최소 793 mcd)
- 등급 A6: 일반적인 1454 mcd (최소 991 mcd)
- 등급 A7: 일반적인 1600 mcd (최소 1150 mcd)
4.2 스펙트럼 및 전기적 파라미터
- 회절각 (2θ1/2): 25° (전형적)
- 피크 파장 (λp): 591 nm (전형적)
- 주파장 (λd): 589 nm (전형적)
- 스펙트럼 대역폭 (Δλ): 15 nm (Typical)
- 순방향 전압 (VF): 2.4 V (Typical), 2.0 V (Min.) at IF=20mA
- 역전류 (IR): V=5V에서 10 μA (최대)R=5V
참고: 5V 역전압 정격은 IR 테스트 전용으로 적용됩니다. 본 장치는 역바이어스 조건에서 동작하도록 설계되지 않았습니다.
5. 패키지 외형 및 기계적 치수
LED는 표준 SMD 패키지로 제공됩니다. 주요 치수는 상세 도면(데이터시트의 TR7, TR9, TR10 참조)에 기재되어 있습니다. 별도로 명시되지 않는 한, 치수 공차는 ±0.1 mm입니다.
5.1 주요 패키지 치수 (Typical)
- Package Length: 2.0 mm
- 패키지 너비: 1.25 mm
- 패키지 높이: 0.8 mm
- Land Pattern: 적절한 솔더링 및 열 관리를 보장하기 위한 설계 가이드라인이 제공됩니다.
5.2 극성 식별
캐소드는 일반적으로 패키지에 표시되어 있습니다. 정확한 표시 방식은 상세 치수 도면을 참조하십시오.
6. 라벨 설명 및 주문 정보
제품 라벨링에는 추적성 및 사양을 위한 여러 코드가 포함되어 있습니다:
- CPN: 고객사 부품 번호
- P/N: 제품 번호 (예: 95-21UYC/S530-XX/XXX)
- LOT 번호: 제조 LOT 번호
- 수량: 포장 수량
- CAT: 광도 등급 (A2-A7)
- 색상: 지배 파장 순위
- REF: 순방향 전압 등급
7. 포장 사양
부품은 자동화 처리를 위해 엠보싱 처리된 캐리어 테이프에 공급됩니다.
- 캐리어 테이프 폭: 12 mm
- 릴 직경: 7인치
- 포켓 피치: 4.0 mm
- 릴 당 수량: EIA 규격에 따른 표준 수량.
- 벌크 포장: 또한 1000개씩 봉지 포장도 가능합니다.
8. 취급, 보관 및 솔더링 가이드라인
8.1 과전류 보호
외부 전류 제한 저항은 필수입니다. LED의 V-I 특성은 지수적이므로, 전압의 작은 증가가 전류의 크고 손상적인 증가를 초래할 수 있습니다.
8.2 습기 민감도 및 보관
이 부품은 Moisture-sensitive (MSL)입니다.
- 개봉 전: 30°C 이하, 상대습도 90% 이하에서 보관.
- 개봉 후: 바닥 수명은 ≤30°C 및 ≤60% RH 조건에서 72시간입니다.
- 재건조: 습기 차단 백이 손상되었거나 저장 시간을 초과한 경우, 사용 전 60±5°C에서 24시간 동안 건조하십시오.
8.3 리플로우 솔더링 프로파일 (무연)
권장 온도 프로파일이 제공됩니다:
- 예비 가열: 150-200°C에서 60-120초 (최대 상승 속도 3°C/초).
- 액상선(217°C) 이상 유지 시간: 60-150초.
- 최고 온도(Peak Temperature): 최대 260°C, 10초 이내 유지.
- 255°C 이상 유지 시간: 최대 30초.
- 냉각 속도: 최대 6°C/초.
중요 참고사항: 리플로우 사이클은 두 번을 초과하지 마십시오. 가열 중 LED에 기계적 스트레스를 가하지 마십시오. 납땜 후 PCB를 휘지 마십시오.
8.4 핸드 솔더링 및 리워크
핸드 솔더링이 불가피한 경우:
- Use a soldering iron with a tip temperature <350°C.
- 단자당 접촉 시간을 3초로 제한하십시오.
- Use a low-power iron (<25W).
- 납땜 단자 사이에 최소 2초 이상의 간격을 두십시오.
- 재작업을 피하십시오. 불가피한 경우, 양쪽 단자를 동시에 가열하여 열 응력을 최소화하기 위해 듀얼 헤드 납땜 인두를 사용하십시오. 재작업 후 장치 기능을 확인하십시오.
9. 적용 분야
이 LED는 다양한 저전력 표시등 및 백라이트 기능에 적합하며, 특히 공간과 무게가 제약 조건인 곳에 적절합니다.
- 소비자 가전 제품의 상태 표시등 (실내 사용).
- LCD 패널, 멤브레인 스위치 및 심볼의 백라이트.
- 사무기기(프린터, 복사기)의 표시등 및 패널 조명.
- 배터리 구동 장치 표시기(리모컨, 휴대용 기기).
- 오디오/비디오 장비 상태 표시등.
- 자동차 실내의 계기판 및 스위치 백라이트.
- 통신 장치(전화기, 팩스 기계)의 표시등 및 키패드 백라이트
10. 설계 고려사항 및 기술 분석
10.1 구동 회로 설계
일반적인 순방향 전압이 2.4V인 경우, 직렬 저항이 필수적입니다. 저항값(Rs)은 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다: Rs = (V공급 - VF) / IF. 5V 공급 전압과 목표 전류 IF 20mA의, Rs ≈ (5 - 2.4) / 0.02 = 130 Ω. 충분한 정격 전력(P = IF2 * Rs)을 가진 표준 130Ω 또는 150Ω 저항을 사용해야 합니다.
10.2 열 관리
전력 소모는 낮지만(최대 60mW), 장기적인 신뢰성을 위해서는 적절한 PCB 레이아웃이 중요합니다. 특히 최대 전류 근처 또는 주변 온도가 높은 환경에서 동작할 경우, 솔더 패드가 방열판 역할을 할 수 있도록 충분한 구리 면적에 연결되어 있는지 확인하십시오.
10.3 광학 성능
25° 시야각은 비교적 집중된 빔을 제공하여 지시등 응용에 적합합니다. Super Yellow 색상(λd ~589nm)은 높은 시각적 대비를 제공하며 주로 경고나 주의 표시에 사용됩니다.
10.4 대체 기술과의 비교
기존의 스루홀 옐로우 LED와 비교하여, 이 SMD 버전은 크기와 무게가 극적으로 감소하여 현대적이고 소형화된 디자인을 가능하게 합니다. AlGaInP 재료 시스템은 노란색 발광을 위해 높은 효율과 우수한 색 순도를 제공합니다. 백라이트용으로 사용되는 일부 화이트 LED와 비교하면, 형광체가 필요 없이 포화된 색상을 제공하여 특정 색상 요구 사항에 대한 광학 설계를 단순화할 수 있습니다.
11. 자주 묻는 질문 (FAQ)
11.1 저항 없이 이 LED를 구동할 수 있나요?
No. 전류 제한 저항 없이 구동하면, 3V 코인 셀과 같은 작은 전압원에서도 과전류로 인해 LED가 거의 확실하게 손상됩니다.
11.2 피크 파장(PW)과 도미넌트 파장(DW)의 차이는 무엇인가요?
피크 파장 (λp): 스펙트럼 파워 분포가 최대가 되는 파장(전형적으로 591 nm). 주파장 (λd): 인간의 눈이 인지하는 해당 광의 색상과 일치하는 단일 파장(전형적으로 589 nm). 이러한 단색 LED의 경우, 두 값은 매우 유사합니다.
11.3 올바른 밝기 등급(CAT)은 어떻게 선택하나요?
애플리케이션에서 요구하는 광도에 따라 선택하십시오. 등급 A2가 가장 어둡고, A7이 가장 밝습니다. 주변 광 조건과 시청 거리를 고려하십시오. 주변광이 강한 상황에서는 더 높은 등급(A5-A7)이 필요할 수 있습니다.
11.4 이 LED는 야외 사용에 적합한가요?
데이터시트는 적용 분야를 "실내용"으로 명시하고 있습니다. 동작 온도 범위(-40°C ~ +85°C)는 넓지만, 야외 사용의 경우 자외선 노출, 방습 밀봉, 열 사이클링과 같은 이 문서에서 다루지 않는 요소들에 대한 추가적인 설계 검증이 필요합니다.
12. 실용 적용 사례
시나리오: 휴대용 의료 기기의 저전력 표시기 설계.
- 부품 선정: A5 등급의 95-21UYC는 밝고 주목을 끄는 노란색 빛을 위해 선택되었습니다.
- 회로 설계: 이 장치는 3.3V 레귤레이터로 구동됩니다. 47Ω 직렬 저항이 계산되었습니다: (3.3V - 2.4V) / 0.02A = 45Ω. 가장 가까운 표준값인 47Ω을 사용하면 순방향 전류가 약 19.1mA로, 안전하며 충분한 밝기를 제공합니다.
- PCB 레이아웃: LED는 장치 디스플레이 근처에 배치됩니다. PCB 패드는 방열을 돕기 위해 상층의 작은 구리 영역에 연결됩니다.
- 조립: LED는 12mm 테이프 릴에서 픽 앤 플레이스 기계를 사용하여 배치되고, 지정된 무연 리플로우 프로파일을 사용하여 솔더링됩니다.
- 결과: 신뢰할 수 있고, 컴팩트하며, 선명하게 보이는 저전압 경고 표시기.
13. 동작 원리
이는 반도체 발광 다이오드입니다. 특성 순방향 전압(VF)을 초과하는 순방향 바이어스 전압이 인가되면, AlGaInP 반도체 칩의 활성 영역에서 전자와 정공이 재결합합니다. 이 재결합 과정에서 광자(빛) 형태의 에너지가 방출됩니다. AlGaInP 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접적으로 방출되는 빛의 파장(색상)—이 경우 노란색(~589 nm)—을 정의합니다. 워터클리어 수지 패키지는 렌즈 역할을 하여 빛 출력을 지정된 25° 시야각으로 형성합니다.
14. 산업 현황 및 트렌드
95-21 시리즈와 같은 SMD LED는 자동화 호환성과 공간 절약으로 인해 기존의 스루홀 LED를 대체하며 표시기 애플리케이션의 산업 표준을 대표합니다. 초소형 장치를 위한 더 작은 패키지 크기(예: 0402, 0201 메트릭)로의 트렌드는 지속되고 있습니다. 더 나아가, 전 산업적으로 더 높은 효율(전류 1mA당 더 많은 광 출력)과 빈(bin) 간 향상된 색상 일관성을 위한 강력한 추진이 이루어지고 있습니다. 무할로겐 및 RoHS 표준 준수는 전자 산업의 환경 책임과 재료 안전에 대한 지속적인 헌신을 반영합니다. 이 부류의 소자들은 소형화와 저전력 소비가 가장 중요한 사물인터넷(IoT) 및 휴대용 전자제품의 기초 구성 요소입니다.
LED 사양 용어
LED 기술 용어 완전 해설
광전 성능
| 용어 | 단위/표현 | 간단한 설명 | 왜 중요한가 |
|---|---|---|---|
| 광효율 | lm/W (루멘 퍼 와트) | 전력 당 광 출력, 수치가 높을수록 에너지 효율이 높음을 의미합니다. | 에너지 효율 등급과 전기 요금을 직접적으로 결정합니다. |
| 광속 | lm (루멘) | 광원이 방출하는 총 빛의 양으로, 일반적으로 "밝기"라고 부릅니다. | 빛이 충분히 밝은지 여부를 결정합니다. |
| 시야각 | ° (도), 예: 120° | 광도가 절반으로 떨어지는 각도, 빔 폭을 결정합니다. | 조명 범위와 균일도에 영향을 미칩니다. |
| CCT (색온도) | K (켈빈), 예: 2700K/6500K | 빛의 온기/냉기, 낮은 값은 황색/따뜻한 느낌, 높은 값은 백색/차가운 느낌. | 조명 분위기와 적합한 시나리오를 결정합니다. |
| CRI / Ra | 무차원, 0–100 | 물체 색상을 정확하게 재현하는 능력, Ra≥80이면 양호함. | 색상 정확도에 영향을 미치며, 쇼핑몰, 박물관과 같이 높은 요구를 갖는 장소에서 사용됩니다. |
| SDCM | MacAdam 타원 스텝, 예: "5-step" | 색상 일관성 메트릭, 단계가 작을수록 색상 일관성이 높음을 의미합니다. | 동일 배치의 LED 간 색상 균일성을 보장합니다. |
| 주파수 파장 | nm (나노미터), 예: 620nm (빨강) | 컬러 LED의 색상에 해당하는 파장. | 적색, 황색, 녹색 단색 LED의 색조를 결정합니다. |
| Spectral Distribution | 파장 대 강도 곡선 | 파장에 따른 강도 분포를 나타냅니다. | 색 재현도와 품질에 영향을 미칩니다. |
Electrical Parameters
| 용어 | Symbol | 간단한 설명 | 설계 고려사항 |
|---|---|---|---|
| 순방향 전압 | Vf | LED를 켜는 최소 전압, "시작 문턱값"과 유사함. | 구동기 전압은 ≥Vf이어야 하며, 직렬 LED의 경우 전압이 합산됨. |
| 순방향 전류 | If | 일반 LED 동작을 위한 전류값. | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| 최대 펄스 전류 | Ifp | 어둡게 하거나 깜빡이는 데 사용되는, 짧은 시간 동안 견딜 수 있는 피크 전류. | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| 역전압 | Vr | LED가 견딜 수 있는 최대 역전압, 이를 초과하면 항복이 발생할 수 있습니다. | 회로는 역접속이나 전압 서지를 방지해야 합니다. |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | 칩에서 솔더로의 열 전달 저항으로, 값이 낮을수록 좋습니다. | 높은 열저항은 더 강력한 방열을 요구합니다. |
| ESD 내성 | V (HBM), 예: 1000V | 정전기 방전 내성, 수치가 높을수록 취약성이 낮음. | 생산 과정에서 정전기 방지 대책 필요, 특히 민감한 LED의 경우. |
Thermal Management & Reliability
| 용어 | 핵심 지표 | 간단한 설명 | 영향 |
|---|---|---|---|
| 접합 온도 | Tj (°C) | LED 칩 내부의 실제 작동 온도. | 온도가 10°C 낮아질 때마다 수명이 두 배로 늘어날 수 있으며, 너무 높으면 광속 저하와 색편이가 발생합니다. |
| Lumen Depreciation | L70 / L80 (시간) | 초기 광도의 70% 또는 80%로 밝기가 감소하는 데 걸리는 시간. | LED "수명"을 직접 정의합니다. |
| 광유지율 | % (예: 70%) | 시간 경과 후 유지되는 밝기 백분율. | 장기간 사용 시 밝기 유지율을 나타냅니다. |
| 색상 편이 | Δu′v′ 또는 MacAdam ellipse | 사용 중 색상 변화 정도. | 조명 장면에서 색상 일관성에 영향을 미침. |
| Thermal Aging | Material degradation | 장기간 고온에 의한 열화. | 휘도 저하, 색상 변화 또는 개방 회로(open-circuit) 고장을 초래할 수 있습니다. |
Packaging & Materials
| 용어 | 일반적인 유형 | 간단한 설명 | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| 패키지 유형 | EMC, PPA, 세라믹 | 칩을 보호하고 광학/열 인터페이스를 제공하는 하우징 재료. | EMC: 내열성 우수, 비용 저렴; 세라믹: 방열성 우수, 수명 길다. |
| 칩 구조 | 프론트, 플립 칩 | 칩 전극 배열. | 플립 칩: 더 나은 방열, 더 높은 효율, 고출력용. |
| 형광체 코팅 | YAG, 실리케이트, 나이트라이드 | 청색 칩을 커버하고, 일부를 황색/적색으로 변환하여 혼합하여 백색광을 생성합니다. | 서로 다른 형광체는 효율, CCT 및 CRI에 영향을 미칩니다. |
| 렌즈/광학 | 평면, 마이크로렌즈, TIR | 광 분포를 제어하는 표면의 광학 구조. | 시야각과 광 분포 곡선을 결정합니다. |
Quality Control & Binning
| 용어 | 빈닝 콘텐츠 | 간단한 설명 | 목적 |
|---|---|---|---|
| 광속 빈 | 코드 예: 2G, 2H | 밝기에 따라 그룹화되며, 각 그룹은 최소/최대 루멘 값을 가집니다. | 동일 배치 내에서 균일한 밝기를 보장합니다. |
| Voltage Bin | 코드 예: 6W, 6X | 순방향 전압 범위별로 그룹화됨. | 드라이버 매칭을 용이하게 하고, 시스템 효율을 향상시킵니다. |
| 컬러 빈 | 5-step MacAdam ellipse | 색좌표별로 그룹화하여 좁은 범위를 보장합니다. | 색상 일관성을 보장하여, 동일 기기 내 색상 불균일을 방지합니다. |
| CCT Bin | 2700K, 3000K 등 | CCT별로 그룹화되어 있으며, 각각 해당하는 좌표 범위를 가집니다. | 다양한 장면의 CCT 요구사항을 충족합니다. |
Testing & Certification
| 용어 | Standard/Test | 간단한 설명 | 유의성 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Lumen maintenance test | 일정 온도에서 장기간 조명을 가동하며, 휘도 감소를 기록합니다. | LED 수명 추정에 사용됨 (with TM-21). |
| TM-21 | 수명 추정 표준 | LM-80 데이터를 기반으로 실제 조건에서의 수명을 추정합니다. | 과학적인 수명 예측을 제공합니다. |
| IESNA | 조명공학회 | 광학, 전기, 열적 시험 방법을 다룹니다. | 업계에서 인정받는 시험 기준. |
| RoHS / REACH | 환경 인증 | 유해 물질(납, 수은)이 없음을 보장합니다. | 국제적 시장 접근 요건. |
| ENERGY STAR / DLC | 에너지 효율 인증 | 조명에 대한 에너지 효율 및 성능 인증. | 정부 조달, 보조금 프로그램에 활용되어 경쟁력을 강화합니다. |