SMD LED 48-213/T2D-AQ2R2QY/3C 데이터시트 - 2.25x1.85x1.45mm - 3.2V - 95mW - 순백색 - 영어 기술 문서

1. 제품 개요

The 48-213/T2D-AQ2R2QY/3C is a surface-mount device (SMD) LED in a compact 1206 package format. This mono-color, pure white LED is designed for modern electronic applications requiring high-density component placement and reliable performance. Its primary advantages include a significantly reduced footprint compared to leaded LEDs, enabling smaller printed circuit board (PCB) designs and higher packing density. The component is lightweight, making it suitable for miniature and portable applications. It is compliant with RoHS, EU REACH, and halogen-free standards (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm), ensuring environmental and safety compliance for global markets.

1.1 핵심 기능 및 응용 분야

이 LED는 7인치 직경 릴에 장착된 8mm 테이프로 공급되어 고속 자동 픽 앤 플레이스 조립 장비와 완벽하게 호환됩니다. 대량 생산에서 일반적인 표준 적외선(IR) 및 기상 재류 솔더링 공정을 견디도록 설계되었습니다.

주요 응용 분야:

• 통신 장비: 전화기 및 팩스 기기의 키 또는 디스플레이용 상태 표시등 및 백라이트.
• 소비자 가전: 액정 디스플레이(LCD)용 평면 백라이트, 제어 패널의 스위치 및 기호용 백라이트.
• 일반 목적 표시: 소형, 신뢰성 높고 밝은 백색 표시등이 필요한 모든 응용 분야.

2. 기술 사양 및 심층 해석

이 섹션에서는 데이터시트에 정의된 절대 최대 정격 및 전기-광학 특성에 대한 상세한 분석을 제공합니다. 이러한 파라미터를 이해하는 것은 신뢰할 수 있는 회로 설계와 LED의 수명 보장에 매우 중요합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이 한계 이하 또는 해당 한계에서의 동작은 보장되지 않습니다.

• 역방향 전압 (V_R): 5V. 역바이어스에서 이 전압을 초과하면 접합이 즉시 항복될 수 있습니다.
• 연속 순방향 전류 (I_F): 25mA. LED를 통해 연속적으로 흘릴 수 있는 직류 전류입니다.
• 피크 순방향 전류 (I_FP): 100mA. 이는 특정 조건(1kHz에서 1/10 듀티 사이클)에서만 허용되는 최대 펄스 전류입니다. 짧은 고휘도 펄스에 유용하지만 연속 동작에는 사용해서는 안 됩니다.
• 소비 전력 (P_d): 95mW. 이는 패키지가 열로 발산할 수 있는 최대 전력량으로, V_F * I_F로 계산됩니다. 이 한도를 초과하면 과열 및 가속화된 성능 저하의 위험이 있습니다.
• Operating & Storage Temperature: -40°C ~ +85°C (동작), -40°C ~ +90°C (보관). 이 넓은 범위로 인해 LED는 산업 및 자동차 환경에 적합합니다.
• 정전기 방전 (ESD): 150V (Human Body Model). 이는 상대적으로 낮은 ESD 내성으로, 장치가 정전기에 민감함을 나타냅니다. 적절한 ESD 처리 절차가 필수입니다.
• 솔더링 온도: 해당 LED는 최고 온도 260°C에서 최대 10초간 리플로우 솔더링을 견디거나, 단자당 350°C에서 최대 3초간 핸드 솔더링을 견딜 수 있습니다.

2.2 전기-광학 특성 (Ta=25°C)

이는 표준 테스트 조건에서의 일반적인 성능 파라미터입니다. 설계자는 설계의 기준으로 일반(Typ.) 값 또는 최대/최소값을 사용해야 합니다.

• 광도 (I_v): 순방향 전류(I_F)가 5mA일 때 90~180밀리칸델라(mcd)입니다. 넓은 범위는 빈닝 시스템(3절 상세)을 통해 관리됩니다. 배광각(2θ_1/2)은 일반적으로 130도로, 넓고 확산된 광 패턴을 제공합니다.
• 순방향 전압 (V_F): I=5mA에서 2.7V ~ 3.2V_F=5mA. 이 파라미터의 허용 오차는 ±0.05V입니다. 순방향 전압은 전류 제한 저항 값을 계산하는 데 중요합니다: R = (V_공급 - V_F) / I_F.
• 역전류 (I_R): V=5V에서 최대 50µA. 데이터시트는 역전압 조건이 테스트 목적으로만 사용되며, 실제 회로에서 LED는 역바이어스 상태로 동작해서는 안 된다고 명시합니다._R3. Binning System 설명

3. Binning System 설명

대량 생산에서 일관성을 보장하기 위해, LED는 주요 성능 파라미터에 따라 "빈(bin)"으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 응용 분야에 맞는 특정 밝기와 전압 요구 사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 광도(Luminous Intensity) Binning

광도는 I_F=5mA에서 세 가지 주요 빈으로 분류됩니다:

• 빈 Q2: 90 mcd (최소) ~ 112 mcd (최대)
• 빈 R1: 112 mcd (최소) ~ 140 mcd (최대)
• 빈 R2: 140 mcd (최소) ~ 180 mcd (최대)

제품 코드 "AQ2R2QY"는 이 특정 부품이 광도 Bin Q2 및 R2에 속함을 나타냅니다. 각 Bin 내에는 ±11%의 허용 오차가 적용됩니다.

3.2 순방향 전압(Forward Voltage) Binning

순방향 전압은 전원 공급 장치 설계 및 전류 조정을 위해 그룹화 및 Binning됩니다. Bin(그룹 Q)은 0.1V 단계로 정의됩니다:

• Bin 29: 2.7V ~ 2.8V
• Bin 30: 2.8V ~ 2.9V
• Bin 31: 2.9V ~ 3.0V
• Bin 32: 3.0V ~ 3.1V
• Bin 33: 3.1V ~ 3.2V

동일 Bin 내 순방향 전압 허용 오차는 ±0.05V입니다.

3.3 색도 좌표(Chromaticity Coordinate) Binning

백색 LED의 경우 색상 일관성이 매우 중요합니다. 색도 좌표(CIE x, y)는 CIE 1931 색도도에서 정확한 색점을 정의합니다. 데이터시트는 6개의 빈(A1부터 A6까지)을 정의하며, 각 빈은 색상 차트 상의 작은 사각형 영역을 나타냅니다. 제품의 색상은 x 및 y 좌표 모두에서 ±0.01의 허용 오차를 갖는 지정된 다각형 영역 내에 있음이 보장됩니다. 이 엄격한 제어는 어레이 또는 백라이트에서 서로 다른 LED 간의 가시적 색상 편차를 최소화합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 다양한 조건에서 LED의 동작을 설명하는 여러 특성 곡선을 제공합니다. 이는 고급 설계 고려 사항에 필수적입니다.

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

이 곡선은 전류와 전압 사이의 비선형 관계를 보여줍니다. 순방향 전압은 전류에 따라 로그적으로 증가합니다. 안정적인 동작을 위해서는 정격 V_F 큰 전류 증가를 유발하여 잠재적으로 파괴적인 결과를 초래할 수 있습니다.

4.2 발광 강도 대 순방향 전류

발광 출력은 순방향 전류에 거의 비례합니다. 그러나 칩 내부에서 발생하는 열 증가로 인해 매우 높은 전류에서 효율(루멘/와트)이 떨어질 수 있습니다. 최대 연속 전류(25mA) 근처에서 동작하는 것은 장기적인 신뢰성을 저하시킬 수 있습니다.

4.3 발광 강도 대 주변 온도

LED의 발광 출력은 접합 온도가 상승함에 따라 감소합니다. 이 곡선은 그 디레이팅을 정량화합니다. 높은 주변 온도에서 동작하는 응용 분야의 경우, 밝기를 유지하거나 과열을 방지하기 위해 구동 전류를 줄여야 할 수 있습니다.

4.4 순방향 전류 디레이팅 곡선

이는 열 관리에 있어 중요한 곡선입니다. 이 곡선은 주변 온도의 함수로서 허용 가능한 최대 연속 순방향 전류를 정의합니다. 온도가 상승함에 따라, 접합 온도를 안전한 한계 내로 유지하고 열 폭주를 방지하기 위해 최대 안전 전류는 감소합니다.

4.5 스펙트럼 분포

스펙트럼 곡선은 서로 다른 파장에 걸쳐 방출되는 상대적 전력을 보여줍니다. 순백색 LED는 일반적으로 청색 InGaN 칩과 황색 형광체를 결합하여 사용합니다. 스펙트럼은 청색 영역(약 450nm)에서 피크를 보이고, 형광체로 인한 황색/녹색 영역에서 넓은 방출을 나타내며, 이들이 결합하여 백색광을 생성합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

이 LED는 표준 1206(인치) 또는 3216(미터법) 패키지 사이즈를 따릅니다. 주요 치수(mm 단위)는 다음과 같습니다:

• 전체 길이: 2.25 ±0.20
• 전체 너비: 1.85 ±0.20
• 전체 높이: 1.45 ±0.10
• 단자 치수: 0.72 ±0.10 (높이), 1.20 x 0.60 (배면 면적)

별도로 명시되지 않는 한 공차는 ±0.1mm입니다. 패키지에는 조립 시 올바른 극성 방향을 위해 캐소드 마크가 명확하게 표시되어 있습니다.

5.2 권장 패드 레이아웃

데이터시트에는 PCB 레이아웃을 위한 권장 랜드 패턴(패드 설계)이 포함되어 있습니다. 권장 패드 크기는 1.40mm x 1.10mm입니다. 이는 참고용일 뿐이며, 패드 치수는 제조사가 사용하는 특정 솔더 페이스트, 스텐실 및 조립 공정에 따라 최적화되어야 함을 강조합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

적절한 취급과 솔더링은 수율과 신뢰성에 매우 중요합니다.

6.1 전류 제한 요구사항

필수사항: LED와는 항상 직렬로 외부 전류 제한 저항기를 사용해야 합니다. LED는 전류 구동 장치이며, 그 순방향 전압은 음의 온도 계수를 가집니다. 저항기가 없으면, 공급 전압의 약간의 증가나 가열로 인한 V_F 의 하락도 전류의 제어되지 않는 증가를 일으켜 즉시 고장으로 이어질 수 있습니다.

6.2 보관 및 습기 민감도

부품은 건조제와 함께 습기 방지 백에 포장되어 있습니다.

• 개봉 전: 30°C 이하, 상대 습도 90% 이하에서 보관하십시오.
• 개봉 후: "플로어 라이프"는 30°C 이하, 상대 습도 60% 이하에서 1년입니다. 사용하지 않은 부품은 습기 방지 백에 다시 밀봉해야 합니다.
• 베이킹: 건조제 표시기가 변색되거나 저장 기간을 초과한 경우, 리플로우 솔더링 전에 LED를 60 ±5°C에서 24시간 동안 베이킹하여 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 중 "팝코닝" 손상을 방지해야 합니다.

6.3 리플로우 솔더링 프로파일

무연 리플로우 프로파일이 지정됩니다:

• 예비 가열: 150-200°C에서 60-120초.
• Time Above Liquidus (TAL): 217°C 이상에서 60-150초.
• 피크 온도: 최대 260°C, 10초 이내 유지.
• 램프 속도: 최대 가열 속도 6°C/초, 냉각 속도 3°C/초.

중요 참고 사항:

• 리플로우 솔더링은 2회를 초과하여 수행하지 말 것.
• 가열 및 냉각 중 LED 본체에 기계적 스트레스를 가하지 말 것.
• 솔더링 후 PCB를 휘지 말 것. 이는 LED 또는 그 솔더 접합부에 균열을 유발할 수 있음.

6.4 핸드 솔더링

핸드 납땜이 필요한 경우, 팁 온도가 350°C 미만인 솔더링 아이언을 사용하십시오. 단자당 접촉 시간은 3초 미만이어야 합니다. 정격 전력 25W 이하의 아이언을 사용하십시오. 각 단자를 납땜할 때마다 최소 2초 간격을 두어 과도한 열 축적을 방지하십시오.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 릴 및 테이프 사양

LED는 엠보싱 캐리어 테이프에 담겨 7인치 릴로 공급됩니다.

• 캐리어 테이프 폭: 8mm.
• 포켓 피치: 4mm.
• 릴 당 수량: 3000 pieces.
• 릴 규격: Standard 7-inch diameter with specific hub and flange dimensions as per EIA-481.

7.2 라벨 설명

릴 라벨에는 추적 가능성과 검증을 위한 중요한 정보가 포함되어 있습니다:

• P/N: 완전한 제품 번호 (48-213/T2D-AQ2R2QY/3C).
• CAT: 광도 등급 (예: Q2, R2).
• HUE: 색도 좌표 및 주 파장 등급.
• REF: 순방향 전압 등급 (예: Group Q 빈에서).
• LOT No: 추적 가능성을 위한 제조 로트 번호.

8. 애플리케이션 설계 고려사항

8.1 회로 설계

모든 조건에서 충분한 전류 제한을 보장하기 위해 데이터시트의 최대 순방향 전압(3.2V)을 사용하여 항상 직렬 저항을 계산하십시오. 5V 공급 전압과 5mA 목표 전류의 경우: R = (5V - 3.2V) / 0.005A = 360Ω. 가장 가까운 표준 값(360Ω 또는 390Ω)을 선택합니다. 저항의 정격 전력은 I²R = (0.005)² * 360 = 0.009W이므로, 표준 1/10W 또는 1/8W 저항으로도 충분합니다.

8.2 열 관리

1206 패키지는 전용 열 패드가 없지만, 두 개의 솔더 단자를 통해 열이 전도되어 배출됩니다. 특히 최대 전류 근처에서 동작하거나 주변 온도가 높은 환경에서는 LED 패드에 연결된 PCB의 구리 면적이 충분한지 확인하십시오. LED를 다른 발열 부품 근처에 배치하지 마십시오.

8.3 광학 설계

130도의 넓은 시야각으로 인해 이 LED는 집속된 빔보다는 넓고 확산된 조명이 필요한 용도에 적합합니다. 표시등 용도로 사용할 경우, 시야각에서 요구되는 광도를 고려하십시오. 광원의 가장자리로 갈수록 밝기는 감소합니다.

9. 기술적 비교 및 차별화

48-213 LED는 1206 패키지로 제공되며, 크기, 밝기 및 조립 용이성 사이의 균형을 제공합니다.

• vs. 더 큰 패키지 (예: 3528, 5050): 1206은 상당히 작아 보드 공간을 절약하지만, 더 작은 칩 크기로 인해 일반적으로 총 광 출력이 낮습니다.
• vs. 더 작은 패키지 (예: 0402, 0603): 1206은 필요 시 수동으로 취급 및 솔더링하기 더 쉽고, 종종 약간 더 높은 전류를 처리할 수 있어 더 높은 밝기를 제공합니다.
• vs. 비닝되지 않은 LED: 강도, 전압 및 색상에 대해 정의된 비닝 구조는 예측 가능한 성능을 제공하며, 이는 다중 LED 어레이에서 균일한 외관이나 생산 배치 전반에 걸친 일관된 밝기가 필요한 애플리케이션에 필수적입니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQs)

10.1 전류 제한 저항 없이 이 LED를 구동할 수 있습니까?

아니요. 데이터시트에서 이를 명시적으로 경고하고 있습니다. LED는 정전류원으로 구동하거나, 더 일반적으로는 전압원과 직렬로 연결된 전류 제한 저항으로 구동해야 합니다. 전압원에 직접 연결하면 고장이 발생합니다.

10.2 광도 범위가 왜 이렇게 넓나요 (90-180 mcd)?

이는 생산 전반에 걸쳐 가능한 전체 범위입니다. 개별 단위는 더 좁은 등급(Q2, R1, R2)으로 분류됩니다. 주문 시 빈 코드(예: AQ2R2QY)를 지정하여 특정 광도 및 색상 등급의 LED를 얻어 제품의 일관성을 보장합니다.

10.3 이 LED를 리플로우 솔더링할 수 있는 횟수는 몇 번인가요?

데이터시트에 따르면 리플로우 솔더링은 두 번세 번째 리플로우 사이클은 누적 열응력으로 인해 내부 와이어 본드나 LED 칩이 손상될 위험이 있습니다.

10.4 솔더링 관련 문맥에서 "Pb-free"는 무엇을 의미하나요?

이는 LED의 외부 단자가 무연 도금(일반적으로 주석)으로 마감되었음을 의미합니다. 지정된 리플로우 프로파일(최고 260°C)은 기존의 주석-납 솔더보다 녹는점이 높은 무연 솔더 페이스트(예: SAC305)용으로 설계되었습니다.

11. 실용적인 설계 및 사용 예시

11.1 예시 1: 간단한 상태 표시기

시나리오: 3.3V 로직 보드용 전원 인디케이터.
설계: 낮은 전력 소비로도 좋은 가시성을 위해 5mA 구동 전류를 사용한다. R = (3.3V - 3.2V) / 0.005A = 20Ω. 3.2V는 최대 V_F이므로, LED의 V_F 가 더 낮다면 실제 전류는 약간 더 높을 수 있다. 33Ω 또는 47Ω 저항을 사용하면 더 보수적이고 안정적인 전류를 제공할 것이다. LED의 캐소드(표시된 측)를 접지에 연결한다.

11.2 예시 2: 소형 LCD용 백라이트 어레이

시나리오: 균일한 백라이트를 위해 10개의 LED가 필요함.
설계: 균일한 밝기를 보장하기 위해 모든 LED는 동일한 광도 빈(예: R2)에서 나와야 한다. 병렬로 연결하고, 각각 전용의 전류 제한 저항을 가져야 한다. V_F의 변동으로 인해 전류 분배와 밝기가 불균일해질 수 있으므로, 여러 LED를 하나의 저항에 병렬로 연결하는 것은 권장되지 않는다.

12. 동작 원리

이것은 반도체 광자 소자입니다. 인듐 갈륨 나이트라이드(InGaN) 칩을 기반으로 합니다. 다이오드의 접합 전위(V_F)를 초과하는 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 반도체의 활성 영역 내에서 재결합하여 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. "순백색" LED에서 기본 칩은 청색광을 방출합니다. 이 청색광이 칩을 코팅한 황색 형광체 층을 여기시킵니다. 칩에서 나온 청색광과 형광체에서 나온 황색광의 조합은 인간의 눈에 의해 백색광으로 인지됩니다. 이 방법은 형광체 변환 백색광 생성으로 알려져 있습니다.

13. 기술 동향

1206과 같은 패키지의 SMD LED는 성숙하고 광범위하게 채택된 기술을 나타냅니다. 일반적인 산업 동향은 다음과 같은 방향으로 나아가고 있습니다:

• 효율 증가: 칩 설계 및 형광체 기술 개선을 통한 더 높은 광효율(와트당 더 많은 루멘).
• 소형화: 초소형 장치를 위한 패키지 크기의 지속적인 감소(예: 0402, 0201). 단, 이는 종종 최대 전력 처리 능력과 맞바꾸는 경우가 많습니다.
• 향상된 색상 품질: 더 높은 색 재현 지수(CRI) 값을 달성하고 생산 배치 간 색포인트를 더 일관되게 만들기 위한 형광체 개발.
• 통합 솔루션: 패키지 내에 내장된 전류 조절(정전류 LED 드라이버) 또는 보호 기능(ESD, 역극성)을 갖춘 LED의 성장으로 회로 설계가 단순화됩니다.

명확한 사양, 신뢰할 수 있는 성능 및 표준 패키지를 갖춘 48-213 LED는 광전자 분야에서 기본적이고 다용도의 구성 요소로 남아 있으며, 다양한 표시기 및 백라이트 응용 분야에 적합합니다.