SMD LED 17-21/T1D-CP2R1TY/3T 데이터시트 - 퓨어 화이트 - 2.6-3.0V - 40mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

17-21 SMD LED는 고밀도 전자 어셈블리를 위해 설계된 소형 표면 실장 장치입니다. 이 장치의 주요 장점은 기존 리드 프레임 부품에 비해 크기가 현저히 줄어들어 더 작은 인쇄 회로 기판(PCB) 설계, 부품 실장 밀도 증가, 궁극적으로는 최종 장비의 소형화에 기여한다는 점입니다. 이 장치는 가벼워 공간과 무게가 중요한 제약 조건인 애플리케이션에 특히 적합합니다.

이 LED는 단일 색상 타입으로, 퓨어 화이트 빛을 방출하며 황색 확산 수지로 구성되어 있습니다. 주요 환경 및 안전 표준을 준수하며, 무연, RoHS 적합, EU REACH 적합, 할로겐 프리(브롬 <900 ppm, 염소 <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm)입니다. 제품은 7인치 직경 릴에 8mm 표준 테이프로 공급되어 자동 픽 앤 플레이스 장비 및 표준 적외선 또는 기상 리플로우 솔더링 공정과의 호환성을 보장합니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이 조건에서 또는 이 조건 아래에서의 동작은 보장되지 않습니다.

• 역방향 전압 (V_R): 5V. 중요 참고사항:이 파라미터는 적외선(IR) 테스트 조건에서만 정의됩니다. 이 LED는 역방향 바이어스에서 동작하도록 설계되지 않았습니다.
• 순방향 전류 (I_F):10 mA (연속).
• 피크 순방향 전류 (I_FP):100 mA, 듀티 사이클 1/10, 1 kHz의 펄스 조건에서만 허용됩니다.
• 전력 소산 (P_d):40 mW. 이는 패키지가 열로 소산할 수 있는 최대 허용 전력입니다.
• 정전기 방전 (ESD) 인체 모델 (HBM):150V. 취급 중 정전기 예방 조치가 필수적입니다.
• 동작 온도 (T_opr):-40°C ~ +85°C.
• 보관 온도 (T_stg):-40°C ~ +90°C.
• 솔더링 온도 (T_sol):리플로우 솔더링: 피크 260°C, 10초. 핸드 솔더링: 최대 350°C, 3초.

2.2 전기-광학 특성

이 파라미터들은 주변 온도(T_a) 25°C에서 측정되며, 장치의 일반적인 성능을 정의합니다.

• 광도 (I_v):순방향 전류(I_F) 5 mA에서 최소 57.0 mcd에서 최대 140.0 mcd 범위입니다. 일반적인 시야각(2θ_1/2)은 150도입니다.
• 순방향 전압 (V_F):I_F= 5 mA에서 2.6V ~ 3.0V 범위입니다.
• 역방향 전류 (I_R):역방향 전압(V_R) 5V가 인가될 때 최대 50 μA입니다(테스트 조건 전용).

중요 허용 오차:광도는 ±11% 허용 오차를, 순방향 전압은 빈 중심 값으로부터 ±0.05V 허용 오차를 가집니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산에서 일관된 성능을 보장하기 위해 LED는 주요 파라미터에 따라 빈으로 분류됩니다.

3.1 광도 빈닝

LED는 I_F= 5 mA에서 측정된 광도에 따라 네 개의 빈(P2, Q1, Q2, R1)으로 분류됩니다.

• P2:57.0 - 72.0 mcd
• Q1:72.0 - 90.0 mcd
• Q2:90.0 - 112.0 mcd
• R1:112.0 - 140.0 mcd

3.2 순방향 전압 빈닝

LED는 또한 I_F= 5 mA에서의 순방향 전압에 따라 네 개의 코드(28, 29, 30, 31)로 빈닝됩니다.

• 28:2.6 - 2.7V
• 29:2.7 - 2.8V
• 30:2.8 - 2.9V
• 31:2.9 - 3.0V

3.3 색도 좌표 빈닝

색상 일관성은 CIE 1931 색도 좌표(x, y)를 기준으로 ±0.01의 허용 오차로 빈닝하여 제어됩니다. 데이터시트는 네 개의 특정 빈(1, 2, 3, 4)을 정의하며, 각 빈은 CIE 다이어그램상의 사각형 영역을 지정하여 방출되는 화이트 빛이 엄격하게 제어된 색 공간 내에 있도록 보장합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에는 다양한 조건에서 장치의 동작을 보여주는 여러 특성 곡선이 포함되어 있습니다. 이는 회로 설계 및 열 관리에 매우 중요합니다.

• 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선):지수 관계를 보여줍니다. 무릎점을 넘어 전압이 약간 증가하면 전류가 크게 증가하여 전류 제한 회로의 필요성을 강조합니다.
• 상대 광도 대 순방향 전류:광 출력이 전류와 함께 어떻게 증가하는지 보여주며, 일반적으로 포화 또는 효율 저하 전까지 동작 범위 내에서 거의 선형적인 방식으로 증가합니다.
• 상대 광도 대 주변 온도:광 출력의 음의 온도 계수를 보여줍니다. 접합 온도가 상승함에 따라 광도가 감소하며, 이는 고신뢰성 또는 고온 애플리케이션에서 중요한 고려 사항입니다.
• 순방향 전류 디레이팅 곡선:주변 온도의 함수로서 허용 가능한 최대 연속 순방향 전류를 규정합니다. 온도가 증가함에 따라 전력 소산 한계 내에 머물고 과열을 방지하기 위해 최대 전류를 줄여야 합니다.
• 방사 패턴:광 강도의 각도 분포를 보여주는 극좌표 그래프로, 넓은 150도 시야각을 확인시켜 줍니다.
• 스펙트럼 분포:파장에 대한 상대 강도를 그래프로 나타내어 방출되는 "퓨어 화이트" 빛의 스펙트럼 내용을 특성화합니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

5.1 패키지 치수

LED는 소형 SMD 실장 면적을 가집니다. 도면에는 본체 길이, 너비, 높이 및 솔더 패드 레이아웃과 간격을 포함한 주요 치수가 명시되어 있습니다. 어셈블리 중 올바른 극성 방향을 위해 패키지에 캐소드 마크가 명확히 표시되어 있습니다. 지정되지 않은 모든 허용 오차는 ±0.1 mm입니다.

5.2 릴, 테이프 및 습기 민감 패키징

장치는 습기 방지 포장 형식으로 공급됩니다. 주요 요소는 다음과 같습니다:

• 캐리어 테이프:부품을 고정합니다. 포켓 크기, 피치 및 테이프 너비에 대한 치수가 제공됩니다. 각 릴에는 3000개가 들어 있습니다.
• 릴 치수:7인치 직경 릴에 대한 사양으로, 허브 직경, 플랜지 직경 및 너비를 포함합니다.
• 습기 차단 백 (MBB):릴은 LED가 민감한 주변 습기로부터 보호하기 위해 건조제와 습도 표시 카드와 함께 알루미늄 방습 백 내부에 밀봉되어 있습니다.
• 라벨 설명:포장 라벨에는 부품 번호(P/N), 수량(QTY) 및 광도(CAT), 색도(HUE), 순방향 전압(REF)에 대한 특정 빈 코드가 포함됩니다.

6. 솔더링 및 어셈블리 지침

6.1 중요 주의사항

• 과전류 보호:외부 전류 제한 저항은필수적입니다. LED의 지수적 I-V 특성은 약간의 전압 증가가 파괴적인 전류 급증을 초래할 수 있음을 의미합니다.
• 보관:백은 습기 민감(MSL) 등급입니다. 사용 준비가 될 때까지 개봉하지 마십시오. 개봉 후, ≤30°C 및 ≤60% RH 환경에서 168시간(7일) 이내에 사용하십시오. 사용하지 않은 부품은 재밀봉해야 합니다. 노출 시간을 초과하거나 건조제가 습기를 나타내는 경우, 리플로우 전에 60 ±5°C에서 24시간 동안 베이킹이 필요합니다.
• 솔더링:무연 리플로우 프로파일(피크 260°C)을 따르십시오. 리플로우는 두 번 이상 수행해서는 안 됩니다. 가열 중 LED에 기계적 스트레스를 가하지 말고 솔더링 후 PCB를 휘지 마십시오.

7. 애플리케이션 제안

7.1 일반적인 애플리케이션 시나리오

17-21 SMD LED는 다용도이며 다양한 저전력 표시 및 백라이트 기능에 적합합니다.

• 자동차 내장:계기판, 스위치 및 제어판의 백라이트.
• 통신 장비:전화기 및 팩스기의 상태 표시등 및 키패드 백라이트.
• 소비자 가전:소형 LCD 디스플레이용 평면 백라이트, 스위치 조명 및 심볼 라이트.
• 일반 목적 표시:소형, 신뢰성 있고 밝은 화이트 표시등이 필요한 모든 애플리케이션.

7.2 설계 고려사항

• 전류 구동:항상 ≤10 mA 연속 전류로 설정된 직렬 저항 또는 정전류 드라이버를 사용하십시오. 공급 전압(V_cc), LED의 순방향 전압 빈(V_F), 원하는 전류(I_F)를 기반으로 저항 값을 계산하십시오: R = (V_cc- V_F) / I_F.
• 열 관리:저전력이지만, 최대 정격 근처 또는 높은 주변 온도에서 동작할 경우 적절한 PCB 구리 또는 열 완화를 보장하십시오. 디레이팅 곡선을 참조하십시오.
• 광학 설계:넓은 150도 시야각은 우수한 축외 가시성을 제공합니다. 집중된 빛을 위해서는 보조 광학 장치(렌즈)가 필요할 수 있습니다.
• ESD 보호:장치가 정전기 방전에 민감하므로 어셈블리 중 표준 ESD 취급 절차를 구현하십시오.

8. 기술 비교 및 차별화

17-21 LED는 동급에서 뚜렷한 장점을 제공합니다:

• 크기 대 리드형 대응품:주요 장점은 스루홀 LED(예: 3mm 또는 5mm LED)에 비해 보드 공간이 극적으로 감소하여 현대적이고 소형화된 설계를 가능하게 한다는 점입니다.
• 호환성:자동 SMT 어셈블리 라인과의 완전한 호환성은 수동 삽입에 비해 제조 비용을 줄이고 신뢰성을 향상시킵니다.
• 환경 규정 준수:무연, 할로겐 프리, RoHS/REACH 준수는 엄격한 글로벌 규제 요구 사항을 충족하며, 이는 모든 구형 또는 일반 LED 부품에 해당되지 않을 수 있습니다.
• 빈닝:광도, 전압 및 색도에 대한 상세한 빈닝은 여러 LED 간 일관성이 필요한 애플리케이션에서 더 엄격한 색상 및 밝기 일치를 가능하게 하며, 빈닝되지 않거나 느슨하게 빈닝된 부품과의 주요 차별화 요소입니다.

9. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 이 LED를 3.3V 또는 5V 논리 공급 장치에서 직접 구동할 수 있습니까?

A: 아니요. 직렬 전류 제한 저항을 반드시 사용해야 합니다. 없이는 순방향 전압이 약 ~2.8V에 불과하므로 3.3V를 직접 연결하면 과도한 전류가 발생하여 LED가 즉시 파괴될 수 있습니다.

Q: 역방향 전압 정격이 왜 5V만이며, "IR 테스트 전용"은 무엇을 의미합니까?

A: 이 LED는 대부분의 LED와 마찬가지로 작은 역방향 항복 전압을 가진 다이오드입니다. 5V 정격은 품질 관리 테스트 중 손상 없이 견딜 수 있는 최대값입니다. 이는회로에서 역방향 바이어스로 동작하도록 설계된 것이 아닙니다. 항상 올바른 극성을 보장하십시오.

Q: 광도 빈(P2, Q1 등)을 어떻게 해석해야 합니까?

A> 이러한 코드를 통해 설계에 대해 보장된 최소 밝기를 가진 LED를 선택할 수 있습니다. 예를 들어, 빈 R1을 지정하면 모든 LED가 5mA에서 112에서 140 mcd 사이가 되어 예측 가능한 성능을 제공합니다.

Q: 보관 지침이 엄격해 보입니다. 7일 플로어 라이프를 초과하면 어떻게 됩니까?

A> SMD LED는 공기 중의 습기를 흡수할 수 있습니다. 리플로우 솔더링 중에 갇힌 이 습기는 빠르게 증발하여 내부 박리 또는 "팝콘 현상"을 일으켜 패키지를 균열시키고 장치를 파괴할 수 있습니다. 베이킹은 이 습기를 제거하여 리플로우를 위한 안전한 상태로 복원합니다.

10. 실용적인 설계 사례

시나리오:5V 레일로 구동되는 10개의 화이트 LED가 있는 상태 표시 패널을 설계합니다. 균일한 밝기가 중요합니다.

설계 단계:

1. 빈 선택:시각적 일관성을 보장하기 위해 동일한 광도 빈(예: Q2: 90-112 mcd) 및 색도 빈에서 LED를 선택하십시오.
2. 전류 제한 저항 계산:빈에서 최악의 경우 V_F를 사용하십시오. 빈 30(2.8-2.9V)의 경우, 보수적인 설계를 위해 V_F(max)= 2.9V를 사용하십시오. 목표 I_F= 8 mA(마진을 위해 10 mA 최대값 미만).
   
   R = (5V - 2.9V) / 0.008A = 262.5 Ω. 가장 가까운 표준 값인 270 Ω을 선택하십시오.
   
   실제 전류 재계산: I_F= (5V - 2.8V) / 270 Ω ≈ 8.15 mA (V_F(min) 사용). 이는 안전하며 빈의 5mA 테스트 조건 내에 있습니다.
3. 레이아웃:올바른 극성(캐소드 마크)으로 PCB에 LED를 배치하십시오. 툼스토닝 또는 불량 솔더 접합을 피하기 위해 PCB 패드가 치수 도면의 권장 랜드 패턴과 일치하는지 확인하십시오.
4. 어셈블리:습기 취급 절차를 따르십시오. 피크 260°C의 권장 무연 프로파일로 리플로우 오븐을 프로그래밍하십시오.
5. 결과:제어된 전류와 적절한 열/기계적 어셈블리를 갖춘 신뢰할 수 있고 균일하게 밝은 표시 패널입니다.

11. 동작 원리

17-21 LED는 반도체 칩을 기반으로 하는 고체 조명원입니다. 핵심 재료는 인듐 갈륨 나이트라이드(InGaN)로, 청색/자외선 스펙트럼에서 빛을 방출할 수 있습니다. 화이트 빛을 생성하기 위해 칩은 황색 형광체 층(황색 확산 수지 패키지 내에 포함됨)으로 코팅됩니다. 칩이 청색 빛을 방출하면 그 일부가 형광체에 흡수되어 황색 빛으로 재방출됩니다. 남은 청색 빛과 변환된 황색 빛의 조합은 인간의 눈에 화이트 빛으로 인지됩니다. 이 기술은 형광체 변환 화이트 LED로 알려져 있습니다.

12. 기술 동향

17-21 폼 팩터는 SMD LED 개발의 성숙 단계를 나타냅니다. 이러한 구성 요소와 관련된 현재 산업 동향은 다음과 같습니다:

• 효율 증가:InGaN 칩 기술 및 형광체 조성의 지속적인 개선으로 인해 더 높은 광 효율(전기 와트당 더 많은 광 출력)이 달성되어 동일한 패키지에서 더 낮은 전류 구동 또는 더 밝은 출력이 가능해집니다.
• 색상 품질:고품질 디스플레이 및 조명 애플리케이션을 위해 색 재현 지수(CRI) 개선 및 더 정밀하고 일관된 색상점(더 작은 색도 빈) 달성에 초점을 맞춘 발전이 이루어지고 있습니다.
• 소형화:17-21은 이미 작지만, 더욱 소형화된 소비자 가전 제품을 위한 추진력은 유지되거나 향상된 성능을 가진 더욱 컴팩트한 LED 패키지(예: 0402, 0201 미터법 크기)를 요구하고 있습니다.
• 통합:회로 설계를 단순화하고 보드 공간을 절약하기 위해 여러 LED 칩, 전류 제한 저항 또는 심지어 제어 IC를 단일 패키지 모듈로 통합하는 추세입니다.