SMD LED 19-117/T1D-AP2Q2QY/3T 데이터시트 - 퓨어 화이트 - 5mA - 2.7-3.2V - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 19-117/T1D-AP2Q2QY/3T로 식별되는 표면 실장 장치(SMD) LED의 사양을 상세히 설명합니다. 이 부품은 현대적인 전자 조립 공정을 위해 설계된 단색 퓨어 화이트 LED입니다. 컴팩트한 SMD 패키지는 기존 리드 프레임 부품에 비해 상당한 장점을 제공하여 더 작은 인쇄 회로 기판(PCB) 설계, 더 높은 부품 집적도, 궁극적으로 더 컴팩트한 최종 사용자 장비를 가능하게 합니다. 패키지의 경량 특성은 미니어처 및 휴대용 애플리케이션에 더욱 적합합니다.

1.1 핵심 특징 및 규격 준수

LED는 7인치 직경 릴에 감겨 있는 8mm 테이프로 공급되어 대량 생산을 위한 표준 자동 피크 앤 플레이스 장비와 완벽하게 호환됩니다. 적외선 및 기상 리플로우 솔더링 기술을 모두 사용하여 처리되도록 설계되었습니다. 이 장치는 무연(Pb-free) 재료를 사용하여 제작되었으며 정전기 방전(ESD) 보호 기능을 포함합니다. EU의 RoHS(유해 물질 제한) 지침, REACH(화학물질 등록, 평가, 허가 및 제한) 규정을 포함한 주요 환경 및 안전 규정을 준수하며, 브롬(Br) 및 염소(Cl) 함량이 각각 900 ppm 미만이고 그 합이 1500 ppm 미만인 할로겐 프리로 분류됩니다.

1.2 주요 적용 분야

이 LED는 다용도로 사용되며 다양한 조명 및 표시 역할에 사용됩니다. 주요 적용 분야로는 계기판 대시보드 및 멤브레인 스위치의 백라이트가 있습니다. 통신 장비에서는 전화기 및 팩스 기기와 같은 장치의 상태 표시등 또는 백라이트로 사용될 수 있습니다. 또한 액정 디스플레이(LCD), 스위치 패널 및 심볼에 평면 백라이트를 제공하는 데 적합합니다. 이 범용 특성은 컴팩트하고 신뢰할 수 있는 백색 광원이 필요한 다양한 소비자 및 산업용 전자 제품에 사용될 수 있습니다.

2. 기술 사양 상세 분석

이 섹션에서는 LED의 전기적, 광학적 및 열적 한계와 특성에 대한 상세한 분석을 제공합니다. 이러한 파라미터를 이해하는 것은 신뢰할 수 있는 회로 설계와 장기적인 성능 보장에 중요합니다.

2.1 절대 최대 정격

절대 최대 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 스트레스 한계를 정의합니다. 이러한 정격은 주변 온도(Ta) 25°C에서 지정되며 어떠한 작동 조건에서도 초과해서는 안 됩니다. 주요 한계는 다음과 같습니다:

• 역방향 전압 (VR):5V. 이보다 높은 역방향 바이어스 전압을 가하면 LED의 반도체 접합이 항복될 수 있습니다.
• 연속 순방향 전류 (IF):10mA. 이는 LED를 통해 연속적으로 흐를 수 있는 최대 DC 전류입니다.
• 피크 순방향 전류 (IFP):100mA. 이는 듀티 사이클 1/10, 주파수 1 kHz에서 지정된 최대 허용 펄스 전류입니다. 짧고 고강도의 섬광에 적합합니다.
• 전력 소산 (Pd):40mW. 이는 장치가 열로 소산할 수 있는 최대 전력량으로, 순방향 전압(VF) × 순방향 전류(IF)로 계산됩니다.
• ESD 내성 (HBM):2000V. 이 장치는 휴먼 바디 모델(HBM) 기준 이 수준까지 정전기 방전을 견딜 수 있어 취급 견고성이 우수함을 나타냅니다.
• 작동 온도 (Topr):-40°C ~ +85°C. LED가 작동하도록 설계된 주변 온도 범위입니다.
• 보관 온도 (Tstg):-40°C ~ +90°C. 전원이 공급되지 않은 상태에서 장치를 보관할 수 있는 온도 범위입니다.
• 솔더링 온도:패키지는 최고 온도 260°C에서 최대 10초 동안 리플로우 솔더링을 견딜 수 있으며, 또는 350°C에서 최대 3초 동안 핸드 솔더링을 견딜 수 있습니다.

2.2 전기-광학 특성

전기-광학 특성은 Ta=25°C 및 표준 테스트 전류(IF) 5mA에서 측정됩니다. 이는 일반적인 성능 파라미터를 나타냅니다.

• 광도 (Iv):광 출력은 최소 57.0 밀리칸델라(mcd)에서 최대 112.0 mcd까지 범위입니다. 일반적인 값은 이 범위 내에 있으며, 특정 빈이 정의됩니다(섹션 3 참조). 허용 오차는 ±11%입니다.
• 시야각 (2θ1/2):강도가 피크 값의 절반으로 떨어지는 각도로 정의되는 일반적인 시야각은 130도입니다. 이는 영역 조명에 적합한 넓고 확산된 방사 패턴을 나타냅니다.
• 순방향 전압 (VF):5mA를 흘릴 때 LED 양단의 전압 강하는 일반적으로 2.70V에서 3.20V 사이입니다. 허용 오차는 ±0.05V입니다. 이 파라미터는 전류 제한 회로 설계에 매우 중요합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

대량 생산에서 일관성을 보장하기 위해 LED는 주요 성능 파라미터를 기반으로 "빈"으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 애플리케이션에 필요한 특정 밝기 및 전기적 요구 사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 광도 빈닝

광 출력은 IF=5mA에서 측정 시 세 개의 빈(P2, Q1, Q2)으로 분류됩니다:

• 빈 P2:57.0 mcd (최소) ~ 72.0 mcd (최대)
• 빈 Q1:72.0 mcd (최소) ~ 90.0 mcd (최대)
• 빈 Q2:90.0 mcd (최소) ~ 112.0 mcd (최대)

특정 빈 코드(예: 파트 넘버 19-117/T1D-AP2Q2QY/3T의 Q2)는 해당 특정 유닛의 보장된 최소 광 출력을 나타냅니다.

3.2 순방향 전압 빈닝

순방향 전압은 IF=5mA에서 다섯 개의 빈(29~33)으로 분류됩니다:

• 빈 29:2.70V ~ 2.80V
• 빈 30:2.80V ~ 2.90V
• 빈 31:2.90V ~ 3.00V
• 빈 32:3.00V ~ 3.10V
• 빈 33:3.10V ~ 3.20V

이 빈닝은 전원 공급 장치 설계 및 LED 배치 전반에 걸친 전류 소모를 더 정확하게 예측하는 데 도움이 됩니다.

3.3 색도 좌표 빈닝

백색광의 색상은 CIE 1931 다이어그램 상의 색도 좌표(x, y)로 정의됩니다. 데이터시트는 6개의 빈(1~6)을 정의하며, 각 빈은 색상 차트 상의 사각형 영역을 지정합니다. 각 빈의 네 모서리 좌표가 제공됩니다. 이를 통해 방출되는 백색광이 특정하고 제어된 색 공간 내에 있도록 보장합니다. 이 좌표의 허용 오차는 ±0.01입니다.

4. 성능 곡선 분석

그래픽 데이터는 다양한 조건에서 LED의 동작에 대한 깊은 통찰력을 제공합니다.

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

I-V 곡선은 전류와 전압 사이의 지수 관계를 보여줍니다. 이 LED의 경우, 고정된 주변 온도 25°C에서 순방향 전압은 전류가 증가함에 따라 증가합니다. 이 곡선은 원하는 전류를 달성하기 위한 동작점과 필요한 직렬 저항값을 결정하는 데 필수적입니다.

4.2 상대 광도 대 순방향 전류

이 그래프는 광 출력이 순방향 전류와 함께 어떻게 증가하는지 보여줍니다. 일반적으로 낮은 전류에서는 거의 선형 관계를 보이며, 열적 및 효율성 효과로 인해 높은 전류에서는 포화될 수 있습니다. 이 곡선은 반로그 스케일로 그려지며, 기준선에 대한 10%에서 1000%까지의 강도를 보여줍니다.

4.3 상대 광도 대 주변 온도

LED 효율은 접합 온도가 상승함에 따라 감소합니다. 이 곡선은 상대 광 출력을 주변 온도(Ta)에 대해 표시합니다. 일반적으로 실온 근처에서 피크를 보이며, 온도가 크게 증가하거나 감소함에 따라 출력이 감소합니다. 이는 이상적이지 않은 열 환경에서 작동하는 애플리케이션에 매우 중요합니다.

4.4 순방향 전류 디레이팅 곡선

과열을 방지하기 위해 최대 허용 연속 순방향 전류는 주변 온도가 증가함에 따라 감소해야 합니다. 이 디레이팅 곡선은 주변 온도가 25°C 이상에서 최대 작동 온도까지의 안전 작동 전류를 지정합니다.

4.5 스펙트럼 분포

스펙트럼 파워 분포 곡선은 각 파장에서 방출되는 빛의 강도를 보여줍니다. 황색 형광체가 도포된 InGaN 블루 칩 기반의 백색 LED(장치 선택 가이드에 표시된 대로)의 경우, 스펙트럼은 일반적으로 칩에서 나오는 지배적인 블루 피크와 형광체에서 나오는 더 넓은 노란색/녹색 방사를 보여주며, 이들이 결합하여 백색광을 생성합니다.

4.6 방사 패턴

극좌표 다이어그램은 빛 강도의 공간적 분포를 보여줍니다. 제공된 다이어그램은 다양한 각도에서 정규화된 강도 값을 보여주며, 130도의 넓은 시야각을 확인시켜 줍니다. 이는 0도(발광 표면에 수직)에서 강도가 가장 높고 측면으로 갈수록 감소하는 람베르시안 또는 근사 람베르시안 방사 패턴을 보여줍니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

데이터시트에는 LED 패키지의 상세한 기계적 도면이 포함되어 있습니다. 주요 치수로는 전체 길이, 너비, 높이 및 솔더 패드(애노드 및 캐소드)의 크기와 위치가 있습니다. 도면은 달리 명시되지 않는 한 일반적으로 ±0.1mm의 허용 오차를 지정합니다. 이 도면을 정확히 해석하는 것은 적절한 솔더링 및 정렬을 보장하기 위한 PCB 풋프린트 설계에 매우 중요합니다.

5.2 극성 식별

패키지 도면은 어느 솔더 패드가 애노드(양극)와 캐소드(음극)에 해당하는지 명확히 표시합니다. 잘못된 극성 연결은 LED가 점등되지 않게 하며 역방향 전압 정격을 초과할 수 있습니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 전류 제한 요구사항

중요:외부 전류 제한 저항(또는 정전류 드라이버)을반드시LED와 직렬로 사용해야 합니다. LED의 순방향 전압은 음의 온도 계수를 가지며, 다이오드 특성으로 인해 작은 변동이 전류에 큰 변화를 일으킬 수 있습니다. 전류 제어 없이 작동하면 거의 확실히 열 폭주와 빠른 고장으로 이어집니다.

6.2 보관 및 습기 민감도

LED는 대기 중의 수분 흡수를 방지하기 위해 건제와 함께 방습 배리어 백에 포장되어 있습니다. 수분 흡수는 리플로우 솔더링 중 "팝콘 현상"(패키지 균열)을 일으킬 수 있습니다.

• 개봉 전:≤ 30°C 및 ≤ 90% 상대 습도(RH)에서 보관하십시오.
• 개봉 후:"플로어 라이프"(부품이 주변 공장 조건에 노출될 수 있는 시간)는 ≤ 30°C 및 ≤ 60% RH에서 1년입니다. 사용하지 않은 부품은 새로운 건제와 함께 방습 백에 다시 밀봉해야 합니다.
• 베이킹:건제 지시약이 포화 상태를 나타내거나 노출 시간을 초과한 경우, 솔더링 전에 수분을 제거하기 위해 60 ± 5°C에서 24시간 동안 베이킹해야 합니다.

6.3 리플로우 솔더링 프로파일

권장 무연 리플로우 온도 프로파일이 제공됩니다:

• 예열:60-120초 동안 주변 온도에서 150-200°C까지 상승.
• 소크/프리플로우:60-150초 동안 217°C(무연 솔더의 녹는점) 이상 유지.
• 리플로우:피크 온도는 260°C를 초과해서는 안 되며, 255°C 이상의 시간은 최대 30초로 제한해야 합니다. 실제 피크에서의 시간은 최대 10초여야 합니다.
• 냉각:최대 냉각 속도는 6°C/초로 지정됩니다.

중요 참고사항:리플로우 솔더링은 두 번 이상 수행해서는 안 됩니다. 가열 중 LED에 기계적 스트레스를 가하지 말고, 솔더링 후 PCB를 휘지 마십시오. 이는 솔더 조인트나 부품 자체를 손상시킬 수 있습니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 릴 및 테이프 사양

LED는 자동화 처리를 위해 엠보싱된 캐리어 테이프로 공급됩니다.

• 릴:표준 7인치(178mm) 직경 릴.
• 테이프 폭: 8mm.
• 포켓 피치 & 수량:캐리어 테이프 치수는 릴당 3000개를 수용하도록 지정됩니다.
• 릴 치수:상세 도면은 릴 허브 직경, 플랜지 직경 및 전체 너비를 보여줍니다.

7.2 라벨 설명

포장 라벨에는 여러 코드가 포함되어 있습니다:

• CPN:고객 제품 번호(선택 사항).
• P/N:제조사의 전체 파트 번호(예: 19-117/T1D-AP2Q2QY/3T).
• QTY:릴당 포장 수량.
• CAT:광도 빈 등급(예: Q2).
• HUE:색도 좌표 및 주 파장 등급.
• REF:순방향 전압 빈 등급(예: 29-33).
• LOT No:추적 가능한 로트 번호.

8. 애플리케이션 설계 고려사항

8.1 구동 회로 설계

가장 일반적인 구동 방법은 직렬 저항입니다. 저항값(R)은 옴의 법칙을 사용하여 계산됩니다: R = (공급 전압 - VF) / IF. VF는 최대 정격 또는 빈 범위에서 보수적인 값을 선택하여 부품 변동이 있어도 전류가 한계를 초과하지 않도록 합니다. 예를 들어, 5V 공급 전압, 목표 IF 5mA, VF_max 3.2V를 사용하는 경우: R = (5V - 3.2V) / 0.005A = 360Ω. 가장 가까운 표준 값(예: 390Ω)을 선택하면 전류가 약간 낮아집니다. 정밀도가 요구되거나 공급 전압이 변하는 경우 정전류 드라이버를 사용하는 것이 좋습니다.

8.2 열 관리

전력 소산이 낮지만(최대 40mW), PCB에서 효과적인 열 관리는 광 출력과 수명을 유지하는 데 여전히 중요합니다. 특히 높은 주변 온도에서 또는 최대 전류 근처에서 구동할 때 더욱 그렇습니다. PCB에 LED의 열 패드(있는 경우) 또는 솔더 패드에 연결된 충분한 구리 면적이 있어 방열판 역할을 하도록 하십시오. 고온 작동 시 전류 디레이팅 곡선을 따르십시오.

8.3 광학 통합

130도의 넓은 시야각은 이 LED를 라이트 가이드 또는 확산판 뒤와 같이 영역에 걸쳐 균일하고 확산된 조명이 필요한 애플리케이션에 적합하게 만듭니다. 더 집중된 빛을 위해서는 외부 렌즈나 반사판이 필요합니다. 황색 확산 수지는 빛을 산란시키는 데 도움이 되어 넓은 시야각에 기여합니다.

9. 기술 비교 및 포지셔닝

이 LED는 파라미터를 기반으로 범용, 저전력 백색 조명원으로 포지셔닝됩니다. 기존 스루홀 LED와 비교하여 SMD 형식은 상당한 공간 절약과 제조 효율성을 제공합니다. SMD 백색 LED 분야 내에서 주요 차별점은 상대적으로 낮은 순방향 전압(3.3V 논리 공급 전압과 호환), 표시 및 국부 백라이트에 적합한 중간 광도, 현대적인 환경 표준(할로겐 프리, 무연) 준수의 특정 조합입니다. 이는 주 조명용 고출력 또는 고휘도 LED가 아니라 신뢰할 수 있고 컴팩트한 보조 조명 및 상태 표시에 최적화되어 있습니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

10.1 3.3V 공급 전압에 필요한 저항값은 얼마인가요?

보수적인 VF 3.2V와 목표 IF 5mA를 사용하는 경우: R = (3.3V - 3.2V) / 0.005A = 20Ω. 이는 매우 작은 저항이며, 전류는 VF와 공급 전압의 변동에 매우 민감할 것입니다. 3.3V 시스템의 경우 정전류 드라이버를 사용하거나 더 낮은 목표 전류(예: 3-4mA)를 고려하거나 더 낮은 VF 빈의 LED를 선택하는 것이 좋습니다.

10.2 디밍을 위해 PWM 신호로 구동할 수 있나요?

예, 펄스 폭 변조(PWM)는 LED 디밍을 위한 훌륭한 방법입니다. 이는 인간의 눈에 인지되지 않을 정도로 충분히 높은 주파수(일반적으로 >100Hz)로 LED를 켜고 끄는 것을 포함합니다. 평균 광 출력은 듀티 사이클에 비례합니다. 이 방법은 아날로그(전류 감소) 디밍보다 색온도를 더 잘 유지합니다. 각 펄스의 피크 전류가 100mA의 피크 순방향 전류(IFP) 정격을 초과하지 않도록 하십시오.

10.3 광도가 루멘이 아닌 mcd로 표기된 이유는 무엇인가요?

밀리칸델라(mcd)는 광도를 측정하며, 이는 특정 방향으로 방출되는 빛의 양입니다. 루멘은 총 광속(모든 방향으로의 광 출력)을 측정합니다. 정의된 시야각을 가진 LED와 같은 방향성 부품의 경우 mcd가 일반적인 사양입니다. 방사 패턴이 알려진 경우 광속을 근사할 수 있지만, 비교 및 표시 목적으로는 mcd가 표준입니다.

10.4 파트 넘버의 "T1D"는 무엇을 의미하나요?

이 데이터시트에서 명시적으로 해독되지는 않았지만, 이러한 SMD LED에 대한 일반적인 산업 명명 규칙에서 "T1"은 종종 패키지 크기/스타일(특정 2-패드 SMD 풋프린트)을 나타내며, "D"는 색상(확산) 또는 기타 변형을 나타낼 수 있습니다. 중요한 성능 파라미터는 후속 빈 코드(AP2Q2QY)에 의해 정의됩니다.

11. 설계 적용 사례 연구: 계기판 스위치 백라이트

시나리오:작은 아이콘 전체에 균일하고 낮은 수준의 백색 조명이 필요한 자동차 계기판 스위치의 백라이트 설계.

구현:단일 19-117 LED가 반투명 스위치 캡 아래에 배치됩니다. LED는 직렬 저항을 통해 차량의 12V 시스템에서 구동됩니다. 저항은 높은 VF 3.2V를 사용하여 안전한 전류 8mA(10mA 최대값 미만)에 대해 계산됩니다: R = (12V - 3.2V) / 0.008A = 1.1kΩ. 1.2kΩ 저항이 선택되어 약 7.3mA를 생성합니다. 130도의 넓은 시야각은 핫스팟 없이 아이콘이 고르게 조명되도록 합니다. LED의 작동 온도 범위(-40°C ~ +85°C)는 자동차 환경을 충분히 커버합니다. 무연 및 할로겐 프리 준수는 자동차 산업 표준을 충족합니다.

12. 기술 원리

이 백색 LED는 형광체 변환 원리로 작동합니다. 핵심 반도체 요소는 인듐 갈륨 나이트라이드(InGaN) 칩으로, 전류가 p-n 접합을 통과할 때(전계 발광) 청색광을 방출합니다. 이 청색광은 직접 방출되지 않습니다. 대신, 칩 위 또는 주변에 도포된 황색 발광 형광체 재료(예: 세륨이 도핑된 이트륨 알루미늄 가닛, YAG:Ce) 층을 때립니다. 형광체는 청색 광자의 일부를 흡수하고 황색 영역의 넓은 스펙트럼에 걸쳐 광자를 재방출합니다. 흡수되지 않고 남은 청색광과 새로 생성된 황색광의 조합은 인간의 눈에 백색광으로 인지됩니다. 형광체 조성 및 두께에 의해 제어되는 청색과 황색의 특정 비율은 백색광의 상관 색온도(CCT)를 결정하며, 이는 색도 빈닝 프로세스를 통해 관리됩니다.

13. 산업 동향

표시 및 국부 백라이트용 SMD LED의 일반적인 동향은 더 높은 효율(와트당 더 많은 루멘 또는 mcd)을 지향하고 있으며, 이는 동일한 전력에서 더 밝은 출력 또는 동일한 밝기에서 더 낮은 전력 소비를 가능하게 합니다. 또한 향상된 색상 일관성(더 엄격한 빈닝)과 가혹한 조건에서의 더 높은 신뢰성을 위한 추진이 있습니다. 고급 패키지 재료의 채택은 열 성능을 개선하여 동일한 풋프린트에서 더 높은 구동 전류를 허용합니다. 더 나아가, 온보드 제어 회로(예: 동일 패키지 내 드라이버 IC)와의 통합은 시스템 설계를 단순화하는 성장하는 추세입니다. 이 데이터시트에서 강조된 환경 규정 준수 표준(RoHS, REACH, 할로겐 프리)은 글로벌 전자 산업의 기본 요구 사항이 되었습니다.