목차
- 1. 제품 개요
- 1.1 핵심 장점 및 타겟 시장
- 2. 기술 파라미터: 심층 객관적 해석
- 2.1 절대 최대 정격
- 2.2 전기 및 광학적 특성
- 3. 빈닝 시스템 설명
- 3.1 순방향 전압(VF) 등급
- 3.2 광도(IV) 등급
- 3.3 주 파장(WD) 등급
- 4. 성능 곡선 분석
- 5. 기계적 및 패키지 정보
- 5.1 패키지 치수 및 극성 식별
- 5.2 권장 PCB 어태치먼트 패드 레이아웃
- 6. 솔더링 및 조립 가이드라인
- 6.1 권장 IR 리플로우 프로파일
- 6.2 보관 조건
- 6.3 세척
- 6.4 구동 방법
- 7. 포장 및 취급 정보
- 8. 응용 제안
- 8.1 대표적인 응용 시나리오
- 8.2 설계 고려사항
- 9. 기술 비교 및 차별화
- 10. 기술 파라미터 기반 자주 묻는 질문
- 11. 실용적인 설계 및 사용 사례
- 12. 동작 원리 소개
- 13. 산업 동향 및 발전
1. 제품 개요
본 문서는 표면 실장 장치(SMD) LED의 사양을 상세히 설명합니다. 이 부품은 자동화된 인쇄 회로 기판(PCB) 조립을 위해 설계되어 공간이 제한된 응용 분야에 적합합니다. 소형 크기와 표준 조립 공정과의 호환성으로 인해 다양한 전자 장비에 통합될 수 있습니다.
1.1 핵심 장점 및 타겟 시장
이 LED의 주요 장점은 RoHS 규정 준수, 자동화 처리를 위한 7인치 릴 내 8mm 테이프 포장, 적외선 리플로우 솔더링 공정과의 호환성을 포함합니다. 집적 회로(IC)와 호환되도록 설계되었습니다. 이 장치는 습기 민감도에 대해 JEDEC 레벨 3 표준으로 사전 조건 처리되었습니다. 타겟 응용 분야는 통신, 사무 자동화, 가전 제품 및 산업 장비에 걸쳐 있습니다. 구체적인 용도로는 상태 표시기, 신호 및 심볼 조명, 전면 패널 백라이트가 있습니다.
2. 기술 파라미터: 심층 객관적 해석
이 섹션은 표준 테스트 조건에서 장치의 동작 한계 및 성능 특성에 대한 상세한 분석을 제공합니다.
2.1 절대 최대 정격
이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 한계에서 또는 그 이하에서의 동작은 보장되지 않습니다. 주요 정격으로는 최대 전력 소산 72 mW, DC 순방향 전류 30 mA, 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서의 피크 순방향 전류 80 mA가 포함됩니다. 장치는 동작 온도 범위 -40°C ~ +85°C 및 보관 온도 범위 -40°C ~ +100°C로 정격화되어 있습니다.
2.2 전기 및 광학적 특성
주변 온도(Ta) 25°C 및 순방향 전류(IF) 20 mA에서 측정 시, 이 장치는 다음과 같은 일반적인 성능을 나타냅니다. 광도(Iv)는 최소 140.0 mcd에서 최대 450.0 mcd까지 넓은 범위를 가지며, 특정 값은 빈 등급에 의해 결정됩니다. 120도의 넓은 시야각(2θ1/2)을 특징으로 합니다. 피크 방출 파장(λP)은 약 609 nm이며, 주 파장(λd)은 일반적으로 605 nm로, 오렌지 색상 인식을 정의합니다. 스펙트럼 선 반폭(Δλ)은 15 nm입니다. 순방향 전압(VF)은 테스트 전류에서 1.8V에서 2.4V까지 범위입니다. 역전압(VR) 5V가 인가될 때 역전류(IR)는 최대 10 μA로 지정되지만, 이 장치는 역동작을 위해 설계되지 않았습니다.
3. 빈닝 시스템 설명
응용 분야에서 일관성을 보장하기 위해 LED는 주요 파라미터에 따라 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 특정 전압, 밝기 및 색상 요구 사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.
3.1 순방향 전압(VF) 등급
LED는 20mA에서 측정된 각각 1.8-2.0V, 2.0-2.2V, 2.2-2.4V 범위의 세 가지 전압 빈(D2, D3, D4)으로 분류됩니다. 각 빈 내에서 ±0.1V의 허용 오차가 적용됩니다.
3.2 광도(IV) 등급
밝기는 다섯 개의 빈(R2, S1, S2, T1, T2)으로 분류됩니다. 최소 광도는 140.0 mcd(R2)에서 355.0 mcd(T2)까지 범위하며, 해당 최대값은 최대 450.0 mcd까지입니다. ±11%의 허용 오차가 적용됩니다.
3.3 주 파장(WD) 등급
주 파장으로 정의되는 색상은 600 nm에서 612 nm까지의 범위를 포함하는 네 개의 빈(P, Q, R, S)으로 분류됩니다. 주 파장에 대한 허용 오차는 ±1 nm입니다.
4. 성능 곡선 분석
특정 그래픽 데이터는 원본 문서에서 참조되지만, 이러한 장치에 대한 일반적인 곡선은 순방향 전류와 순방향 전압(IV 곡선) 간의 관계, 주변 온도에 따른 광도 변화, 피크 파장과 스펙트럼 폭을 보여주는 스펙트럼 파워 분포를 보여줍니다. 이러한 곡선은 비표준 조건에서의 장치 동작과 회로 설계를 이해하는 데 필수적입니다.
5. 기계적 및 패키지 정보
5.1 패키지 치수 및 극성 식별
LED는 표준 EIA 패키지로 제공됩니다. 상세 치수 도면은 길이, 너비, 높이 및 리드 위치를 지정합니다. 캐소드는 일반적으로 패키지의 표시 또는 특정 패드 형상으로 식별됩니다. 별도로 명시되지 않는 한 모든 치수는 표준 허용 오차 ±0.2 mm로 밀리미터 단위로 제공됩니다.
5.2 권장 PCB 어태치먼트 패드 레이아웃
적외선 또는 증기상 리플로우 솔더링을 위한 랜드 패턴 설계가 권장됩니다. 이 패턴은 조립 공정 중 및 이후에 적절한 솔더 접합 형성, 열 방출 및 기계적 안정성을 보장합니다.
6. 솔더링 및 조립 가이드라인
6.1 권장 IR 리플로우 프로파일
무연 솔더링 공정의 경우 J-STD-020B를 준수하는 프로파일이 권장됩니다. 주요 파라미터로는 예열 구역, 액상선 이상의 정의된 시간, 260°C를 초과하지 않는 피크 온도가 포함됩니다. 피크 온도의 5°C 이내 총 시간은 제한되어야 합니다. 보드 설계 변수가 열 프로파일에 영향을 미치므로 보드별 특성화가 권장됩니다.
6.2 보관 조건
개봉되지 않은 습기 민감 백은 ≤30°C 및 ≤70% 상대 습도(RH)에서 보관해야 하며, 권장 사용 기간은 1년입니다. 개봉 후에는 ≤30°C 및 ≤60% RH에서 보관해야 합니다. 백 개봉 후 168시간 이내에 IR 리플로우를 완료하는 것이 좋습니다. 이 기간을 초과하여 보관할 경우, 조립 전 약 60°C에서 최소 48시간 베이킹하는 것이 좋습니다.
6.3 세척
솔더링 후 세척이 필요한 경우 지정된 용제만 사용해야 합니다. LED를 상온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 1분 미만 담그는 것은 허용됩니다. 지정되지 않은 화학 물질은 패키지를 손상시킬 수 있습니다.
6.4 구동 방법
LED는 전류 구동 장치입니다. 안정적인 광도와 수명을 보장하기 위해 전압원을 사용할 때는 정전류원으로 구동하거나 직렬로 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 순방향 전류는 절대 최대 DC 정격인 30 mA를 초과해서는 안 됩니다.
7. 포장 및 취급 정보
부품은 커버 테이프로 밀봉된 8mm 너비의 엠보싱 캐리어 테이프에 공급되며, 7인치(178mm) 직경 릴에 감겨 있습니다. 각 릴에는 2000개가 들어 있습니다. 포장은 ANSI/EIA 481 사양을 준수합니다. 잔여 수량에 대한 최소 포장 수량은 500개입니다. 테이프 포켓 및 릴에 대한 상세 치수가 제공됩니다.
8. 응용 제안
8.1 대표적인 응용 시나리오
이 LED는 소비자 가전(전화기, 노트북, 가전 제품)의 상태 표시, 전면 패널 및 심볼의 백라이트, 간판의 저수준 일반 조명에 매우 적합합니다. 넓은 시야각으로 인해 여러 각도에서 가시성이 중요한 응용 분야에 효과적입니다.
8.2 설계 고려사항
열 관리:전력 소산이 낮지만 적절한 PCB 구리 면적 또는 열 비아를 확보하면 접합 온도를 낮게 유지하여 광 출력과 수명을 보존하는 데 도움이 될 수 있습니다.
전류 제한:공급 전압과 원하는 순방향 전류(≤30mA)에 맞춰 항상 직렬 저항 또는 정전류 드라이버를 사용하십시오.
ESD 보호:취급 및 조립 중 표준 ESD 예방 조치를 준수해야 합니다.
광학 설계:"화이트 디퓨즈" 렌즈는 부드럽고 광각의 빛 방출을 제공합니다. 집중되거나 방향성이 있는 빛의 경우 보조 광학 장치가 필요할 수 있습니다.
9. 기술 비교 및 차별화
기존 LED 기술과 비교하여, 오렌지 광원에 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 재료를 사용하는 것은 일반적으로 적색-오렌지-호박색 범위의 색상에 대한 다른 일부 재료 시스템에 비해 더 높은 효율과 더 나은 파장 및 출력의 온도 안정성을 제공합니다. 화이트 디퓨즈 렌즈와의 결합은 균일하고 부드러운 오렌지 외관을 만들어, 더 집중되고 강렬한 핫스팟을 가진 클리어 렌즈 LED와 차별화됩니다.
10. 기술 파라미터 기반 자주 묻는 질문
Q: 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇인가요?
A: 피크 파장은 방출된 광 파워가 최대인 단일 파장입니다. 주 파장은 기준 백색광과 비교할 때 LED의 인지된 색상과 일치하는 단색광의 단일 파장입니다. 주 파장은 색상 사양에 더 관련이 있습니다.
Q: 이 LED를 30mA로 연속 구동할 수 있나요?
A: 절대 최대 정격은 상한선으로 30mA DC를 지정합니다. 신뢰할 수 있는 장기 동작을 위해 LED를 최대 정격 이하, 종종 테스트 조건에서 사용된 20mA로 구동하여 수명을 연장하고 열 효과를 관리하는 것이 일반적인 관행입니다.
Q: 장치가 역동작을 위한 것이 아니라면 역전류 사양이 왜 중요한가요?
A: 이 사양은 주로 테스트 목적(IR 테스트)이며 장치의 누설 특성을 나타냅니다. 역전압을 인가하면 전류가 흐르고 LED를 손상시킬 수 있으므로 회로 설계는 역바이어스를 방지해야 함을 강조합니다.
11. 실용적인 설계 및 사용 사례
시나리오: 다중 상태 표시 패널 설계설계자는 5V 레일로 구동되는 장치의 오렌지 상태 표시기에 대해 세 가지 구별되는 밝기 수준(낮음, 중간, 높음)이 필요합니다. T2 밝기 빈(355-450 mcd)의 T680KFWT LED를 사용하여 20mA로 구동하여 높은 밝기를 달성할 수 있습니다. 중간 및 낮은 밝기의 경우, 가시적인 깜빡임을 피할 수 있을 만큼 충분히 높은 주파수(예: >100Hz)에서 펄스 폭 변조(PWM)를 사용하고 각각 50% 및 10%의 듀티 사이클을 적용할 수 있습니다. 이는 인지된 밝기를 변화시키면서 색상 일관성을 유지합니다. 간단한 직렬 저항 값은 R = (5V - VF) / 0.020A로 계산됩니다. 빈 D2의 일반적인 VF 2.0V를 사용하면 R = (5-2)/0.02 = 150 옴입니다. 150옴, 1/8W 저항이면 충분합니다.
12. 동작 원리 소개
발광 다이오드는 전기발광을 통해 빛을 방출하는 반도체 장치입니다. p-n 접합에 순방향 전압이 인가되면 n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 활성 영역으로 주입됩니다. 이러한 전하 캐리어가 재결합할 때 에너지는 광자의 형태로 방출됩니다. 방출된 빛의 특정 파장(색상)은 활성 영역에 사용된 반도체 재료의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. 이 장치에서는 AlInGaP가 오렌지 파장 범위(~605 nm)에서 광자를 생성하는 데 사용됩니다. 에폭시 렌즈는 디퓨저 입자로 도핑되어 빛을 산란시켜 더 넓고 균일한 방출 패턴을 만듭니다.
13. 산업 동향 및 발전
SMD LED의 일반적인 동향은 더 높은 광 효율(전기 와트당 더 많은 빛 출력), 더 엄격한 빈닝을 통한 향상된 색상 일관성, 향상된 신뢰성을 지속적으로 향하고 있습니다. 또한 무연 솔더링 및 다른 부품과의 조립에 필요한 더 높은 온도 리플로우 프로파일을 견딜 수 있는 패키지 개발에도 초점이 맞춰져 있습니다. 소형화는 제어 전자 장치와의 통합과 함께 주요 동인으로 남아 있습니다. 효율성과 장수명을 포함한 고체 조명의 원리는 모든 분야에서 표시기 및 조명 응용 분야에 대한 LED의 지배적인 솔루션으로 계속해서 자리매김하고 있습니다.
LED 사양 용어
LED 기술 용어 완전 설명
광전 성능
| 용어 | 단위/표시 | 간단한 설명 | 중요한 이유 |
|---|---|---|---|
| 광효율 | lm/W (루멘 매 와트) | 전력 와트당 광출력, 높을수록 더 에너지 효율적입니다. | 에너지 효율 등급과 전기 비용을 직접 결정합니다. |
| 광속 | lm (루멘) | 광원에서 방출되는 총 빛, 일반적으로 "밝기"라고 합니다. | 빛이 충분히 밝은지 결정합니다. |
| 시야각 | ° (도), 예: 120° | 광도가 절반으로 떨어지는 각도, 빔 폭을 결정합니다. | 조명 범위와 균일성에 영향을 미칩니다. |
| 색온도 | K (켈빈), 예: 2700K/6500K | 빛의 따뜻함/차가움, 낮은 값은 노란색/따뜻함, 높은 값은 흰색/차가움. | 조명 분위기와 적합한 시나리오를 결정합니다. |
| 연색성 지수 | 단위 없음, 0–100 | 물체 색상을 정확하게 재현하는 능력, Ra≥80이 좋습니다. | 색상 정확성에 영향을 미치며, 쇼핑몰, 박물관과 같은 고수요 장소에서 사용됩니다. |
| 색차 허용오차 | 맥아담 타원 단계, 예: "5단계" | 색상 일관성 메트릭, 작은 단계는 더 일관된 색상을 의미합니다. | 동일 배치의 LED 전체에 균일한 색상을 보장합니다. |
| 주파장 | nm (나노미터), 예: 620nm (빨강) | 컬러 LED의 색상에 해당하는 파장. | 빨강, 노랑, 녹색 단색 LED의 색조를 결정합니다. |
| 스펙트럼 분포 | 파장 대 강도 곡선 | 파장 전체에 걸친 강도 분포를 보여줍니다. | 연색성과 색상 품질에 영향을 미칩니다. |
전기적 매개변수
| 용어 | 기호 | 간단한 설명 | 설계 고려사항 |
|---|---|---|---|
| 순방향 전압 | Vf | LED를 켜기 위한 최소 전압, "시작 임계값"과 같습니다. | 드라이버 전압은 ≥Vf이어야 하며, 직렬 LED의 경우 전압이 더해집니다. |
| 순방향 전류 | If | 정상 LED 작동을 위한 전류 값. | 일반적으로 정전류 구동, 전류가 밝기와 수명을 결정합니다. |
| 최대 펄스 전류 | Ifp | 짧은 시간 동안 견딜 수 있는 피크 전류, 디밍 또는 플래싱에 사용됩니다. | 손상을 피하기 위해 펄스 폭과 듀티 사이클을 엄격히 제어해야 합니다. |
| 역방향 전압 | Vr | LED가 견딜 수 있는 최대 역전압, 초과하면 항복될 수 있습니다. | 회로는 역연결 또는 전압 스파이크를 방지해야 합니다. |
| 열저항 | Rth (°C/W) | 칩에서 솔더로의 열전달 저항, 낮을수록 좋습니다. | 높은 열저항은 더 강력한 방열이 필요합니다. |
| ESD 면역 | V (HBM), 예: 1000V | 정전기 방전을 견디는 능력, 높을수록 덜 취약합니다. | 생산 시 정전기 방지 조치가 필요하며, 특히 민감한 LED의 경우. |
열 관리 및 신뢰성
| 용어 | 주요 메트릭 | 간단한 설명 | 영향 |
|---|---|---|---|
| 접합 온도 | Tj (°C) | LED 칩 내부의 실제 작동 온도. | 10°C 감소마다 수명이 두 배가 될 수 있음; 너무 높으면 광감쇠, 색 변위를 유발합니다. |
| 루멘 감가 | L70 / L80 (시간) | 밝기가 초기 값의 70% 또는 80%로 떨어지는 시간. | LED "서비스 수명"을 직접 정의합니다. |
| 루멘 유지 | % (예: 70%) | 시간이 지난 후 유지되는 밝기의 비율. | 장기 사용 시 밝기 유지 능력을 나타냅니다. |
| 색 변위 | Δu′v′ 또는 맥아담 타원 | 사용 중 색상 변화 정도. | 조명 장면에서 색상 일관성에 영향을 미칩니다. |
| 열 노화 | 재료 분해 | 장기간 고온으로 인한 분해. | 밝기 감소, 색상 변화 또는 개방 회로 고장을 유발할 수 있습니다. |
패키징 및 재료
| 용어 | 일반 유형 | 간단한 설명 | 특징 및 응용 |
|---|---|---|---|
| 패키지 유형 | EMC, PPA, 세라믹 | 칩을 보호하는 하우징 재료, 광학/열 인터페이스를 제공합니다. | EMC: 내열성 좋음, 저비용; 세라믹: 방열성 더 좋음, 수명 더 길음. |
| 칩 구조 | 프론트, 플립 칩 | 칩 전극 배열. | 플립 칩: 방열성 더 좋음, 효율성 더 높음, 고출력용. |
| 인광체 코팅 | YAG, 규산염, 질화물 | 블루 칩을 덮고, 일부를 노랑/빨강으로 변환하며, 흰색으로 혼합합니다. | 다른 인광체는 효율성, CCT 및 CRI에 영향을 미칩니다. |
| 렌즈/광학 | 플랫, 마이크로렌즈, TIR | 광 분포를 제어하는 표면의 광학 구조. | 시야각과 배광 곡선을 결정합니다. |
품질 관리 및 등급 분류
| 용어 | 빈닝 내용 | 간단한 설명 | 목적 |
|---|---|---|---|
| 광속 빈 | 코드 예: 2G, 2H | 밝기에 따라 그룹화되며, 각 그룹에 최소/최대 루멘 값이 있습니다. | 동일 배치에서 균일한 밝기를 보장합니다. |
| 전압 빈 | 코드 예: 6W, 6X | 순방향 전압 범위에 따라 그룹화됩니다. | 드라이버 매칭을 용이하게 하며, 시스템 효율성을 향상시킵니다. |
| 색상 빈 | 5단계 맥아담 타원 | 색 좌표에 따라 그룹화되며, 좁은 범위를 보장합니다. | 색상 일관성을 보장하며, 기기 내부의 고르지 않은 색상을 피합니다. |
| CCT 빈 | 2700K, 3000K 등 | CCT에 따라 그룹화되며, 각각 해당 좌표 범위가 있습니다. | 다른 장면의 CCT 요구 사항을 충족합니다. |
테스트 및 인증
| 용어 | 표준/시험 | 간단한 설명 | 의미 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 루멘 유지 시험 | 일정 온도에서 장기간 조명, 밝기 감쇠 기록. | LED 수명 추정에 사용됩니다 (TM-21과 함께). |
| TM-21 | 수명 추정 표준 | LM-80 데이터를 기반으로 실제 조건에서 수명을 추정합니다. | 과학적인 수명 예측을 제공합니다. |
| IESNA | 조명 공학 학회 | 광학적, 전기적, 열적 시험 방법을 포함합니다. | 업계에서 인정된 시험 기반. |
| RoHS / REACH | 환경 인증 | 유해 물질 (납, 수은) 없음을 보장합니다. | 국제적으로 시장 접근 요구 사항. |
| ENERGY STAR / DLC | 에너지 효율 인증 | 조명 제품의 에너지 효율 및 성능 인증. | 정부 조달, 보조금 프로그램에서 사용되며, 경쟁력을 향상시킵니다. |