SMD LED 백색 확산 듀얼 컬러(녹색/황색) 데이터시트 - 패키지 치수 - 순방향 전압 1.8-3.4V - 소비 전력 72-102mW - 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 자동화된 인쇄 회로 기판(PCB) 조립을 위해 설계된 백색 확산 표면 실장 장치(SMD) 발광 다이오드(LED)의 사양을 상세히 설명합니다. 이 부품은 컴팩트한 크기를 특징으로 하여 공간이 제한된 애플리케이션에 적합합니다. 대량 자동화 실장 시스템 및 표준 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정과의 호환성을 위해 설계되었으며, 무연 조립을 위한 산업 표준을 준수합니다.

1.1 핵심 특징 및 목표 시장

이 LED는 현대 전자 제품에서의 적용성을 높이는 몇 가지 주요 특징으로 설계되었습니다. RoHS(유해 물질 제한) 지침을 준수합니다. 산업 표준인 7인치 릴에 감긴 8mm 테이프로 공급되어 픽 앤 플레이스 기계에 의한 효율적인 처리가 용이합니다. 이 장치는 I.C. 호환이 가능하며, JEDEC 레벨 3 수분 민감도로 사전 조건 처리되어 솔더링 공정 중 신뢰성을 보장합니다. 주요 목표 시장은 통신 장비, 사무 자동화 장치, 가전 제품 및 산업 제어 시스템을 포함합니다. 일반적인 애플리케이션은 상태 표시기, 전면 패널 백라이트부터 신호 및 심볼 조명까지 다양합니다.

2. 기술 파라미터: 심층 객관적 해석

LED의 성능은 주변 온도(Ta) 25°C에서 측정된 포괄적인 전기 및 광학 파라미터 세트로 정의됩니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 황색 LED의 경우 최대 소비 전력은 72mW이며, 녹색 LED의 경우 102mW입니다. 두 색상 모두 최대 연속 DC 순방향 전류(IF)는 30mA로 동일합니다. 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서는 80mA의 더 높은 피크 순방향 전류가 허용됩니다. 이 장치는 -40°C ~ +85°C의 온도 범위 내에서 작동하도록 정격이 지정되었으며, -40°C ~ +100°C의 환경에서 보관할 수 있습니다.

2.2 전기 및 광학 특성

핵심 성능 지표는 IF = 20mA의 테스트 조건에서 지정됩니다. 황색 LED의 광도(Iv)는 최소 710mcd에서 최대 1800mcd까지 범위입니다. 녹색 LED는 1120mcd에서 2800mcd까지의 더 높은 출력을 제공합니다. 광도가 축 값의 절반이 되는 전체 각도로 정의되는 시야각(2θ1/2)은 일반적으로 둘 다 120도로, 넓고 확산된 발광 패턴을 나타냅니다. 피크 발광 파장(λP)은 590nm(황색) 및 524nm(녹색)이며, 주 파장(λd)은 각각 585-595nm 및 518-528nm 범위 내로 지정됩니다. 순방향 전압(VF)은 색상에 따라 다릅니다: 황색 LED는 20mA에서 VF가 1.8V ~ 2.4V 사이이고, 녹색 LED는 2.6V ~ 3.4V 사이에서 작동합니다. 최대 역전류(IR)는 역전압(VR) 5V에서 10μA이며, 이 장치는 역바이어스 작동을 위해 설계되지 않았습니다.

3. 빈 등급 시스템 설명

광 출력의 일관성을 보장하기 위해 LED는 광도 빈으로 분류됩니다. 각 빈에는 정의된 최소 및 최대 광도 값이 있으며, 각 빈 내에서 +/-11%의 허용 오차가 적용됩니다.

3.1 광도 빈닝

황색 LED의 경우 빈 코드는 V1(710-900 mcd), V2(900-1120 mcd), W1(1120-1400 mcd), W2(1400-1800 mcd)입니다. 녹색 LED의 경우 빈은 W1(1120-1400 mcd), W2(1400-1800 mcd), X1(1800-2240 mcd), X2(2240-2800 mcd)입니다. 이 빈닝을 통해 설계자는 애플리케이션에 대한 특정 밝기 요구 사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

4. 성능 곡선 분석

특정 그래픽 데이터는 원본 문서에서 참조되지만, 이러한 장치의 일반적인 성능 곡선은 일반적으로 순방향 전류와 광도(I-V 곡선)의 관계, 온도에 따른 순방향 전압의 변화, 피크 파장과 스펙트럼 반폭을 보여주는 스펙트럼 파워 분포를 설명합니다. 이러한 곡선은 비표준 작동 조건에서의 장치 동작을 이해하고 정밀한 회로 설계를 위해 필수적입니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수 및 핀 할당

LED는 표준 SMD 패키지로 제공됩니다. 백색 확산 렌즈 안에는 두 개의 반도체 칩이 들어 있습니다. 핀 할당은 명확히 정의됩니다: 핀 1과 2는 녹색(InGaN) LED용이고, 핀 3과 4는 황색(AlInGaP) LED용입니다. 모든 치수 도면은 별도로 명시되지 않는 한 일반 허용 오차 ±0.2mm로 밀리미터 단위로 측정값을 지정합니다. 이 정보는 PCB 풋프린트 설계에 매우 중요합니다.

5.2 권장 PCB 부착 패드 레이아웃

적외선 또는 증기상 리플로우 솔더링을 위한 PCB 상의 권장 구리 패드 패턴을 보여주는 다이어그램이 제공됩니다. 이 레이아웃을 준수하면 조립 후 적절한 솔더 조인트 형성, 열 관리 및 부품의 기계적 안정성이 보장됩니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 IR 리플로우 솔더링 프로파일

무연 공정을 위한 J-STD-020B를 준수하는 제안된 리플로우 솔더링 프로파일이 제공됩니다. 주요 파라미터에는 150-200°C의 예열 온도, 최대 120초까지의 예열 시간, 260°C를 초과하지 않는 피크 온도, 액상선 이상(또는 피크에서) 시간은 최대 10초로 제한됩니다. 최적의 프로파일은 특정 PCB 설계, 솔더 페이스트 및 오븐에 따라 달라지며, 제공된 프로파일은 특정 조립 라인에 대해 검증된 일반적인 목표로 사용해야 합니다.

6.2 수동 솔더링

인두를 사용한 수동 솔더링이 필요한 경우, 권장 최대 인두 팁 온도는 300°C이며, 조인트당 솔더링 시간은 3초를 초과하지 않아야 합니다. 이는 LED 패키지에 대한 열 손상을 방지하기 위해 한 번만 수행해야 합니다.

6.3 보관 조건

적절한 보관은 솔더링성을 유지하는 데 중요합니다. 개봉되지 않은 방습 백(건조제 포함)은 ≤30°C 및 ≤70% RH에서 보관해야 하며, 유통 기한은 1년입니다. 개봉 후에는 LED를 ≤30°C 및 ≤60% RH에서 보관해야 합니다. 원래 포장에서 꺼낸 부품은 168시간 이내에 IR 리플로우를 거쳐야 합니다. 이 기간을 초과할 경우, 솔더링 전에 약 60°C에서 최소 48시간 동안 베이크아웃을 수행하여 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 중 "팝콘 현상"을 방지하는 것이 좋습니다.

6.4 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우, 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올과 같은 지정된 알코올 기반 용매만 사용해야 합니다. LED는 상온에서 1분 미만으로 담가야 합니다. 지정되지 않은 화학 물질은 패키지 재료나 렌즈를 손상시킬 수 있습니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 사양

LED는 7인치(178mm) 직경 릴에 감긴 8mm 너비의 엠보싱 캐리어 테이프에 포장됩니다. 각 릴에는 2000개가 들어 있습니다. 테이프는 상단 커버로 밀봉됩니다. 포장은 ANSI/EIA 481 사양을 따르며, 이는 자동화 장비와의 호환성을 위한 포켓 간격 및 릴 치수와 같은 파라미터를 규정합니다. 나머지 주문에 대해서는 최소 500개 단위의 포장 수량이 가능합니다.

8. 애플리케이션 제안

8.1 일반적인 애플리케이션 시나리오

이 듀얼 컬러 LED는 단일 부품 풋프린트에서 다중 상태 표시가 필요한 애플리케이션에 이상적입니다. 예를 들어 전원/충전 상태 표시기(예: "켜짐" 또는 "완전 충전"에는 녹색, "대기" 또는 "충전 중"에는 황색), 소비자 가전의 모드 선택 피드백, 제어판의 심볼 또는 아이콘 백라이트 등이 있습니다. 넓은 시야각은 축외 각도에서의 가시성이 중요한 애플리케이션에 적합합니다.

8.2 설계 고려 사항

전류 구동:LED는 전류 구동 장치입니다. 전압원에서 구동할 때 각 색상 채널에 대해 직렬 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 저항 값은 옴의 법칙을 사용하여 계산됩니다: R = (Vsource - VF_LED) / IF, 여기서 VF_LED는 원하는 전류(예: 20mA)에서 특정 LED 색상의 순방향 전압입니다. 데이터시트의 최대 VF를 사용하면 부품 변동이 있어도 전류가 한계를 초과하지 않도록 보장합니다.

열 관리:소비 전력은 낮지만, 열 패드(있는 경우) 주변 또는 일반적인 트레이스 폭에 충분한 PCB 구리 면적을 확보하면 열을 발산시켜 LED 성능과 수명을 유지하는 데 도움이 되며, 특히 고온 환경에서 중요합니다.

회로 레이아웃:두 색상의 전류 구동 경로를 분리하여 독립적인 제어가 가능하도록 유지하십시오.

9. 기술 비교 및 차별화

이 부품의 주요 차별화 특징은 단일의 컴팩트한 백색 확산 패키지 내에 두 가지 별개의 LED 색상(녹색과 황색)을 통합한 것입니다. 이는 두 개의 별도 단색 LED를 사용하는 것에 비해 PCB 공간을 절약합니다. 확산 렌즈가 제공하는 넓은 120도 시야각은 패널 표시기에 이상적인 균일한 조명을 제공합니다. 이 장치의 표준 SMD 조립 공정(JEDEC 레벨 3 MSL, 무연 리플로우)과의 호환성은 특별한 처리나 공정 변경 없이 기존 대량 생산 라인에 바로 적용할 수 있도록 보장합니다.

10. 자주 묻는 질문(기술 파라미터 기반)

Q: 두 LED 색상을 모두 최대 전류로 동시에 구동할 수 있나요?

A: 아니요. 절대 최대 정격은 각 색상별로 개별적인 소비 전력 한계(황색 72mW, 녹색 102mW)를 지정합니다. 둘 다 30mA DC로 구동하면 총 전력이 패키지의 열 처리 능력을 초과할 가능성이 높아 과열 및 수명 단축을 초래할 수 있습니다. 디레이팅 곡선(사용 가능한 경우)을 참조하거나 동시 사용 시 더 낮은 전류에서 작동하십시오.

Q: 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇인가요?

A: 피크 파장(λP)은 방출된 광 파워가 가장 높은 파장입니다. 주 파장(λd)은 표준 인간 관찰자에게 LED의 출력과 동일한 색상으로 보일 단일 파장의 단색광입니다. λd는 CIE 색도도에서 도출되며 종종 색상 사양에 더 관련이 있습니다.

Q: 순방향 전압 범위가 상당히 넓습니다(예: 녹색의 경우 2.6V-3.4V). 이것이 내 회로 설계에 어떤 영향을 미치나요?

A: 이 변동은 반도체 제조 공차로 인해 LED의 일반적인 현상입니다. 전류 제한 회로는 최악의 시나리오를 처리하도록 설계되어야 합니다. 저항 계산 시 최대 VF(3.4V)를 사용하면 가장 높은 VF를 가진 LED를 수신하더라도 전류가 원하는 값(예: 20mA)을 절대 초과하지 않도록 보장합니다. 이는 더 낮은 VF를 가진 LED의 경우 약간 더 어둡게 작동하게 하지만 안전한 설계 접근 방식입니다.

11. 실용 애플리케이션 사례 연구

시나리오: 휴대용 장치용 듀얼 상태 충전 표시기 설계.

일반적인 사용 사례는 충전 중에는 빨간색, 거의 가득 찼을 때는 황색, 완전 충전 시에는 녹색을 표시하는 표시기입니다. 이 특정 LED에는 빨간색이 포함되지 않지만 유사한 설계 원칙이 적용됩니다. 두 개의 독립적인 구동 회로(예: 직렬 저항이 있는 마이크로컨트롤러의 GPIO 핀)가 황색과 녹색 LED를 제어합니다. 펌웨어는 색상을 순서대로 제어합니다: 활성 충전 중에는 녹색 끄기/황색 켜기, 충전 완료 시 녹색 켜기/황색 끄기로 전환합니다. 백색 확산 렌즈는 빛이 균일하게 혼합되고 넓은 각도에서 보이도록 하여 명확한 사용자 피드백을 제공합니다. SMD 패키지는 장치의 고밀도 PCB에서 최소한의 풋프린트로 이 기능을 가능하게 합니다.

12. 작동 원리 소개

발광 다이오드(LED)는 전류가 흐를 때 빛을 방출하는 반도체 장치입니다. 이 현상을 전계발광이라고 합니다. p-n 접합에 순방향 전압이 가해지면 n형 물질의 전자가 p형 물질의 정공과 재결합하여 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 빛의 특정 색상은 사용된 반도체 물질의 에너지 밴드갭에 의해 결정됩니다. 이 부품에서 녹색 빛은 인듐 갈륨 나이트라이드(InGaN) 칩에 의해 생성되고, 황색 빛은 알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AlInGaP) 칩에 의해 생성됩니다. 백색 확산 에폭시 렌즈는 칩을 캡슐화하여 기계적 보호를 제공하고, 광 출력 빔을 넓은 각도로 형성하며, 빛을 확산시켜 눈부심을 줄이고 균일한 외관을 만듭니다.

13. 산업 동향 및 발전

표시기 애플리케이션을 위한 SMD LED의 동향은 더 높은 효율(단위 전력당 더 많은 빛 출력), 더 조밀한 전자 제품을 위한 더 작은 패키지 크기, 증가된 통합을 지속적으로 향하고 있습니다. 단일 패키지의 다색 및 RGB LED가 더 일반화되어 풀 컬러 프로그래밍 가능성을 제공합니다. 또한 색상 일치가 중요한 애플리케이션의 요구를 충족시키기 위해 색상 일관성 개선 및 빈닝 사양 강화에 초점을 맞추고 있습니다. 더 나아가, 패키징 재료의 발전은 더 높은 온도 리플로우 프로파일에서의 신뢰성 향상 및 장기적인 루멘 유지 개선을 목표로 합니다. 설명된 부품은 자동화된 고신뢰성 제조에 적합한 표준화된 신뢰할 수 있는 SMD 형식으로 듀얼 컬러 기능을 제공함으로써 이러한 광범위한 동향에 부합합니다.