SMD LED 0201 화이트/옐로우 - 패키지 0.6x0.3x0.3mm - 전압 2.6-3.2V - 전력 96mW - 한국어 데이터시트

1. 제품 개요

본 문서는 0201 패키지 크기의 초소형 표면실장 장치(SMD) 발광 다이오드(LED)에 대한 사양을 상세히 설명합니다. 이 LED는 자동화된 인쇄회로기판(PCB) 조립 공정을 위해 설계되었으며, 부품 밀도가 중요한 공간 제약이 있는 애플리케이션에 이상적입니다. 이 특정 파트 넘버의 주요 발광 색상은 노란색 렌즈가 적용된 화이트로, 특정 색도점을 제공합니다.

이 부품의 핵심 장점은 극도로 작은 점유 면적, 대량 생산용 픽 앤 플레이스 장비와의 호환성, 그리고 무연 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정에 적합하다는 점입니다. 이 부품은 유해물질 제한(RoHS) 준수 표준을 충족하도록 제작되었습니다.

목표 시장과 애플리케이션은 통신 장비, 사무 자동화 장치, 가전 제품, 산업 제어 시스템 및 다양한 소비자 가전을 포함하여 광범위합니다. 일반적인 용도로는 상태 표시등, 전면 패널의 백라이트, 그리고 낮은 수준의 신호 또는 심볼 조명이 있습니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이러한 조건에서의 동작은 보장되지 않습니다.

• 전력 소산 (Pd):96 mW. 이는 LED 패키지가 열적 한계를 초과하지 않고 열로 소산할 수 있는 최대 전력량입니다.
• 피크 순방향 전류 (I_F(피크)):100 mA. 이는 최대 허용 순간 순방향 전류로, 일반적으로 과열을 방지하기 위해 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서 지정됩니다.
• DC 순방향 전류 (I_F):30 mA. 이는 신뢰할 수 있는 장기 운전을 위해 권장되는 최대 연속 순방향 전류입니다.
• 동작 온도 범위 (T_opr):-40°C ~ +85°C. LED가 정상적으로 기능하도록 설계된 주변 온도 범위입니다.
• 보관 온도 범위 (T_stg):-40°C ~ +100°C. 전원이 공급되지 않은 상태에서 장치를 보관할 수 있는 온도 범위입니다.

2.2 전기-광학 특성

이 파라미터들은 별도로 명시되지 않는 한, 표준 주변 온도(T_a) 25°C 및 순방향 전류(I_F) 20 mA에서 측정됩니다.

• 광도 (I_V):1500 - 2900 mcd (밀리칸델라). 이는 주 시야 방향으로 방출되는 가시광선의 양을 정의합니다. 넓은 범위는 빈닝 시스템이 사용됨을 나타냅니다(섹션 3 참조). 측정은 CIE 표준 명시(인간 눈) 반응과 일치하도록 필터링된 센서를 사용합니다.
• 시야각 (2θ_1/2):110도 (전형적). 이는 광도가 피크 축 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도입니다. 110° 각도는 집속된 빔보다는 영역 조명에 적합한 넓고 확산된 방출 패턴을 나타냅니다.
• 색도 좌표 (x, y):(0.3100, 0.3100) 전형적. CIE 1931 색도도상의 이 좌표는 방출되는 백색광의 정확한 색상점을 정의합니다. 이 점은 특정 상관 색온도(CCT)를 가진 화이트에 해당합니다.
• 순방향 전압 (V_F):20mA에서 2.6 V (최소) - 3.2 V (최대). 지정된 전류가 흐를 때 LED 양단에 걸리는 전압 강하입니다. 이 범위는 구동 회로 설계에 매우 중요합니다.
• 역방향 전류 (I_R):V_R= 5V에서 10 μA (최대). 역방향 전압이 인가될 때의 작은 누설 전류입니다.중요:이 장치는 역바이어스 동작을 위해 설계되지 않았습니다; 이 파라미터는 테스트 목적으로만 사용됩니다.

3. 빈닝 시스템 설명

대량 생산에서 일관성을 보장하기 위해 LED는 성능 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 특정 전압, 밝기 및 색상 요구 사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 순방향 전압 (V_F) 빈닝

LED는 20mA에서의 순방향 전압 강하를 기준으로 분류됩니다.

• 빈 D8: V_F= 2.6V ~ 2.9V
• 빈 D9: V_F= 2.9V ~ 3.2V
• 각 빈 내 허용 오차는 ±0.10V입니다.

3.2 광도 (I_V) 빈닝

LED는 광 출력 전력을 기준으로 분류됩니다.

• 빈 X1: I_V= 1500.0 mcd ~ 2100.0 mcd
• 빈 X2: I_V= 2100.0 mcd ~ 2900.0 mcd
• 각 빈 내 허용 오차는 ±11%입니다.

3.3 색상 (색도) 빈닝

색상 일관성에 있어 가장 중요한 빈닝입니다. LED는 네 개의 (x, y) 좌표점으로 정의된 CIE 색도도상의 특정 사각형 영역으로 분류됩니다.

• 정의된 빈:Y2, W1, X1, W2. 각 빈 코드는 색상 차트상의 특정 영역을 나타냅니다.
• 전형적인 색도점 (0.3100, 0.3100)은 이 정의된 영역 내에 속합니다.
• 각 색조 빈(x, y 좌표)에 대한 허용 오차는 ±0.01입니다.

이 다차원 빈닝(V_F, I_V, 색상)은 동일한 생산 배치의 LED가 전기적 및 광학적 특성이 밀접하게 일치하도록 보장하며, 이는 백라이트 어레이나 상태 표시등 클러스터와 같이 균일한 외관이 필요한 애플리케이션에 필수적입니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에서 특정 그래픽 곡선이 참조되지만, 그 함의는 표준적입니다.

• 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선):이 곡선은 지수적입니다. 20mA에서 지정된 V_F가 동작점입니다. 전압의 작은 증가는 전류의 큰 증가로 이어지므로, 열 폭주를 방지하기 위해 전류 제한 회로(예: 직렬 저항 또는 정전류 드라이버)가 필요합니다.
• 광도 대 순방향 전류:광 출력은 일반적으로 동작 범위 내에서 순방향 전류에 비례합니다. 그러나 매우 높은 전류에서는 열 증가로 인해 효율이 떨어질 수 있습니다.
• 광도 대 주변 온도:LED 광 출력은 일반적으로 접합 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 온도 범위의 상한(85°C)에서 동작하면 25°C에서보다 낮은 광도를 보입니다. 이 디레이팅은 열 설계 시 고려되어야 합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

이 장치는 EIA 표준 0201 패키지 외형을 따릅니다. 주요 치수(밀리미터)는 다음과 같습니다:

• 패키지 길이: 0.6 mm (허용 오차 ±0.2 mm)
• 패키지 너비: 0.3 mm (허용 오차 ±0.2 mm)
• 패키지 높이: 0.3 mm (허용 오차 ±0.2 mm)

렌즈 색상은 노란색으로, 방출된 백색광을 필터링하여 최종 색도를 달성합니다. 캐소드는 일반적으로 테이프 및 릴 상의 표시 또는 특정 패드 형상으로 식별됩니다.

5.2 권장 PCB 랜드 패턴

적외선 또는 증기상 리플로우 솔더링을 위한 권장 솔더 패드 레이아웃이 제공됩니다. 이 패턴은 신뢰할 수 있는 솔더 접합 형성, 리플로우 중 적절한 자체 정렬 및 충분한 기계적 강도를 보장하도록 설계되었습니다. 권장 랜드 패턴을 따르는 것은 특히 이러한 초소형 부품에서 툼스토닝(부품이 세워짐) 또는 불량 솔더 접합을 방지하는 데 중요합니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드

6.1 IR 리플로우 솔더링 프로파일

이 부품은 J-STD-020B에 따른 무연(Pb-free) IR 리플로우 공정과 호환됩니다. 일반적인 프로파일은 다음과 같습니다:

• 예열:150-200°C에서 최대 120초 동안 서서히 온도를 상승시키고 플럭스를 활성화합니다.
• 피크 온도:최대 260°C. 액상선 온도(무연 솔더의 경우 일반적으로 ~217°C) 이상의 시간은 제어되어야 합니다.
• 총 솔더링 시간:피크 온도에서 최대 10초, 최대 두 번의 리플로우 사이클이 허용됩니다.

참고:최적의 프로파일은 특정 PCB 어셈블리(보드 두께, 레이어 수, 다른 부품, 솔더 페이스트)에 따라 다릅니다. 제공된 프로파일은 목표값이며, 공정 특성화가 필요합니다.

6.2 수동 솔더링 (필요한 경우)

수동 리워크가 필요한 경우, 각별한 주의가 필요합니다:

• 인두기 온도:최대 300°C.
• 접촉 시간:접합당 최대 3초.
• 제한:단 한 번의 솔더링 사이클만 가능합니다. 열 질량이 매우 낮아 과열에 취약합니다.

6.3 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우, 플라스틱 패키지나 렌즈를 손상시키지 않도록 지정된 용제만 사용해야 합니다.

• 권장:에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올.
• 공정:상온에서 1분 미만 담급니다. 패키지에 안전한 것으로 확인되지 않는 한 초음파 세척을 사용하지 마십시오.
• 피해야 할 것:지정되지 않았거나 공격적인 화학 세척제.

7. 포장 및 취급

7.1 테이프 및 릴 사양

부품은 자동화 처리를 위한 산업 표준 엠보싱 캐리어 테이프에 공급됩니다.

• 릴 크기:직경 7인치 (178 mm).
• 테이프 너비:12 mm.
• 릴당 수량:4000개 (풀 릴).
• 최소 주문 수량 (MOQ):부분 릴의 경우 500개.
• 포장은 ANSI/EIA-481 사양을 준수합니다. 테이프에는 부품을 보호하는 커버가 있습니다.

7.2 습기 민감도 및 보관

플라스틱 패키지는 습기에 민감합니다(MSL).

• 밀봉 백 (건조제 포함):≤30°C 및 ≤70% RH에서 보관합니다. 백 밀봉 날짜로부터 유통 기한은 1년입니다.
• 백 개봉 후:\"플로어 라이프\"가 시작됩니다. ≤30°C 및 ≤60% RH에서 보관하십시오.
• 중요 시간 제한:백 개봉 후 주변 공장 조건에 노출된 지168시간 (7일)이내에 IR 리플로우 솔더링을 거쳐야 합니다.
• 장기 보관 (개봉 후):건조제가 들어 있는 밀폐 용기 또는 질소 데시케이터에 보관하십시오.
• 플로어 라이프 초과 시:부품이 168시간 이상 노출된 경우, 솔더링 전 흡수된 수분을 제거하고 \"팝콘 현상\"(리플로우 중 패키지 균열)을 방지하기 위해 약 60°C에서 최소 48시간 베이킹해야 합니다.

8. 애플리케이션 가이드라인 및 설계 고려사항

8.1 드라이버 회로 설계

지수적인 I-V 특성으로 인해, 표시등 애플리케이션에는 간단한 직렬 저항이 가장 일반적인 구동 방법입니다. 저항 값(R_직렬)은 다음과 같이 계산됩니다: R_직렬= (V_공급- V_F) / I_F. 데이터시트의 최대 V_F(3.2V)를 사용하여 낮은 V_F 부품에서도 전류가 20mA를 초과하지 않도록 보장하십시오. 일정한 밝기가 필요하거나 여러 LED를 직렬로 구동하는 애플리케이션의 경우 정전류 드라이버를 권장합니다.

8.2 열 관리

전력 소산이 낮지만(최대 96mW), 작은 패키지는 열을 발산하는 능력이 제한적입니다. 열 패드(있는 경우) 또는 솔더 접합에 연결된 PCB 상에 충분한 구리 면적을 확보하여 방열판 역할을 하도록 하십시오. 열 분석 없이 높은 주변 온도에서 절대 최대 전류(30mA DC)로 동작하는 것을 피하십시오.

8.3 광학 통합

넓은 110° 시야각은 이 LED가 작은 영역이나 라이트 파이프를 조명하는 데 적합하게 만듭니다. 라이트 가이드로의 최적 광 결합을 위해 LED의 방출 패턴과 가이드의 수용각을 고려하십시오. 노란색 렌즈는 내장형 확산기/색상 필터 역할을 합니다.

9. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 이 LED를 5V 또는 3.3V 논리 출력으로 직접 구동할 수 있나요?

A: 아니요. 직렬 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 5V를 직접 연결하면 치명적인 과전류가 발생합니다. 5V 공급 전압과 20mA 목표 전류, 최대 V_F 3.2V를 사용하면, R = (5V - 3.2V) / 0.02A = 90Ω (표준 91Ω 또는 100Ω 저항 사용).

Q: 색상 빈닝이 왜 그렇게 중요하나요?

A: 인간의 눈은 특히 여러 LED가 나란히 보일 때 화이트 포인트의 미세한 차이에 매우 민감합니다. 다른 색상 빈의 LED를 사용하면 어레이에서 눈에 띄게 얼룩덜룩하거나 고르지 않은 외관이 나타날 수 있습니다.

Q: 솔더링 전 168시간 플로어 라이프를 초과하면 어떻게 되나요?

A: 흡수된 수분이 리플로우의 급격한 가열 중에 증기로 변할 수 있으며, 이는 내부 박리 또는 플라스틱 패키지 균열(\"팝콘 현상\")을 유발하여 즉각적이거나 잠재적인 고장으로 이어질 수 있습니다. 이 수분을 제거하기 위한 베이킹은 필수입니다.

Q: 이 LED는 실외 또는 자동차 애플리케이션에 적합한가요?

A: 동작 온도 범위(-40°C ~ +85°C)는 많은 환경을 포함합니다. 그러나 데이터시트는 이 제품이 \"일반 전자 장비\"용으로 지정되어 있습니다. 높은 신뢰성 요구사항, 극한 환경 스트레스(UV, 습도, 열 사이클) 또는 안전 관련 기능(자동차, 의료, 항공)이 있는 애플리케이션의 경우 제조업체와의 협의 및 추가 적격성 테스트가 필수적입니다. 이 표준 상용 등급 LED는 그러한 용도에 필요한 신뢰성 인증을 가지고 있지 않을 수 있습니다.

10. 설계 및 사용 사례 예시

시나리오: 휴대용 블루투스 모듈의 상태 표시등

설계자가 소형 블루투스 오디오 모듈을 제작 중입니다. 보드 공간이 극도로 제한적입니다. \"전원 켜짐\" 및 \"페어링\" 상태를 표시할 작고 저전력 LED가 필요합니다.

• 부품 선택:최소한의 점유 면적(0.6x0.3mm) 때문에 이 0201 LED가 선택되었습니다.
• 회로 설계:모듈은 3.7V 리튬 이온 배터리로 구동됩니다. 마이크로컨트롤러의 GPIO 핀(20mA 공급 가능)이 LED를 구동합니다. 직렬 저항 계산: R = (3.7V - 2.9V_전형) / 0.02A = 40Ω. 39Ω 저항이 선택되어 약 20.5mA의 전류가 흐르며, 이는 사양 내에 있습니다.
• PCB 레이아웃:권장 랜드 패턴이 사용됩니다. 솔더링을 돕기 위해 패드에 작은 써멀 릴리프 연결이 사용되지만, 방열을 위한 접지 평면과의 일부 열 연결은 유지됩니다.
• 조립:전체 PCB 어셈블리는 무연 솔더 페이스트를 사용하고 JEDEC 리플로우 프로파일을 따릅니다. LED는 생산 라인이 준비될 때까지 밀봉 백에 보관되어 플로어 라이프를 초과하지 않도록 합니다.
• 결과:최소한의 보드 면적과 전력을 소비하면서 모든 설계 요구 사항을 충족하는 신뢰할 수 있고 밝은 상태 표시등입니다.

11. 기술 원리 소개

LED는 반도체 다이오드입니다. 단자에 순방향 전압이 인가되면(애노드가 캐소드에 비해 양극), 활성 영역 내에서 n형 반도체 물질의 전자가 p형 물질의 정공과 재결합합니다. 이 재결합은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 빛의 특정 파장(색상)은 사용된 반도체 물질의 에너지 밴드갭에 의해 결정됩니다.

이 부품과 같은 \"화이트\" LED는 일반적으로 형광체 층으로 코팅된 청색 또는 자외선 LED 칩을 사용하여 생성됩니다. 칩의 기본 빛이 형광체를 여기시키면, 형광체는 더 넓은 스펙트럼으로 빛을 재방출하여 결합하여 백색광을 생성합니다. 노란색 렌즈는 이 출력을 더 수정하여 백색광 스펙트럼상의 지정된 색도 좌표를 달성합니다.

12. 산업 동향 및 맥락

0201 패키지는 PCB 상의 소형화 및 기능 밀도 증가를 향한 전자 산업의 지속적인 추세를 나타냅니다. 스마트폰, 웨어러블 및 IoT 센서와 같은 소비자 장치가 더 작아짐에 따라 초소형 수동 및 능동 부품에 대한 수요가 증가하고 있습니다.

이러한 부품에 영향을 미치는 주요 동향은 다음과 같습니다:

• 고급 패키징:점점 더 작은 점유 면적에서 열 성능과 신뢰성 향상.
• 더 높은 효율:단위 전기 입력 전력(와트)당 더 많은 광 출력(루멘) 제공, 에너지 소비 및 열 발생 감소.
• 더 엄격한 빈닝:디스플레이 및 조명 애플리케이션이 더 높은 색상 균일성을 요구함에 따라 색도 및 광도 빈에 대한 허용 오차가 계속해서 엄격해지고 있습니다.
• 자동화 호환성:부품은 고속, 고정밀 픽 앤 플레이스 머신을 위해 설계되어야 하며, 신뢰할 수 있는 테이프 및 릴 포장은 공급망의 중요한 부분입니다.

이 부품은 이 생태계 내에 위치하여 컴팩트한 설계를 가능하게 하면서도 광범위한 표시등 및 저수준 조명 애플리케이션에 필요한 성능 파라미터를 제공합니다.