SMD LED 0603 노란색 AlInGaP 데이터시트 - 치수 1.6x0.8x0.6mm - 전압 1.8-2.4V - 전력 72mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

이 문서는 초소형 0603 패키지 형식의 표면 실장 장치(SMD) 발광 다이오드(LED)에 대한 사양을 상세히 설명합니다. 이 장치는 자동화된 인쇄 회로 기판(PCB) 조립 공정을 위해 설계되어 대량 생산에 적합합니다. 그 컴팩트한 크기는 보드 공간이 귀중한 공간 제약이 있는 응용 분야에 이상적입니다.

1.1 핵심 장점 및 타겟 시장

이 LED의 주요 장점은 현대 전자 제조에서 표준인 자동화 피크 앤 플레이스 장비 및 적외선(IR) 리플로우 솔더링 공정과의 호환성을 포함합니다. 이는 RoHS(유해 물질 제한)를 포함한 관련 산업 표준을 준수합니다. 장치는 생산 라인에서 효율적인 취급을 위해 테이프 및 릴에 포장되어 공급됩니다.

타겟 응용 분야는 광범위하여 통신(예: 라우터, 전화기의 상태 표시등), 사무 자동화(예: 키보드 백라이트, 패널 표시등), 가전 제품, 산업 장비 및 신호, 심볼, 실내 간판을 위한 다양한 조명 응용 분야를 포함합니다. 그 주요 기능은 상태 표시기 또는 저수준 조명 소스입니다.

2. 기술 파라미터: 심층적 객관적 해석

이 섹션은 표준 테스트 조건(Ta=25°C)에서 LED의 주요 성능 파라미터에 대한 상세하고 객관적인 분석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이는 연속 작동을 위한 것이 아닙니다.

• 전력 소산(Pd):72 mW. 이는 LED 패키지가 성능이나 신뢰성을 저하시키지 않고 열로 방산할 수 있는 최대 전력량입니다.
• 연속 순방향 전류(IF):30 mA DC. 적용할 수 있는 최대 정상 상태 전류입니다.
• 피크 순방향 전류:80 mA이지만, 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서만 허용됩니다. 이는 짧고 고강도의 섬광을 가능하게 합니다.
• 역방향 전압(VR):5 V. 역방향 바이어스에서 이 전압을 초과하면 즉시 고장이 발생할 수 있습니다.
• 작동 온도 범위:-40°C ~ +85°C. LED가 사양 내에서 작동이 보장되는 주변 온도 범위입니다.
• 보관 온도 범위:-40°C ~ +100°C. 비작동 상태의 보관을 위한 온도 범위입니다.

2.2 전기-광학 특성

이는 순방향 전류(IF) 20 mA에서 측정된 일반적인 성능 파라미터입니다.

• 광도(Iv):최소 140.0 mcd에서 최대 450.0 mcd까지 범위입니다. 실제 값은 생산 빈(섹션 3 참조)에 따라 다릅니다. 이는 인간의 눈이 인지하는 밝기의 척도입니다.
• 시야각(2θ1/2):약 110도입니다. 이는 광도가 피크(축상) 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도입니다. 110도 각도는 비교적 넓은 시야 패턴을 나타냅니다.
• 피크 파장(λP):일반적으로 591 nm로, 가시 스펙트럼의 노란색 영역에 위치합니다.
• 주 파장(λd):584.5 nm에서 594.5 nm 사이로 지정됩니다. 이는 LED의 색상과 가장 잘 일치하는 인간의 눈이 인지하는 단일 파장입니다.
• 스펙트럼 대역폭(Δλ):약 15 nm입니다. 이는 피크 주변에서 방출되는 파장의 확산을 정의하여 색순도에 영향을 미칩니다.
• 순방향 전압(VF):20 mA에서 1.8 V에서 2.4 V 사이입니다. 이는 LED가 작동할 때 걸리는 전압 강하입니다. 개별 유닛의 허용 오차는 빈 값에서 +/-0.1V입니다.
• 역방향 전류(IR):VR=5V에서 최대 10 μA입니다. 이는 역방향 바이어스 조건에서의 누설 전류입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산의 일관성을 보장하기 위해 LED는 주요 파라미터를 기준으로 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 응용 분야에서 색상 및 밝기 균일성에 대한 특정 요구 사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 순방향 전압(VF) 빈닝

LED는 세 개의 전압 빈(D2, D3, D4)으로 분류되며, 각각 0.2V 범위를 가집니다. 이는 특히 여러 LED가 직렬로 연결될 때 균일한 전류 분배를 보장하기 위해 전류 제한 회로를 설계하는 데 중요합니다.

3.2 광도(Iv) 빈닝

강도는 다섯 개의 빈(R2, S1, S2, T1, T2)으로 분류되며, 최소값은 140.0 mcd에서 355.0 mcd까지 범위입니다. 이를 통해 필요한 밝기 수준에 따라 선택할 수 있습니다. 각 빈 내에서 +/-11%의 허용 오차가 적용됩니다.

3.3 주 파장(WD) 빈닝

색상 일관성은 584.5 nm에서 594.5 nm까지의 범위를 포함하는 네 개의 파장 빈(H, J, K, L)을 통해 관리됩니다. 이는 조립에 사용된 모든 LED에서 균일한 노란색 색조를 보장합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에서 특정 그래프가 참조되지만, 그 함의는 설계에 매우 중요합니다.

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압(I-V 곡선)

I-V 특성은 비선형입니다. 일반적인 VF를 약간 초과하는 전압 증가는 크고 잠재적으로 파괴적인 전류 증가로 이어질 수 있습니다. 따라서 LED는 정전압 소스가 아닌 전류 제한 소스에 의해 구동되어야 합니다.

4.2 광도 대 순방향 전류

광 출력은 일반적으로 순방향 전류에 비례하지만, 매우 높은 전류에서는 이 관계가 비선형이 될 수 있습니다. 권장 20mA 이하에서 작동하면 안정적인 성능과 장수명을 보장합니다.

4.3 온도 의존성

LED 성능은 온도에 민감합니다. 일반적으로 순방향 전압은 온도 증가에 따라 감소하고, 발광 효율(단위 전력당 광 출력)도 감소합니다. 이는 넓은 주변 온도 범위에서 작동하는 응용 분야에 대해 고려되어야 합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

장치는 표준 0603(1.6mm x 0.8mm) 풋프린트를 준수합니다. 일반적인 높이는 약 0.6mm입니다. 정확한 PCB 랜드 패턴 설계를 위해 상세 치수 도면을 참조해야 합니다.

5.2 극성 식별

캐소드는 일반적으로 장치에 표시되며, 종종 렌즈의 해당 측면에 녹색 틴트나 패키지의 노치로 표시됩니다. PCB 풋프린트는 잘못된 배치를 방지하기 위해 극성 표시기(예: 점 또는 "K" 표시)를 포함해야 합니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 권장 IR 리플로우 프로파일

데이터시트는 무연 공정에 대해 J-STD-020B를 준수하는 프로파일을 권장합니다. 주요 파라미터는 다음과 같습니다:

• 예열:150-200°C에서 최대 120초 동안 보드와 부품을 점진적으로 가열합니다.
• 피크 온도:최대 260°C.
• 액상선 이상 시간(TAL):최대 10초로 권장되며, 리플로우 공정은 두 번 이상 수행해서는 안 됩니다.

이러한 파라미터는 열 충격, 솔더 접합 결함 또는 LED 내부 구조 손상을 방지하는 데 중요합니다.

6.2 보관 조건

LED는 습기 민감 장치(MSD)입니다.

• 밀봉 패키지:≤30°C 및 ≤70% RH에서 보관하십시오. 포장일로부터 1년 이내에 사용하십시오.
• 개봉 패키지:≤30°C 및 ≤60% RH에서 보관하십시오. 주변 공기에 168시간 이상 노출된 경우, 리플로우 중 "팝콘 현상"을 방지하기 위해 솔더링 전에 60°C에서 최소 48시간 베이크아웃이 필요합니다.

6.3 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우, 상온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올과 같은 지정된 용매만 1분 미만으로 사용하십시오. 지정되지 않은 화학 물질은 에폭시 렌즈나 패키지를 손상시킬 수 있습니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 포장 사양

LED는 12mm 너비의 엠보싱 캐리어 테이프에 공급되며, 7인치(178mm) 직경의 릴에 감겨 있습니다. 각 릴에는 4000개가 들어 있습니다. 테이프 포켓은 운송 및 취급 중 부품을 보호하기 위해 커버 테이프로 밀봉됩니다.

7.2 파트 넘버 해석

파트 넘버(예: LTST-010KSKT)는 일반적으로 패키지 크기(0603의 경우 010), 렌즈 색상(투명의 경우 K), 및 칩 재료/색상(SKT는 특정 AlInGaP 노란색 포뮬레이션을 나타낼 가능성이 높음)에 대한 정보를 인코딩합니다. 정확한 디코딩은 제조사의 명명법 가이드로 확인해야 합니다.

8. 응용 제안

8.1 일반적인 응용 회로

LED는 전류 구동 장치입니다. 가장 일반적인 구동 방법은 직렬 전류 제한 저항을 사용하는 것입니다. 저항 값(R)은 옴의 법칙을 사용하여 계산됩니다: R = (Vcc - VF) / IF, 여기서 Vcc는 공급 전압, VF는 LED 순방향 전압(신뢰성을 위해 빈의 최대값 사용), IF는 원하는 순방향 전류(예: 20mA)입니다. 일정한 Vcc 또는 온도 범위에서 일정한 밝기를 위해서는 정전류 구동 회로를 권장합니다.

8.2 설계 고려사항

• 열 관리:전력 소산이 낮지만, 패드 주변에 적절한 PCB 구리 면적을 확보하면 열을 방산하는 데 도움이 되며, 특히 높은 주변 온도나 더 높은 전류로 구동할 때 중요합니다.
• ESD 보호:LED는 정전기 방전에 민감할 수 있습니다. 조립 중 표준 ESD 취급 주의 사항을 준수해야 합니다.
• 광학 설계:넓은 110도 시야각은 표시등을 다양한 각도에서 볼 필요가 있는 응용 분야에 적합합니다. 더 지시된 빛을 위해서는 2차 광학(렌즈)가 필요할 수 있습니다.

9. 기술 비교 및 차별화

기존의 스루홀 LED와 비교하여, 이 SMD 타입은 상당한 장점을 제공합니다: 훨씬 작은 크기, 자동화 조립 적합성(비용 절감), 리드선 부재로 인한 더 나은 신뢰성, 양면 PCB 조립과의 호환성. SMD LED 패밀리 내에서 0603 패키지는 소형화와 취급/제조 용이성 사이의 균형을 제공하며, 0402보다 크지만 0805 패키지보다 작습니다. 노란색 빛을 위한 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 기술 사용은 일반적으로 GaP 위의 GaAsP와 같은 오래된 기술에 비해 더 높은 효율과 더 나은 온도 안정성을 제공합니다.

10. 자주 묻는 질문(기술 파라미터 기반)

10.1 이 LED를 3.3V 또는 5V 마이크로컨트롤러 핀에서 직접 구동할 수 있나요?

아니요, 직접은 안 됩니다.마이크로컨트롤러 GPIO 핀은 전압 소스이며 전류 소스가 아닙니다. LED를 직접 연결하면 핀의 내부 저항과 LED의 동적 저항에 의해서만 제한되는 전류를 끌어오려 시도하여 절대 최대 전류를 초과하고 LED를 파괴할 가능성이 높습니다. 항상 직렬 전류 제한 저항이나 전용 LED 드라이버를 사용하십시오.

10.2 광도(140-450 mcd) 범위가 왜 이렇게 넓나요?

이 범위는 모든 생산 빈에 걸친 총 분포를 나타냅니다. 특정 빈 코드(예: T2)를 지정함으로써 훨씬 더 좁은 강도 범위(355-450 mcd)의 LED를 확보하여 제품에서 일관된 밝기를 보장할 수 있습니다. 빈닝 시스템은 다른 밝기 요구 사항에 대해 다른 빈을 사용함으로써 비용 최적화를 가능하게 합니다.

10.3 표준 리드 솔더링 프로파일로 이 LED를 솔더링하면 어떻게 되나요?

리드 솔더링 프로파일은 더 높은 피크 온도(종종 > 260°C)를 가집니다. 권장 260°C 피크를 초과하면 여러 문제를 일으킬 수 있습니다: 에폭시 렌즈의 열화(황변), 패키지 내부 와이어 본드 손상, 또는 조기 고장으로 이어지는 열 응력. 항상 권장 무연 또는 신중하게 제어된 저온 프로파일을 사용하십시오.

11. 실용적인 설계 및 사용 사례

사례: 네트워크 스위치용 상태 표시 패널 설계

설계자는 네트워크 스위치 전면 패널의 포트 활동 표시등을 위해 여러 개의 노란색 상태 LED가 필요합니다. 패널은 공간 제약이 있어 작은 부품이 필요합니다. 0603 패키지가 선택됩니다. 균일한 외관을 보장하기 위해 설계자는 BOM(자재 명세서)의 모든 LED에 대해 단일 파장 빈(예: K: 589.5-592.0 nm)과 단일 강도 빈(예: S2: 224-280 mcd)을 지정합니다. 구동 회로는 3.3V 레일을 사용합니다. VF가 2.2V(중간 빈 D3)이고 목표 IF가 20mA라고 가정하면, 전류 제한 저항은 R = (3.3V - 2.2V) / 0.020A = 55 옴으로 계산됩니다. 표준 56옴 저항이 선택됩니다. PCB 랜드 패턴은 데이터시트의 권장 패드 레이아웃에 따라 설계되어 리플로우 중 신뢰할 수 있는 솔더링과 적절한 자체 정렬을 보장합니다.

12. 동작 원리 소개

LED는 반도체 다이오드입니다. 순방향 전압이 인가되면 n형 반도체의 전자와 p형 반도체의 정공이 활성 영역(접합)으로 주입됩니다. 전자가 정공과 재결합할 때 에너지가 방출됩니다. LED에서는 이 에너지가 광자(빛)의 형태로 방출됩니다. 빛의 특정 파장(색상)은 활성 영역에 사용된 반도체 재료의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. 이 노란색 LED의 경우 재료 시스템은 AlInGaP이며, 이는 노란색 빛(~590 nm)에 해당하는 밴드갭을 가집니다. 투명 에폭시 렌즈는 칩을 캡슐화하고 기계적 보호를 제공하며 광 출력 빔을 형성하는 데 도움을 줍니다.

13. 기술 트렌드

SMD LED의 일반적인 트렌드는 몇 가지 주요 영역을 향해 진행되고 있습니다:

1. 효율 증가:지속적인 재료 과학 개선(더 나은 AlInGaP 및 InGaN 에피택시와 같은)으로 와트당 더 많은 루멘(lm/W)을 생산하여 동일한 광 출력에 대한 전력 소비를 줄입니다.
2. 소형화:패키지는 계속 축소(예: 0402, 0201)되어 더 작은 최종 제품을 가능하게 하지만, 이는 열 관리 및 취급에 도전 과제를 제시합니다.
3. 더 높은 신뢰성 및 안정성:포장 재료 및 공정의 개선으로 더 긴 수명과 온도 및 시간에 따른 더 나은 성능 일관성을 가져옵니다.
4. 통합 솔루션:내장 전류 제한 저항 또는 심지어 동일 패키지에 간단한 드라이버 IC가 있는 LED로의 이동이 있어 최종 사용자를 위한 회로 설계를 단순화합니다.
5. 색상 일관성:더 엄격한 빈닝 허용 오차와 개선된 제조 공정으로 생산 배치 전반에 걸친 색상 균일성이 지속적으로 향상되고 있습니다.

이 특정 0603 AlInGaP 노란색 LED는 이 진화하는 기술 환경 내에서 성숙하고 신뢰할 수 있으며 비용 효율적인 솔루션을 나타냅니다.