SMD LED 노란색 AlInGaP 칩 데이터시트 - 2.0x1.25x1.1mm - 2.4V - 62.5mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 초고휘도 알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AlInGaP) 칩을 사용하여 노란색 빛을 생성하는 표면 실장 장치(SMD) LED 램프의 사양을 상세히 설명합니다. 이 장치는 적외선 리플로우 솔더링을 포함한 자동화된 인쇄 회로 기판(PCB) 조립 공정을 위해 설계된 소형의 산업 표준 패키지에 장착되어 있습니다. 그 미니어처 크기는 다양한 전자 분야에서 공간이 제한된 애플리케이션에 적합합니다.

1.1 핵심 장점 및 특징

이 LED는 현대 전자 제조에서 사용성과 신뢰성을 향상시키는 몇 가지 주요 특징을 제공합니다:

• RoHS 준수:이 장치는 유해 물질 제한 지침을 충족하도록 제조되어 환경 안전성을 보장합니다.
• 고휘도 AlInGaP 칩:이 반도체 재료는 우수한 발광 강도로 효율적인 노란색 빛 방출을 제공합니다.
• 자동화 친화적 패키징:고속 픽 앤 플레이스 장비와 호환되는 7인치 직경 릴에 감긴 8mm 테이프에 공급됩니다.
• 표준화된 풋프린트:EIA(전자 산업 연합) 패키지 표준을 준수하여 설계 상호 운용성을 보장합니다.
• 집적 회로 호환성:표준 논리 레벨 출력에 의해 직접 구동될 수 있습니다.
• 리플로우 솔더링 가능:표면 실장 기술(SMT) 조립 라인에서 사용되는 표준 적외선(IR) 리플로우 솔더링 프로파일을 견딥니다.

1.2 목표 애플리케이션 및 시장

이 부품은 전자 장비 내에서 광범위한 지시등 및 백라이트 기능을 위해 설계되었습니다. 주요 적용 분야는 다음과 같습니다:

• 통신 장비:무전화, 휴대전화 및 네트워크 하드웨어의 상태 표시등.
• 컴퓨팅 및 사무 자동화:노트북 컴퓨터의 키패드 및 키보드 백라이트, 주변 장치의 상태 표시등.
• 소비자 및 가전 제품:전원, 모드 또는 기능 표시등.
• 산업 장비:기계 및 제어 시스템용 패널 표시등.
• 디스플레이 및 간판:소형 노란색 광원이 필요한 마이크로 디스플레이 및 상징 조명.

2. 심층 기술 파라미터 분석

이 섹션은 장치의 절대 한계 및 작동 특성에 대한 상세한 분석을 제공합니다. 달리 명시되지 않는 한 모든 파라미터는 주변 온도(Ta) 25°C에서 지정됩니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 신뢰할 수 있는 성능을 위해 이 한계 또는 그 근처에서의 작동은 권장되지 않습니다.

• 전력 소산(Pd):62.5 mW. 이는 패키지가 열로 방산할 수 있는 최대 전력량입니다.
• 연속 순방향 전류(IF):25 mA DC. 신뢰할 수 있는 작동을 위한 최대 정상 상태 전류입니다.
• 피크 순방향 전류:60 mA, 과도 서지를 처리하기 위해 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서만 허용됩니다.
• 역방향 전압(VR):5 V. 역방향 바이어스에서 이 전압을 초과하면 접합 파괴를 일으킬 수 있습니다.
• 작동 온도 범위:-30°C ~ +85°C. 정상적인 장치 작동을 위한 주변 온도 범위입니다.
• 보관 온도 범위:-40°C ~ +85°C. 전원이 공급되지 않을 때 장치의 안전한 온도 범위입니다.
• 솔더링 온도:리플로우 솔더링(무연 공정) 중 260°C에서 10초 동안 견딥니다.

2.2 전기-광학 특성

이는 지정된 테스트 조건(IF = 20mA, Ta = 25°C)에서 측정된 일반적인 성능 파라미터입니다.

• 발광 강도(Iv):28.0 ~ 180.0 밀리칸델라(mcd) 범위입니다. 실제 값은 특정 빈 코드에 따라 다릅니다(섹션 3 참조). CIE 명시적 눈 반응 곡선에 필터링된 센서를 사용하여 측정됩니다.
• 시야각(2θ1/2):130도. 이는 발광 강도가 축상 측정값의 절반으로 떨어지는 전체 각도로, 넓은 시야 원뿔을 나타냅니다.
• 피크 방출 파장(λP):588 nm. 방출 광 스펙트럼의 최고점에서의 파장입니다.
• 주 파장(λd):584.5 nm ~ 597.0 nm 범위입니다. 이는 CIE 색도도에서 도출된 색상(노란색)을 정의하는 것으로 인간의 눈이 인지하는 단일 파장입니다. 특정 값은 빈으로 분류됩니다.
• 스펙트럼 선 반폭(Δλ):15 nm. 최대 강도의 절반에서의 방출 스펙트럼 폭으로, 색 순도를 나타냅니다.
• 순방향 전압(VF):20mA에서 1.8V ~ 2.4V 사이입니다. 전류가 흐를 때 LED 양단에 걸리는 전압 강하입니다.
• 역방향 전류(IR):5V 역방향 바이어스가 인가될 때 최대 10 μA입니다.

2.3 열 고려 사항

제공된 데이터에 명시적으로 그래프로 표시되지는 않았지만, 열 관리는 정격에 암시적으로 포함되어 있습니다. 62.5mW 전력 소산 한계와 85°C 최대 작동 온도는 매우 중요합니다. Pd 정격을 초과하면 접합 온도가 상승하여, 가속된 광속 감소, 순방향 전압 변화 및 궁극적으로 장치 고장으로 이어질 수 있습니다. 설계자는 작동 중 접합 온도를 안전한 한계 내로 유지하기 위해 적절한 PCB 레이아웃과 필요한 경우 열 방출을 보장해야 합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

대량 생산에서 일관성을 보장하기 위해 LED는 주요 파라미터에 따라 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 색상, 밝기 및 전기적 특성에 대한 특정 요구 사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 순방향 전압(Vf) 빈닝

LED는 테스트 전류 20mA에서의 순방향 전압 강하에 따라 분류됩니다. 이는 전류 제한 회로 설계 및 일정 전압원으로 구동되는 다중 LED 어레이에서 균일한 밝기를 보장하는 데 중요합니다.

• 빈 코드 F2:VF = 1.80V ~ 2.10V (빈당 ±0.1V 허용 오차).
• 빈 코드 F3:VF = 2.10V ~ 2.40V (빈당 ±0.1V 허용 오차).

3.2 발광 강도(Iv) 빈닝

이 빈닝은 LED를 20mA에서 측정된 빛 출력 강도(밀리칸델라, mcd)에 따라 분류합니다.

• 빈 코드 N:28.0 - 45.0 mcd
• 빈 코드 P:45.0 - 71.0 mcd
• 빈 코드 Q:71.0 - 112.0 mcd
• 빈 코드 R:112.0 - 180.0 mcd

각 강도 빈에는 ±15%의 허용 오차가 적용됩니다.

3.3 색조(주 파장) 빈닝

이 분류는 인지되는 노란색의 색조를 정의하는 주 파장에 따라 LED를 분류하여 색상 일관성을 보장합니다.

• 빈 코드 H:584.5 - 587.0 nm
• 빈 코드 J:587.0 - 589.5 nm
• 빈 코드 K:589.5 - 592.0 nm
• 빈 코드 L:592.0 - 594.5 nm
• 빈 코드 M:594.5 - 597.0 nm

각 파장 빈에 대해 ±1nm의 엄격한 허용 오차가 유지됩니다.

4. 성능 곡선 분석

문서에서 특정 그래픽 데이터가 참조되지만, 이러한 장치의 일반적인 곡선은 다양한 조건에서의 동작에 대한 필수적인 통찰력을 제공합니다.

4.1 전류 대 전압(I-V) 특성

AlInGaP LED의 I-V 곡선은 표준 다이오드와 유사하게 비선형입니다. 순방향 전압(VF) 미만에서는 매우 적은 전류가 흐릅니다. VF에 도달하면 전압이 약간 증가해도 전류가 급격히 증가합니다. 이는 열 폭주를 방지하고 안정적인 빛 출력을 보장하기 위해 일정 전압이 아닌 일정 전류원으로 LED를 구동하는 것의 중요성을 강조합니다. 20mA에서의 일반적인 VF 범위인 1.8V ~ 2.4V는 구동 회로의 핵심 설계 파라미터입니다.

4.2 발광 강도 대 순방향 전류

빛 출력(발광 강도)은 상당한 범위에서 순방향 전류에 거의 비례합니다. 그러나 효율(와트당 루멘)은 특정 전류에서 정점을 이루고 더 높은 전류에서는 증가된 열 효과와 드루프로 인해 감소할 수 있습니다. 권장되는 20mA 테스트 전류 이하에서 작동하면 최적의 효율과 수명을 보장합니다.

4.3 온도 의존성

LED 성능은 온도에 민감합니다. 접합 온도가 증가함에 따라:

• 순방향 전압(VF):감소합니다. 이는 간단한 저항 제한 회로에서 전류 조절에 영향을 줄 수 있습니다.
• 발광 강도(Iv):감소합니다. 온도가 상승함에 따라 빛 출력이 떨어집니다.
• 주 파장(λd):약간 이동하여 미묘한 색상 변화를 일으킬 수 있습니다.

이러한 효과는 특히 고출력 또는 고주변 온도 애플리케이션에서 우수한 열 설계의 필요성을 강조합니다.

4.4 스펙트럼 분포

방출 스펙트럼은 588 nm(노란색)에서 피크를 이루며 상대적으로 좁은 15 nm의 반폭을 특징으로 합니다. 이는 우수한 색 채도를 나타냅니다. 인지되는 색상을 정의하는 주 파장(λd)은 서로 다른 생산 로트 간의 시각적 일관성을 보장하기 위해 신중하게 빈으로 분류됩니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 장치 치수 및 극성

LED 패키지는 공칭 치수를 가집니다. 캐소드는 일반적으로 장치의 해당 측면에 녹색 색조 또는 패키지의 노치로 표시됩니다. 올바른 기능을 보장하기 위해 조립 중 올바른 극성을 준수해야 합니다. 렌즈는 투명하여 AlInGaP 칩의 고유한 노란색 빛이 색상 필터링 없이 방출될 수 있습니다.

5.2 권장 PCB 부착 패드 레이아웃

신뢰할 수 있는 솔더링을 보장하기 위해 PCB용 권장 랜드 패턴(풋프린트)이 제공됩니다. 이 패턴은 좋은 솔더 필릿을 달성하고 기계적 안정성을 보장하며 적절한 리플로우 솔더링을 용이하게 하기 위한 적절한 패드 크기와 간격을 포함합니다. 이 권장 레이아웃을 준수하면 툼스토닝(한쪽 끝으로 부품이 서는 현상) 및 기타 솔더링 결함을 방지하는 데 도움이 됩니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 적외선 리플로우 솔더링 파라미터

이 장치는 무연(Pb-free) 적외선 리플로우 솔더링 공정과 호환됩니다. LED를 손상시키지 않고 성공적인 조립을 위한 제안된 프로파일이 중요합니다.

• 예열 구역:150°C ~ 200°C.
• 예열 시간:최대 120초로 온도를 점진적으로 상승시키고 플럭스를 활성화합니다.
• 피크 온도:최대 260°C. 장치는 제한된 시간 동안 이 온도를 견딜 수 있습니다.
• 액상선 이상 시간(피크에서):최대 10초. 장치는 이 기간 이상으로 피크 온도에 노출되어서는 안 되며, 리플로우는 두 번 이상 수행되어서는 안 됩니다.

이러한 파라미터는 JEDEC 표준과 일치합니다. 실제 프로파일은 보드 두께, 부품 밀도 및 솔더 페이스트 사양을 고려하여 특정 PCB 조립에 맞게 특성화되어야 합니다.

6.2 핸드 솔더링(필요한 경우)

수동 수리가 필요한 경우 극도의 주의가 필요합니다:

• 솔더링 아이언 온도:최대 300°C.
• 솔더링 시간:솔더 접합당 최대 3초.
• 빈도:열 응력을 최소화하기 위해 핸드 솔더링은 한 번만 수행해야 합니다.

6.3 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우, 플라스틱 패키지를 손상시키지 않도록 지정된 용제만 사용해야 합니다. 권장되는 세척제에는 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올이 포함됩니다. LED는 상온에서 1분 미만으로 침지해야 합니다. 지정되지 않은 화학 액체는 사용해서는 안 됩니다.

6.4 보관 및 취급 조건

정전기 방전(ESD) 민감도:명시적으로 고감도로 평가되지는 않았지만 주의가 필요합니다. 접지된 손목 스트랩 또는 방진 장갑을 사용한 취급이 권장됩니다. 정전기 또는 서지로 인한 손상을 방지하기 위해 모든 장비 및 작업대는 적절하게 접지되어야 합니다.

습기 민감도:이 장치는 습기 민감도 등급(MSL)을 가지고 있습니다. 개봉되어 주변 습도에 노출된 패키지의 경우:

• 리플로우는 일주일 이내에 완료되어야 합니다(MSL 3을 나타냄).
• 일주일 이상 보관할 경우, 장치는 건조제가 있는 밀폐 용기 또는 질소 환경에 보관해야 합니다.
• 원래 포장에서 꺼내어 일주일 이상 보관된 경우, 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 중 "팝콘 현상"을 방지하기 위해 솔더링 전 약 60°C에서 최소 20시간 동안 베이크아웃이 필요합니다.
• 개봉되지 않은, 건조제가 있는 방습 백은 ≤30°C 및 ≤90% 상대 습도에서 보관할 경우 1년의 유통 기한을 가집니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 사양

LED는 자동화 조립에 최적화된 포장 형식으로 공급됩니다:

• 테이프 폭:8 mm.
• 릴 직경:7인치(178 mm).
• 릴당 수량:3000개.
• 최소 주문 수량:잔여 수량의 경우 500개.
• 포켓 밀봉:빈 부품 포켓은 커버 테이프로 밀봉됩니다.
• 누락된 부품:사양당 최대 두 개의 연속 누락 LED가 허용됩니다.
• 표준:포장은 ANSI/EIA-481 사양을 준수합니다.

8. 애플리케이션 설계 권장 사항

8.1 회로 설계 고려 사항

전류 제한:LED는 전류 구동 장치입니다. 전압원에 연결할 때 직렬 전류 제한 저항 또는 전용 정전류 구동 회로가 필수적입니다. 저항 값은 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다: R = (Vsource - VF) / IF, 여기서 VF는 순방향 전압(안전을 위해 빈의 최대값 사용)이고 IF는 원하는 순방향 전류(예: 20mA)입니다.

병렬 연결:순방향 전압(Vf 빈닝)의 변동으로 인해 여러 LED를 단일 전류원에 직접 병렬로 연결하는 것은 일반적으로 권장되지 않습니다. Vf의 약간의 차이는 하나의 LED가 다른 LED보다 상당히 많은 전류를 끌어들이게 하여 불균일한 밝기와 잠재적인 과부하를 초래할 수 있습니다. 직렬 연결 또는 각 LED에 대한 개별 전류 제어가 선호됩니다.

역방향 전압 보호:LED는 역방향으로 최대 5V까지 견딜 수 있지만, 역방향 바이어스에 노출되는 것을 피하는 것이 좋은 관행입니다. AC 또는 양극성 회로에서는 병렬로 보호 다이오드(LED에 대해 역방향 바이어스)가 필요할 수 있습니다.

8.2 애플리케이션의 열 관리

고주변 온도 또는 최대 정격 전류 근처에서 작동하는 애플리케이션의 경우 다음을 고려하십시오:

• LED의 열 패드 아래에 열 비아가 있는 PCB를 사용하여 열을 다른 층이나 방열판으로 전도합니다.
• 방열판 역할을 하도록 LED의 솔더 패드에 연결된 PCB에 충분한 구리 면적을 제공합니다.
• 접합 온도를 한계 내로 유지하기 위해 주변 온도가 25°C 이상 증가함에 따라 최대 작동 전류를 감액합니다.

8.3 광학 통합

넓은 130도의 시야각은 이 LED가 넓은 가시성이 필요한 애플리케이션에 적합하게 만듭니다. 집중되거나 지시된 빛의 경우 외부 렌즈 또는 도광판이 사용될 수 있습니다. 투명한 렌즈는 방출된 노란색 빛의 흡수를 최소화합니다.

9. 신뢰성 및 애플리케이션 범위 면책 조항

이 장치는 사무실, 통신 및 가전 제품을 포함한 표준 상업 및 산업 전자 장비에서 사용하기 위한 것입니다. 고장이 안전, 건강 또는 생명을 위협할 수 있는 예외적인 신뢰성이 필요한 애플리케이션(예: 항공, 운송, 의료 또는 중요한 안전 시스템)의 경우, 설계 도입 전 부품 제조업체와의 특정 협의 및 자격 인증이 필수적입니다. 표준 제품 사양은 이러한 고신뢰성 애플리케이션에 충분하지 않을 수 있습니다.