SMD 노란색 LED 595nm 데이터시트 - EIA 패키지 - 30mA - 75mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 고성능 표면실장 노란색 LED의 사양을 상세히 설명합니다. 이 소자는 초고휘도 AlInGaP 칩 기술을 활용하여 컴팩트한 산업 표준 패키지에서 높은 발광 강도를 제공합니다. 자동화 조립 공정(적외선 리플로우 솔더링 포함)과의 호환성을 위해 설계되어 대량 생산 환경에 적합합니다. 본 제품은 RoHS 지침을 준수하며 친환경 제품으로 분류됩니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

소자의 작동 한계는 주변 온도(Ta) 25°C에서 정의됩니다. 이 정격을 초과하면 영구적인 손상을 초래할 수 있습니다.

• 전력 소산 (Pd):75 mW. 이는 LED가 열로 방산할 수 있는 최대 전력입니다.
• 피크 순방향 전류 (I_F(PEAK)):80 mA. 이는 과열을 방지하기 위해 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서만 허용됩니다.
• 연속 순방향 전류 (I_F):30 mA DC. 이는 연속 작동을 위한 권장 최대 전류입니다.
• 디레이팅:신뢰성을 유지하기 위해 주변 온도가 50°C를 초과할 때마다 최대 순방향 전류를 0.4 mA씩 선형적으로 감소시켜야 합니다.
• 역방향 전압 (V_R):5 V. 더 높은 역방향 전압을 가하면 LED의 반도체 접합이 손상될 수 있습니다.
• 작동 및 보관 온도 범위:-55°C ~ +85°C.
• 적외선 솔더링 조건:무연(Pb-free) 공정과 호환되며, 260°C 피크 온도를 5초 동안 견딥니다.

2.2 전기 및 광학 특성

주요 성능 파라미터는 달리 명시되지 않는 한 Ta=25°C 및 순방향 전류(I_F) 20 mA에서 측정됩니다.

• 발광 강도 (I_V):최소 18.0 mcd에서 전형적인 값 50.0 mcd까지의 범위를 가집니다. 이는 인간 눈의 명시 응답(CIE 곡선)에 맞춰 필터링된 센서로 측정한 인지된 밝기입니다.
• 시야각 (2θ_1/2):130도. 이 넓은 시야각은 LED가 광범위한 영역에 걸쳐 빛을 방출함을 나타내며, 절반 강도 지점은 중심축에서 65도 떨어져 있습니다.
• 피크 발광 파장 (λ_P):595 nm. 이는 스펙트럼 전력 출력이 가장 높은 파장입니다.
• 주 파장 (λ_d):592 nm. 이는 CIE 색도 계산에서 도출된 LED의 인지된 색상을 가장 잘 나타내는 단일 파장입니다.
• 스펙트럼 선 반폭 (Δλ):16 nm. 이 파라미터는 스펙트럼 순도를 나타냅니다. 값이 작을수록 더 단색광에 가까운 광원임을 의미합니다.
• 순방향 전압 (V_F):전형적으로 2.4 V, 20 mA에서 최대 2.4 V입니다. 이는 LED가 전류를 흘릴 때 걸리는 전압 강하입니다.
• 역방향 전류 (I_R):5V 역방향 바이어스가 인가될 때 최대 10 µA입니다.
• 정전 용량 (C):0V 바이어스 및 1 MHz 주파수에서 측정 시 전형적으로 40 pF입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

LED의 발광 강도는 생산 로트 내 일관성을 보장하기 위해 빈으로 분류됩니다. 빈 코드는 최소 및 최대 강도 범위를 정의합니다.

• 빈 코드 M:18.0 - 28.0 mcd
• 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. 이 시스템을 통해 설계자는 응용 분야에 맞는 예측 가능한 밝기 수준의 LED를 선택할 수 있습니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에서 특정 그래프(예: 그림1, 그림6)를 참조하지만, 이러한 소자의 일반적인 곡선은 다음과 같습니다:

• I-V (전류-전압) 곡선:순방향 전압과 전류 사이의 지수 관계를 보여줍니다. 곡선은 약 2.0-2.4V 근처에서 특징적인 "무릎" 전압을 가질 것입니다.
• 발광 강도 대 순방향 전류:강도는 일반적으로 특정 지점까지 전류와 선형적으로 증가하다가, 가열로 인해 효율이 떨어질 수 있습니다.
• 발광 강도 대 주변 온도:내부 양자 효율 감소 및 비방사 재결합 증가로 인해 주변 온도가 상승함에 따라 강도는 일반적으로 감소합니다.
• 스펙트럼 분포:상대 복사 전력 대 파장의 그래프로, 16nm 반폭으로 595nm에서 피크를 이루며 노란색 발광을 확인시켜 줍니다.
• 시야각 패턴:광 강도의 각도 분포를 보여주는 극좌표 그래프로, 130도의 전체 시야각을 확인시켜 줍니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

5.1 패키지 치수

LED는 산업 표준 EIA 패키지에 장착되어 있습니다. 달리 명시되지 않는 한 모든 치수는 일반 공차 ±0.10 mm의 밀리미터 단위입니다. 패키지는 투명 렌즈를 특징으로 합니다.

5.2 극성 식별 및 패드 설계

데이터시트에는 적절한 솔더 조인트 형성과 리플로우 중 기계적 안정성을 보장하기 위한 권장 솔더링 패드 레이아웃이 포함되어 있습니다. 캐소드는 일반적으로 패키지의 노치, 녹색 표시 또는 더 짧은 리드와 같은 시각적 마커로 식별됩니다. 권장 패드 설계는 툼스토닝을 방지하고 올바른 정렬을 보장하는 데 도움이 됩니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

무연(SnAgCu) 솔더 페이스트 공정을 위한 권장 적외선(IR) 리플로우 프로파일이 제공됩니다. 주요 파라미터는 다음과 같습니다:

• 예열:120-150°C까지 상승.
• 소킹/예열 시간:플럭스 활성화 및 보드 온도 균등화를 위해 최대 120초.
• 피크 온도:최대 240°C.
• 액상선 온도 이상 시간:소자를 과열시키지 않고 적절한 솔더 조인트 형성을 보장하기 위한 특정 지속 시간(프로파일에 의해 암시됨).
• 임계 한계:소자 본체는 260°C를 5초 이상 초과해서는 안 됩니다.

6.2 핸드 솔더링

핸드 솔더링이 필요한 경우:

• 인두 팁 온도는 300°C를 초과해서는 안 됩니다.
• 리드당 솔더링 시간은 최대 3초로 제한해야 합니다.
• 패키지에 열 응력을 피하기 위해 한 번만 수행해야 합니다.

6.3 세척

지정된 세정제만 사용해야 합니다. 권장 용매는 상온에서의 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올입니다. LED는 1분 미만으로 담가야 합니다. 지정되지 않은 화학 물질은 플라스틱 렌즈나 패키지 재료를 손상시킬 수 있습니다.

6.4 보관 조건

• 권장 보관 환경: ≤30°C 및 ≤70% 상대 습도.
• 원래의 습기 차단 포장에서 꺼낸 LED는 습기 흡수를 방지하기 위해 672시간(28일) 이내에 리플로우 솔더링해야 합니다.
• 원래 백 외부에서 장기 보관할 경우, 건조제가 있는 밀폐 용기나 질소 건조기를 사용하십시오.
• 백 외부에서 672시간 이상 보관된 부품은 솔더링 전에 베이킹 전처리(약 60°C에서 최소 24시간)를 수행하여 흡수된 습기를 제거하고 리플로우 중 "팝콘 현상"을 방지해야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 사양

LED는 표준 자동 피크 앤 플레이스 장비와 호환되는 7인치(178mm) 직경 릴에 8mm 캐리어 테이프로 공급됩니다.

• 릴당 개수: 3000.
• 잔여물 최소 주문 수량 (MOQ):500개.
• 커버 테이프:캐리어 테이프의 빈 부품 포켓은 상단 커버 테이프로 밀봉됩니다.
• 누락된 부품:릴 사양당 최대 두 개의 연속 누락된 LED("스킵")가 허용됩니다.
• 포장은 ANSI/EIA 481-1-A-1994 표준을 준수합니다.

8. 응용 권장사항

8.1 일반적인 응용 시나리오

이 LED는 일반 전자 장비의 일반 조명 및 표시 목적에 적합하며, 다음을 포함하되 이에 국한되지 않습니다:

• 소비자 가전(TV, 라우터, 충전기)의 상태 표시등.
• 버튼, 스위치 또는 소형 패널의 백라이트.
• 가전 제품의 장식용 조명.
• 간판 및 디스플레이 요소.

중요 참고:사전 협의 및 적격성 평가 없이는 안전이 중요한 응용 분야(예: 항공, 의료 생명 유지 장치, 교통 제어)에는 권장되지 않습니다. 실패 시 생명이나 건강을 위협할 수 있기 때문입니다.

8.2 회로 설계 고려사항

구동 방법:LED는 전류 구동 소자입니다. 병렬로 여러 LED를 구동할 때 균일한 밝기를 보장하기 위해강력히 권장합니다각 LED와 직렬로 개별 전류 제한 저항을 사용하는 것(회로 모델 A).

• 회로 모델 A (권장):Vcc → 저항 → LED → GND. 이는 개별 LED의 순방향 전압(V_F)의 미세한 변동을 보상하여 각각이 거의 동일한 전류를 받아 유사한 밝기를 발광하도록 합니다.
• 회로 모델 B (병렬 연결에는 권장되지 않음):여러 LED를 단일 전류 제한 저항에 직접 병렬로 연결하는 것(Vcc → 저항 → [LED1 // LED2 // ...] → GND)은 권장되지 않습니다. V_F의 작은 차이로 인해 상당한 전류 불균형이 발생할 수 있으며, 가장 낮은 V_F를 가진 LED가 대부분의 전류를 차지하여 더 밝게 보이고 잠재적으로 과부하 상태가 될 수 있는 반면, 다른 LED는 더 어둡게 보입니다.

저항 값(R)은 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다: R = (V_공급- V_F) / I_F, 여기서 V_F는 전형적인 순방향 전압(예: 2.4V)이고 I_F는 원하는 작동 전류(예: 20mA)입니다.

9. 정전기 방전 (ESD) 보호

LED는 정전기 방전에 민감합니다. ESD는 잠재적 또는 치명적인 손상을 일으켜 성능을 저하시키거나 즉시 고장을 일으킬 수 있습니다.

ESD 손상 증상:높은 역방향 누설 전류, 비정상적으로 낮은 순방향 전압(V_F), 또는 낮은 구동 전류에서 발광하지 않음.

ESD 예방 조치:

• 작업자는 접지된 손목 스트랩이나 방진 장갑을 착용해야 합니다.
• 모든 장비, 작업대 및 보관대는 적절하게 접지되어야 합니다.
• 취급 마찰로 인해 LED 렌즈에 축적될 수 있는 정전기를 중화시키기 위해 이오나이저를 사용하십시오.
• ESD 보호 구역(EPA)에서 부품을 취급하십시오.

ESD 손상 테스트:매우 낮은 전류(예: 0.1mA)에서 발광 여부를 확인하고 V_F를 측정하십시오. 이 AlInGaP 제품의 경우, "양호한" LED는 0.1mA에서 V_F> 1.4V를 가져야 합니다.

10. 기술 비교 및 차별화

이 LED는 다음과 같은 몇 가지 주요 기능을 통해 차별화됩니다:

• 칩 기술:GaAsP와 같은 구형 기술에 비해 적색, 주황색, 호박색 및 노란색 스펙트럼에서 높은 효율성과 안정성으로 알려진 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드)를 사용합니다.
• 밝기:작은 패키지에서 높은 발광 강도(최고 빈에서 최대 180 mcd)를 제공합니다.
• 넓은 시야각:130도의 시야각은 패널 표시등에 이상적인 넓고 균일한 조명을 제공합니다.
• 공정 호환성:자동화된 SMT 조립 및 무연 IR 리플로우 솔더링과 완전히 호환되어 제조 복잡성과 비용을 줄입니다.
• 표준화:EIA 표준 패키지 풋프린트는 쉬운 대체 소싱 및 설계 이식성을 보장합니다.

11. 자주 묻는 질문 (FAQ)

Q1: 피크 파장(λ_P)과 주 파장(λ_d)의 차이점은 무엇입니까?

A1: 피크 파장은 최고 스펙트럼 출력의 물리적 지점입니다. 주 파장은 CIE 색도도에 의해 정의된 인지된 색상을 나타내는 계산된 값입니다. 둘은 종종 가깝지만 동일하지는 않습니다.

Q2: 이 LED를 최대 피크 전류(80mA)로 연속 구동할 수 있습니까?

A2: 아니요. 80mA 정격은 낮은 듀티 사이클(10%)에서 매우 짧은 펄스(0.1ms 폭)용입니다. 연속 작동은 30mA의 DC 순방향 전류 정격을 초과해서는 안 되며, 주변 온도가 50°C 이상일 때는 디레이팅되어야 합니다.

Q3: 병렬 연결 시 각 LED마다 개별 직렬 저항이 필요한 이유는 무엇입니까?

A3: 이는 음의 피드백을 제공하여 전류를 안정화시킵니다. 하나의 LED가 약간 낮은 V_F를 가지면, 해당 저항 양단의 전압 강하가 약간 증가하여 전류 상승을 제한하고 모든 LED의 밝기를 균형 있게 만듭니다.

Q4: 습기 차단 백을 개봉한 후 672시간의 플로어 라이프는 얼마나 중요합니까?

A4: 공정 신뢰성에 매우 중요합니다. 흡수된 습기는 리플로우 중에 빠르게 증발하여 내부 박리 또는 균열("팝콘 현상")을 일으킬 수 있습니다. 이 지침을 준수하거나 베이크 사이클을 수행하는 것은 높은 수율에 필수적입니다.

12. 설계 적용 사례 연구

시나리오:10개의 노란색 상태 표시등이 있는 제어판 설계. 시스템 전원 공급 장치는 5V입니다.

설계 단계:

1. 전류 선택:구동 전류를 선택합니다. 밝기와 수명의 균형을 위해 데이터시트 테스트 조건에서 20mA를 선택합니다.
2. 회로 토폴로지:균일한 밝기를 보장하기 위해 회로 모델 A를 사용합니다: LED당 하나의 저항.
3. 저항 계산:전형적인 V_F= 2.4V, V_공급= 5V, I_F= 0.020A를 사용합니다.
   
   R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 2.6V / 0.02A = 130 Ω.
   
   가장 가까운 표준 5% 저항 값은 130 Ω 또는 120 Ω입니다. 120 Ω을 사용하면 I_F≈ (5-2.4)/120 = 21.7mA가 되어 허용 가능합니다.
4. 저항 정격 전력:P = I²* R = (0.020)²* 120 = 0.048W. 표준 1/8W(0.125W) 또는 1/10W 저항으로 충분합니다.
5. 레이아웃:최적의 솔더 필렛과 기계적 강도를 위해 데이터시트의 권장 솔더링 패드 치수를 따르십시오.
6. 조립:권장 IR 리플로우 프로파일을 따르십시오. 부품이 672시간 플로어 라이프 내에 사용되거나 그에 따라 베이킹되었는지 확인하십시오.

13. 기술 원리 소개

이 LED는 기판 위에 성장된 AlInGaP 반도체 재료를 기반으로 합니다. 순방향 전압이 인가되면 전자와 정공이 활성 영역으로 주입되어 재결합합니다. AlInGaP와 같은 직접 밴드갭 반도체에서 이 재결합은 종종 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 이를 전계 발광이라고 합니다. 방출된 빛의 특정 파장(노란색, ~592-595nm)은 AlInGaP 합금 조성의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. 투명 에폭시 렌즈는 칩을 캡슐화하고 기계적 보호를 제공하며 광 출력 빔을 형성합니다(이 경우 넓은 시야각을 위해).

14. 산업 동향

SMD LED 시장은 계속 발전하고 있습니다. 이러한 소자에서 관찰할 수 있는 일반적인 동향은 다음과 같습니다:

• 효율성 증가:에피택셜 성장 및 칩 설계의 지속적인 개선으로 더 높은 발광 효율(전기 와트당 더 많은 광 출력)을 얻습니다.
• 소형화:이것은 표준 패키지이지만, 산업은 공간이 제한된 응용 분야를 위해 더 작은 풋프린트(예: 0402, 0201)를 추구하고 있습니다.
• 향상된 신뢰성:개선된 패키징 재료와 공정으로 인해 더 긴 작동 수명과 열 및 환경 스트레스 하에서 더 나은 성능을 제공합니다.
• 표준화 및 호환성:글로벌 표준(EIA, JEDEC) 준수 및 공정 호환성(무연, 리플로우)은 현대 전자 제조에 원활하게 통합되기 위해 여전히 중요합니다.
• 색상 일관성:정밀한 색상 일치가 필요한 응용 분야를 위해 더 엄격한 빈닝 사양과 고급 형광체 기술(백색 LED용)이 요구됩니다.