SMD 미들 파워 레드 LED 67-21S 데이터시트 - PLCC-2 패키지 - 1.9-2.6V - 70mA - 182mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

67-21S는 일반 조명 애플리케이션을 위해 설계된 표면 실장형 미들 파워 LED입니다. PLCC-2(Plastic Leaded Chip Carrier) 패키지를 사용하여 자동화 조립 공정에 적합한 컴팩트한 폼 팩터를 제공합니다. 주 발광 색상은 AlGaInP(알루미늄 갈륨 인듐 포스파이드) 칩 소재를 투명 수지로 캡슐화하여 구현된 레드입니다. 이 조합은 120도의 넓은 시야각을 제공하여 광범위한 빛 분포가 필요한 애플리케이션에 적합합니다.

이 LED의 주요 장점은 높은 효율성(소비 전력 대비 우수한 광 출력)과 납 무함유(Pb-free) 및 RoHS 준수와 같은 환경 규정 준수를 포함합니다. 패키지는 다양한 작동 조건에서의 신뢰성을 위해 설계되었습니다.

2. 기술 사양 및 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

장치의 작동 한계는 특정 조건(납땜점 온도 25°C)에서 정의됩니다. 최대 연속 순방향 전류(I_F)는 70 mA입니다. 펄스 동작의 경우, 듀티 사이클 1/10 및 펄스 폭 10 ms 조건에서 피크 순방향 전류(I_FP) 140 mA가 허용됩니다. 최대 소비 전력(P_d)은 182 mW입니다. 작동 온도 범위(T_opr)는 -40°C ~ +85°C이며, 저장 온도(T_stg)는 -40°C ~ +100°C까지입니다. 접합부에서 납땜점까지의 열저항(R_{th J-S})은 50 °C/W로, 열 관리 설계에 있어 중요한 파라미터입니다. 최대 허용 접합 온도(T_j)는 115°C입니다. 납땜은 엄격한 프로파일을 준수해야 합니다: 리플로우 납땜은 260°C에서 최대 10초, 핸드 납땜은 350°C에서 최대 3초입니다. 부품은 정전기 방전(ESD)에 민감하므로 적절한 취급 절차가 필요합니다.

2.2 전기-광학 특성

납땜점 온도 25°C, 순방향 전류 60 mA에서 측정 시, 장치는 최소 9.0 lm에서 최대 13.0 lm 범위의 광속(Φ)을 나타내며, 일반적인 허용 오차는 ±11%입니다. 동일한 테스트 전류에서 순방향 전압(V_F)은 1.9 V ~ 2.6 V 범위이며, 일반적인 허용 오차는 ±0.1V입니다. 시야각(2θ_1/2)은 일반적으로 120도입니다. 역전압(V_R) 5V가 인가될 때 역전류(I_R)는 최대 50 µA로 규정됩니다. 이러한 파라미터들은 표준 작동 조건에서의 핵심 성능을 정의합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

제품은 주요 파라미터의 일관성을 보장하기 위해 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 밝기 및 전기적 특성에 대한 특정 애플리케이션 요구사항과 일치하는 LED를 선택할 수 있습니다.

3.1 광속 빈닝

광속은 I_F=60mA에서 측정된 정의된 최소 및 최대 값을 가진 여러 빈 코드(B8, B9, L1, L2, L3)로 분류됩니다. 예를 들어, 빈 B8은 9.0 ~ 9.5 lm을, 빈 L3은 12.0 ~ 13.0 lm을 포함합니다. 전체 허용 오차는 ±11%로 유지됩니다.

3.2 순방향 전압 빈닝

순방향 전압은 26부터 32까지의 코드를 사용하여 빈닝되며, 각 코드는 1.9-2.0V(코드 26)부터 2.5-2.6V(코드 32)까지 0.1V 범위를 나타냅니다. 허용 오차는 ±0.1V입니다.

3.3 주 파장 빈닝

레드 빛의 인지된 색상을 정의하는 주 파장은 두 개의 코드로 빈닝됩니다: R51 (620-625 nm) 및 R52 (625-630 nm). 측정 허용 오차는 ±1 nm입니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 다양한 조건에서의 장치 동작을 설명하는 여러 특성 그래프를 제공합니다.

4.1 스펙트럼 분포

그래프는 상대 광도 대 파장을 보여주며, 일반적으로 레드 스펙트럼 내에서 피크를 나타냅니다(이 장치의 경우 약 620-640 nm). 이는 주 파장 빈을 확인시켜 줍니다.

4.2 순방향 전압 대 접합 온도

그림 1은 접합 온도에 대한 순방향 전압 변화를 보여줍니다. 순방향 전압은 일반적으로 접합 온도가 증가함에 따라 감소하는데, 이는 반도체 다이오드의 일반적인 특성입니다.

4.3 상대 방사 파워 대 순방향 전류

그림 2는 광 출력(상대 방사 파워)이 순방향 전류에 따라 어떻게 증가하는지 묘사합니다. 이 관계는 낮은 전류에서 일반적으로 선형이지만, 높은 전류에서는 포화 효과를 나타낼 수 있습니다.

4.4 상대 광속 대 접합 온도

그림 3은 광 출력이 접합 온도에 어떻게 의존하는지 설명합니다. 광속은 일반적으로 접합 온도가 상승함에 따라 감소하므로, 일관된 밝기를 유지하기 위한 효과적인 열 관리의 중요성을 강조합니다.

4.5 순방향 전류 대 순방향 전압 (IV 곡선)

그림 4는 주변 온도 25°C에서의 기본적인 전류-전압(IV) 특성 곡선입니다. 다이오드의 전형적인 지수 관계를 보여줍니다.

4.6 최대 구동 전류 대 납땜 온도

그림 5는 열저항(R_{th j-s}= 50 °C/W)을 고려하여, 납땜점 온도의 함수로서 최대 허용 순방향 전류를 보여주는 디레이팅 곡선을 제공합니다. 이는 상승된 주변 온도에서 안전한 작동 전류를 결정하는 데 중요합니다.

4.7 방사 패턴

그림 6은 광 강도의 공간적 분포(방사 패턴)를 보여주는 극좌표 다이어그램입니다. 넓고 램버시안(Lambertian)과 유사한 패턴은 120도 시야각을 확인시켜 줍니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

PLCC-2 패키지의 상세 치수 도면이 제공됩니다. 주요 치수는 전체 길이, 너비, 높이 및 리드(패드) 간격과 크기를 포함합니다. 도면에는 캐소드 마킹을 나타내는 평면도가 포함됩니다. 별도로 명시되지 않는 한, 치수 허용 오차는 ±0.15 mm입니다.

6. 납땜 및 조립 지침

데이터시트는 두 가지 납땜 방법을 명시합니다. 리플로우 납땜의 경우, 최대 피크 온도는 260°C를 초과해서는 안 되며, 260°C 이상의 시간은 10초로 제한해야 합니다. 핸드 납땜의 경우, 인두 팁 온도는 350°C를 초과해서는 안 되며, 리드당 접촉 시간은 3초로 제한해야 합니다. 이러한 한계는 플라스틱 패키지와 내부 와이어 본드에 대한 손상을 방지하는 데 필수적입니다. 장치는 습기에 민감하므로, 포장이 개봉된 경우 노출 시간이 지정된 수준(이 발췌문에는 상세히 설명되지 않음)을 초과하면 납땜 전 베이킹이 필요할 수 있습니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 방습 포장

LED는 방습 포장으로 공급됩니다. 일반적으로 캐리어 테이프에 적재된 후 릴에 감겨 있습니다. 일반적인 구성은 릴당 4000개입니다. 포장에는 건제가 포함되어 있으며 적절한 라벨이 부착된 알루미늄 방습 백에 밀봉됩니다.

7.2 라벨 설명

릴 라벨에는 여러 주요 필드가 포함됩니다: CPN(고객 제품 번호), P/N(제품 번호), QTY(포장 수량), CAT(광도 등급, 광속 빈에 해당), HUE(주 파장 등급), REF(순방향 전압 등급), LOT No(추적 가능성을 위한 로트 번호).

7.3 릴 및 테이프 치수

상세 도면은 릴(직경, 너비, 허브 크기) 및 캐리어 테이프(포켓 치수, 피치, 테이프 너비)의 치수를 지정합니다. 별도로 명시되지 않는 한 허용 오차는 일반적으로 ±0.1 mm입니다.

8. 애플리케이션 제안

데이터시트는 주요 적용 분야를 나열합니다: 장식 및 엔터테인먼트 조명, 농업 조명, 일반 용도. 넓은 시야각과 우수한 효율성은 주변 조명, 사인보드, 특정 식물 성장 단계를 위한 원예 조명, 레드 액센트 조명이 원하는 장식용 조명기에 적합합니다. 구동 회로를 설계할 때는 순방향 전압 빈과 최대 전류 정격을 고려해야 합니다. 주의사항에 명시된 바와 같이, 과전류 손상을 방지하기 위해 외부 전류 제한 저항 또는 정전류 구동기는 필수입니다.

9. 신뢰성 테스트

제품의 견고성을 입증하는 포괄적인 신뢰성 테스트 계획이 설명되어 있습니다. 테스트는 90% 신뢰 수준과 10%의 LTPD(로트 허용 불량률)로 수행됩니다. 테스트 항목은 다음과 같습니다: 리플로우 납땜(260°C/10s), 열 충격(-10°C ~ +100°C), 온도 사이클(-40°C ~ +100°C), 고온/고습 저장(85°C/85% RH), 고온/고습 동작(85°C/85% RH, 35mA), 저온/고온 저장, 그리고 다양한 전류 및 온도 조건에서의 고/저온 동작 수명 테스트. 각 테스트의 샘플 크기는 22개이며 합격/불합격 기준은 0/1입니다.

10. 사용 시 주의사항

가장 중요한 주의사항은 과전류에 대한 보호입니다. LED는 직렬 저항 또는 적절한 정전류 회로로 구동되어야 합니다. 전류, 전압, 전력 또는 온도에 대한 절대 최대 정격을 초과하면 영구적인 손상을 초래할 가능성이 큽니다. 조립 중 적절한 ESD 취급 관행을 따라야 합니다. 예상 작동 조건에서 접합 온도가 115°C 이하로 유지되도록 하기 위해 열저항 값을 사용하여 접합 온도를 계산해야 합니다.

11. 기술 비교 및 차별화

PLCC-2 패키지의 미들 파워 LED로서, 이 장치는 저전력 표시기 LED와 고전력 조명 LED 사이에 위치합니다. 주요 차별화 요소는 우수한 광 출력(최대 13 lm)과 상대적으로 적당한 전력 소비(최대 182 mW)의 균형, 그리고 PCB 설계와 조달을 단순화하는 표준화된 PLCC-2 풋프린트입니다. 상세한 빈닝 시스템은 대량 생산에 대한 예측 가능성을 제공합니다.

12. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 어떤 구동 전류를 사용해야 합니까?

A: 장치는 60mA에서 특성화되었습니다. 최대 연속 전류인 70mA까지 작동시킬 수 있지만, 주변 온도, 열 설계를 고려하고 디레이팅 곡선(그림 5)을 사용하여 접합 온도가 115°C를 초과하지 않도록 해야 합니다.

Q: 캐소드를 어떻게 식별합니까?

A: 패키지 상단 캐소드 리드 근처에 시각적 마커(일반적으로 노치 또는 녹색 점)가 있습니다. 패키지 치수 도면을 참조하십시오.

Q: 펄스 동작에 사용할 수 있습니까?

A: 예, 하지만 피크 전류는 1/10 듀티 사이클 및 10ms 펄스 폭 조건에서 140mA를 초과해서는 안 됩니다. 평균 전류는 여전히 연속 정격을 준수해야 합니다.

Q: 광속이 범위로 주어진 이유는 무엇입니까?

A: 제조 공정 변동으로 인해 LED는 빈닝됩니다. 설계에 대한 최소 성능 수준을 보장하기 위해 빈(예: 11-12 lm용 L2)을 선택합니다.

13. 설계 및 사용 사례 연구

주변 레드 조명용 장식 LED 스트립을 설계하는 경우를 고려해 보십시오. 설계자는 일관성을 위해 빈 L2(11-12 lm) 및 전압 빈 28(2.1-2.2V)의 67-21S LED를 선택합니다. 스트립은 12V DC에서 작동합니다. 각 LED를 60mA로 구동하기 위해 직렬 저항 값을 계산합니다: R = (V_supply- V_F) / I_F. 안전을 위해 최대 V_F값 2.2V를 사용하면, R = (12V - 2.2V) / 0.060A ≈ 163 옴입니다. 표준 160옴 저항이 선택될 것입니다. 여러 개의 이러한 LED+저항 쌍이 12V 레일을 가로질러 병렬로 연결됩니다. PCB 레이아웃은 주변 환경에 대한 열저항을 고려하여 LED 납땜 패드에서의 방열을 위한 충분한 구리 면적을 보장합니다.

14. 작동 원리

이 LED는 반도체 p-n 접합에서의 전계발광 원리로 작동합니다. 다이오드의 문턱 전압(이 AlGaInP 소재의 경우 약 1.9-2.6V)을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 접합을 가로질러 주입됩니다. 이들의 재결합은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. AlGaInP 반도체 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 방출되는 빛의 파장(색상), 이 경우 레드를 정의합니다. 투명 수지 캡슐화는 칩을 보호하고 광 추출을 돕습니다.

15. 산업 동향

미들 파워 LED 시장은 더 높은 효율(와트당 더 많은 루멘), 개선된 색상 일관성, 그리고 더 낮은 비용을 지향하며 계속 발전하고 있습니다. 비디오 월 및 선형 조명과 같이 균일한 외관을 요구하는 애플리케이션의 수요를 충족시키기 위해 더 정교한 빈닝과 더 엄격한 허용 오차를 지향하는 추세입니다. 패키징 기술도 동일한 풋프린트에서 더 나은 열 성능을 제공하여 더 높은 구동 전류 또는 더 긴 수명을 가능하게 하는 방향으로 발전하고 있습니다. PLCC-2와 같은 표준화된 풋프린트로의 이동은 설계 재사용과 공급망 유연성을 촉진합니다.