SMD 리플렉터 LED 67-21 시리즈 데이터시트 - P-LCC-2 패키지 - 최대 3.5V - 110mW - 녹색/노란색/파란색/주황색 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

67-21 시리즈는 P-LCC-2 패키지 내에 통합 리플렉터를 갖춘 표면 실장 장치(SMD) 발광 다이오드(LED) 제품군을 나타냅니다. 이 설계는 넓은 시야각과 최적화된 광 출력을 제공하도록 설계되어, 특히 광 가이드 또는 광파이프로 효율적인 광 결합이 필요한 애플리케이션에 적합합니다. 이 시리즈는 부드러운 주황색, 녹색, 파란색, 노란색을 포함한 다양한 색상으로 제공되며, 흰색 패키지 본체와 무색 투명 창을 가지고 있습니다. 낮은 순방향 전류 요구 사항은 휴대용 전자 장치와 같은 전력 민감 애플리케이션에 이상적인 선택입니다.

1.1 핵심 장점 및 타겟 시장

이 LED 시리즈의 주요 장점은 패키지 설계에서 비롯됩니다. 통합된 내부 리플렉터는 광 추출 및 방향성을 크게 향상시켜 일관되고 넓은 방사 패턴을 만들어냅니다. 이 특성은 균일한 조명이 필요한 심볼, 스위치 및 LCD 패널의 백라이트에 매우 중요합니다. 이 장치는 표준 자동 피크 앤 플레이스 장비와 완벽하게 호환되며, 대량 조립을 위해 8mm 테이프 및 릴에 공급됩니다. 증기상 리플로우, 적외선 리플로우 및 웨이브 솔더링을 포함한 다양한 솔더링 공정과의 호환성은 제조에 유연성을 제공합니다. 제품은 또한 RoHS 준수 및 무연입니다. 타겟 시장에는 자동차 내장(계기판 및 스위치 백라이트), 통신 장비(전화기/팩스기의 표시등 및 백라이트), 그리고 신뢰할 수 있는 표시등 또는 백라이트 솔루션이 필요한 일반 소비자 가전이 포함됩니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

LED의 전기적 및 광학적 성능은 일반적으로 순방향 전류(I_F) 20mA 및 주변 온도(T_a) 25°C에서의 특정 테스트 조건 하에 정의됩니다. 이러한 파라미터를 이해하는 것은 적절한 회로 설계와 장기적인 신뢰성을 보장하는 데 필수적입니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이는 연속 작동을 위한 것이 아닙니다. 주요 한계에는 최대 역전압(V_R) 5V, 연속 순방향 전류(I_F) 30mA, 그리고 펄스 조건(1kHz에서 1/10 듀티 사이클)에서의 피크 순방향 전류(I_FP) 100mA가 포함됩니다. 최대 소비 전력(P_d)은 110mW입니다. 장치는 -40°C ~ +85°C의 온도 범위 내에서 작동할 수 있으며, -40°C ~ +90°C 사이에서 보관할 수 있습니다. 조립 중 패키지 손상을 방지하기 위해 솔더링 온도 프로파일도 명시되어 있습니다.

2.2 전기-광학 특성

일반적인 성능 파라미터는 정상 작동 조건에서의 예상 값을 제공합니다. 문서에서 암시된 특정 변형(파장 데이터를 기반으로 한 녹색 LED로 추정)의 경우, 광도(I_v)는 최소 900 mcd에서 최대 1800 mcd까지의 범위를 가집니다. 시야각(2θ_1/2)은 강도가 피크 값의 절반으로 떨어지는 각도로 정의되며, 일반적으로 120도로 넓은 각도 주장을 확인시켜 줍니다. 이 예시의 주 파장(λ_d)은 520nm에서 535nm 사이로, 녹색 스펙트럼에 속합니다. 순방향 전압(V_F)은 20mA에서 2.7V에서 3.5V까지의 범위를 가집니다. LED는 비선형 IV 특성을 나타내며, 작은 전압 증가가 크고 파괴적일 수 있는 전류 급증을 일으킬 수 있으므로, 최대 순방향 전류를 초과하는 것을 방지하기 위해 애플리케이션 회로에 전류 제한 저항이 필수적입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

대량 생산에서 일관성을 보장하기 위해 LED는 주요 파라미터를 기반으로 성능 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 애플리케이션의 특정 요구 사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 광도 빈닝

광 출력은 세 가지 빈 코드로 분류됩니다: V2 (900-1120 mcd), W1 (1120-1420 mcd), W2 (1420-1800 mcd). 광도 허용 오차는 ±11%입니다. 설계자는 최소 밝기 요구 사항을 설계할 때 이 변동을 고려해야 합니다.

3.2 주 파장 빈닝

색상(주 파장)은 세 가지 코드로 빈닝됩니다: X (520-525 nm), Y (525-530 nm), Z (530-535 nm), 허용 오차는 ±1nm로 매우 엄격합니다. 이는 여러 LED가 서로 인접하여 사용되는 애플리케이션에 중요한 배치 내 색상 일관성을 보장합니다.

3.3 순방향 전압 빈닝

순방향 전압은 네 가지 빈으로 분류됩니다: 10 (2.70-2.90V), 11 (2.90-3.10V), 12 (3.10-3.30V), 13 (3.30-3.50V), 허용 오차는 ±0.1V입니다. V_F빈에 대한 지식은 특히 저전압 또는 엄격하게 조절된 전원 공급 장치에서 작동할 때 원하는 구동 전류를 달성하기 위해 전류 제한 저항의 정확한 값을 계산하는 데 중요합니다.

4. 기계적 및 패키지 정보

장치는 P-LCC-2(Plastic Leaded Chip Carrier) 패키지를 사용합니다. 데이터시트에는 패키지 치수 도면이 상세히 제공되어 길이, 너비, 높이, 리드 간격 및 패드 형상을 명시합니다. 이러한 치수는 PCB 풋프린트 설계에 매우 중요합니다. 패키지는 광 반사에 도움이 되는 흰색 본체와 무색 투명 에폭시 렌즈를 특징으로 합니다. 극성은 일반적으로 노치 또는 표시된 캐소드와 같은 패키지의 물리적 구조로 표시됩니다. 권장 PCB 패드 패턴은 적절한 솔더링 및 기계적 안정성을 보장합니다.

5. 솔더링 및 조립 가이드라인

적절한 취급 및 솔더링은 장치의 무결성과 성능을 유지하는 데 매우 중요합니다.

5.1 리플로우 솔더링 프로파일

무연 솔더링의 경우 특정 온도 프로파일을 따라야 합니다. 예열 단계는 60-120초 동안 150°C에서 200°C까지 상승해야 합니다. 액상선 온도(217°C) 이상의 시간은 60-150초 동안 유지되어야 하며, 피크 온도는 260°C를 10초 이상 초과해서는 안 됩니다. 최대 가열 속도는 3°C/초이어야 하며, 냉각 속도는 6°C/초를 초과해서는 안 됩니다. 동일한 장치에 대해 리플로우 솔더링은 두 번 이상 수행해서는 안 됩니다.

5.2 핸드 솔더링

핸드 솔더링이 필요한 경우 각별한 주의가 필요합니다. 솔더링 아이언 팁 온도는 350°C 이하이어야 하며, 각 단자와의 접촉 시간은 3초를 초과해서는 안 됩니다. 저전력 아이언(≤25W)을 권장합니다. 열 충격을 방지하기 위해 각 단자를 솔더링할 때 최소 2초 간격을 두어야 합니다.

5.3 보관 및 습도 민감도

부품은 건조제와 습도 표시 카드가 들어 있는 방습 백에 포장됩니다. 백은 사용 직전에만 30°C 미만 및 상대 습도 60% 이하로 제어된 환경에서 개봉해야 합니다. 개봉 후 부품은 지정된 플로어 라이프(발췌문에는 명시되지 않았지만 일반적으로 Moisture Sensitivity Level, MSL에 의해 정의됨) 내에 사용해야 합니다. 표시 카드에 과도한 습도가 나타나면 사용 전 60°C ±5°C에서 24시간 동안 베이킹해야 합니다.

6. 포장 및 주문 정보

LED는 8mm 너비의 엠보싱 캐리어 테이프에 공급되어 표준 릴에 적재됩니다. 일반적인 릴에는 2000개가 들어 있지만, 250, 500 또는 1000개의 최소 주문 수량이 가능할 수 있습니다. 릴 및 테이프 치수는 자동 조립 장비와의 호환성을 보장하기 위해 정확히 명시됩니다. 포장 라벨에는 제품 번호, 수량, 광도(CAT), 주 파장(HUE), 순방향 전압(REF)에 대한 특정 빈 코드와 추적성을 위한 로트 번호와 같은 중요한 정보가 포함됩니다.

7. 애플리케이션 제안 및 설계 고려사항

7.1 대표적인 애플리케이션 시나리오

• 자동차 내장:계기판 계기, 제어 버튼 및 스위치의 백라이트. 넓은 시야각은 다양한 운전자 위치에서의 가시성을 보장합니다.
• 통신/소비자 가전:전화기, 팩스기 및 리모컨의 상태 표시등 및 키패드 백라이트. 낮은 전류 소모는 배터리 수명에 유리합니다.
• 일반 표시등:다양한 전자 장치의 전원 상태, 모드 선택 및 경고 표시등.
• 광파이프 애플리케이션:최적화된 광 출력과 넓은 각도는 이 시리즈를 아크릴 또는 폴리카보네이트 광파이프로 결합하는 데 이상적으로 만들어, 패널의 원하는 위치로 빛을 안내하여 유연한 기계적 설계를 가능하게 합니다.

7.2 설계 고려사항

• 전류 제한:순방향 전류를 설정하기 위해 항상 직렬 저항을 사용하십시오. 저항 값을 R = (V_공급- V_F) / I_F를 사용하여 계산하십시오. 데이터시트(또는 특정 빈)의 최대 V_F를 사용하여 최악의 조건에서도 전류가 최대 정격을 절대 초과하지 않도록 보장하십시오.
• 열 관리:소비 전력은 낮지만, 높은 주변 온도 또는 최대 전류 근처에서 작동할 경우 접합 온도를 한계 내로 유지하기 위해 충분한 PCB 구리 면적 또는 열 비아를 확보하십시오.
• ESD 보호:장치는 1000V(HBM)의 ESD 내압 정격을 가집니다. 취급 및 조립 중 표준 ESD 예방 조치를 구현하십시오. 민감한 애플리케이션의 경우 LED에 연결된 라인에 과도 전압 억제 장치를 추가하는 것을 고려하십시오.
• 광학 설계:광파이프 애플리케이션의 경우 LED와 파이프 입구 사이의 거리 및 정렬이 매우 중요합니다. 넓은 시야각이 도움이 되지만 결합 효율을 극대화하기 위해 리플렉터 컵 또는 맞춤형 파이프 설계가 필요할 수 있습니다.

8. 기술 비교 및 차별화 요소

67-21 시리즈의 주요 차별화 요소는 P-LCC-2 패키지 내에 통합된 리플렉터입니다. 이 기능이 없는 표준 SMD LED와 비교하여 우수한 광 출력 효율과 더 제어된, 더 넓은 빔 패턴을 제공합니다. 이는 많은 설계에서 외부 리플렉터의 필요성을 제거하여 공간과 비용을 절약합니다. 넓은 120도 시야각과 동일한 패키지 풋프린트 내에서 여러 색상의 가용성 조합은 설계 유연성을 제공합니다. 모든 주요 솔더링 공정과의 호환성 또한 다양한 생산 라인에 대한 다용도 드롭인 구성 요소로 만듭니다.

9. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

9.1 전류 제한 저항이 왜 절대적으로 필요한가요?

LED는 지수적인 전류-전압(I-V) 관계를 가진 다이오드입니다. 정격 순방향 전압을 약간 초과하는 작은 전압 증가는 매우 큰 전류 증가를 일으킵니다. 이 전류를 제한하는 저항이 없으면 LED는 전원 공급 전압이 약간만 높아 보여도 과도한 전류를 빠르게 끌어들여 과열 및 치명적인 고장으로 이어질 것입니다. 저항은 선형적이고 예측 가능한 전압 강하를 제공하여 전류를 안정화시킵니다.

9.2 이 LED를 전압원으로 직접 구동할 수 있나요?

아니요. LED를 전압원으로 직접 구동하는 것은 강력히 권장되지 않으며 장치를 파괴할 가능성이 높습니다. 전류원으로 구동하거나, 더 일반적으로는 위에서 설명한 대로 전류 제한 저항과 직렬로 연결된 전압원으로 구동해야 합니다.

9.3 파라미터의 "빈닝"이 제 설계에 어떤 의미가 있나요?

빈닝은 LED가 성능을 기반으로 테스트되고 그룹으로 분류된다는 의미입니다. 설계에서 여러 유닛에 걸쳐 매우 일관된 밝기 또는 색상이 필요한 경우 주문 시 필요한 빈 코드(예: 최고 밝기를 위한 W2, 특정 녹색 색조를 위한 Y)를 지정해야 합니다. 설계가 더 많은 변동을 허용할 수 있다면 더 넓은 범위의 빈 혼합을 수용할 수 있으며, 이는 더 비용 효율적일 수 있습니다.

9.4 이 부품을 몇 번까지 리플로우 솔더링할 수 있나요?

데이터시트는 리플로우 솔더링을 두 번 이상 수행해서는 안 된다고 명시합니다. 각 리플로우 사이클은 구성 요소를 열 응력에 노출시켜 내부 와이어 본딩 또는 에폭시 캡슐런트를 저하시킬 수 있습니다. 리워크의 경우, 국부 가열을 최소화하기 위해 듀얼 헤드 솔더링 아이언을 사용하는 특정 가이드라인이 제공됩니다.

10. 실용적인 설계 및 사용 사례

시나리오: 백라이트 멤브레인 스위치 패널 설계설계자가 12개의 조명 버튼이 있는 제어 패널을 만들고 있습니다. 각 버튼은 메인 PCB에 장착된 SMD LED에서 버튼 캡으로 빛을 전달하기 위해 광파이프를 사용합니다. 67-21 시리즈는 광파이프 입구로의 효율적인 결합을 보장하는 넓은 시야각과 패널이 제한된 전류 예산을 가진 5V 레일로 구동되기 때문에 낮은 전류 소모로 선택되었습니다. 설계자는 모든 유닛에서 안전한 작동을 보장하기 위해 최대 V_F3.5V를 사용하여 전류 제한 저항 값을 계산합니다: R = (5V - 3.5V) / 0.02A = 75 Ohms. 표준 75Ω 또는 82Ω 저항이 선택됩니다. PCB 레이아웃은 LED를 광파이프 개구부 바로 아래에 정확히 배치하고, 조립은 지정된 리플로우 프로파일을 따릅니다. 엄격한 파장 빈(예: Y: 525-530nm)을 지정함으로써 설계자는 모든 버튼이 일관된 녹색을 가지도록 보장합니다.

11. 동작 원리 소개

발광 다이오드는 전기발광을 통해 빛을 방출하는 반도체 장치입니다. p-n 접합에 순방향 전압이 가해지면 n형 물질의 전자가 활성 영역에서 p형 물질의 정공과 재결합합니다. 이 재결합 과정은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 방출된 빛의 특정 파장(색상)은 사용된 반도체 물질(예: 녹색/파란색의 경우 InGaN)의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. 67-21 시리즈의 통합 리플렉터는 반도체 칩 주변의 형상화된 캐비티입니다. 이는 패키지에 의해 측면으로 방출되거나 흡수될 빛을 상단 시야 방향으로 다시 반사시켜 유용한 광 출력을 증가시키고 방사 패턴을 더 넓고 균일한 빔으로 형성합니다.

12. 기술 트렌드

SMD 표시 LED의 일반적인 트렌드는 계속해서 더 높은 효율성(단위 전력당 더 많은 광 출력), 고급 빈닝 및 제조 관리를 통한 향상된 색상 일관성, 그리고 향상된 신뢰성을 향해 나아가고 있습니다. 패키징 기술은 더 작은 풋프린트에서 더 넓은 시야각과 더 나은 열 관리를 가능하게 하도록 발전하고 있습니다. 또한 글로벌 환경 규정 및 자동차 등급 애플리케이션의 요구 사항을 충족하기 위해 무연 및 고온 솔더링 공정과의 호환성에 대한 강조도 증가하고 있습니다. 이 시리즈의 리플렉터와 같은 광학 기능을 LED 패키지에 직접 통합하는 것은 최종 제품 설계를 단순화하고 광학 성능을 향상시키는 핵심 트렌드입니다.