SMD 사이드 LED 57-11UTC/S827-1/TR8 데이터시트 - P-LCC-4 패키지 - 화이트 - 20mA - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

57-11UTC/S827-1/TR8은 컴팩트한 P-LCC-4 표면 실장 장치(SMD) 패키지로 설계된 고성능 화이트 발광 다이오드(LED)입니다. 이 사이드뷰 LED는 공간과 전력 소비가 중요한 제약 조건인 다양한 현대 전자 응용 분야에 효율적이고 신뢰할 수 있는 조명을 제공하도록 설계되었습니다.

이 장치는 물처럼 투명한 수지로 된 화이트 패키지를 특징으로 하며, InGaN 칩 기술을 활용하여 백색광을 생성합니다. 주요 설계 측면은 패키지 내 최적화된 내부 반사판 설계를 통해 달성된 광시야각입니다. 이 설계는 광 결합을 향상시키고 균일한 측면 조명이 필요한 라이트 파이프를 포함하는 응용 분야에 LED를 특히 적합하게 만듭니다. 낮은 전류 요구 사항은 배터리 구동 휴대용 장비 및 에너지 효율이 가장 중요한 기타 응용 분야에 이상적인 구성 요소로 자리매김하게 합니다.

본 제품은 엄격한 환경 및 품질 기준을 준수하며, 무연(Pb-free)이며, EU RoHS 및 REACH 규정을 준수하고, 할로겐 프리 요구 사항(Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm)을 충족합니다. 또한 습기 민감도에 대한 JEDEC J-STD-020D 레벨 3에 따라 사전 조건화되었습니다.

1.1 핵심 장점 및 목표 시장

핵심 장점:

• 고휘도 및 효율성:최적화된 전력 소비로 밝은 출력을 제공합니다.
• 광시야각(~120°):내부 반사판이 있는 사이드뷰 설계는 넓고 균일한 광 분포를 보장하여 에지 조명에 완벽합니다.
• 컴팩트한 P-LCC-4 패키지:작은 폼 팩터로 귀중한 PCB 공간을 절약합니다.
• 견고한 구조:ESD 보호(2000V HBM)를 포함하며 신뢰할 수 있는 리플로우 솔더링 공정을 위해 설계되었습니다.
• 환경 규정 준수:유해 물질에 대한 현대 규제 요구 사항을 충족합니다.

목표 응용 분야:

• 소비자 가전, 산업용 패널 및 자동차 디스플레이의 풀 컬러 LCD 디스플레이 백라이트.
• 프린터, 스캐너 및 복합기와 같은 사무 자동화(OA) 장비의 상태 표시등 및 백라이트.
• 자동차 실내 조명, 계기판 조명 및 스위치 백라이트.
• 표시등 응용 분야에서 기존 미니어처 전구 및 형광등의 일반적인 대체품.

2. 기술 파라미터 심층 분석

이 섹션은 데이터시트에 명시된 주요 전기적, 광학적 및 열적 파라미터에 대한 상세하고 객관적인 분석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이러한 조건에서의 동작은 보장되지 않습니다.

• 역방향 전압 (V_R):5V. 역방향 바이어스에서 이 전압을 초과하면 접합 파괴가 발생할 수 있습니다.
• 연속 순방향 전류 (I_F):30mA. 신뢰할 수 있는 장기 작동을 위한 최대 DC 전류입니다.
• 피크 순방향 전류 (I_FP):100mA (1/10 듀티 사이클, 1kHz). 더 높은 전류의 짧은 펄스를 허용하여 멀티플렉싱 또는 PWM 디밍 방식에 유용합니다.
• 전력 소산 (P_d):110mW. 패키지가 소산할 수 있는 최대 전력으로, V_F* I_F로 계산됩니다. 이 한계는 열 관리에 매우 중요합니다.
• 동작 및 보관 온도:-40°C ~ +85°C (동작), -40°C ~ +90°C (보관). 장치 기능 및 비작동 보관을 위한 전체 환경 범위를 지정합니다.
• ESD 내성 (HBM):2000V. 취급 중 정전기 방전에 대한 보호 수준을 제공합니다.
• 이 곡선은 휘도가 -40°C에서 약 25°C까지 상대적으로 안정적이며, 실온 값의 약 100% 근처에 유지됨을 보여줍니다. 온도가 25°C를 넘어 증가함에 따라 강도는 점차 감소합니다. 최대 동작 온도 85°C에서 출력은 25°C 값의 약 80-85% 정도일 수 있습니다. 이 열 담금 효과는 LED의 전형적인 현상이며, 따뜻한 환경에서 작동하는 설계에 반드시 고려해야 합니다.리플로우: 최대 10초 동안 피크 260°C. 핸드 솔더링: 단자당 최대 3초 동안 350°C. 조립 공정 제어에 중요합니다.

2.2 전기-광학 특성 (Ta=25°C)

이는 표준 테스트 조건에서 측정된 일반적인 성능 파라미터입니다.

• 휘도 (I_v):I_F=20mA에서 900mcd (최소), 1800mcd (최대). 이는 광 출력의 주요 측정값입니다. 넓은 범위는 빈닝 시스템이 사용됨을 나타냅니다(섹션 3 참조). 일반적인(Typ.) 값은 제공되지 않으며, 이는 특정 빈 코드를 기반으로 선택됨을 의미합니다.
• 시야각 (2θ_1/2):120° (Typ). 강도가 피크 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도로 정의됩니다. 이는 넓고 확산된 방출 패턴을 확인시켜 줍니다.
• 순방향 전압 (V_F):I_F=20mA에서 2.75V (최소), 3.95V (최대). LED가 동작할 때 걸리는 전압 강하입니다. 이 파라미터도 빈닝됩니다. 변동은 고유한 반도체 공정 허용 오차 때문입니다.
• 허용 오차:데이터시트는 주어진 빈 내에서 휘도에 대해 ±11% 허용 오차, 순방향 전압에 대해 ±0.1V 허용 오차를 기록하며, 정밀한 설계 시 이를 고려해야 합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

대량 생산의 일관성을 보장하기 위해 LED는 성능 그룹 또는 "빈"으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 특정 밝기 및 전기적 요구 사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 휘도 빈닝

LED는 20mA에서 측정된 휘도에 따라 세 개의 빈으로 분류됩니다:

• 빈 V2:900 mcd ~ 1120 mcd
• 빈 W1:1120 mcd ~ 1420 mcd
• 빈 W2:1420 mcd ~ 1800 mcd

이 빈닝은 생산 배치 내에서 밝기 변동이 제어되도록 합니다. 여러 LED에 걸쳐 균일한 밝기가 필요한 응용 분야에서는 단일하고 더 좁은 빈(예: W1)을 지정하는 것이 필수적입니다.

3.2 순방향 전압 빈닝

LED는 순방향 전압 강하에 따라 네 그룹으로도 빈닝됩니다:

• 그룹 M5:2.75V ~ 3.05V
• 그룹 6:3.05V ~ 3.35V
• 그룹 7:3.35V ~ 3.65V
• 그룹 8:3.65V ~ 3.95V

전압 빈닝은 전류 제한 저항 네트워크를 설계할 때 매우 중요하며, 특히 여러 LED를 직렬로 구동할 때 그렇습니다. 동일한 전압 빈의 LED를 사용하면 병렬 스트링에서 전류 불균형을 최소화합니다.

3.3 색도 좌표 빈닝

백색 색상점은 CIE 1931 색도도 상의 좌표로 정의됩니다. 데이터시트는 네 가지 주요 빈을 정의합니다:

• 6K, 6L, 7K, 7L:각 빈은 x,y 색상 차트 상에 정의된 사각형 영역을 가집니다. 예를 들어, 빈 6K는 x는 0.3130 ~ 0.3300, y는 0.2840 ~ 0.3300을 포함합니다.
• 허용 오차:색도 좌표 허용 오차는 ±0.01이며, 이는 명목 빈 코너 포인트로부터의 허용 가능한 변동을 정의합니다.

이 빈닝은 LCD 백라이트 또는 다중 LED 표시등과 같이 색상 일관성이 중요한 응용 분야에 LED를 선택할 수 있게 합니다.

4. 성능 곡선 분석

제공된 특성 곡선은 비표준 조건에서 LED의 동작에 대한 귀중한 통찰력을 제공합니다.

4.1 주변 온도 대비 휘도

The curve shows that luminous intensity is relatively stable from -40°C to approximately 25°C, remaining near 100% of its room-temperature value. As temperature increases beyond 25°C, the intensity gradually decreases. At the maximum operating temperature of 85°C, the output may be around 80-85% of its 25°C value. This thermal quenching effect is typical for LEDs and must be factored into designs operating in warm environments.

4.2 순방향 전류 디레이팅 곡선

이 그래프는 주변 온도의 함수로서 허용 가능한 최대 연속 순방향 전류를 규정합니다. 25°C에서는 전체 30mA가 허용됩니다. 주변 온도가 상승함에 따라 최대 허용 전류는 110mW 전력 소산 한계를 초과하지 않도록 하고 접합 온도를 관리하기 위해 선형적으로 감소해야 합니다. 이는 신뢰성을 위한 중요한 설계 규칙입니다.

4.3 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

이 곡선은 다이오드의 고전적인 지수 관계를 나타냅니다. 순방향 전압은 전류와 함께 증가합니다. 일반적인 동작 전류 20mA에서 V_F는 약 3.2V ~ 3.4V입니다(빈에 따라 다름). 이 곡선은 정전압원을 사용할 때 적절한 전류 제한 저항 값을 선택하는 데 필수적입니다: R = (V_공급- V_F) / I_F.

4.4 순방향 전류 대비 휘도

광 출력은 낮은 범위에서 전류와 거의 선형적으로 증가하지만, 더 높은 전류(30-40mA에 가까움)에서는 포화 또는 효율 저하의 징후를 보일 수 있습니다. 20mA에서 동작하는 것은 밝기와 효율성/신뢰성 사이의 좋은 균형을 나타냅니다.

4.5 스펙트럼 분포 및 방사 패턴

스펙트럼 곡선은 형광체 변환 백색 LED의 전형적인 피크 파장을 보여주며, 청색 영역(~450-460nm)에 있고 황색 스펙트럼에서 넓은 형광체 방출을 결합하여 백색광을 생성합니다. 방사 패턴 다이어그램은 120° 시야각을 가진 넓고 람베르트와 유사한 방출 프로파일을 시각적으로 확인시켜 줍니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

5.1 패키지 치수

LED는 P-LCC-4 패키지에 장착되어 있습니다. 주요 치수(mm)는 전체 본체 크기, 리드 간격 및 캐소드 식별자(일반적으로 패키지의 노치 또는 녹색 표시)의 배치를 포함합니다. 권장 PCB 랜드 패턴(풋프린트)도 제공되어 적절한 솔더링 및 정렬을 보장하기 위한 솔더 패드 치수와 간격을 보여줍니다.

5.2 극성 식별

올바른 극성은 필수적입니다. 데이터시트는 캐소드(음극) 단자를 나타냅니다. 패키지에서 이는 종종 녹색 점, 본체 한쪽의 노치 또는 모따기된 모서리로 표시됩니다. PCB 풋프린트에는 이 특징과 일치하는 극성 마커가 포함되어야 합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

상세한 무연 리플로우 프로파일이 제공됩니다:

• 예열:60-120초 동안 150-200°C (최대 상승 속도 3°C/초).
• 리플로우:217°C 이상 시간: 60-150초. 피크 온도: 최대 10초 동안 최대 260°C.
• 냉각:255°C 이상에서 최대 6°C/초의 냉각 속도.

이 프로파일을 준수하는 것은 열 충격, 솔더 조인트 결함 또는 LED 에폭시 손상을 방지하는 데 중요합니다.

6.2 보관 및 취급

• 이 구성 요소는 습기에 민감합니다(MSL 레벨 암시). 사용 전까지 습기 차단 백(MBB)을 밀봉된 상태로 유지해야 합니다.
• 권장 개봉 환경은 <30°C / 60% RH입니다.
• 습도 표시 카드에 과도한 습기가 표시되면 솔더링 전 60°C ±5°C에서 24시간 동안 베이킹이 필요합니다.
• 리플로우 솔더링은 두 번 이상 수행해서는 안 됩니다.

6.3 핸드 솔더링 및 리워크

핸드 솔더링이 필요한 경우:

• 팁 온도 <350°C의 솔더링 아이언을 사용하십시오.
• 단자당 접촉 시간을 3초로 제한하십시오.정격 전력 ≤25W의 아이언을 사용하십시오.
• 각 단자를 솔더링하는 사이에 최소 2초의 냉각 간격을 두십시오.
• 리워크의 경우, 기계적 스트레스를 피하기 위해 두 단자를 동시에 가열할 수 있는 듀얼 헤드 솔더링 아이언을 권장합니다. LED를 손상시키지 않고 리워크할 수 있는 가능성은 사전에 확인해야 합니다.

7. 패키징 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 사양

LED는 릴에 감긴 엠보싱된 캐리어 테이프에 습기 방지 포장으로 공급됩니다.

• 포장 수량:릴당 500개.
• 자동 피크 앤 플레이스 장비와의 호환성을 위해 캐리어 테이프(포켓 크기, 피치), 커버 테이프 및 릴(직경, 허브 크기, 너비)에 대한 상세 치수가 제공됩니다.

7.2 라벨 설명

릴 라벨에는 주요 정보가 포함됩니다:

• CPN:고객 부품 번호(선택 사항).
• P/N:제조업체 부품 번호 (57-11UTC/S827-1/TR8).
• QTY:릴 상의 수량.
• CAT:휘도 등급 (예: W1, V2).
• HUE:주 파장/색도 등급 (예: 7K).
• REF:순방향 전압 등급 (예: 6, 7).
• LOT No:추적 가능한 로트 번호.

8. 응용 설계 고려 사항

8.1 전류 제한은 필수

데이터시트는 명시적으로 경고합니다: "고객은 보호를 위해 저항기를 적용해야 하며, 그렇지 않으면 약간의 전압 변화가 큰 전류 변화를 일으킬 것입니다(소손이 발생할 수 있음)." LED는 전류 구동 장치입니다. 전압 공급원을 사용할 때는 정전류원 또는 더 일반적으로 직렬 전류 제한 저항기가 절대적으로 필요합니다. 저항 값은 선택한 빈의 최대 V_F를 사용하여 계산되며, 공급 전압 허용 오차가 있어도 전류가 절대 최대 정격을 초과하지 않도록 보장합니다.

8.2 열 관리

패키지는 작지만, 전력 소산(최대 110mW)은 열을 발생시킵니다. 높은 전류 또는 상승된 주변 온도에서 연속 작동을 위해서는 다음을 고려하십시오:

• 순방향 전류 디레이팅 곡선을 준수합니다.
• LED 패드 아래 및 주변에 히트 싱크 역할을 할 수 있는 충분한 구리 면적을 PCB에 제공합니다.
• 최종 응용 분야에서 좋은 공기 흐름을 보장합니다.

8.3 다중 LED 어레이에서 균일성 달성

일관된 밝기와 색상이 중요한 백라이트 또는 표시등 어레이의 경우:

• 휘도(I_v) 및 색도(x,y)에 대해 좁은 빈을 지정합니다.
• 병렬로 연결된 LED의 경우, 동일한 순방향 전압(V_F) 빈의 LED를 사용하고/하거나 각 LED에 개별 직렬 저항기를 사용하여 전류를 균형시킵니다.
• 각 장치를 통해 동일한 전류를 보장하기 위해 정전류 드라이버에서 직렬 스트링으로 LED를 구동하는 것을 고려하십시오.

9. 기술 비교 및 차별화

일반 SMD LED와 비교하여, 57-11UTC/S827-1/TR8 시리즈는 다음과 같은 특정 장점을 제공합니다:

• 사이드뷰 대 탑뷰:일반적인 상방향 발광 LED와 달리, 이 사이드뷰 패키지는 PCB 평면과 평행하게 빛을 방출하도록 설계되어 라이트 가이드 및 에지 조명 응용 분야에 필수적입니다.
• 최적화된 광학 설계:통합된 내부 반사판은 기본 사이드뷰 LED와 차별화되어 더 넓고 균일한 시야각을 제공합니다.
• 포괄적인 빈닝:상세한 3방향 빈닝(휘도, 전압, 색도)은 느슨하거나 빈닝이 없는 부품에 비해 더 높은 수준의 성능 일관성과 선택 유연성을 제공합니다.
• 견고성:ESD 보호 포함 및 무연 리플로우 솔더링 사양은 현대적이고 자동화된 조립 공정에 적합하게 만듭니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

10.1 일반적인 동작 전류는 무엇입니까?

전기-광학 특성은 I_F= 20mA에서 테스트되며, 이는 밝기, 효율성 및 수명을 균형 있게 맞추기 위한 권장 일반 동작점입니다. 절대 최대 연속 전류는 30mA입니다.

10.2 올바른 전류 제한 저항기를 어떻게 선택합니까?

공식을 사용하십시오: R = (V_공급- V_F) / I_F. 선택한 전압 빈의 최대 V_F(예: 빈 8의 경우 3.95V)와 원하는 I_F(예: 20mA)를 사용하십시오. 5V 공급의 경우: R = (5V - 3.95V) / 0.02A = 52.5Ω. 다음으로 높은 표준 값(예: 56Ω)을 선택하고 저항기의 정격 전력이 충분한지 확인하십시오(P = I²* R).

10.3 PWM을 디밍에 사용할 수 있습니까?

예, PWM(펄스 폭 변조)은 LED 디밍에 탁월한 방법입니다. 펄스의 피크 전류는 I_FP정격 100mA(1/10 듀티 사이클에서)를 초과해서는 안 됩니다. 시간에 따른 평균 전류가 연속 I_F정격 30mA를 초과하지 않도록 하십시오.

10.4 라이트 파이프 응용 분야에서 시야각이 왜 그렇게 중요합니까?

광시야각은 빛이 넓은 원뿔 모양으로 방출되도록 보장합니다. 라이트 파이프(투명한 플라스틱 가이드)의 가장자리에 결합될 때, 이 넓은 주입 각도는 전반사와 파이프 길이를 따라 빛의 효율적인 분포를 촉진하여 핫스팟을 최소화하면서 균일한 백라이트를 만듭니다.

11. 실용적인 설계 및 사용 예

11.1 모바일 장치 버튼 백라이트

스마트폰에서 여러 개의 이러한 사이드뷰 LED를 메인 PCB 가장자리를 따라 배치하여 정전식 터치 버튼이나 네비게이션 아이콘을 균일하게 조명하는 얇고 복잡한 모양의 라이트 가이드에 직접 결합할 수 있습니다. 낮은 전류 소모는 배터리 수명을 보존합니다.

11.2 자동차 공조 제어 디스플레이

계기판 또는 센터 콘솔 디스플레이는 작은 LCD 패널의 한쪽 또는 두쪽 가장자리를 따라 이러한 LED의 단일 행을 사용할 수 있습니다. 라이트 파이프는 디스플레이 영역 전체에 백색광을 균일하게 분배합니다. 넓은 온도 동작 범위(-40°C ~ +85°C)는 자동차 환경에 적합하게 만듭니다.

11.3 산업용 패널 미터 표시등

이 LED는 산업 제어 패널에서 고휘도, 광시야각 상태 표시등(예: 전원 켜짐, 경보)으로 사용될 수 있습니다. 신뢰성과 자동화된 SMD 조립과의 호환성은 제조를 간소화합니다.

12. 동작 원리 소개

이는 형광체 변환 백색 LED입니다. 핵심은 인듐 갈륨 나이트라이드(InGaN)로 만들어진 반도체 칩으로, 전류가 P-N 접합을 통과할 때 청색 스펙트럼의 빛을 방출합니다(전계 발광). 이 청색광은 패키지 내부에 증착된 황색 형광체 코팅 층에 의해 부분적으로 흡수됩니다. 형광체는 넓은 범위의 황색 파장에서 빛을 재방출합니다. 남은 청색광과 변환된 황색광의 조합은 인간의 눈에 백색으로 인식됩니다. 물처럼 투명한 수지 캡슐은 칩과 형광체를 보호하면서 효율적인 광 추출을 허용합니다. 칩 주변의 내부 반사판 구조는 방출된 빛의 더 많은 부분이 패키지 측면을 통해 나가도록 도와 광시야각을 만듭니다.

13. 기술 동향 및 맥락

57-11 시리즈와 같은 사이드뷰 LED는 전자 설계의 특정 공간 제약에 대한 성숙하고 최적화된 솔루션을 나타냅니다. 이 분야의 동향은 계속해서 다음에 초점을 맞추고 있습니다:

• 효율성 증가 (lm/W):단위 전기 입력당 광 출력을 개선하여 더 낮은 전력 소비 또는 더 높은 밝기를 가능하게 합니다.
• 더 높은 색 재현 지수 (CRI):디스플레이 백라이트를 위해, 더 넓고 연속적인 스펙트럼을 가진 LED가 색상을 더 정확하게 재현하기 위해 개발되고 있습니다.
• 소형화:광학 성능을 유지하거나 개선하면서 더 작은 패키지 풋프린트로 더 얇은 최종 제품을 가능하게 합니다.
• 향상된 신뢰성 및 수명:더 높은 동작 온도와 더 긴 동작 시간을 견딜 수 있도록 재료(에폭시, 형광체) 및 칩 기술의 지속적인 개선.
• 통합:LED, 드라이버 IC 및 수동 소자를 단일 패키지로 결합한 통합 LED 모듈의 등장으로 최종 사용자를 위한 설계가 단순화됩니다.

직접 디스플레이 응용 분야를 위한 마이크로 LED 및 고급 COB(칩 온 보드) 패키지와 같은 새로운 기술이 등장하지만, 라이트 가이드가 사용되는 에지 조명 및 컴팩트 표시등 응용 분야에서는 전용 사이드뷰 SMD LED가 여전히 지배적이고 가장 비용 효율적인 솔루션으로 남아 있습니다.