SMD 탑뷰 블루 LED 67-21 시리즈 데이터시트 - P-LCC-2 패키지 - 2.7-3.5V - 25mA - 90mW

1. 제품 개요

67-21 시리즈는 탑뷰 애플리케이션을 위해 설계된 표면 실장 장치(SMD) 발광 다이오드(LED) 제품군을 나타냅니다. 이 부품은 무색 투명 창이 있는 컴팩트한 화이트 P-LCC-2 패키지로 신뢰할 수 있는 표시등 및 백라이트 기능을 제공하도록 설계되었습니다. 주요 설계 목표는 최적화된 광 출력과 커플링 효율을 제공하여 라이트 파이프와의 통합에 특히 적합하도록 하는 것입니다. 이 장치는 낮은 전류 수준에서 작동하며, 에너지 효율이 가장 중요한 배터리 구동 또는 전력 민감 휴대용 전자 장비에서 중요한 장점입니다.

이 LED의 핵심 장점은 다양한 각도에서 가시성을 보장하는 넓은 시야각과 표준 자동화 조립 공정과의 호환성을 포함합니다. 대량 생산 효율성을 위해 테이프 및 릴에 공급됩니다. 이 제품은 무연(Pb-free), EU REACH 규정 준수, 할로겐 프리 요구사항(Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm) 충족을 포함한 여러 주요 환경 및 안전 표준을 준수합니다. 또한 수분 감도에 대한 JEDEC J-STD-020D 레벨 3 표준을 기반으로 사전 조건화되었습니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

절대 최대 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이는 동작 조건이 아닙니다. 67-21 시리즈 LED의 경우 최대 역방향 전압(VR)은 5V입니다. 역방향으로 이 전압을 초과하면 접합 파괴가 발생할 수 있습니다. 최대 연속 순방향 전류(IF)는 25 mA입니다. 펄스 동작의 경우, 듀티 사이클 1/10, 1 kHz에서 최대 100 mA의 피크 순방향 전류(IFP)가 허용됩니다. 패키지가 처리할 수 있는 최대 전력 소산(Pd)은 90 mW이며, 이는 열 관리와 직접적으로 관련됩니다. 최대 허용 접합 온도(Tj)는 115°C입니다. 장치는 -40°C에서 +85°C 사이에서 동작(Topr)하도록, -40°C에서 +90°C 사이에서 보관(Tstg)하도록 정격화되었습니다. 2000V(Human Body Model)의 정전기 방전(ESD)을 견딜 수 있습니다. 납땜 온도 프로파일은 리플로우(최대 260°C, 10초) 및 핸드 솔더링(최대 350°C, 3초) 모두에 대해 명시되어 있습니다.

2.2 광전자 특성

광전자 특성은 Ta=25°C 및 IF=20mA의 표준 테스트 조건에서 측정되며, 일반적인 성능 파라미터를 제공합니다. 광도(Iv)는 최소 72 mcd에서 최대 180 mcd까지의 일반적인 범위를 가지며, 특정 값은 빈 코드에 의해 결정됩니다. 광도가 피크 값의 절반으로 떨어지는 각도로 정의되는 시야각(2θ1/2)은 일반적으로 120도로, 매우 넓은 방사 패턴을 제공합니다. 방출되는 빛은 파란색이며, 피크 파장(λp)은 일반적으로 약 468 nm입니다. 주 파장(λd)은 462 nm에서 472 nm까지 범위입니다. 스펙트럼 대역폭(Δλ)은 일반적으로 20 nm입니다. LED를 통해 20mA를 구동하는 데 필요한 순방향 전압(VF)은 2.70V에서 3.50V까지 범위입니다. 역방향 전류(IR)는 매우 낮으며, 5V 역방향 바이어스가 인가될 때 최대 10 μA입니다.

3. 빈 시스템 설명

LED의 성능은 배치마다 다를 수 있습니다. 설계자의 일관성을 보장하기 위해 67-21 시리즈는 주요 파라미터인 광도, 주 파장 및 순방향 전압에 대해 빈으로 분류됩니다.

3.1 광도 빈

광도는 네 가지 코드로 빈 분류됩니다: Q1 (72-90 mcd), Q2 (90-112 mcd), R1 (112-140 mcd), R2 (140-180 mcd). ±11%의 허용 오차가 적용됩니다. 이를 통해 필요한 밝기 수준에 따라 선택할 수 있습니다.

3.2 주 파장 빈

인지되는 색상을 정의하는 주 파장은 'FA' 그룹 아래에 분류되며 다섯 가지 코드로 빈 분류됩니다: AA0 (462.0-464.0 nm), AA1 (464.0-466.0 nm), AA2 (466.0-468.0 nm), AA3 (468.0-470.0 nm), AA4 (470.0-472.0 nm). ±1nm의 허용 오차가 명시됩니다. 이를 통해 애플리케이션에서 정밀한 색상 매칭이 가능합니다.

3.3 순방향 전압 빈

순방향 전압은 'F' 그룹 아래에 분류되며 네 가지 코드로 빈 분류됩니다: 10 (2.70-2.90V), 11 (2.90-3.10V), 12 (3.10-3.30V), 13 (3.30-3.50V). ±0.1V의 허용 오차가 적용됩니다. VF 빈을 알면 효율적인 전류 제한 회로 설계 및 전력 소비 예측에 도움이 됩니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 다양한 조건에서 장치의 동작을 설명하는 여러 일반적인 특성 곡선을 제공합니다. 이 그래프는 참고용이며 일반적인 데이터를 나타내며, 보장된 최소값 또는 최대값이 아닙니다.

순방향 전류 대 순방향 전압 (IV 곡선):이 곡선은 LED를 통해 흐르는 전류와 양단 전압 사이의 지수 관계를 보여줍니다. 동작점을 결정하고 구동 회로를 설계하는 데 중요합니다. 곡선은 일반적으로 턴온 포인트를 넘어서는 작은 전압 증가가 큰 전류 증가를 초래한다는 것을 보여줍니다.

상대 광도 대 순방향 전류:이 그래프는 광 출력이 순방향 전류에 따라 어떻게 증가하는지 보여줍니다. 권장 동작 범위 내에서는 일반적으로 선형이지만 더 높은 전류에서는 포화될 수 있습니다. 원하는 밝기 수준에 대한 구동 전류 선택에 도움이 됩니다.

상대 광도 대 주변 온도:이 곡선은 주변 온도가 증가함에 따라 광 출력의 디레이팅을 보여줍니다. LED 효율은 온도 상승에 따라 감소합니다. 이는 일관된 밝기를 유지하기 위한 애플리케이션의 열 관리에서 중요한 고려 사항입니다.

순방향 전류 디레이팅 곡선:이 그래프는 주변 온도의 함수로서 최대 허용 연속 순방향 전류를 나타냅니다. 온도가 상승함에 따라 최대 접합 온도를 초과하지 않고 장기적인 신뢰성을 보장하기 위해 최대 전류를 줄여야 합니다.

스펙트럼 분포:이 플롯은 약 468 nm의 피크 파장을 중심으로 다양한 파장에 걸쳐 방출되는 빛의 상대적 강도를 표시합니다. 파란색 발광의 스펙트럼 순도와 폭을 보여줍니다.

방사 다이어그램:이 극좌표 플롯은 광 강도의 공간적 분포를 시각적으로 나타내며, 넓은 120도 시야각을 확인시켜 줍니다. 빛이 전방향(0°)에서 더 강하게 방출되고 측면으로 갈수록 감소하는 방식을 보여줍니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

LED는 P-LCC-2(Plastic Leaded Chip Carrier) 패키지에 장착되어 있습니다. 패키지 본체는 화이트이며 무색 투명 렌즈를 갖추고 있습니다. 데이터시트에는 길이, 너비, 높이, 리드 간격 및 기타 중요한 기계적 특징을 명시하는 상세한 치수 도면이 제공됩니다. 달리 명시되지 않는 한 모든 허용 오차는 일반적으로 ±0.1mm입니다. 도면에는 탑뷰, 사이드뷰 및 PCB 레이아웃을 위한 풋프린트 권장 사항이 포함되어 있으며, 애노드 및 캐소드 패드 형상과 권장 솔더 마스크 개구부를 보여줍니다. 극성은 노치 또는 캐소드 근처의 점과 같은 표시로 장치 자체에 표시됩니다.

6. 납땜 및 조립 지침

적절한 취급 및 납땜은 신뢰성에 필수적입니다.

보관:부품은 습기 방지 백에 건조제와 습도 표시 카드와 함께 포장됩니다. 백은 사용 직전에 30°C 미만 및 상대 습도 60% 이하로 제어된 환경에서만 개봉해야 합니다. 개봉 후, 부품은 Moisture Sensitivity Level (MSL 3, J-STD-020D 기준)에 명시된 시간 내에 사용해야 합니다. 표시 카드에 과도한 습기가 나타나면 사용 전 60°C ±5°C에서 24시간 동안 베이킹이 필요합니다.

리플로우 납땜:무연 솔더에 대한 특정 온도 프로파일이 권장됩니다. 프로파일에는 예열 단계(150-200°C, 60-120초), 피크 온도까지의 상승(최대 260°C), 액상선(217°C) 이상 시간(60-150초), 제어된 냉각이 포함됩니다. 255°C 이상의 시간은 30초를 초과하지 않아야 하며, 260°C의 피크 온도는 최대 10초 동안 유지되어야 합니다. 리플로우는 두 번 이상 수행해서는 안 됩니다. 가열 중에는 LED에 스트레스를 가하지 말아야 하며, 납땜 후 PCB가 휘지 않아야 합니다.

핸드 솔더링:필요한 경우, 핸드 솔더링은 아이언 팁 온도가 350°C 이하에서 단자당 3초 이내로 수행해야 합니다. 솔더링 아이언 전력은 25W 이하여야 합니다. 각 단자를 납땜할 때 최소 2초 간격을 두어야 합니다. 열 스트레스를 피하기 위해 수리 작업에는 더블 헤드 솔더링 아이언이 권장됩니다.

7. 포장 및 주문 정보

LED는 자동 피크 앤 플레이스 조립을 위해 릴에 감긴 8mm 캐리어 테이프에 공급됩니다. 각 릴에는 2000개가 들어 있습니다. 릴 및 테이프 치수는 데이터시트에 명시되어 있습니다. 릴의 라벨에는 주요 정보가 제공됩니다: 고객 제품 번호(CPN), 제품 번호(P/N), 포장 수량(QTY), 광도 등급(CAT), 주 파장 등급(HUE), 순방향 전압 등급(REF)에 대한 빈 코드, 로트 번호(LOT No).

8. 애플리케이션 권장 사항

일반적인 애플리케이션:이 LED는 통신 장비(전화기, 팩스 기계의 표시등 및 백라이트), LCD용 평면 백라이트, 스위치 및 심볼, 패널 또는 베젤로 빛을 유도하는 라이트 파이프 애플리케이션, 일반 목적 표시등 사용에 이상적입니다.

설계 고려 사항: 전류 제한:외부 전류 제한 저항은필수적입니다. LED는 전류 구동 장치이며, 순방향 전압의 작은 변화가 전류에 크고 파괴적인 변화를 일으킬 수 있습니다. 저항 값은 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다: R = (Vsupply - VF) / IF, 여기서 VF는 빈 또는 일반 값에서의 순방향 전압이고, IF는 원하는 동작 전류(예: 20mA)입니다.열 관리:전력 소산은 낮지만, 특히 높은 주변 온도 환경에서 또는 더 높은 전류로 구동될 때 적절한 PCB 구리 면적 또는 열 비아를 확보하면 열을 발산하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이는 광 출력과 수명을 유지합니다.광학 설계:넓은 120° 시야각과 투명한 렌즈는 빛을 추출하고 방향을 지정해야 하는 라이트 파이프 애플리케이션에 탁월합니다. 화이트 패키지는 내부 빛을 반사하여 전반적인 효율성을 향상시킵니다.

9. 기술 비교 및 차별화

일반적인 블루 LED와 비교하여 67-21 시리즈는 몇 가지 뚜렷한 장점을 제공합니다. 넓은 120도 시야각은 더 좁은 빔(예: 60-80도)을 가질 수 있는 많은 표준 LED보다 우수하여 오프축 가시성이 필요한 애플리케이션에 더 적합합니다. 강도, 파장 및 전압에 대한 정의된 빈 분류 구조는 제조업체에 예측 가능하고 일관된 성능을 제공하며, 이는 다중 LED 어레이에서 색상 매칭 및 밝기 균일성에 중요합니다. 패키지는 최적화된 광 커플링을 위해 특별히 설계되어 라이트 가이드와 함께 사용할 때 효율성을 향상시킵니다. 또한, 현대 환경 표준(RoHS, REACH, Halogen-Free)을 완전히 준수하므로 규제가 엄격한 글로벌 시장에 적합합니다.

10. 자주 묻는 질문(FAQ)

Q: 전류 제한 저항이 절대적으로 필요한 이유는 무엇입니까?

A: LED의 IV 특성은 지수적입니다. 저항 없이는 전류는 전원 공급 장치의 능력과 LED의 작은 내부 저항에 의해서만 제한되며, 이는 즉시 전류를 25mA 최대치를 훨씬 초과하도록 구동하여 과열 및 치명적인 고장을 일으킬 수 있습니다.

Q: 저항 없이 3.3V 전원으로 이 LED를 구동할 수 있습니까?

A: 아니요. 일반적인 VF가 3.0V라 하더라도, 빈 분류, 온도 및 제조 허용 오차로 인한 변동으로 인해 실제 VF가 더 낮을 수 있습니다. 직접 연결된 3.3V 전원은 LED를 통해 과도한 전류를 강제할 수 있습니다. 항상 직렬 저항을 사용하십시오.

Q: '사전 조건: JEDEC J-STD-020D Level 3'은 무엇을 의미합니까?

A: 이는 부품이 Moisture Sensitivity Level (MSL) 3을 가짐을 의미합니다. 공장에서 밀봉된 습기 방지 백을 개봉한 후, 부품은 <30°C/60% RH에서 보관 시 168시간(7일) 이내에 PCB에 장착되어야 합니다. 이 시간을 초과하면 사용 전에 리플로우 납땜 중 '팝콘 현상'을 방지하기 위해 재베이킹해야 합니다.

Q: 릴 라벨의 빈 코드를 어떻게 해석합니까?

A: CAT 코드(예: R1)는 광도 범위를 알려줍니다. HUE 코드(예: AA2)는 주 파장 범위를 알려줍니다. REF 코드(예: 11)는 순방향 전압 범위를 알려줍니다. 이를 통해 사용 중인 배치의 전기적 및 광학적 파라미터를 확인할 수 있습니다.

11. 실제 사용 사례

시나리오: 휴대용 의료 기기를 위한 상태 표시 패널 설계.

이 장치는 어두운 틴트 폴리카보네이트 창 뒤에 여러 상태 LED(전원, 배터리 부족, 블루투스 연결)를 가지고 있습니다. 67-21 시리즈가 선택되었습니다. 넓은 시야각은 장치가 각도에서 보더라도 표시등이 보이도록 보장합니다. 낮은 전류 요구 사항(20mA)은 배터리 수명을 극대화하는 데 이상적입니다. 라이트 파이프는 메인 PCB에 장착된 LED에서 빛을 전면 패널 창까지 전달하도록 설계되었습니다. 화이트 LED 패키지는 빛을 파이프로 반사하는 데 도움이 됩니다. 설계자는 모든 표시등이 동일한 밝기와 색상을 갖도록 동일한 강도 및 파장 빈(예: R1, AA2)에서 LED를 선택합니다. 3.3V 시스템 전원에 대해 계산된 각 LED에 대한 전류 제한 저항이 있는 간단한 구동 회로가 구현됩니다. 데이터시트의 리플로우 프로파일이 SMT 조립 라인에 프로그래밍됩니다.

12. 동작 원리

이는 InGaN(인듐 갈륨 나이트라이드) 칩 재료를 기반으로 하는 반도체 다이오드입니다. 다이오드의 턴온 전압(약 2.7-3.5V)을 초과하는 순방향 전압이 인가되면 전자와 정공이 반도체의 활성 영역으로 주입됩니다. 이러한 전하 캐리어가 재결합할 때 에너지는 광자(빛) 형태로 방출됩니다. InGaN 재료의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 방출되는 빛의 파장(색상)을 정의합니다—이 경우 약 468 nm의 파란색 빛입니다. P-LCC-2 패키지는 칩을 캡슐화하고 기계적 보호를 제공하며 와이어 본드를 수용하고 광 출력 빔을 형성하는 렌즈를 포함합니다.

13. 기술 동향

블루 LED, 특히 InGaN 기반의 효율적인 블루 LED의 개발은 백색 LED(인광체 변환을 통해) 및 풀컬러 디스플레이를 가능하게 하는 고체 조명의 기초적인 성과였습니다. 67-21 시리즈와 같은 표시등형 SMD LED의 현재 동향은 몇 가지 영역에 초점을 맞추고 있습니다:효율성 증가:지속적인 재료 과학 개선은 단위 전기 입력 전력당 더 많은 빛(더 높은 광 효율)을 생산하여 에너지 소비를 더욱 줄이는 것을 목표로 합니다.소형화:P-LCC-2는 표준 패키지이지만, 계속해서 작아지는 소비자 가전에서 PCB 공간을 절약하기 위해 더 작은 풋프린트(예: 0402, 0201 미터법 크기)를 위한 지속적인 추진이 있습니다.향상된 신뢰성 및 견고성:패키징 재료 및 다이 부착 기술의 개선은 작동 수명을 연장하고 열 사이클링 및 습도에 대한 저항성을 증가시키는 데 계속 기여하고 있습니다.더 엄격한 빈 분류 및 색상 일관성:애플리케이션이 더 정밀하고 균일한 조명을 요구함에 따라 제조업체는 광속, 색도 좌표 및 순방향 전압에 대해 더 엄격하고 세밀한 빈 분류 공정을 구현하고 있습니다.