SMD3528 적색 LED 데이터시트 - 사이즈 3.5x2.8mm - 전압 2.2V - 전력 0.144W - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

SMD3528은 단일 칩 적색 LED 다이를 사용하는 표면 실장 장치(SMD) 발광 다이오드(LED)입니다. 3.5mm x 2.8mm의 컴팩트한 크기를 특징으로 하며, 이 부품은 신뢰할 수 있는 저전력 적색 조명이 필요한 응용 분야를 위해 설계되었습니다. 주요 장점으로는 넓은 120도 시야각, 지정된 온도 범위에서의 일관된 성능, 그리고 표준 표면 실장 기술(SMT) 조립 공정과의 호환성이 포함됩니다. 목표 시장은 공간과 전력 효율이 중요한 소비자 가전, 표시등, 소형 디스플레이 백라이트, 장식 조명 등 광범위한 분야를 포괄합니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 전기적 파라미터

전기적 특성은 LED의 동작 한계와 일반적인 성능을 정의합니다. 솔더 접점 온도(T_s) 25°C에서 측정된 절대 최대 정격은 안전한 동작의 한계를 설정합니다. 최대 연속 순방향 전류(I_F)는 30 mA이며, 특정 조건(펄스 폭 ≤10 ms, 듀티 사이클 ≤1/10) 하에서 최대 40 mA의 순방향 펄스 전류(I_FP)가 허용됩니다. 최대 소비 전력(P_D)은 144 mW로 정격되어 있습니다. 동작 및 보관 온도 범위는 -40°C에서 +80°C로 지정되며, 최대 접합 온도(T_j)는 125°C입니다. 솔더링의 경우, LED는 피크 온도 230°C 또는 260°C에서 최대 10초 동안 지속되는 리플로우 프로파일을 견딜 수 있습니다.

일반적인 동작 조건(T_s=25°C, I_F=20mA)에서 순방향 전압(V_F)의 전형적인 값은 2.2V이며 최대 2.6V입니다. 역방향 전압(V_R)은 최소 5V로 정격되며, 역방향 전류(I_R)는 10 µA를 초과해서는 안 됩니다.

2.2 광학적 파라미터

광학적 성능은 LED의 기능의 핵심입니다. 주 파장(λ_d)은 625 nm로 지정되어 표준 적색 스펙트럼에 위치합니다. 광속 출력은 빈으로 분류되며, 구동 전류 20 mA에서 특정 빈 코드(A3, B1, B2)에 따라 전형적인 값이 1.5 lm에서 2.5 lm까지 범위를 가집니다. 빛의 공간 분포는 넓은 시야각으로 특징지어지며, 2θ_1/2(반 강도 전체 각도)는 120도로 지정됩니다.

2.3 열적 특성

열 관리는 LED의 수명과 성능 안정성에 매우 중요합니다. 핵심 파라미터는 접합 온도(T_j)로, 125°C를 초과해서는 안 됩니다. LED 칩에서 솔더 접점을 거쳐 최종적으로 인쇄 회로 기판(PCB)으로 이어지는 열 경로는 동작 중, 특히 최대 전류 근처에서 구동할 때 접합 온도를 안전한 한계 내로 유지하도록 설계되어야 합니다. -40°C에서 +80°C로 지정된 동작 주변 온도 범위는 장치가 견딜 수 있는 환경 조건에 대한 지침을 제공합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산에서 색상과 밝기의 일관성을 보장하기 위해, LED는 주요 파라미터를 기준으로 빈으로 분류됩니다.

3.1 파장 빈닝

주 파장은 정확한 적색 색조를 제어하기 위해 빈닝됩니다. 제공된 사양에는 두 개의 빈이 나열되어 있습니다: R1 (620-625 nm) 및 R2 (625-630 nm). 이를 통해 설계자는 응용 분야에 매우 특정한 색상 점을 가진 LED를 선택할 수 있으며, 이는 풀 컬러 디스플레이나 색상 매칭이 중요한 간판과 같은 응용 분야에 필수적입니다. 파장 측정에 대한 허용 오차는 빈 범위에 내재되어 있습니다.

3.2 광속 빈닝

광속 출력은 최소 밝기 수준을 보장하기 위해 분류됩니다. 빈은 코드 A3, B1, B2로 정의되며, 각각 최소/전형 값이 1/1.5 lm, 1.5/2 lm, 2/2.5 lm입니다(모두 20 mA에서 측정). 광속 측정에는 ±7%의 허용 오차가 적용됩니다. 이 빈닝을 통해 LED 배열에서 예측 가능한 밝기 수준을 얻을 수 있습니다.

3.3 순방향 전압 빈닝

순방향 전압은 회로 설계, 특히 직렬 연결된 스트링에서의 전류 제한 저항 계산 및 전원 공급 설계를 돕기 위해 빈닝됩니다. 빈은 C (1.8-2.0V), D (2.0-2.2V), E (2.2-2.4V), F (2.4-2.6V)이며, 측정 허용 오차는 ±0.08V입니다. V_F빈을 일치시키면 병렬 LED 구성에서 균일한 전류 분배와 밝기를 보장하는 데 도움이 될 수 있습니다.

4. 성능 곡선 분석

4.1 IV 특성 곡선

순방향 전압 대 순방향 전류(V_F-I_F) 곡선은 LED를 포함한 모든 다이오드의 기본 특성입니다. 이 SMD3528 적색 LED의 경우, 곡선은 반도체 p-n 접합의 전형적인 지수 관계를 보여줄 것입니다. 이 곡선은 동작점을 결정하고 구동 회로를 설계하는 데 필수적입니다. 일반적인 동작 전류 20mA에서의 전압은 빈닝된 V_F범위(예: 빈 D의 경우 ~2.2V) 내에 속할 것입니다.

4.2 상대 광속 대 순방향 전류

이 곡선은 구동 전류가 증가함에 따라 광 출력(상대 광속)이 어떻게 변화하는지 보여줍니다. LED의 경우, 출력은 일반적으로 낮은 수준에서는 전류와 선형적으로 증가하지만, 열적 및 전기적 효과로 인해 높은 전류에서는 포화 현상이나 효율 저하를 나타낼 수 있습니다. 이 그래프는 설계자가 효율과 수명을 고려하면서 원하는 밝기에 맞게 구동 전류를 최적화하는 데 도움이 됩니다.

4.3 온도 의존성

LED의 성능은 온도에 크게 영향을 받습니다. 핵심 곡선은 접합 온도의 함수로서 상대 스펙트럼 에너지(광 출력 및 파장 안정성의 대리 변수)를 보여줍니다. AlInGaP 기반 적색 LED의 경우, 일반적으로 온도가 증가함에 따라 광 출력이 감소합니다. 이 곡선은 다양한 열 환경에서 동작하는 응용 분야에 매우 중요하며, 구동 회로에서 필요한 감액 또는 열 보상에 대한 정보를 제공합니다.

4.4 스펙트럼 분포

스펙트럼 에너지 분포 곡선은 서로 다른 파장에 걸쳐 방출되는 빛의 강도를 표시합니다. 단색 적색 LED의 경우, 이 곡선은 빈닝된 파장(예: 625 nm)을 중심으로 하는 단일의 우세한 피크를 보여줄 것입니다. 이 피크의 너비(반치폭, FWHM)는 색 순도를 결정합니다. 더 좁은 피크는 더 포화되고 순수한 색상을 나타냅니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

5.1 치수 및 외형도

LED 패키지는 업계 표준 3528 풋프린트를 준수하며, 명목 치수는 길이 3.5mm, 너비 2.8mm입니다. 정확한 치수 도면은 패키지 높이, 렌즈 치수, 리드(패드) 간격을 포함한 중요한 측정값을 제공합니다. 허용 오차가 지정됩니다: .X로 표시된 치수는 ±0.10mm의 허용 오차를 가지며, .XX 치수는 ±0.05mm의 더 엄격한 허용 오차를 가집니다.

5.2 권장 패드 레이아웃 및 스텐실 설계

적절한 솔더링과 기계적 안정성을 보장하기 위해 PCB 설계를 위한 권장 랜드 패턴(풋프린트)이 제공됩니다. 여기에는 구리 패드의 크기, 모양, 간격이 포함됩니다. 또한, 조립 중에 도포되는 솔더 페이스트의 양을 제어하기 위한 해당 스텐실 설계(솔더 페이스트 마스크)도 제안되며, 이는 단락이나 툼스토닝을 일으키지 않고 신뢰할 수 있는 솔더 접합을 달성하는 데 중요합니다.

5.3 극성 식별

캐소드(음극 단자)는 일반적으로 LED 패키지에 녹색 점, 노치, 모따기된 모서리와 같은 시각적 마커로 식별됩니다. 데이터시트는 이 마킹 방식을 명확히 표시해야 합니다. 장치가 기능하도록 하려면 PCB에 배치할 때 올바른 극성을 준수해야 합니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 리플로우 솔더링 파라미터

이 부품은 적외선(IR) 또는 대류 리플로우 솔더링 공정에 적합합니다. 허용 가능한 최대 솔더 온도는 LED 리드에서 측정하여 230°C 또는 260°C로 지정되며, 최대 지속 시간은 10초입니다. 예열, 소킹, 리플로우, 냉각 단계를 포함한 표준 무연(SAC305) 리플로우 프로파일을 따라야 하며, 피크 온도와 액상선 이상 시간(TAL)이 LED의 정격을 초과하지 않도록 해야 합니다.

6.2 취급 및 보관 주의사항

LED는 정전기 방전(ESD)에 민감합니다. 접지된 손목 스트랩과 도전성 작업대를 사용하여 ESD 보호 환경에서 취급해야 합니다. 장치는 수분 흡수를 방지하기 위해(리플로우 중 "팝콘 현상"을 일으킬 수 있음) 지정된 보관 온도 범위(-40°C ~ +80°C)를 초과하지 않고 낮은 습도 조건에서 건제와 함께 원래의 방습 백에 보관해야 합니다.

6.3 세정

솔더링 후 세정이 필요한 경우, LED의 에폭시 렌즈 및 플라스틱 패키지와 호환되는 승인된 용제를 사용하십시오. 고주파 진동이 내부 와이어 본딩이나 다이 부착을 손상시킬 수 있으므로 초음파 세정은 피하십시오. 모든 세정 공정을 진행하기 전에 항상 화학적 호환성을 확인하십시오.

7. 패키징 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 패키징

SMD3528 LED는 자동 피크 앤 플레이스 기계에 적합한 릴에 감긴 표준 엠보싱 캐리어 테이프로 공급됩니다. 캐리어 테이프 치수(포켓 크기, 피치)는 피더와의 호환성을 보장하도록 지정됩니다. 커버 테이프 박리 강도는 10도 각도로 박리할 때 0.1~0.7 뉴턴으로 정의되어, 운송 중에는 안전하지만 기계가 쉽게 제거할 수 있도록 합니다.

7.2 모델 번호 규칙

제품 모델은 구조화된 명명 규칙을 따릅니다: T [형상 코드] [칩 수] [렌즈 코드] [내부 코드] - [광속 코드] [색상 코드]. 예를 들어, T3200SRA는 다음과 같이 해석됩니다: 형상 32 (3528), 칩 수 S (단일, 소전력), 렌즈 코드 00 (렌즈 없음), 내부 코드, 광속 코드, 색상 A (적색). 다른 색상 코드로는 Y (노랑), B (파랑), G (녹색) 등이 있습니다. 이 시스템을 통해 모든 주요 속성을 정확하게 식별할 수 있습니다.

8. 응용 제안

8.1 대표적인 응용 시나리오

SMD3528 적색 LED는 수많은 응용 분야에 매우 적합합니다: 소비자 가전(TV, 라우터, 충전기)의 상태 및 표시등. 소형 LCD 디스플레이, 키패드 또는 패널의 백라이트. 가전제품, 자동차 내장재 또는 건축 요소의 장식 및 액센트 조명. 뚜렷한 적색이 필요한 신호 및 비상 조명.

8.2 설계 고려사항

전류 제한:항상 직렬 전류 제한 저항 또는 정전류 구동기를 사용하십시오. 저항 값은 R = (V_공급- V_F) / I_F를 사용하여 계산됩니다. 낮은 V_F에서도 전류가 한계를 초과하지 않도록 하기 위해 빈의 최대 V_F device.
열 관리:높은 전류에서의 연속 동작이나 높은 주변 온도에서는 접합 온도를 낮게 유지하고 열을 발산하기 위해 충분한 PCB 구리 면적 또는 방열판을 확보하십시오.
광학 설계:원하는 조명 패턴을 달성하기 위해 도광판, 렌즈 또는 확산판을 설계할 때 120도 시야각을 고려하십시오.

9. 기술 비교

스루홀 적색 LED와 비교하여, SMD3528은 현대 전자 제품에 상당한 장점을 제공합니다: 훨씬 더 작은 풋프린트, 얇은 장치에 적합한 낮은 프로파일, 고속 자동 조립에 적합성, 그리고 PCB에 직접 솔더링으로 인해 종종 더 나은 열 성능을 제공합니다. SMD 적색 LED 패밀리 내에서 3528 패키지는 일반적이고 비용 효율적인 선택입니다. 더 새롭고 효율이 높은 LED 패키지(예: 2835)와 비교할 때, 3528은 약간 낮은 광 효율을 가질 수 있지만, 널리 사용 가능하고 검증된 신뢰성으로 인해 표준 밝기 응용 분야에서 여전히 높은 경쟁력을 유지합니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

Q: 광속 빈 A3, B1, B2의 차이점은 무엇인가요?
A: 이 빈들은 20mA에서 서로 다른 최소 및 전형적인 밝기 수준을 나타냅니다. A3가 가장 낮고(최소 1.0 lm, 전형 1.5 lm), B1은 중간(최소 1.5 lm, 전형 2.0 lm), B2가 가장 높습니다(최소 2.0 lm, 전형 2.5 lm). 선택은 응용 분야에 필요한 밝기에 따라 달라집니다.

Q: 이 LED를 30mA로 연속 구동할 수 있나요?
A: 네, 30mA는 절대 최대 연속 순방향 전류 정격입니다. 그러나 최적의 수명과 신뢰성을 위해, 응용 분야가 최대 밝기를 요구하고 열 설계가 견고하지 않는 한, 종종 최대치보다 낮은 20-25mA에서 동작하는 것이 좋습니다.

Q: LED에서 캐소드를 어떻게 식별하나요?
A: 데이터시트의 외형도가 극성 마킹을 표시해야 합니다. 일반적으로 3528 패키지의 경우, 캐소드는 플라스틱 본체의 한 모서리에 녹색 점이나 작은 노치/모따기로 표시됩니다.

Q: 이 LED에는 렌즈가 사용되나요?
A: 모델 번호 해석과 명명 규칙의 렌즈 코드 "00"에 따르면, 이 특정 변형(T3200SRA)은 추가적인 기본 렌즈가 없습니다(표준 에폭시 돔을 사용합니다). 렌즈 코드 "01"을 가진 다른 변형은 빔 형성을 위한 렌즈를 포함할 것입니다.

11. 실용적 사용 사례

시나리오: 네트워크 스위치용 상태 표시 패널 설계.패널에는 포트 활동/링크 상태를 표시하기 위해 10개의 적색 LED가 필요합니다. 설계자는 생생한 적색을 위해 빈 R2 (625-630nm)의 SMD3528 LED를 선택하고, 일관되고 가시적인 밝기를 위해 빈 B1 (1.5/2.0 lm)을 선택합니다. PCB에는 3.3V 공급 레일이 있습니다. 최악의 경우 선택을 가정하여 빈 F의 최대 V_F2.6V와 목표 I_F20mA를 사용하여 전류 제한 저항을 계산합니다: R = (3.3V - 2.6V) / 0.020A = 35 옴. 표준 33 옴 저항이 선택되어 약간 더 높은 ~21.2mA의 전류(전형적인 V_F2.2V 사용)가 발생하며, 이는 안전 한계 내에 있습니다. LED는 권장 패드 레이아웃으로 PCB에 배치됩니다. 3.3V로 풀업 저항이 있는 오픈 드레인 출력으로 구성된 간단한 마이크로컨트롤러 GPIO 핀은 각 LED를 통해 전류를 싱크하여 켤 수 있습니다. 넓은 120도 시야각은 다양한 각도에서 상태를 볼 수 있도록 보장합니다.

12. 동작 원리

발광 다이오드는 전기 에너지를 전기발광이라는 과정을 통해 직접 빛으로 변환하는 반도체 장치입니다. SMD3528과 같은 적색 LED의 핵심은 알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AlInGaP) 재료로 만들어진 칩입니다. 이 반도체의 p-n 접합에 순방향 전압이 가해지면, n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 접합 영역으로 주입됩니다. 이 전하 캐리어들이 재결합할 때, 광자(빛 입자) 형태로 에너지를 방출합니다. 방출된 빛의 특정 파장(색상)은 반도체 재료의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. AlInGaP는 가시 스펙트럼의 적색에서 황적색 부분에 해당하는 광자에 해당하는 밴드갭을 가집니다. 에폭시 패키지는 칩을 캡슐화하여 환경으로부터 보호하며, 종종 빛 출력을 형성하는 렌즈 역할을 합니다.

13. 신뢰성 시험 기준

데이터시트는 다양한 스트레스 조건에서 LED의 신뢰성을 검증하기 위해 여러 업계 표준 시험을 참조합니다. 이러한 시험은 가속된 시간 내에 수년간의 동작 또는 가혹한 환경을 시뮬레이션합니다.

13.1 수명 시험

상온 동작 수명(RTOL):LED는 상온에서 최대 전류로 1008시간 동안 동작합니다. 실패 기준에는 V_F변화 >200mV, 광속 감소 >25%(AlInGaP 적색 LED의 경우), 누설 전류 >10µA 또는 치명적 고장이 포함됩니다.
고온 동작 수명(HTOL):RTOL와 유사하지만 열 노화를 가속화하기 위해 주변 온도 85°C에서 수행됩니다.
저온 동작 수명(LTOL):극한 추위에서의 성능을 테스트하기 위해 -40°C에서 수행됩니다.

13.2 환경 스트레스 시험

고온 고습 동작 수명(H3TRB):60°C/90% RH에서 바이어스를 가한 상태로 1008시간 동안 테스트하여 수분 유발 열화에 대한 저항성을 평가합니다.
온도 습도 바이어스(THB) 사이클링:LED를 -20°C, 0°C, 25°C, 60°C 사이를 60% RH에서 20 사이클 동안 순환시킵니다.
열 충격:-40°C와 125°C 사이를 100 사이클 동안 급격하게 순환시킵니다(15분 체류,<60초 이동). 시험 후에도 LED는 여전히 기능해야 합니다.

14. 발전 동향

LED 산업은 더 높은 효율, 더 작은 크기, 더 큰 신뢰성을 지속적으로 발전시키고 있습니다. SMD3528과 같은 패키지의 경우, 동향은 다음과 같습니다:증가된 광 효율:칩 설계, 에피택셜 성장, 형광체 기술(백색 LED용)의 지속적인 개선으로 동일한 패키지 크기의 새로운 세대가 전기 입력 와트당 더 많은 빛을 생산할 수 있습니다.향상된 색상 일관성:파장, 광속, V_F에 대한 더 엄격한 빈닝 허용 오차는 고급 디스플레이 및 조명 응용 분야의 수요에 의해 표준이 되고 있습니다.개선된 열 성능:패키지 재료(예: 고열전도성 플라스틱, 세라믹 기판) 및 다이 부착 기술의 발전은 열 저항을 낮추는 데 도움이 되어 더 높은 구동 전류 또는 향상된 수명을 가능하게 합니다.소형화:3528은 여전히 인기가 있지만, 초소형 장치를 위해 2020, 1515, 1010과 같은 더 작은 패키지가 개발되고 있지만, 종종 광 출력 및 열 처리에서 트레이드오프가 있습니다.스마트 통합:더 넓은 동향은 제어 회로, 센서 또는 다중 색상 칩(RGB)을 단일 패키지에 통합하여 단순한 이산 발광체를 넘어서는 것을 포함합니다.