SMD3528 단일 칩 녹색 LED 데이터시트 - 크기 3.5x2.8mm - 전압 3.2V - 전력 0.108W - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

SMD3528은 산업 표준 3528 패키지 풋프린트 내에 단일 칩 녹색 광원이 캡슐화된 표면 실장 장치(SMD) 발광 다이오드(LED)입니다. 이 LED는 일관된 녹색 색상 출력과 신뢰할 수 있는 성능이 요구되는 일반 목적 지시등, 백라이트 응용 및 장식 조명을 위해 설계되었습니다. 그 컴팩트한 크기와 표면 실장 설계는 인쇄 회로 기판(PCB)의 자동화된 조립 공정에 적합합니다.

2. 기술 파라미터 심층 객관적 해석

2.1 광전기 및 전기적 특성

LED의 핵심 성능은 표준 테스트 조건(T_s=25°C)에서 정의됩니다. 구동 전류 20mA에서의 일반적인 순방향 전압(V_F)은 3.2V이며, 최대 허용값은 3.6V입니다. 이 파라미터는 전류 제한 회로 설계에 매우 중요합니다. 주 파장(λ_d)은 525nm로 지정되어 녹색 색상 포인트를 정의합니다. 이 장치는 120도의 넓은 시야각(2θ_1/2)을 나타내어 영역 조명에 적합한 넓은 방사 패턴을 제공합니다.

2.2 절대 최대 정격 및 열적 특성

장기적인 신뢰성을 보장하기 위해 장치는 절대 최대 정격을 초과하여 작동해서는 안 됩니다. 최대 연속 순방향 전류(I_F)는 30mA입니다. 특정 조건(펄스 폭 ≤10ms, 듀티 사이클 ≤1/10)에서 60mA의 더 높은 펄스 순방향 전류(I_FP)가 허용됩니다. 최대 소비 전력(P_D)은 108mW입니다. 접합 온도(T_j)는 125°C를 초과해서는 안 됩니다. 작동 주변 온도 범위는 -40°C에서 +80°C이며, 저장 온도 범위도 동일합니다. 솔더링의 경우, 피크 온도가 200°C 또는 230°C이고 최대 10초 동안 유지되는 리플로우 프로파일이 지정됩니다.

3. 빈닝 시스템 설명

제품은 응용 프로그램 내에서 색상과 밝기의 일관성을 보장하기 위해 빈으로 분류됩니다. 빈닝 시스템은 광속, 파장 및 순방향 전압이라는 세 가지 핵심 파라미터를 다룹니다.

3.1 광속 빈닝

20mA에서 루멘(lm)으로 측정되는 광속은 여러 빈(예: A2, A3, B1, B2, B3, C1, C2)으로 분류됩니다. 각 빈은 최소값과 일반값을 지정합니다. 예를 들어, 빈 B1은 최소 1.5 lm, 일반값 2.0 lm을 가집니다. 측정 허용 오차는 ±7%입니다.

3.2 파장 빈닝

주 파장은 녹색의 정확한 색조를 제어하기 위해 빈닝됩니다. 빈은 G5 (519-522.5nm), G6 (522.5-526nm), G7 (526-530nm)로 정의됩니다. 이를 통해 설계자는 매우 특정한 색좌표를 가진 LED를 선택할 수 있습니다.

3.3 순방향 전압 빈닝

순방향 전압(V_F)은 전압 구동 응용의 회로 설계를 돕거나 직렬 연결된 LED를 일치시키기 위해 빈닝됩니다. 빈은 다음과 같습니다: 코드 1 (2.8-3.0V), 코드 2 (3.0-3.2V), 코드 3 (3.2-3.4V), 코드 4 (3.4-3.6V), 측정 허용 오차는 ±0.08V입니다.

4. 성능 곡선 분석

4.1 IV 특성 곡선

순방향 전압(V_F)과 순방향 전류(I_F) 사이의 관계는 다이오드의 전형적인 비선형입니다. 곡선은 턴온 포인트를 넘어서는 작은 전압 증가가 전류의 급격한 증가를 초래함을 보여줍니다. 이는 열 폭주를 방지하고 안정적인 광 출력을 보장하기 위해 정전압원보다는 정전류 드라이버를 사용하는 것의 중요성을 강조합니다.

4.2 상대 광속 대 전류

광 출력은 구동 전류와 함께 증가하지만 선형적으로는 아닙니다. 더 높은 전류에서는 일반적으로 증가된 열 효과 및 기타 비이상적인 반도체 동작으로 인해 효율이 떨어집니다. 권장 20mA를 크게 초과하여 LED를 작동시키면 밝기에서 수확 체감 현상이 발생할 수 있으며 수명이 급격히 단축될 수 있습니다.

3.3 스펙트럼 및 열적 특성

상대 스펙트럼 에너지 분포 곡선은 광 출력이 파장에 걸쳐 어떻게 분포되는지 보여줍니다. 이 녹색 LED의 곡선은 약 525nm에서 정점을 이룹니다. 접합 온도에 대한 상대 스펙트럼 에너지를 나타내는 그래프는 방출 스펙트럼과 강도가 온도에 따라 이동할 수 있음을 나타냅니다. 접합 온도가 25°C에서 125°C로 상승함에 따라 상대 스펙트럼 에너지는 일반적으로 감소하며, 이는 고출력 또는 고밀도 응용에서 열 관리에 대한 중요한 고려사항입니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

5.1 물리적 치수 및 외형도

LED는 SMD 3528 패키지 표준을 준수하며, 명목 치수는 길이 3.5mm, 너비 2.8mm입니다. 정확한 치수 도면은 중요한 허용 오차를 제공합니다: 소수점 한 자리(예: .X)로 지정된 치수는 ±0.10mm의 허용 오차를 가지며, 소수점 두 자리(.XX)로 지정된 치수는 더 엄격한 ±0.05mm의 허용 오차를 가집니다. 패키지 높이도 도면에 정의되어 있습니다.

5.2 권장 패드 패턴 및 스텐실 설계

적절한 솔더링과 기계적 안정성을 보장하기 위해 PCB 설계를 위한 권장 랜드 패턴(풋프린트)이 제공됩니다. 솔더 페이스트 적용을 위한 해당 스텐실 설계도 제안됩니다. 이러한 권장 사항을 준수하면 신뢰할 수 있는 솔더 접합, 우수한 정렬 및 LED의 열 패드(있는 경우)로부터의 효과적인 열 방산을 달성하는 데 도움이 됩니다.

5.3 극성 식별

캐소드는 일반적으로 녹색 점, 패키지의 노치 또는 모따기된 모서리로 장치에 표시됩니다. 패드 레이아웃 다이어그램은 애노드와 캐소드 패드를 명확히 나타냅니다. 올바른 극성은 장치 작동에 필수적입니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 리플로우 솔더링 파라미터

LED는 표준 적외선 또는 대류 리플로우 솔더링 공정과 호환됩니다. 최대 허용 솔더링 온도는 패키지 본체에서 200°C 또는 230°C로 지정되며, 액상선 온도 이상에서 최대 노출 시간은 10초입니다. 열 충격을 최소화하기 위해 충분히 예열하고, 적절한 플럭스 활성화와 솔더 젖음을 허용하며, 제어된 속도로 냉각하는 프로파일을 따르는 것이 중요합니다.

6.2 취급 및 보관 주의사항

LED는 정전기 방전(ESD)에 민감합니다. 접지된 손목 스트랩과 도전성 매트를 사용하여 ESD 보호 환경에서 취급해야 합니다. 장치는 지정된 저장 온도 및 습도 범위를 초과하지 않는 조건에서, 건조제와 함께 원래의 습기 차단 백에 보관해야 합니다. 고습도에 노출되면 리플로우 전에 "팝콘 현상"(급속한 증기 팽창으로 인한 패키지 균열)을 방지하기 위해 베이킹이 필요할 수 있습니다.

7. 패키징 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 패키징 사양

LED는 릴에 감겨진 엠보싱 캐리어 테이프에 공급되며, 자동 피크 앤 플레이스 머신에 적합합니다. 캐리어 테이프 포켓, 커버 테이프 및 릴에 대한 상세 치수가 제공됩니다. 커버 테이프의 박리 강도는 10도 각도로 박리할 때 0.1N에서 0.7N 사이로 지정되어, 운송 중에는 부품을 안전하게 고정하지만 조립 중에는 쉽게 분리되도록 합니다.

7.2 제품 모델 번호 규칙

상세한 영숫자 코딩 시스템이 제품 모델을 정의합니다. 코드 구조에는 다음 필드가 포함됩니다: 패키지 외형(예: 3528의 경우 '32'), 칩 수(단일 소전력 칩의 경우 'S'), 렌즈/광학 코드(렌즈 없음 '00', 렌즈 있음 '01'), 색상 코드(녹색 'G'), 내부 코드 및 광속 빈 코드. 이를 통해 특정 특성 조합을 정밀하게 주문할 수 있습니다.

8. 응용 제안

8.1 일반적인 응용 시나리오

이 LED는 소비자 가전 및 산업 장비의 상태 표시등, LCD 디스플레이 및 키패드의 백라이트, 간판 및 건축 액센트의 장식 조명, 채널 레터 조명을 포함한 다양한 응용에 매우 적합합니다. 넓은 시야각은 확산 광원이 필요한 영역 조명에 적합합니다.

8.2 설계 고려사항

전류 제한:항상 직렬 전류 제한 저항 또는 바람직하게는 정전류 드라이버 회로를 사용하십시오. 공급 전압(V_supply), LED의 순방향 전압(V_F, 해당 빈에서), 원하는 전류(I_F, 일반적으로 20mA)를 기반으로 저항 값을 계산하십시오. 공식: R = (V_supply- V_F) / I_F.
열 관리:이것은 저전력 장치이지만 효과적인 PCB 레이아웃이 중요합니다. 특히 최대 정격 또는 그 근처에서 작동하거나 높은 주변 온도에서 작동할 때 열을 방산하기 위해 열 패드(해당되는 경우)에 연결된 충분한 구리 면적을 보장하십시오.
광학 설계:120도의 시야각을 고려하십시오. 집속된 빔의 경우 2차 광학(렌즈)가 필요할 수 있습니다. 파장과 광속에 대한 빈닝은 균일한 외관을 위해 단일 제품 내에서 일치시켜야 합니다.

9. 신뢰성 및 품질 기준

9.1 신뢰성 테스트 기준

제품은 산업 표준(JESD22, MIL-STD-202G)을 기반으로 엄격한 신뢰성 테스트를 거칩니다. 주요 테스트는 다음과 같습니다:
작동 수명 테스트:실온, 고온(85°C) 및 저온(-40°C)에서 최대 전류 하에 각각 1008시간 동안 수행됩니다.
환경 테스트:60°C/90% RH에서의 고습 고온 작동 수명(HHHTOHL) 및 습도가 있는 온도 사이클링.
열 충격:-40°C와 125°C 사이를 사이클링합니다.

9.2 고장 기준

다음 중 하나라도 표본에서 나타나면 테스트는 고장으로 간주됩니다: 순방향 전압 변화 >200mV; InGaN 기반 LED(이 녹색 LED 포함)의 광속 저하 >15%; 역방향 누설 전류 >10μA; 또는 치명적 고장(개방 또는 단락). 이러한 엄격한 기준은 높은 수준의 제품 견고성을 보장합니다.

10. 기술 비교 및 차별화

기존의 스루홀 녹색 LED와 비교하여, SMD3528은 크기, 자동화된 조립 적합성 및 PCB가 방열판 역할을 하기 때문에 일반적으로 더 나은 열 성능에서 상당한 이점을 제공합니다. SMD3528 범주 내에서, 이 특정 제품은 광속, 파장 및 전압에 대한 상세한 빈닝 시스템으로 차별화되어 중요한 응용에서 더 엄격한 성능 일치를 가능하게 합니다. 넓은 120도 시야각은 집속 빔이 필요한 다른 응용에 비해 일부 응용에서는 장점이 될 수 있지만 단점이 될 수도 있습니다.

11. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 5V 공급 장치에서 이 LED를 직접 구동할 수 있나요?
A: 아니요. 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 예를 들어, 5V 공급 장치와 20mA에서 일반적인 V_F 3.2V의 경우, 필요한 저항은 (5V - 3.2V) / 0.02A = 90 옴입니다. 다음 표준 값(예: 91 옴)을 사용하십시오.
Q: 빈 G5, G6, G7의 차이점은 무엇인가요?
A: 그들은 주 파장의 다른 범위를 나타냅니다. G5는 가장 짧은 파장(푸른빛 녹색, ~520nm), G7은 가장 긴 파장(노란빛 녹색, ~528nm), G6은 중간입니다. 원하는 색상 포인트를 기반으로 선택하십시오.
Q: 이 LED의 수명은 얼마나 되나요?
A> LED 수명은 일반적으로 광 출력이 초기값의 특정 백분율(예: 70% 또는 50%)로 저하되는 지점으로 정의됩니다. 여기서 명시적으로 언급되지는 않았지만, 엄격한 신뢰성 테스트(스트레스 하에서 1008+ 시간)는 사양 내에서 사용할 때, 특히 적절한 열 관리와 함께 긴 작동 수명을 시사합니다.
Q: 렌즈가 필요한가요?
A: 표준 제품은 통합 렌즈가 없으며(코드 '00'), 람베르시안 방사 패턴을 제공합니다. 렌즈(코드 '01')는 특정 응용을 위해 광선을 평행하게 하거나 다른 형태로 만들기 위해 사용됩니다.

12. 설계 및 사용 사례 연구

시나리오: 상태 표시등 패널 설계:제품에 10개의 균일한 녹색 상태 표시등이 필요합니다.설계 단계:1. 동일한 광속 빈(예: B2)과 파장 빈(예: G6)에서 모든 LED를 선택하여 동일한 밝기와 색상을 보장합니다. 2. 권장 패드 레이아웃으로 PCB를 설계합니다. 3. 12V 공급 레일의 경우, 전류 제한 저항을 계산합니다. 안전을 위해 빈 4의 최대 V_F (3.6V)를 사용합니다: R = (12V - 3.6V) / 0.02A = 420 옴. 430 옴 저항이 적합합니다. 4. 열 방산을 위해 PCB에 충분한 구리 푸어가 있는지 확인합니다. 10개의 LED가 모두 군집될 것이기 때문입니다. 5. 일관성을 보장하기 위해 모든 빈 코드를 포함한 정확한 부품 번호를 공급업체에 지정합니다.

13. 동작 원리 소개

빛은 전기발광이라는 과정을 통해 생성됩니다. LED 칩은 녹색 빛을 방출하도록 특별히 설계된 인듐 갈륨 나이트라이드(InGaN) 재료로 만들어진 p-n 접합을 가진 반도체 다이오드입니다. 순방향 전압이 인가되면, n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 활성 영역(접합)으로 주입됩니다. 전자가 정공과 재결합할 때, 광자(빛 입자) 형태로 에너지를 방출합니다. InGaN 재료의 특정 에너지 밴드갭은 방출된 광자의 파장(색상)을 결정하며, 이 경우 녹색(~525nm)입니다. 에폭시 또는 실리콘 캡슐레이터는 칩을 보호하며 종종 기본 렌즈 역할을 합니다.

14. 기술 동향 및 발전

3528과 같은 SMD LED의 일반적인 동향은 더 높은 효율성(와트당 더 많은 루멘)을 향해 가고 있으며, 이는 동일한 전력에서 더 밝은 출력 또는 더 낮은 전력 소비와 더 적은 열로 동일한 밝기를 가능하게 합니다. 시간과 온도에 따른 색상 일관성과 안정성도 지속적으로 개선되고 있습니다. 이것은 성숙한 패키지 크기이지만, 기본 반도체 재료와 제조 공정은 지속적으로 정제되고 있습니다. 특히 녹색 LED의 경우, 높은 효율성과 순수한 색상 채도를 달성하는 것은 역사적인 도전이었지만, 지속적인 재료 과학 발전은 성능 경계를 계속해서 넓혀가고 있습니다.