SMD5050N 적색 LED 데이터시트 - 크기 5.0x5.0x1.6mm - 전압 2.2V - 전력 0.234W - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

SMD5050N 시리즈는 신뢰성 있고 효율적인 적색광 방출이 필요한 응용 분야를 위해 설계된 고휘도 표면 실장 LED입니다. 본 문서는 T5A003RA 모델에 대한 포괄적인 기술 개요를 제공하며, 최종 사용자 애플리케이션에서 최적의 성능과 수명을 보장하기 위한 사양, 성능 특성 및 적절한 취급 절차를 상세히 설명합니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 절대 최대 정격 (Ts=25°C)

다음 파라미터는 LED의 동작 한계를 정의합니다. 이 값을 초과하면 영구적인 손상을 초래할 수 있습니다.

• 순방향 전류 (IF):90 mA (연속)
• 순방향 펄스 전류 (IFP):120 mA (펄스 폭 ≤10ms, 듀티 사이클 ≤1/10)
• 소비 전력 (PD):234 mW
• 동작 온도 (Topr):-40°C ~ +80°C
• 보관 온도 (Tstg):-40°C ~ +80°C
• 접합 온도 (Tj):125°C
• 솔더링 온도 (Tsld):200°C 또는 230°C에서 리플로우 솔더링, 최대 10초.

2.2 전기적 및 광학적 특성 (Ts=25°C)

이는 표준 테스트 조건에서 측정된 일반적인 성능 파라미터입니다.

• 순방향 전압 (VF):2.2 V (전형적), 2.6 V (최대) at IF=60mA
• 역방향 전압 (VR):5 V
• 주 파장 (λd):625 nm
• 역방향 전류 (IR):10 μA (최대)
• 시야각 (2θ1/2):120°

3. 빈닝 시스템 설명

3.1 광속 빈닝 (60mA 기준)

LED는 광속 출력에 따라 빈으로 분류되어 애플리케이션의 밝기 일관성을 보장합니다. 적색광에 사용 가능한 빈은 다음과 같습니다:

• 코드 A5:최소 2.0 lm, 전형 2.5 lm
• 코드 A6:최소 2.5 lm, 전형 3.0 lm
• 코드 A7:최소 3.0 lm, 전형 3.5 lm
• 코드 A8:최소 3.5 lm, 전형 4.0 lm
• 코드 A9:최소 4.0 lm, 전형 4.5 lm
• 코드 B1:최소 4.5 lm, 전형 5.0 lm
• 코드 B2:최소 5.0 lm, 전형 5.5 lm

3.2 주 파장 빈닝

정확한 적색의 색조를 제어하기 위해 LED는 주 파장에 따라 빈으로 분류됩니다.

• 코드 R1:620 nm ~ 625 nm
• 코드 R2:625 nm ~ 630 nm

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에는 회로 설계 및 열 관리에 필수적인 여러 주요 성능 그래프가 포함되어 있습니다. 특정 곡선 데이터 포인트는 본문에 제공되지 않지만, 다음 그래프는 분석을 위한 표준입니다:

• 순방향 전압 대 순방향 전류 (IV 곡선):이 그래프는 LED 양단의 전압과 흐르는 전류 간의 관계를 보여줍니다. 적절한 전류 제한 저항 선택 또는 정전류 드라이버 설계에 매우 중요합니다.
• 순방향 전류 대 상대 광속:이 곡선은 구동 전류가 증가함에 따라 광 출력이 어떻게 변화하는지 보여줍니다. 밝기와 효율성의 균형을 맞추기 위한 최적의 동작점을 결정하는 데 도움이 됩니다.
• 접합 온도 대 상대 스펙트럼 파워:이 그래프는 LED의 스펙트럼 출력 및 전체 광 강도가 접합 온도 변화에 따라 어떻게 이동할 수 있는지 보여주며, 열 관리의 중요성을 강조합니다.
• 스펙트럼 파워 분포:이 곡선은 각 파장에서 방출되는 빛의 강도를 보여주며, LED의 색상 특성을 정의합니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

5.1 패키지 치수

SMD5050N LED의 표준 치수는 5.0mm x 5.0mm입니다. 정확한 높이와 치수 공차는 기계 도면에 명시되어 있습니다 (.X: ±0.10mm, .XX: ±0.05mm).

5.2 권장 패드 및 스텐실 설계

신뢰할 수 있는 솔더링을 위해 특정 패드 레이아웃과 스텐실 개구부 설계가 권장됩니다. 제공된 다이어그램은 리플로우 공정 중 적절한 솔더 접합 형성, 부품 정렬 및 열 방출을 보장합니다. 이 풋프린트를 준수하는 것은 제조 수율 및 장기 신뢰성에 매우 중요합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 습기 민감도 및 베이킹

SMD5050N 패키지는 습기에 민감합니다 (IPC/JEDEC J-STD-020C 기준 MSL 등급).

• 보관:개봉되지 않은 백은 30°C 이하, 85% RH 이하에서 보관하십시오. 개봉 후에는 30°C 이하, 60% RH 이하에서 보관하며, 가능하면 건조 캐비닛 또는 건제가 포함된 밀폐 용기에 보관하십시오.
• 플로어 라이프:습기 차단 백 개봉 후 12시간 이내에 사용하십시오.
• 베이킹:부품이 플로어 라이프를 초과하여 주변 환경에 노출되었거나 건제 지시약이 높은 습도를 나타내는 경우 베이킹이 필요합니다. 60°C에서 24시간 동안 베이킹하십시오. 60°C를 초과하지 마십시오. 베이킹 후 1시간 이내에 리플로우를 수행하거나 부품을 건조 보관 상태로 되돌려야 합니다.

6.2 ESD (정전기 방전) 보호

LED는 정전기 방전으로 인한 손상에 취약한 반도체 소자입니다.

• 발생 원인:ESD는 마찰, 유도 또는 전도에 의해 발생할 수 있습니다.
• 손상:ESD는 즉각적인 고장 (LED 소등) 또는 잠재적 손상을 일으켜 밝기 감소, 색상 변화 (백색 LED의 경우), 수명 단축을 초래할 수 있습니다.
• 예방 조치:완전한 ESD 제어 프로그램을 시행하십시오: 접지된 대전 방지 작업대, 바닥 매트, 손목 스트랩 및 이오나이저를 사용하십시오. 작업자는 대전 방지 복을 착용해야 합니다. 전도성 또는 분산성 포장 재료를 사용하십시오.

7. 애플리케이션 설계 고려사항

7.1 회로 설계

적절한 구동은 LED 성능과 신뢰성에 필수적입니다.

• 구동 방법:안정적인 광 출력과 장수명을 위해 정전류원을 적극 권장합니다. 직렬 저항이 있는 전압원을 사용하는 경우, LED의 최대 순방향 전압과 원하는 전류를 기반으로 저항 값을 계산해야 합니다.
• 회로 구성:병렬 배열에 단일 저항을 사용하는 것보다, 각 LED 직렬 스트링에 전류 제한 저항을 포함시키는 것이 더 나은 안정성과 개별 스트링 보호를 위해 권장됩니다.
• 극성:LED를 전원에 연결할 때는 항상 애노드/캐소드 극성을 확인하고 존중하여 역방향 바이어스 손상을 방지하십시오.

7.2 취급 주의사항

맨손이나 금속 핀셋으로 LED 렌즈를 직접 취급하지 마십시오.

• 손 접촉:피부의 기름과 염분은 실리콘 렌즈를 오염시켜 광학적 성능 저하 및 광 출력 감소를 일으킬 수 있습니다. 물리적 압력은 와이어 본드나 칩 자체를 손상시킬 수 있습니다.
• 도구 접촉:금속 핀셋은 렌즈를 긁거나 과도한 점 압력을 가할 수 있습니다. 가능하면 진공 흡착 도구 또는 전용, 비마킹 플라스틱 핀셋을 사용하십시오.

8. 모델 번호 규칙

제품 명명 규칙은 구조화된 코드를 따릅니다:T□□ □□ □ □ □ – □□□ □□. 문서에서 해독된 주요 요소는 다음과 같습니다:

• 색상 코드:R (적색), Y (황색), B (청색), G (녹색), U (보라색), A (주황색), I (적외선), L (따뜻한 백색 <3700K), C (중성 백색 3700-5000K), W (차가운 백색 >5000K), F (풀 컬러).
• 칩 개수:S (저전력 칩 1개), P (고전력 칩 1개), 2 (2개 칩), 3 (3개 칩) 등.
• 광학 코드:00 (렌즈 없음), 01 (렌즈 있음).
• 패키지 코드:5A (5050N), 32 (3528), 3B (3014), 3C (3030), 19 (세라믹 3535), 15 (세라믹 5050), 12 (세라믹 9292).
• 광속 코드 및 색온도 코드:특정 알파벳 숫자 빈 (예: A5, R1)에 의해 정의됩니다.

9. 일반적인 애플리케이션 시나리오

SMD5050N 적색 LED는 생생한 적색 표시, 사인 또는 조명이 필요한 다양한 애플리케이션에 적합합니다. 이는 다음을 포함합니다:

• 표시등 및 디스플레이의 백라이트.
• 건축 및 장식 조명.
• 자동차 실내 조명 (비중요).
• 소비자 가전 상태 표시등.
• 소매 및 광고 사인.

10. 신뢰성 및 품질 보증

발췌문에 특정 MTBF 또는 수명 L70/B50 데이터는 제공되지 않지만, 정의된 최대 정격 (접합 온도, 전류) 및 취급 절차 (MSL, ESD)는 신뢰할 수 있는 동작의 기초를 형성합니다. 지정된 동작 조건 및 조립 지침을 준수하는 것은 예상 제품 수명을 달성하는 데 가장 중요합니다. 접합 온도를 최대 125°C보다 훨씬 낮게 유지하기 위한 적절한 열 관리는 장기적인 루멘 유지에 특히 중요합니다.

11. 기술 비교 및 차별화

SMD5050N 포맷은 광 출력과 패키지 크기 사이의 균형을 제공합니다. 3528 또는 3014와 같은 더 작은 패키지와 비교하여, 5050은 일반적으로 여러 칩 또는 더 큰 단일 칩을 수용하여 더 높은 광속을 가능하게 합니다. 120도의 시야각은 많은 일반 조명 및 사인 애플리케이션에 적합한 넓고 균일한 조명 패턴을 제공합니다. 상세한 습기 민감도 및 ESD 취급 지침이 포함된 것은 신뢰성이 핵심인 현대적, 자동화된 조립 공정을 위해 설계된 제품임을 나타냅니다.

12. 자주 묻는 질문 (FAQ)

12.1 권장 동작 전류는 무엇입니까?

기술 파라미터는 일반적인 동작점인 60mA에서 테스트됩니다. 절대 최대 연속 전류는 90mA입니다. 밝기, 효율성 및 수명의 최적 균형을 위해 60mA에서 80mA 사이에서 동작하는 것이 일반적이지만, 항상 광속 대 전류 곡선을 참조하고 적절한 방열 처리를 보장하십시오.

12.2 솔더링 전에 베이킹이 필요한 이유는 무엇입니까?

플라스틱 패키지는 공기 중의 습기를 흡수할 수 있습니다. 고온 리플로우 솔더링 공정 중에 갇힌 이 습기는 빠르게 팽창하여 내부 박리 또는 균열 (\"팝콘 현상\")을 일으킬 수 있으며, 이는 즉각적이거나 잠재적인 고장으로 이어집니다. 베이킹은 이 흡수된 습기를 제거합니다.

12.3 이 LED를 3.3V 또는 5V 전원으로 직접 구동할 수 있습니까?

전류 제한 메커니즘 없이는 불가능합니다. 전형적인 순방향 전압은 2.2V입니다. 이를 3.3V 전원에 직접 연결하면 과도한 전류가 흐르며, 최대 정격을 초과하여 LED를 파괴할 수 있습니다. 원하는 값으로 전류를 제한하기 위해 정전류 드라이버 또는 직렬 저항을 사용해야 합니다.

13. 설계 적용 사례 연구

시나리오:100mm x 50mm 영역에 걸쳐 균일한 적색 조명이 필요한 소형 정보 디스플레이용 백라이트 유닛 설계.

구현:열 관리를 위해 금속 코어 PCB (MCPCB)에 SMD5050N LED 배열 (예: 일관된 밝기를 위한 빈 B1)을 계획합니다. LED 스트링당 70mA를 공급하기 위해 정전류 드라이버가 선택됩니다. 권장 회로 설계에 따라 각각 자체 직렬 저항이 있는 여러 병렬 스트링으로 LED가 배열됩니다. PCB 레이아웃은 권장 패드 풋프린트를 따릅니다. 조립 전에, MSL 지침에 따라 보관된 LED는 공장 내 습도가 60% RH를 초과했기 때문에 베이킹됩니다. 조립 중에 작업자는 ESD 손목 스트랩과 진공 펜을 사용하여 배치합니다. 리플로우 후 검사는 적절한 솔더 접합 형성과 가시적 손상 없음을 확인합니다.

14. 동작 원리

발광 다이오드 (LED)는 전기발광을 통해 빛을 방출하는 반도체 소자입니다. p-n 접합에 순방향 전압이 인가되면, n형 영역의 전자가 p형 영역의 정공과 재결합합니다. 이 재결합 과정은 광자 (빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 방출된 빛의 특정 파장 (색상)은 LED 칩에 사용된 반도체 재료의 에너지 밴드갭에 의해 결정됩니다. 이 적색 LED의 경우, 알루미늄 갈륨 비소 (AlGaAs) 또는 유사 화합물과 같은 재료가 일반적으로 620-630nm 범위의 빛을 생성하는 데 사용됩니다.

15. 기술 동향

LED 기술의 일반적인 동향은 더 높은 효율 (와트당 더 많은 루멘), 개선된 색 재현성, 더 높은 전력 밀도에서의 더 큰 신뢰성을 지속적으로 향해 나아가고 있습니다. 5050과 같은 패키지 유형의 경우, 발전은 더 견고하고 열 전도성이 좋은 패키지 재료 사용, 백색 LED용 고급 형광체 시스템, 광학 손실을 최소화하는 설계를 포함합니다. 더욱이, 디밍 및 색상 제어를 위한 지능형 드라이버와의 통합이 점점 더 일반화되고 있습니다. 데이터시트에서 상세한 취급 절차 (MSL, ESD)에 대한 강조는 자동화된 대량 생산 환경에서 높은 수율과 신뢰성을 달성하려는 산업의 초점을 반영합니다.