탑뷰 LED 67-21 시리즈 데이터시트 - 패키지 3.2x2.8x1.9mm - 순방향 전압 1.75-2.35V - 선명한 노란색 - 100mW 출력 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

67-21 시리즈는 인디케이터 및 백라이트 응용을 위해 설계된 표면 실장 탑뷰 LED 제품군을 나타냅니다. 선명한 노란색 발광을 나타내는 파트 넘버 접미사로 식별되는 이 특정 변종은 컴팩트한 산업 표준 P-LCC-2 패키지에서 신뢰할 수 있는 성능을 제공하도록 설계되었습니다. 이 소자는 무색 투명 창이 있는 흰색 패키지 본체를 특징으로 하며, 이는 넓은 시야각에 기여하고 라이트 파이프와 함께 사용하여 패널이나 디스플레이의 특정 영역으로 조명을 유도하는 데 특히 적합합니다.

이 LED의 핵심 장점은 최적화된 광학 설계에 있습니다. 패키지 내부의 반사체는 광 결합 효율을 향상시켜 밝고 균일한 출력을 보장합니다. 또한, 낮은 순방향 전류 요구 사항은 에너지 소비 최소화가 중요한 배터리 구동 또는 전력 민감 휴대용 장비에 이상적인 선택입니다. 이 소자는 무연(Pb-free) 제조 요구 사항을 완전히 준수하며 RoHS 지침을 준수하여 엄격한 환경 규제가 있는 글로벌 시장에 적합합니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 소자에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 정상 작동을 위한 것이 아닙니다.

• 역방향 전압 (V_R):5 V. 역방향 바이어스에서 이 전압을 초과하면 접합 파괴를 일으킬 수 있습니다.
• 연속 순방향 전류 (I_F):50 mA. 연속적으로 인가할 수 있는 최대 DC 전류입니다.
• 피크 순방향 전류 (I_FP):120 mA. 이는 1 kHz에서 듀티 사이클 1/10 조건에서 지정된 최대 허용 펄스 전류입니다. 짧고 고강도 플래시를 포함하는 응용 분야에 중요합니다.
• 전력 소산 (P_d):100 mW. 이는 패키지가 열로 소산할 수 있는 최대 전력으로, 순방향 전압(V_F)에 순방향 전류(I_F)를 곱하여 계산됩니다.
• 정전기 방전 (ESD) 인체 모델 (HBM):2000 V. 이 정격은 LED의 정전기 민감도를 나타냅니다. 조립 중 적절한 ESD 처리 절차가 필요합니다.
• 동작 온도 (T_opr):-40°C ~ +85°C. 소자가 전기-광학 사양을 충족하도록 보장되는 주변 온도 범위입니다.
• 보관 온도 (T_stg):-40°C ~ +90°C.
• 솔더링 온도:이 소자는 최고 온도 260°C에서 최대 10초 동안 리플로우 솔더링을 견딜 수 있으며, 또는 350°C에서 최대 3초 동안 핸드 솔더링을 견딜 수 있습니다.

2.2 전기-광학 특성

이 파라미터들은 일반적인 동작점인 25°C 주변 온도와 20 mA 순방향 전류(I_F)의 표준 테스트 조건에서 측정됩니다.

• 광도 (I_V):최소 140 mcd에서 최대 360 mcd까지 범위입니다. 전형적인 값은 이 범위 내에 있으며, 특정 밝기는 빈닝 과정에 의해 결정됩니다.
• 시야각 (2θ_1/2):120도 (전형적). 이는 광도가 최대값(축상)의 절반으로 떨어지는 전체 각도입니다. 넓은 각도는 축외 위치에서 가시성이 필요한 응용 분야의 핵심 특징입니다.
• 피크 파장 (λ_p):591 nm (전형적). 스펙트럼 파워 분포가 최대가 되는 파장입니다.
• 주 파장 (λ_d):588.5 nm ~ 594.5 nm. 이는 인간의 눈이 인지하는 LED 색상의 단일 파장이며, 색상 빈닝의 주요 파라미터입니다.
• 스펙트럼 대역폭 (Δλ):15 nm (전형적). 최대 전력의 절반에서 방출 스펙트럼의 폭(반치폭 - FWHM)입니다.
• 순방향 전압 (V_F):I_F=20mA에서 1.75 V ~ 2.35 V. LED가 전도할 때 LED 양단에 걸리는 전압 강하입니다. 이 범위는 전류 제한 회로 설계에 중요합니다.
• 역방향 전류 (I_R):V_R=5V에서 최대 10 μA. LED가 역방향 바이어스일 때 매우 낮은 누설 전류입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산에서 색상과 밝기 일관성을 보장하기 위해 LED는 주요 파라미터에 따라 빈으로 분류됩니다. 67-21 시리즈는 3차원 빈닝 시스템을 사용합니다.

3.1 주 파장 빈닝 (HUE)

이것은 노란색의 정확한 색조를 결정합니다. 빈은 그룹 "B"와 코드 D4 및 D5로 표시됩니다.

• 빈 D4:주 파장 588.5 nm ~ 591.5 nm.
• 빈 D5:주 파장 591.5 nm ~ 594.5 nm.

이 빈 한계에는 ±1nm의 허용 오차가 적용됩니다.

3.2 광도 빈닝 (CAT)

이것은 밝기 수준을 결정합니다. 빈은 코드 R2, S1, S2 및 T1로 정의됩니다.

• 빈 R2:140 mcd ~ 180 mcd.
• 빈 S1:180 mcd ~ 225 mcd.
• 빈 S2:225 mcd ~ 285 mcd.
• 빈 T1:285 mcd ~ 360 mcd.

광도에는 ±11%의 허용 오차가 적용됩니다.

3.3 순방향 전압 빈닝 (REF)

이것은 유사한 전기적 특성을 가진 LED를 그룹화하여 전원 공급 설계를 단순화할 수 있습니다. 빈은 그룹 "B"와 코드 0, 1, 2로 표시됩니다.

• 빈 0: V_F1.75 V ~ 1.95 V.
• 빈 1: V_F1.95 V ~ 2.15 V.
• 빈 2: V_F2.15 V ~ 2.35 V.

순방향 전압에는 ±0.1V의 허용 오차가 적용됩니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 LED의 다양한 조건에서의 동작을 이해하는 데 필수적인 여러 특성 곡선을 제공합니다.

4.1 상대 광도 대 주변 온도

이 곡선은 주변 온도가 증가함에 따라 LED의 광 출력이 감소함을 보여줍니다. 최대 동작 온도 +85°C에서 상대 광도는 25°C에서보다 현저히 낮습니다. 이 열적 감소는 자동차 응용이나 발열 부품 근처와 같이 높은 주변 온도가 예상되는 설계에서 고려되어야 합니다.

4.2 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

I-V 곡선은 다이오드의 전형적인 비선형입니다. LED를 통해 흐르는 전류와 양단 전압 사이의 관계를 보여줍니다. 이 곡선은 적절한 전류 제한 저항 선택 또는 정전류 드라이버 설계에 필수적입니다. 이 소자의 경우 전도가 시작되는 곡선의 "무릎"은 약 1.6V ~ 1.8V입니다.

4.3 상대 광도 대 순방향 전류

이 곡선은 광 출력이 순방향 전류와 함께 증가하지만, 특히 높은 전류에서 완벽하게 선형적이지 않음을 보여줍니다. 또한 절대 최대 정격 내에서 동작하는 것의 중요성을 강조합니다; 지정된 전류 이상으로 LED를 구동하면 밝기가 비례하여 증가하지 않고 과도한 열을 발생시켜 수명을 단축시킵니다.

4.4 스펙트럼 분포

스펙트럼 그래프는 약 591 nm를 중심으로 하는 단일의 우세한 피크를 보여주어 선명한 노란색을 확인시켜 줍니다. 좁은 대역폭은 좋은 색순도를 나타냅니다. 순수한 노란색 인디케이터에 바람직한 깊은 적색 또는 녹색 영역에서의 방출은 최소화되어 있습니다.

4.5 방사 패턴

극좌표도는 넓은 120° 시야각을 시각적으로 확인시켜 줍니다. 강도 분포는 대략적으로 람베르트(코사인 유사) 형태로, 정면에서 볼 때 가장 밝고 시야각 원뿔의 가장자리로 갈수록 점차 감소함을 의미합니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

5.1 패키지 치수

LED는 P-LCC-2(Plastic Leaded Chip Carrier) 패키지에 장착되어 있습니다. 주요 치수는 본체 크기 약 3.2mm x 2.8mm, 높이 1.9mm를 포함합니다. 패키지는 표면 실장을 위한 두 개의 갈매기 날개 리드를 특징으로 합니다. 캐소드는 일반적으로 패키지의 노치 또는 녹색 표시로 식별됩니다. PCB 풋프린트 설계를 위한 ±0.1mm 허용 오차를 가진 상세 치수 도면이 데이터시트에 제공됩니다.

5.2 극성 식별

올바른 극성은 동작에 매우 중요합니다. 패키지에는 시각적 마커가 포함되어 있습니다. 캐소드(-) 리드는 종종 녹색 점 또는 패키지 본체의 작은 노치로 표시됩니다. 설계자는 패키지 도면과 권장 PCB 풋프린트를 상호 참조하여 애노드와 캐소드 패드가 올바르게 배향되도록 해야 합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 리플로우 솔더링 파라미터

이 소자는 증기상 및 적외선 리플로우 공정과 호환됩니다. 권장 프로파일은 최고 온도 260°C이며, 10초를 초과해서는 안 됩니다. 이는 무연(SnAgCu) 솔더 페이스트의 표준 프로파일입니다. 패키지에 가해지는 열 응력을 최소화하기 위해 예열 및 냉각 속도를 제어해야 합니다.

6.2 핸드 솔더링

핸드 솔더링이 필요한 경우, 인두 팁 온도는 350°C를 초과해서는 안 되며, 각 리드와의 접촉 시간은 최대 3초로 제한해야 합니다. LED 다이가 과도한 열로부터 보호되도록 접합부와 패키지 본체 사이의 리드에 히트 싱크를 사용할 수 있습니다.

6.3 보관 조건

LED는 수분 흡수를 방지하기 위해 건조제가 들어 있는 방습 배리어 백에 포장되어 있으며, 이는 리플로우 중 "팝콘 현상"(패키지 균열)을 일으킬 수 있습니다. 밀봉된 백이 개봉되면, 구성 요소는 지정된 시간 내(일반적으로 공장 조건에서 168시간)에 사용하거나 제조업체로부터 얻어야 하는 수분 민감도 수준(MSL) 사양에 따라 재건조해야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 사양

구성 요소는 8mm 너비의 엠보싱 캐리어 테이프에 공급됩니다. 각 릴에는 2000개가 들어 있습니다. 자동 피크 앤 플레이스 장비와의 호환성을 보장하기 위해 캐리어 테이프 포켓 및 릴의 상세 치수가 제공됩니다.

7.2 라벨 설명 및 파트 넘버링

릴 라벨에는 추적성과 올바른 조립을 위한 중요한 정보가 포함되어 있습니다:

• CAT:광도 빈 코드 (예: S1, T1).
• HUE:주 파장 빈 코드 (예: D4, D5).
• REF:순방향 전압 빈 코드 (예: 0, 1, 2).
• 추적을 위한 파트 번호(PN), 고객 파트 번호(CPN), 수량(QTY) 및 로트 번호.

전체 파트 번호(예: 67-21/Y2C-BR2T1B/2T)는 시리즈, 색상, 밝기 빈 및 제조업체 시스템에 특정한 기타 속성을 인코딩합니다.

8. 응용 제안

8.1 대표적인 응용 시나리오

• 자동차 전자 장치:계기판 계기, 스위치 및 제어판의 백라이트. 넓은 시야각과 넓은 온도 범위에서의 신뢰성으로 이 까다로운 환경에 적합합니다.
• 통신 장비:전화기, 팩스기 및 네트워킹 하드웨어의 상태 표시기 및 키패드 백라이트.
• 소비자 가전:휴대용 장치, 가전 제품 및 오디오/비디오 장비의 전원 표시기, 버튼 조명 및 상태 표시등.
• 일반 패널 인디케이터:밝고 신뢰할 수 있으며 컴팩트한 상태 표시기가 필요한 모든 응용 분야.

8.2 설계 고려사항

• 전류 제한:항상 순방향 전류를 설정하기 위해 직렬 저항 또는 정전류 드라이버를 사용하십시오. 저항 값을 R = (V_공급- V_F) / I_F를 사용하여 계산하십시오. 부품 간 변동이 있어도 전류가 한계를 초과하지 않도록 데이터시트의 최대 V_F를 사용하십시오.
• 열 관리:전력 소산이 낮지만, 특히 높은 주변 온도 응용 분야나 더 높은 전류로 구동할 때 열을 전도하기 위해 충분한 PCB 구리 면적 또는 열 패드(있는 경우) 아래의 열 비아를 확보하십시오.
• 라이트 파이프 결합:라이트 파이프 응용 분야의 경우, LED를 라이트 파이프 입구에 최대한 가깝게 배치하십시오. 넓은 시야각은 더 많은 빛을 포착하는 데 도움이 되지만, 효율을 극대화하고 출력에서 균일한 조명을 달성하기 위해서는 정확한 정렬이 여전히 핵심입니다.
• ESD 보호:LED가 사용자에게 직접 접근 가능한 경우(예: 전면 패널) 입력 라인에 ESD 보호를 구현하십시오. 취급 및 조립 중에는 표준 ESD 예방 조치를 따르십시오.

9. 기술 비교 및 차별화

67-21 시리즈는 여러 핵심 기능을 통해 SMD 인디케이터 LED 시장에서 차별화됩니다. 더 오래되고 작은 패키지(0402 또는 0603과 같은)와 비교하여, 더 큰 다이와 최적화된 내부 반사체 덕분에 상당히 높은 광 출력과 훨씬 넓은 시야각을 제공합니다. 다른 P-LCC-2 패키지에 비해, 선명한 노란색 색상(고효율을 위한 AlGaInP 재료 기반), 일관성을 위한 명확한 빈닝 구조, 리플로우 솔더링을 위한 강력한 사양의 특정 조합으로 대량 생산에 신뢰할 수 있는 선택입니다. 낮은 순방향 전압 요구 사항은 또한 배터리 구동 설계에서 뚜렷한 장점으로, 전원에서 필요한 전압 여유를 줄여 배터리 수명을 연장할 수 있습니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

10.1 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇인가요?

피크 파장 (λ_p)은 LED가 가장 많은 광 전력을 방출하는 물리적 파장입니다. 주 파장 (λ_d)은 인간의 눈에 동일한 색상으로 보일 단색광의 단일 파장을 나타내는 계산된 값입니다. 주 파장은 색상 인지와 더 관련이 있으며 빈닝에 사용됩니다.

10.2 저항 없이 3.3V 전원으로 이 LED를 구동할 수 있나요?

아니요, 권장되지 않으며 LED를 파괴할 가능성이 높습니다.LED는 전류 구동 소자입니다. 전류 제한 메커니즘(저항 또는 능동 드라이버) 없이 3.3V와 같은 전압원에 직접 연결하면 과도한 전류가 흐르게 되어 50mA 최대 정격을 훨씬 초과하여 즉시 과열 및 고장을 일으킵니다.

10.3 고온에서 광도가 감소하는 이유는 무엇인가요?

이것은 반도체 광원의 기본 특성입니다. 온도가 증가함에 따라 반도체 재료 내에서 비방사 재결합 과정이 더 우세해져 내부 양자 효율(전자당 생성되는 광자 수)을 감소시킵니다. 이는 동일한 구동 전류에 대해 더 낮은 광 출력을 초래합니다.

10.4 내 응용 분야에 맞는 올바른 빈을 어떻게 선택하나요?

선택은 요구 사항에 따라 다릅니다:

• 제품 내 여러 LED 간의 색상 일관성을 위해, 엄격한 HUE 빈(예: D4만)을 지정하십시오.
• 밝기 일관성을 위해, 엄격한 CAT 빈(예: 최고 밝기를 위한 T1만)을 지정하십시오.
• 정전압 시스템에서 단순화된 전원 공급 설계를 위해, 엄격한 REF 빈(예: 빈 1만)을 지정하면 더 예측 가능한 전류 소모를 보장합니다.

특정 빈 조합의 가용성 및 비용 영향에 대해서는 구성 요소 공급업체와 상담하십시오.

11. 실용 설계 사례 연구

시나리오:휴대용 의료 기기를 위한 상태 표시기 설계. 표시기는 다양한 조명 조건에서 명확하게 보여야 하며, 배터리 수명을 극대화하기 위해 최소한의 전력을 소비해야 하며, 소독제로 가끔 청소를 견딜 수 있어야 합니다.

구현:67-21 선명한 노란색 LED가 선택되었습니다. 라이트 파이프는 메인 PCB에 장착된 LED에서 빛을 장치의 밀봉된 전면 패널의 작은 창으로 전달하도록 설계되었습니다. 이는 LED를 물리적 접촉과 액체로부터 보호합니다. 구동 회로는 마이크로컨트롤러의 GPIO 핀, 3.3V 레일에 연결된 100Ω 전류 제한 저항을 사용하여 약 (3.3V - 2.0V)/100Ω = 13mA의 순방향 전류를 생성하며, 이는 안전 동작 영역 내에 있습니다. 이는 충분한 밝기를 제공하면서 전력 소비를 최소화합니다. LED의 넓은 시야각은 라이트 파이프가 효율적으로 채워지도록 하여 패널에서 균일한 빛을 제공합니다.

12. 동작 원리 소개

이 LED는 알루미늄 갈륨 인듐 포스파이드(AlGaInP) 반도체 칩을 기반으로 합니다. 다이오드의 켜기 문턱을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, 전자는 n형 영역에서, 정공은 p형 영역에서 활성 영역으로 주입됩니다. 이들 전하 캐리어는 재결합하여 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. AlGaInP 합금의 특정 구성은 반도체의 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접적으로 방출되는 빛의 파장(색상)을 결정합니다. 선명한 노란색의 경우, 밴드갭은 약 2.1 eV(파장 ~590 nm)의 에너지를 가진 광자에 해당합니다. 생성된 빛은 칩의 상단을 통해 추출되고, P-LCC-2 패키지의 내부 반사체와 투명 에폭시 렌즈에 의해 형성되고 지향됩니다.

13. 기술 동향 및 발전

67-21 시리즈와 같은 SMD 인디케이터 LED의 일반적인 동향은 더 높은 효율(밀리암페어당 더 많은 광 출력)로 향하고 있으며, 이는 더 밝은 인디케이터 또는 더 낮은 전력 소비를 가능하게 합니다. 웨이퍼 간 개선된 색상 일관성과 더 엄격한 빈닝을 위한 추진도 있습니다. 패키징 기술은 계속 발전하고 있으며, 공간 제약 응용 분야를 위한 더 얇은 프로파일과 더 높은 구동 전류에서 열을 더 잘 관리하기 위한 더 높은 열전도율 재료를 포함한 잠재적인 미래 발전이 있습니다. 또한, 동일 패키지 내에서 PWM 디밍 또는 색상 순서를 위한 작은 IC를 갖는 것과 같은 온보드 제어와의 통합은 표준 단일 색상 인디케이터보다 다색 또는 어드레서블 LED와 더 관련이 있을 수 있지만, 더 넓은 LED 시장에서 성장하는 추세입니다.