P-LCC-2 블루 LED 데이터시트 - 패키지 3.2x2.8x1.9mm - 순방향 전압 2.7-3.5V - 광도 최대 285mcd - 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 P-LCC-2 패키지의 표면 실장 장치(SMD) LED에 대한 상세 사양을 설명합니다. 이 부품의 주요 기능은 광학적 지시등 또는 백라이트 광원으로 사용됩니다. 무색 투명 창이 있는 컴팩트한 화이트 패키지로 인해 120도의 넓은 시야각을 제공하는 것이 핵심 장점입니다. 광 결합을 위해 최적화된 내부 반사판을 특징으로 하는 이 설계는 특히 도광판 및 라이트 파이프 애플리케이션에 적합합니다. 목표 시장은 통신 장비(전화/팩스 기계의 지시등), LCD 백라이트용 소비자 가전, 스위치 조명, 그리고 신뢰할 수 있고 일관된 광 출력이 필요한 범용 지시등 용도를 포함합니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

본 장치는 다음의 절대 한계 내에서 안정적으로 동작하도록 설계되었으며, 이를 초과할 경우 영구적인 손상이 발생할 수 있습니다. 최대 역방향 전압(V_R)은 5V입니다. 연속 순방향 전류(I_F)는 25mA를 초과해서는 안 되며, 펄스 조건(1kHz에서 듀티 사이클 1/10) 하에서는 100mA의 피크 순방향 전류(I_FP)가 허용됩니다. 최대 소비 전력(P_d)은 95mW입니다. 본 부품은 인체 모델(HBM) 기준 2000V의 정전기 방전(ESD)을 견딜 수 있습니다. 동작 온도 범위(T_opr)는 -40°C에서 +85°C이며, 보관 온도(T_stg)는 -40°C에서 +90°C 사이입니다. 리플로우(260°C, 10초) 및 핸드 솔더링(350°C, 3초)에 대한 납땜 온도 한계가 정의되어 있습니다.

2.2 전기-광학 특성

이 파라미터들은 I_F = 20mA, 주변 온도(T_a) 25°C의 표준 테스트 조건에서 측정됩니다. 광도(I_V)는 빈닝 시스템에 따라 정의된 최소 90밀리칸델라(mcd)에서 최대 285 mcd의 전형적인 범위를 가집니다. 블루 버전의 주 파장(λ_d)은 464 nm에서 472 nm 사이로 지정되며, 전형적인 피크 파장(λ_p)은 약 468 nm입니다. 스펙트럼 대역폭(Δλ)은 일반적으로 25 nm입니다. LED를 20mA로 구동하는 데 필요한 순방향 전압(V_F)은 최소 2.70V에서 최대 3.50V까지 범위를 가집니다. 허용 오차는 광도 ±11%, 순방향 전압 ±0.1V, 피크 파장 ±1nm로 명시되어 있습니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산의 일관성을 보장하기 위해, LED는 주요 성능 파라미터에 따라 빈으로 분류됩니다.

3.1 광도 빈닝

광 출력은 다섯 개의 빈(Q2, R1, R2, S1, S2)으로 분류되며, I_F=20mA에서 측정된 최소값은 90 mcd(Q2)에서 225 mcd(S2)까지, 최대값은 112 mcd(Q2)에서 285 mcd(S2)까지 범위를 가집니다.

3.2 주 파장 빈닝

블루 색상(그룹 F)은 네 개의 파장 빈으로 더 세분화됩니다: AA1 (464-466 nm), AA2 (466-468 nm), AA3 (468-470 nm), AA4 (470-472 nm). 이를 통해 설계자는 매우 특정한 색상 포인트를 가진 LED를 선택할 수 있습니다.

3.3 순방향 전압 빈닝

순방향 전압은 전체 2.70V에서 3.50V 범위 내에서 네 개의 그룹(10, 11, 12, 13)으로 빈닝되며, 각 빈은 0.2V 범위를 포함합니다(예: 빈 10: 2.70-2.90V). 이는 효율적인 전류 제한 회로 설계 및 다중 LED 어레이에서 균일한 밝기를 보장하는 데 중요합니다.

4. 성능 곡선 분석

본 데이터시트는 다양한 조건에서의 장치 동작을 설명하는 여러 특성 곡선을 제공합니다.

4.1 상대 광도 대 순방향 전류

이 곡선은 광 출력이 순방향 전류와 함께 증가하지만 선형적으로는 아니라는 것을 보여줍니다. 설계자가 LED를 표준 20mA보다 높거나 낮게 구동할 때의 효율성 트레이드오프를 이해하는 데 도움이 됩니다.

4.2 상대 광도 대 주변 온도

광도는 주변 온도가 상승함에 따라 감소합니다. 이 곡선은 고온 환경에서 동작하는 애플리케이션에 필수적이며, 성능과 수명을 유지하기 위해 필요한 디레이팅을 나타냅니다.

4.3 순방향 전류 디레이팅 곡선

이 그래프는 주변 온도의 함수로서 허용 가능한 최대 연속 순방향 전류를 정의합니다. 과열을 방지하고 신뢰성을 보장하기 위해, 25°C 이상에서 동작할 때는 전류를 감소시켜야 합니다.

4.4 순방향 전류 대 순방향 전압

IV 곡선은 전류와 전압 사이의 지수 관계를 나타내며, 이는 적절한 구동 토폴로지(정전류 방식 대 저항 기반 방식)를 선택하는 데 기본이 됩니다.

4.5 스펙트럼 분포

스펙트럼 플롯은 정의된 대역폭을 가진 468 nm를 중심으로 하는 단색의 청색광 출력을 확인시켜 주며, 색상에 민감한 애플리케이션에 중요합니다.

4.6 방사 패턴도

이 극좌표 플롯은 120° 시야각을 가진 넓고 람베르시안과 유사한 방출 패턴을 시각적으로 확인시켜 주며, 광 강도가 공간적으로 어떻게 분포하는지 보여줍니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

5.1 패키지 치수

P-LCC-2 패키지는 컴팩트한 점유 면적을 가집니다. 주요 치수로는 길이 약 3.2mm, 너비 약 2.8mm의 본체 크기와 높이 1.9mm가 포함됩니다. 캐소드는 패키지의 노치 또는 녹색 표시로 식별됩니다. 상세 도면은 PCB 설계를 위한 패드 레이아웃 권장 사항, 랜드 패턴 및 솔더 마스크 정의를 명시하며, 별도로 명시되지 않는 한 표준 허용 오차는 ±0.1mm입니다.

5.2 릴 및 테이프 치수

본 부품은 자동 피크 앤 플레이스 조립을 위해 8mm 캐리어 테이프에 공급됩니다. 표준 SMT 장비와의 호환성을 보장하기 위해 릴 치수 및 테이프 포켓 사양이 제공됩니다. 각 릴에는 2000개가 들어 있습니다.

6. 납땜 및 조립 지침

본 LED는 증기상 리플로우, 적외선 리플로우 및 웨이브 솔더링 공정과 호환됩니다. 리플로우 솔더링의 핵심 파라미터는 최대 10초 동안 피크 온도 260°C입니다. 핸드 솔더링의 경우, 솔더링 아이언 팁 온도는 350°C를 초과해서는 안 되며, 패드당 접촉 시간은 3초로 제한해야 합니다. 납땜 중 및 납땜 후 패키지에 기계적 스트레스를 가하는 것을 피하는 것이 중요합니다. 본 장치는 무연 및 RoHS 준수 등급입니다.

7. 포장 및 주문 정보

LED는 습기에 민감한 장치(MSD)이므로 보관 및 운송 중 습기로부터 보호하기 위해 건조제와 함께 방습 배리어 백에 포장됩니다. 릴의 제품 라벨에는 광도 등급(CAT), 주 파장 등급(HUE) 및 순방향 전압 등급(REF)에 대한 코드가 포함되어 있으며, 이는 빈닝 정보와 직접적으로 대응합니다. 부품 번호 67-11/BHC-FQ2S1F/2T는 이러한 빈 선택을 인코딩합니다(예: 파장 그룹 F, 광도 Q2/S1 등).

8. 애플리케이션 제안

8.1 전형적인 애플리케이션 시나리오

• 상태 표시기:소비자 가전, 통신 장치 및 산업용 패널의 전원, 연결성 또는 기능 상태 표시등에 이상적입니다.
• 백라이트:소형 LCD 디스플레이, 키패드 기호 또는 멤브레인 스위치의 엣지 라이트 또는 다이렉트 라이트 백라이트에 적합합니다.
• 도광판/라이트 파이프:넓은 시야각과 투명한 패키지는 빛을 전면 패널로 전달하는 플라스틱 라이트 파이프에 대한 우수한 점 광원으로 만듭니다.
• 일반 조명:저수준의 장식용 또는 기능적 조명을 위한 어레이에 사용될 수 있습니다.

8.2 설계 고려사항

• 전류 제한:항상 직렬 저항 또는 정전류 드라이버를 사용하여 순방향 전류를 설정하십시오. 공급 전압과 빈에서의 최대 V_F(예: 3.5V)를 기반으로 저항 값을 계산하여 최악의 조건에서도 전류가 25mA를 초과하지 않도록 하십시오.
• 열 관리:고주변 온도 또는 최대 전류 근처에서 연속 동작하는 경우, PCB 열 방출을 고려하고 다른 열원 근처에 배치하지 마십시오. 전류 디레이팅 곡선을 준수하십시오.
• 광학 설계:120° 시야각을 활용하십시오. 라이트 파이프 애플리케이션의 경우, 파이프 재료와 형상이 이 넓은 방출 패턴을 효율적으로 포착하고 전송하도록 설계되었는지 확인하십시오.
• ESD 보호:장치에 내장 ESD 보호(2000V HBM)가 있지만, 취급 및 조립 중 표준 ESD 예방 조치를 구현하는 것이 여전히 권장됩니다.

9. 기술 비교

5mm 스루홀 타입과 같은 구형 LED 패키지와 비교하여, 이 P-LCC-2 SMD LED는 상당한 장점을 제공합니다: 더 높은 밀도 설계를 가능하게 하는 훨씬 작은 점유 면적, 비용을 절감하는 완전 자동화 조립 호환성, 그리고 더 얇은 최종 제품을 위한 낮은 프로파일. 넓은 시야각은 좁은 각도의 SMD LED에 비해 핵심 차별화 요소이며, 이차 광학 장치 없이도 축외 각도에서 가시성이 필요한 애플리케이션에 우수합니다. 정의된 빈닝 구조는 빈닝되지 않은 LED보다 더 엄격한 성능 제어를 제공하여 생산 런에서 색상과 밝기의 일관성을 보장합니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 이 LED를 5V 전원에 직접 구동할 수 있나요?

A: 아닙니다. 순방향 전압은 2.7-3.5V에 불과합니다. 5V에 직접 연결하면 과도한 전류가 흘러 LED가 파괴됩니다. 반드시 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 예를 들어, 5V 공급 전압과 전형적인 V_F 3.2V, 목표 I_F=20mA인 경우, (5V - 3.2V) / 0.02A = 90Ω의 저항이 필요합니다.

Q: 광도 범위(90~285 mcd)가 왜 이렇게 넓나요?

A: 이 범위는 모든 생산 빈에 걸친 총 분포를 나타냅니다. 주문 시 특정 빈(예: S1: 180-225 mcd)을 지정함으로써 애플리케이션에 대해 훨씬 더 좁은 밝기 범위 내의 LED를 보장할 수 있습니다.

Q: 방열판이 필요한가요?

A: 지정된 온도 범위 내에서 20mA 이하로 동작하는 단일 LED의 경우 일반적으로 전용 방열판이 필요하지 않습니다. 그러나 어레이 또는 상승된 주변 온도에서 동작하는 경우 PCB 구리 패드를 통한 열 관리가 중요해집니다.

Q: 캐소드는 어떻게 식별하나요?

A: 캐소드는 패키지에 표시되어 있습니다. 식별 특징(일반적으로 캐소드 측면의 녹색 점 또는 노치)을 보여주는 패키지 치수 도면을 참조하십시오.

11. 실용적 사용 사례

시나리오: 네트워크 라우터용 상태 표시 패널 설계패널에는 라이트 파이프를 사용하여 뒤에서 조명해야 하는 네 개의 아이콘(전원, 인터넷, Wi-Fi, 이더넷)이 있습니다. 설계자는 이 P-LCC-2 블루 LED를 선택합니다. 충분한 밝기를 보장하기 위해 광도 빈 S1을, 일관된 청색조를 얻기 위해 파장 빈 AA2를 선택합니다. PCB 상에서 네 개의 LED는 성형된 라이트 파이프의 입구점 바로 아래에 배치됩니다. 3.3V 시스템 레일과 선택된 전압 빈의 최대 V_F를 기반으로 한 간단한 저항 계산을 사용하여 18mA의 정전류를 선택합니다(여유를 위해 20mA 최대치보다 약간 낮음). 넓은 120° 시야각은 라이트 파이프로의 빛 결합을 효율적으로 보장하여 아이콘 전체에 균일한 조명과 우수한 축외 가시성을 제공합니다. SMD 패키지는 컴팩트한 PCB 레이아웃과 자동화 조립을 가능하게 합니다.

12. 원리 소개

이 LED는 인듐갈륨질화물(InGaN)로 만들어진 반도체 칩을 기반으로 합니다. 다이오드의 문턱값을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 반도체 재료의 활성 영역 내에서 재결합합니다. 이 재결합 과정은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. InGaN 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접적으로 방출되는 빛의 파장(색상)에 대응합니다—이 경우 청색입니다. 칩에서 생성된 빛은 패키지를 통해 추출됩니다. 무색 투명 에폭시 수지는 렌즈 역할을 하며, 내부 반사판 구조(\"inter reflector\"로 언급됨)는 내부에서 생성된 빛의 더 많은 부분을 패키지 상단으로 향하도록 도와 효율을 향상시키고 넓은 시야각을 생성합니다.

13. 발전 동향

이와 같은 지시등 LED의 동향은 더 높은 효율(전류 1mA당 더 많은 광 출력)을 지속적으로 추구하고 있으며, 이는 전력 소비와 발열을 줄입니다. 패키지 크기도 더욱 축소되어 더욱 소형화된 전자 제품을 가능하게 합니다. 균일한 외관이 중요한 소비자 가전과 같은 애플리케이션의 요구를 충족시키기 위해 더 엄격한 빈닝과 더 나은 색상 일관성에 대한 강조가 커지고 있습니다. 또한, 최종 사용자를 위한 회로 설계를 단순화하기 위해 구동 전자 장치 또는 보호 기능을 LED 패키지에 직접 통합하는 것이 지속적인 개발 영역입니다. 청색 LED를 위한 기반 InGaN 기술은 성숙되었지만, 극한 온도에서의 개선된 신뢰성과 성능을 위해 계속 정제되고 있습니다.