탑뷰 LED P-LCC-2 패키지 기술 데이터시트 - 브릴리언트 레드 - 20mA - 120mW

1. 제품 개요

본 문서는 P-LCC-2 패키지를 사용하는 표면 실장 탑뷰 LED의 사양을 상세히 설명합니다. 이 장치는 흰색 패키지 본체와 무색 투명 창을 갖추고 있어 표시기 응용에 이상적인 넓은 시야각을 제공합니다. 증기상 리플로우, 적외선 리플로우 및 웨이브 솔더링을 포함한 현대적 조립 공정과 호환되도록 설계되었으며 자동 배치 장비와 함께 사용하기에 적합합니다. 제품은 8mm 테이프 및 릴로 공급되며 무연 및 RoHS 요구사항을 준수합니다.

이 LED 시리즈의 주요 응용 초점은 광학 표시기입니다. 내부 반사판 설계를 통해 달성된 넓은 시야각과 최적화된 광 결합은 광파이프와 함께 사용하기에 특히 적합합니다. 낮은 순방향 전류 요구사항은 배터리 구동 또는 전력에 민감한 휴대용 전자 장치에 대한 우수한 선택지로 자리매김합니다.

2. 기술 파라미터

2.1 절대 최대 정격

영구적 손상이 발생할 수 있으므로 이 한계를 초과하여 장치를 동작시켜서는 안 됩니다.

• 역방향 전압 (V_R):5 V
• 연속 순방향 전류 (I_F):50 mA
• 피크 순방향 전류 (I_FP):100 mA (듀티 사이클 1/10, 1 kHz)
• 전력 소산 (P_d):120 mW
• 정전기 방전 (ESD) HBM:2000 V
• 동작 온도 (T_opr):-40°C ~ +85°C
• 보관 온도 (T_stg):-40°C ~ +90°C
• 솔더링 온도 (T_sol):리플로우: 260°C, 10초; 핸드: 350°C, 3초.

2.2 전기-광학 특성 (T_a= 25°C)

표준 테스트 조건에서 측정된 일반적인 성능 파라미터입니다.

• 광도 (I_v):360 - 900 mcd (I_F= 20mA)
• 시야각 (2θ_1/2):120° (I_F= 20mA)
• 피크 파장 (λ_p):632 nm (I_F= 20mA)
• 주 파장 (λ_d):621 - 631 nm (I_F= 20mA)
• 스펙트럼 대역폭 (Δλ):20 nm (I_F= 20mA)
• 순방향 전압 (V_F):1.75 - 2.35 V (I_F= 20mA)
• 역방향 전류 (I_R):최대 10 μA (V_R= 5V)

참고:허용 오차는 광도 ±11%, 주 파장 ±1nm, 순방향 전압 ±0.1V로 지정됩니다.

3. 빈닝 시스템

생산 시 색상과 밝기의 일관성을 보장하기 위해 주요 파라미터를 기준으로 장치를 빈으로 분류합니다.

3.1 광도 빈닝

빈은 코드(예: T2, U1)와 I_F=20mA에서의 최소 및 최대 광도 값으로 정의됩니다.

• T2:360 - 450 mcd
• U1:450 - 565 mcd
• U2:565 - 715 mcd
• V1:715 - 900 mcd

3.2 주 파장 빈닝

파장은 적색광의 인지된 색조(색상)를 제어하기 위해 그룹화됩니다.

• 그룹 F, 코드 FF1:621 - 626 nm
• 그룹 F, 코드 FF2:626 - 631 nm

3.3 순방향 전압 빈닝

순방향 전압은 전류 조절을 위한 회로 설계를 돕기 위해 빈닝됩니다.

• 그룹 B, 코드 0:1.75 - 1.95 V
• 그룹 B, 코드 1:1.95 - 2.15 V
• 그룹 B, 코드 2:2.15 - 2.35 V

4. 성능 곡선 분석

그래픽 데이터는 다양한 조건에서의 장치 동작에 대한 통찰력을 제공합니다.

4.1 상대 광도 대 순방향 전류

이 곡선은 광 출력이 순방향 전류에 따라 어떻게 증가하는지 보여줍니다. 일반적으로 비선형이며, 매우 높은 전류에서 효율이 떨어질 수 있습니다. 설계자는 밝기와 전력 소비 및 장치 수명 사이의 균형을 맞추는 동작점을 선택해야 합니다.

4.2 광도 대 주변 온도

이 곡선은 광 출력의 열적 디레이팅을 보여줍니다. 광도는 일반적으로 주변 온도가 상승함에 따라 감소합니다. 높은 주변 온도가 있는 응용 분야에서는 충분한 밝기를 보장하기 위해 이 디레이팅을 고려해야 합니다.

4.3 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

I-V 곡선은 다이오드의 특성입니다. 순방향 전압은 양의 온도 계수를 나타내며, 이는 주어진 전류에 대해 온도가 증가함에 따라 약간 감소한다는 의미입니다.

4.4 스펙트럼 분포

스펙트럼 플롯은 가시 스펙트럼의 브릴리언트 레드 영역에 있는 632 nm의 피크 파장을 중심으로 하는 빛의 단색 특성을 확인시켜 줍니다. 좁은 대역폭은 우수한 색 순도를 나타냅니다.

4.5 방사 패턴

극좌표 다이어그램은 넓은 120도 시야각을 보여주며 거의 람베르시안 방사를 나타냅니다. 이는 넓은 가시성이 필요한 응용 분야에 대한 장치의 적합성을 확인시켜 줍니다.

4.6 순방향 전류 디레이팅 곡선

이 그래프는 주변 온도의 함수로서 최대 허용 연속 순방향 전류를 정의합니다. 과열을 방지하기 위해 특정 온도(일반적으로 약 60-70°C부터 시작) 이상에서 동작할 때 전류를 감소시켜야 합니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

5.1 패키지 치수

P-LCC-2 패키지는 특정한 기계적 외곽선과 패드 레이아웃을 가지고 있습니다. 중요한 치수에는 전체 길이, 너비, 높이 및 캐소드 식별 마크 위치가 포함됩니다. 지정되지 않은 모든 허용 오차는 ±0.1 mm입니다. 설계자는 PCB 풋프린트 생성을 위해 상세한 치수 도면을 참조해야 합니다.

5.2 극성 식별

캐소드는 일반적으로 패키지의 노치, 점 또는 모서리 절단과 같은 시각적 마커로 식별됩니다. 올바른 방향은 회로 동작에 매우 중요합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

이 장치는 최대 10초 동안 최대 260°C의 피크 리플로우 온도를 견딜 수 있도록 등급이 매겨져 있습니다. 무연 조립을 위한 표준 IPC/JEDEC J-STD-020 프로파일이 적용됩니다. 에폭시 패키지에 대한 열 손상을 방지하기 위해 액상선 이상의 시간을 정밀하게 제어해야 합니다.

6.2 핸드 솔더링

핸드 솔더링이 필요한 경우, 인두 팁 온도는 350°C를 초과해서는 안 되며, 리드당 접촉 시간은 3초 이내로 제한해야 합니다.

6.3 습기 민감도 및 보관

제품은 방습 포장(건조제가 들어 있는 알루미늄 백)으로 배송됩니다. 밀봉된 백이 개봉되면, 구성 요소는 지정된 시간 내에(명시적으로 언급되지는 않았지만, 표준 관행은 ≤30°C/60%RH에서 레벨 3에 대해 168시간) 사용하거나, "팝콘 현상"을 방지하기 위해 리플로우 전에 표준 절차에 따라 베이킹해야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 사양

장치는 8mm 캐리어 테이프로 공급됩니다. 표준 릴 수량은 2000개입니다. 기타 최소 포장 수량에는 릴당 250, 500 및 1000개가 포함됩니다. 자동화 처리 장비 설정을 위한 상세한 캐리어 테이프 및 릴 치수가 제공됩니다.

7.2 라벨 설명

릴 라벨에는 여러 코드가 포함되어 있습니다:

• CAT:광도 빈 코드(예: V1)에 해당합니다.
• HUE:주 파장 빈 코드(예: FF1)에 해당합니다.
• REF:순방향 전압 빈 코드(예: 1)에 해당합니다.

이 코드들은 특정 성능 등급의 추적성과 선택을 가능하게 합니다.

8. 응용 제안

8.1 일반적인 응용 시나리오

• 통신 장비:전화기, 팩스 기기 및 라우터의 상태 표시기 및 키 또는 디스플레이 백라이트.
• 소비자 가전:오디오/비디오 장비, 컴퓨터 및 주변 장치의 전원, 음소거 또는 연결 표시기.
• 산업 제어:기계 상태, 고장 경보 또는 동작 모드에 대한 패널 표시기.
• 광파이프 응용:넓은 시야각과 최적화된 결합은 PCB에서 전면 패널 또는 디스플레이로 빛을 전달하기 위해 성형된 광 가이드와 함께 사용하기에 이상적입니다.
• 일반 목적 표시:밝고 신뢰할 수 있으며 저전력 시각 표시기가 필요한 모든 응용 분야.

8.2 설계 고려사항

• 전류 제한:항상 직렬 저항 또는 정전류 드라이버를 사용하여 순방향 전류를 안전한 값(일반적으로 표준 밝기의 경우 20mA, 절대 최대값 50mA를 초과하지 않음)으로 제한하십시오.
• 열 관리:높은 주변 온도 환경에서 또는 더 높은 전류로 구동할 때는 접합 온도를 한계 내로 유지하기 위해 충분한 PCB 구리 또는 기타 방열을 보장하고, 디레이팅 곡선을 참조하십시오.
• ESD 보호:2000V HBM 등급이지만, 조립 및 취급 중에는 표준 ESD 처리 주의사항을 준수해야 합니다.
• 광학 설계:광파이프 응용의 경우, LED의 방사 패턴과 광파이프의 진입점 설계를 고려하여 결합 효율을 극대화하십시오.

9. 신뢰성 및 품질 보증

제품은 90% 신뢰 수준과 10%의 LTPD로 수행되는 포괄적인 신뢰성 테스트를 거칩니다. 테스트 항목 및 조건은 다음과 같습니다:

• 리플로우 솔더링 저항:260°C ±5°C, 최소 10초.
• 온도 사이클링:-40°C와 +100°C 사이에서 300 사이클.
• 열 충격:-10°C와 +100°C 사이에서 300 사이클.
• 고온 및 저온 보관:+100°C 및 -40°C에서 각각 1000시간.
• DC 동작 수명:20mA, 25°C에서 1000시간.
• 고온/고습 (85/85):85°C 및 85% 상대 습도에서 1000시간.

이러한 테스트는 전자 제품에서 발생하는 일반적인 환경 및 동작 스트레스 하에서 장치의 견고성을 검증합니다.

10. 기술 비교 및 차별화

이 P-LCC-2 LED는 표시기 응용과 관련된 여러 주요 영역에서 차별화됩니다. 더 간단한 칩 LED와 비교하여, 성형된 P-LCC 패키지는 우수한 기계적 보호, 픽 앤 플레이스 머신을 위한 쉬운 처리 및 더 일관된 광학 인터페이스를 제공합니다. 넓은 120도 시야각은 축외 가시성이 필요한 경우 좁은 각도 LED에 비해 상당한 이점입니다. 적색 칩에 AlGaInP 반도체 재료를 사용하는 것은 GaAsP와 같은 오래된 기술에 비해 더 높은 발광 효율과 더 나은 온도 안정성을 제공하여 더 밝고 일관된 적색광 출력을 제공합니다. 강도, 파장 및 전압에 대한 포괄적인 빈닝 시스템은 최종 제품에서 더 엄격한 색상 및 밝기 일치를 가능하게 하며, 이는 다중 표시기 패널 또는 미적 응용 분야에 매우 중요합니다.

11. 자주 묻는 질문 (FAQ)

11.1 권장 동작 전류는 무엇입니까?

표준 테스트 조건 및 일반적인 응용 전류는 20mA입니다. 이는 밝기와 효율성의 좋은 균형을 제공합니다. 장치는 절대 최대값인 50mA까지 동작할 수 있지만, 적절한 열 관리가 구현되지 않으면 더 많은 열을 발생시키고 장기적인 신뢰성을 감소시킬 것입니다.

11.2 라벨의 빈닝 코드를 어떻게 해석합니까?

CAT 코드(예: V1)는 광도 범위를 나타냅니다. HUE 코드(예: FF1)는 주 파장 범위를 나타내며, 정확한 적색의 색조를 제어합니다. REF 코드(예: 1)는 순방향 전압 범위를 나타냅니다. 조립에서 여러 유닛 간의 일관된 성능을 위해 동일한 빈 코드의 구성 요소를 지정하거나 요청하십시오.

11.3 전류 제한 저항 없이 이 LED를 사용할 수 있습니까?

No.LED는 전류 구동 장치입니다. 전압 소스에 직접 연결하면 과도한 전류가 흐르며, LED를 즉시 파괴할 수 있습니다. 직렬 저항 또는 능동 정전류 회로는 필수입니다.

11.4 이 LED는 실외 사용에 적합합니까?

동작 온도 범위는 -40°C ~ +85°C로 확장되어 많은 실외 조건을 포함합니다. 그러나 자외선 햇빛과 날씨(비, 습도)에 장기간 직접 노출되는 것은 명시되지 않았습니다. 실외 사용의 경우, LED는 보호 렌즈 또는 커버 뒤에 배치해야 하며, 전체 조립체는 환경 노출에 대해 적절하게 밀봉되고 등급이 매겨져야 합니다.

12. 실용 설계 사례 연구

시나리오:24개의 포트가 있는 네트워크 스위치용 상태 표시기 패널 설계, 각 포트에는 적색 링크/활동 LED가 필요합니다. LED는 넓은 각도에서 볼 수 있어야 하며 색상과 밝기가 일관되어야 하며, 설계는 전력 효율적이어야 합니다.

구현:

1. 구성 요소 선택:이 P-LCC-2 브릴리언트 레드 LED는 넓은 120° 시야각, 낮은 20mA 구동 전류 및 엄격한 성능 빈에서의 가용성 때문에 선택되었습니다.
2. 회로 설계:각 LED는 마이크로컨트롤러의 GPIO 핀을 통해 100Ω 직렬 저항(3.3V 공급 및 일반적인 V_F2.0V에 대해 계산됨, 결과적으로 ~13mA)으로 구동됩니다. 이는 20mA 테스트 포인트보다 낮지만 전력을 절약하면서 충분한 밝기를 제공합니다.
3. PCB 레이아웃:LED는 그리드에 배치됩니다. 데이터시트의 권장 PCB 풋프린트가 사용됩니다. 솔더 위킹을 방지하기 위해 LED 아래에 작은 키프아웃 영역이 유지됩니다.
4. 광학 설계:사용자 정의 성형 광파이프 어레이가 설계되어 PCB의 각 SMD LED에서 전면 베젤의 개별 투명 창으로 빛을 전달합니다. LED의 넓은 시야각은 광파이프로의 효율적인 결합을 보장합니다.
5. 빈닝:균일한 외관을 보장하기 위해 단일 광도 빈(예: U2) 및 단일 주 파장 빈(예: FF1)의 LED가 구매 주문서에 지정됩니다.
6. 열 고려사항:24개의 LED가 동시에 켜질 가능성이 있지만, 총 전력은 낮습니다(~0.75W). PCB에 특별한 열 관리가 필요하지 않습니다.

이 사례는 LED의 사양이 어떻게 성공적이고 제조 가능한 설계를 알리고 가능하게 하는지 강조합니다.

13. 동작 원리

이 LED는 반도체 광자 장치입니다. 그 핵심은 기판 위에 성장된 AlGaInP(알루미늄 갈륨 인듐 포스파이드) 에피택셜 레이어로 제작된 칩입니다. 다이오드의 턴온 임계값(약 1.8V)을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 p-n 접합을 가로질러 주입됩니다. 이러한 전하 캐리어는 반도체의 활성 영역 내에서 재결합하며, 광자의 형태로 에너지를 방출합니다. AlGaInP 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접적으로 방출되는 빛의 파장(색상)을 결정합니다—이 경우, 약 632 nm의 브릴리언트 레드입니다. 생성된 빛은 칩 표면을 통해 추출되고, P-LCC 패키지의 내부 반사판과 투명 에폭시 렌즈에 의해 형성되고 지향되어 원하는 넓은 시야각을 달성합니다.

14. 기술 동향

표시기 LED 시장은 계속 발전하고 있습니다. 일반적인 동향은 더 높은 발광 효율(전기 입력 와트당 더 많은 광 출력)을 추구하는 것으로, 휴대용 및 IoT 장치에서 에너지 효율성을 개선하기 위해 더 낮은 전류에서 더 밝은 표시기를 가능하게 합니다. 또한 공간이 제한된 응용 분야를 위해 P-LCC-2보다 작은 패키지가 일반화되는 소형화 추세도 있습니다. 고온 리플로우 프로파일 하에서 향상된 신뢰성은 고급 PCB 조립 공정과 일치하는 또 다른 초점 영역입니다. 더 나아가, 정전류 드라이버 또는 간단한 논리와 같은 제어 전자 장치를 LED 패키지("스마트 LED")에 직접 통합하는 것은 최종 사용자를 위한 회로 설계를 단순화하는 성장하는 추세입니다. 이 특정 장치는 성숙하고 신뢰할 수 있는 기술을 나타내지만, 재료, 패키징 및 통합 분야의 이러한 지속적인 발전은 표시기 구성 요소의 미래 지형을 형성합니다.