탑뷰 LED 67-22 시리즈 기술 데이터 시트 - P-LCC-4 패키지 - 2.0x1.25x1.1mm - 최대 2.35V - 60mW - 적색/황색

1. 제품 개요

67-22 시리즈는 인디케이터 및 백라이트 애플리케이션을 위해 설계된 표면 실장형 탑뷰 발광 다이오드(LED) 제품군입니다. 이 디바이스는 컴팩트한 P-LCC-4(Plastic Leaded Chip Carrier) 패키지를 사용하여 자동화 생산 환경에서 성능, 신뢰성 및 조립 용이성의 균형을 제공합니다.

1.1 핵심 장점 및 타겟 시장

이 시리즈의 주요 설계 장점으로는 120도의 넓은 시야각, 내부 반사판에 의해 촉진되는 최적화된 광 결합, 무색 투명 창이 있습니다. 이러한 특징들은 효율적인 광 전송과 균일한 조명이 중요한 라이트 파이프 애플리케이션에 특히 적합하게 만듭니다. 낮은 순방향 전류 요구사항(일반 작동 20mA)은 휴대용 소비자 가전, 통신 장비 및 산업용 제어 패널과 같은 전력 민감 애플리케이션에 이상적입니다. 이 시리즈는 무연(Pb-free) 솔더링 공정 및 RoHS 지침을 준수하여 현대적인 환경 및 제조 표준에 부합합니다.

1.2 디바이스 선택 및 변종

이 시리즈는 여러 발광 색상으로 제공되며, 본 데이터시트는 두 가지 특정 칩 타입인 R6과 Y2를 상세히 설명합니다. AlGaInP(알루미늄 갈륨 인듐 포스파이드) 재료 기반의 R6 칩은 선명한 적색광을 생성합니다. AlGaInP 기술을 또한 활용하는 Y2 칩은 선명한 황색광을 방출합니다. 두 변종 모두 칩의 고유 색상을 변경하지 않는 워터 클리어 수지로 캡슐화되어 높은 색 순도와 광도를 보장합니다.

2. 기술 파라미터: 심층적 객관적 해석

이 섹션은 LED의 작동 한계와 성능을 정의하는 주요 전기적, 광학적 및 열적 파라미터에 대한 상세한 분석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 디바이스에 영구적 손상이 발생할 수 있는 한계를 지정합니다. 정상 작동을 위한 것이 아닙니다.

• 역방향 전압 (V_R):5V. 역방향 바이어스에서 이 전압을 초과하면 접합 파괴를 일으킬 수 있습니다.
• 연속 순방향 전류 (I_F):R6 및 Y2 모두 25mA. 이는 신뢰할 수 있는 장기 작동을 위한 최대 DC 전류입니다.
• 피크 순방향 전류 (I_FP):60mA (듀티 사이클 1/10, 1kHz). 이 정격은 더 높은 전류의 짧은 펄스를 허용하며, 멀티플렉싱 또는 더 높은 순간 밝기 달성에 유용합니다.
• 전력 소산 (P_d):60mW. 이는 패키지가 열 한계를 초과하지 않고 소산할 수 있는 최대 전력으로, 순방향 전압(V_F) 곱하기 순방향 전류(I_F)로 계산됩니다.
• 정전기 방전 (ESD):2000V (Human Body Model). 이는 중간 수준의 ESD 보호를 나타냅니다. 적절한 취급 절차가 여전히 권장됩니다.
• 작동 및 보관 온도:각각 -40°C ~ +85°C 및 -40°C ~ +95°C로, 광범위한 환경에서 기능성을 보장합니다.

2.2 전기-광학 특성 (Ta=25°C)

이는 지정된 테스트 조건(일반적으로 20mA 순방향 전류)에서의 일반적인 성능 파라미터입니다.

• 광도 (I_V):R6(적색) 변종의 전형적인 값은 285 mcd(밀리칸델라)이며, Y2(황색)도 285 mcd에 도달합니다. 최소값은 72 mcd부터 시작하며, 실제 제공되는 광도는 빈 코드에 의해 결정됩니다(섹션 3 참조). ±11%의 허용 오차가 적용됩니다.
• 시야각 (2θ_1/2):120도. 이는 광도가 피크 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도로, 광각 방출 프로필을 확인시켜 줍니다.
• 피크 및 주 파장:R6의 경우: 피크(λ_p)는 632nm, 주 파장(λ_d) 범위는 621-631nm입니다. Y2의 경우: 피크는 591nm, 주 파장 범위는 586-594nm입니다. 주 파장은 인간의 눈이 인지하는 단일 파장의 색상입니다.
• 스펙트럼 대역폭 (Δλ):R6의 경우 약 20nm, Y2의 경우 약 15nm로, 황색 칩의 스펙트럼 순도가 약간 더 높음을 나타냅니다.
• 순방향 전압 (V_F):R6의 경우: 1.75V ~ 2.35V. Y2의 경우: 1.8V ~ 2.4V(곡선에서 추론). 전형적인 V_F는 적색 AlGaInP LED가 일부 다른 색상에 비해 더 낮습니다. 작동점을 설정하기 위해 직렬로 전류 제한 저항이 필수적입니다.
• 역방향 전류 (I_R):V_R=5V에서 최대 10µA로, 양호한 접합 품질을 나타냅니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산에서 색상과 밝기 일관성을 보장하기 위해 LED는 빈으로 분류됩니다. 이 시스템을 통해 설계자는 특정 애플리케이션 요구사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 광도 빈닝

R6 및 Y2 칩 모두 동일한 광도 빈(Q1, Q2, R1, R2, S1, S2)으로 그룹화됩니다. 광도 범위는 최소 72-90 mcd(Q1)에서 최대 225-285 mcd(S2)까지입니다. 빈 코드(예: S2)는 패키징에 표시되어 특정 밝기 등급을 선택할 수 있게 합니다.

3.2 주 파장 빈닝

이 빈닝은 색상 일관성을 보장합니다.

• R6 (적색):FF1(621-626nm) 및 FF2(626-631nm)로 빈닝됩니다.
• Y2 (황색):DD1(586-588nm), DD2(588-590nm), DD3(590-592nm), DD4(592-594nm)로 빈닝됩니다.

더 좁은 파장 빈(예: DD1 대 DD4)은 어레이 내 여러 LED 간에 더 일관된 색상 외관을 제공합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 다양한 조건에서의 디바이스 동작을 설명하는 특성 곡선을 제공합니다.

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

곡선은 다이오드의 전형적인 지수 관계를 보여줍니다. R6 칩의 순방향 전압은 전류가 1mA에서 30mA로 증가함에 따라 약 1.8V에서 약 2.2V로 증가합니다. Y2 칩은 약간 더 높은 전압 범위를 보입니다. 이 곡선은 구동 회로 설계 및 전력 소산 계산에 필수적입니다.

4.2 상대 광도 대 순방향 전류

광도는 전류에 따라 비선형적으로 증가합니다. 두 타입 모두 낮은 전류에서 광도가 급격히 증가하지만 약 20-30mA 이상에서는 증가율이 감소하여 더 높은 구동 수준에서 효율이 감소함을 나타냅니다. 권장 20mA 이하에서 작동하면 밝기와 효율의 좋은 균형을 제공합니다.

4.3 상대 광도 대 주변 온도

주변 온도가 증가함에 따라 광 출력이 감소합니다. 온도가 25°C에서 85°C로 상승할 때 출력은 약 20-25% 감소할 수 있습니다. 이 열 감액은 높은 주변 온도가 예상되는 설계에서 고려되어야 하며, 더 낮은 구동 전류 또는 열 관리가 필요할 수 있습니다.

4.4 순방향 전류 감액 곡선

이 그래프는 주변 온도의 함수로서 허용 가능한 최대 연속 순방향 전류를 정의합니다. 온도가 증가함에 따라 과열을 방지하기 위해 허용 가능한 최대 전류가 감소합니다. 예를 들어, 85°C에서 최대 전류는 25°C에서의 25mA 정격보다 현저히 낮습니다.

4.5 스펙트럼 분포

그래프는 파장 대비 상대 복사 전력을 표시합니다. R6 스펙트럼은 632nm를 중심으로 더 넓은 대역폭을 가집니다. Y2 스펙트럼은 591nm를 중심으로 더 좁으며, 표의 데이터를 확인시켜 줍니다.

4.6 방사 패턴 (극좌표 그래프)

극좌표 그래프는 120도 시야각을 시각적으로 확인시켜 줍니다. 강도 패턴은 대략적으로 람베르시안(코사인 분포)이며, 돔이 없는 평면 패키지와 내부 반사판을 가진 LED에 일반적입니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

5.1 패키지 치수

P-LCC-4 패키지는 컴팩트한 면적을 가집니다. 주요 치수(mm)는 다음과 같습니다: 길이: 2.0, 너비: 1.25, 높이: 1.1. 리드 간격은 1.0mm입니다. 별도로 명시되지 않는 한 ±0.1mm의 허용 오차가 적용됩니다. PCB 랜드 패턴 설계를 위한 모든 중요 치수가 포함된 상세 도면이 데이터시트에 제공됩니다.

5.2 극성 식별

패키지는 캐소드 식별자를 특징으로 합니다. 일반적으로 이는 컴포넌트 본체의 노치, 녹색 점 또는 모따기된 모서리입니다. PCB 풋프린트 실크스크린은 잘못된 배치를 방지하기 위해 캐소드 패드를 명확히 표시해야 합니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 리플로우 솔더링 파라미터

이 LED는 증기 위상 또는 적외선 리플로우 솔더링에 적합합니다. 권장 프로파일은 다음과 같습니다: 150-200°C에서 60-120초 동안 예열, 액상선(217°C) 이상 시간 60-150초, 최대 10초 동안 피크 온도 260°C를 초과하지 않음. 냉각 속도는 제어되어야 합니다.

6.2 핸드 솔더링

핸드 솔더링이 필요한 경우, 인두 팁 온도는 350°C를 초과하지 않아야 하며, 플라스틱 패키지 및 반도체 다이에 대한 열 손상을 방지하기 위해 리드당 접촉 시간은 3초 이내로 제한되어야 합니다.

6.3 보관 및 습기 민감도

컴포넌트는 건조제와 함께 습기 방지 백에 포장됩니다. 개봉 전에는 ≤30°C 및 ≤90% RH에서 보관해야 합니다. 백을 개봉한 후 "플로어 라이프"(컴포넌트가 주변 공장 조건에 노출될 수 있는 시간)는 ≤30°C 및 ≤60% RH에서 168시간입니다. 사용하지 않은 부품은 건조제와 함께 다시 백에 넣거나 드라이 캐비닛에 보관해야 합니다.

7. 패키징 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 사양

LED는 자동 피크 앤 플레이스 장비와의 호환성을 위해 8mm 너비의 엠보싱 캐리어 테이프에 공급됩니다. 릴 치수는 표준화되어 있습니다. 각 릴에는 2000개가 들어 있습니다. 캐리어 테이프 치수(포켓 크기, 피치)는 배치 기계에서의 적절한 공급을 보장하기 위해 지정됩니다.

7.2 라벨 설명

릴 라벨에는 광도 등급(CAT), 주 파장 등급(HUE) 및 순방향 전압 등급(REF)에 대한 코드가 포함됩니다. 이 코드들은 섹션 3.1 및 3.2의 빈닝 정보와 직접적으로 대응하여 추적성과 정밀한 선택을 가능하게 합니다.

8. 애플리케이션 제안

8.1 일반적인 애플리케이션 시나리오

• 통신 장비:전화기, 팩스기 및 모뎀의 상태 표시등, 키패드 백라이트 및 메시지 대기 표시등.
• 소비자 가전:휴대용 장치, 오디오/비디오 장비 및 가전제품의 전원, 배터리 및 기능 표시등.
• 산업 및 자동차:넓은 시야각이 유리한 패널 표시등, 스위치 조명 및 고장 신호.
• 라이트 파이프 애플리케이션:내부 반사판과 넓은 각도로 인해 이 시리즈는 아크릴 또는 폴리카보네이트 라이트 가이드에 광을 결합하여 원격으로 상태를 표시하거나 기호를 백라이트하는 데 탁월한 선택입니다.

8.2 중요한 설계 고려사항

• 전류 제한:외부 직렬 저항은절대적으로 필수적입니다. LED의 지수적 I-V 특성은 공급 전압의 작은 증가가 전류의 크고 파괴적인 증가를 일으킬 수 있음을 의미합니다. 저항 값은 R = (V_공급- V_F) / I_F.
• 로 계산됩니다. 열 관리:전력 소산 및 전류 감액 곡선을 준수하십시오. 높은 주변 온도 또는 최대 정격 근처에서 작동하는 경우 충분한 PCB 구리 면적 또는 열 비아를 확보하십시오.
• ESD 예방 조치:취급 및 조립 중 표준 ESD 제어를 사용하십시오.
• 광학 설계:라이트 파이프의 경우 LED의 방사 패턴 및 결합 효율을 고려하십시오. 넓은 시야각은 파이프로 더 많은 빛을 포집하는 데 유리합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

67-22 시리즈는 패키지와 성능 속성의 특정 조합을 통해 차별화됩니다. 더 작은 칩 LED(예: 0402)와 비교하여 더 높은 광 출력과 더 나은 시야각을 제공합니다. 돔 렌즈 LED와 비교하여 평평한 상단의 P-LCC 패키지는 라이트 파이프로의 결합에 적합한 더 방향성 있는 빔과 더 낮은 프로파일을 제공합니다. 적색 및 황색에 AlGaInP 기술을 사용함으로써 GaAsP와 같은 오래된 기술에 비해 더 높은 효율과 더 나은 색 채도를 제공합니다. 내부 반사판은 모든 SMD LED에 있는 것이 아닌 핵심 기능으로, 특히 라이트 가이드 애플리케이션에서 성능을 향상시킵니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

10.1 직렬 저항이 왜 필요한가요?

LED는 전압 구동이 아닌 전류 구동 디바이스입니다. 그들의 순방향 전압에는 허용 오차와 음의 온도 계수(온도 상승에 따라 감소)가 있습니다. 전류 제한기가 없는 고정 전압 소스는 열 폭주 및 고장으로 이어질 것입니다. 저항은 작동 전류를 설정하는 간단하고 선형적인 방법을 제공합니다.

10.2 3.3V 전원으로 LED를 구동할 수 있나요?

예. 예를 들어, 20mA에서 전형적인 V_F가 2.0V인 적색(R6) LED의 경우, 필요한 직렬 저항은 R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 옴입니다. 표준 68 옴 저항이 적합하며, 약 19.1mA의 전류가 흐르게 됩니다.

10.3 "빈닝"이 내 설계에 어떤 의미가 있나요?

애플리케이션이 균일한 외관(예: 일렬로 배열된 여러 LED)을 요구하는 경우, 좁은 파장 빈(예: DD2만)과 특정 광도 빈(예: R2 이상)을 지정해야 합니다. 덜 중요한 애플리케이션의 경우 더 넓은 빈 선택이 허용될 수 있으며 비용 효율적일 수 있습니다.

10.4 방사 패턴을 어떻게 해석하나요?

다이어그램은 각도의 함수로서 광 강도를 보여줍니다. 곡선의 0.5(50%) 지점은 중심축에서 ±60° 지점에 해당하며, 120° 시야각을 정의합니다. 모양은 빛이 어떻게 분포되는지 알려줍니다. 더 부드럽고 넓은 곡선은 광범위한 영역 조명에 더 좋습니다.

11. 실용적 설계 및 사용 사례

사례: 라이트 파이프를 사용한 상태 표시 패널 설계.제어 패널에는 넓은 각도에서 볼 수 있는 네 개의 상태 표시등(전원, 활성, 경고, 고장)이 필요합니다. 패널 뒤 공간이 제한적입니다. 설계자는 넓은 시야각과 내부 반사판 때문에 67-22 시리즈를 선택합니다. 경고 및 고장에는 적색 LED(R6, 높은 밝기를 위한 S2 빈)가 선택됩니다. 활성에는 황색 LED(Y2, R1 빈)가 선택됩니다. 전원에는 시리즈 제품군의 녹색 변종이 선택됩니다. LED는 패널 바로 뒤의 PCB에 장착됩니다. 아크릴 라이트 파이프가 각 LED 위에 위치하여 빛을 전면 패널 절개부로 전달합니다. LED의 내부 반사판은 효율적으로 빛을 파이프 입구로 결합시킵니다. 마이크로컨트롤러 GPIO 핀이 LED당 100Ω 직렬 저항(5V 공급용)을 통해 각 표시등을 구동합니다. 넓은 시야각은 작업자가 패널 정면에 있지 않을 때도 표시등이 보이도록 보장합니다.

12. 원리 소개

발광 다이오드(LED)는 전기발광을 통해 빛을 방출하는 반도체 디바이스입니다. p-n 접합에 순방향 전압이 가해지면 n형 물질의 전자가 활성 영역에서 p형 물질의 정공과 재결합합니다. 이 재결합은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 방출된 빛의 특정 파장(색상)은 사용된 반도체 물질의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. 67-22 시리즈는 적색 및 황색 칩에 AlGaInP(알루미늄 갈륨 인듐 포스파이드)를 사용하며, 이는 적색에서 황색 스펙트럼 범위에서 높은 효율로 알려진 물질 시스템입니다. P-LCC 패키지는 취약한 반도체 다이를 보호하고, 네 개의 리드를 통해 전기적 연결을 제공하며, 렌즈 및 환경적 밀봉 역할을 하는 투명 에폭시 수지를 포함합니다. 일반적으로 반사 코팅이 된 성형 플라스틱 구조인 내부 반사판은 측면 방출된 빛을 상단 시야 방향으로 재지향하여 유효 광도를 증가시키고 방사 패턴을 형성하는 데 도움을 줍니다.

13. 발전 동향

인디케이터 타입 SMD LED의 일반적인 동향은 몇 가지 주요 영역으로 계속 진행되고 있습니다:효율 증가:지속적인 물질 및 에피택셜 성장 개선으로 더 높은 광 효율(전기 와트당 더 많은 광 출력)을 얻어 더 낮은 전력 소비 또는 동일 전류에서 더 높은 밝기를 가능하게 합니다.소형화:P-LCC-4는 표준 패키지이지만, 공간이 제한된 휴대용 장치를 위해 더 작은 면적(예: 0402, 0201)에 대한 수요가 있지만, 종종 최대 광 출력을 희생합니다.신뢰성 및 견고성 향상:패키징 재료(에폭시, 리드프레임 도금)의 개선은 열 사이클링, 습기 및 황 함유 환경에 대한 저항성을 증가시키는 것을 목표로 합니다.통합:일부 동향은 회로 설계를 단순화하고 보드 공간을 절약하기 위해 LED 패키지 내에 전류 제한 저항 또는 보호 다이오드를 통합하는 것을 포함합니다.색상 일관성 및 빈닝:제조 공정은 더 좁은 파장 및 광도 분포를 생산하기 위해 지속적으로 개선되어 광범위한 빈닝 필요성을 줄이고 다중 LED 애플리케이션에서 시각적 균일성을 향상시킵니다. 67-22 시리즈의 핵심 장점—균형 잡힌 패키지 크기, 우수한 출력 및 내부 반사판과 같은 특수 기능—은 극단적인 소형화 또는 초고출력보다 이러한 특정 속성이 중시되는 애플리케이션에서의 관련성을 보장합니다.