탑뷰 LED 67-21 시리즈 기술 데이터시트 - 패키지 2.0x1.25x1.1mm - 순방향 전압 1.75-2.35V - 선명한 오렌지색

1. 제품 개요

67-21 시리즈는 표시 및 백라이트 애플리케이션을 위해 설계된 표면 실장형 탑뷰 LED 제품군입니다. 이 특정 변형은 AlGaInP 칩에서 방출되는 선명한 오렌지색을 특징으로 합니다. 장치는 백색 바디와 무색 투명 창을 가진 컴팩트한 P-LCC-2 패키지에 장착되어 있어 광시야각 특성에 기여합니다. 주요 설계 특징은 패키지 내부에 통합된 내부 반사판으로, 이는 광 결합 효율을 최적화합니다. 이로 인해 LED는 현대 전자 장치 설계에서 일반적으로 요구되는 라이트 파이프와 함께 사용하기에 특히 적합합니다. 낮은 순방향 전류 요구 사항은 배터리 구동 또는 전력 민감 휴대용 장비에서의 매력을 더욱 높입니다.

1.1 핵심 장점 및 타겟 시장

이 LED 시리즈의 주요 장점은 자동화 조립 공정에 대한 적합성, 일반적인 솔더링 기술(증기상, 적외선 리플로우, 웨이브 솔더링)과의 호환성, 그리고 대량 생산을 위한 테이프 및 릴 공급 가능성을 포함합니다. 이는 RoHS 지침을 준수하는 무연 제품입니다. 타겟 시장은 다양하며, 자동차 내장(예: 계기판 및 스위치 백라이트), 통신 장비(예: 전화기 및 팩스 기계의 표시등), 일반 스위치 및 심볼 조명, LCD용 평면 백라이트, 그리고 신뢰할 수 있고 일관된 광 출력이 필요한 범용 표시 애플리케이션을 포괄합니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

LED의 성능은 표준 조건(Ta=25°C)에서 측정된 포괄적인 전기적, 광학적 및 열적 파라미터 세트로 정의됩니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이는 연속 작동을 위한 것이 아닙니다. 주요 한계로는 역전압(V_R) 12V, 연속 순방향 전류(I_F) 25mA, 펄스 조건(1kHz에서 1/10 듀티 사이클)에서의 피크 순방향 전류(I_FP) 60mA가 포함됩니다. 최대 전력 소산(P_d)은 60mW입니다. 장치는 -40°C에서 +85°C까지 작동하도록 정격되며, 2000V(인체 모델)의 정전기 방전(ESD)을 견딜 수 있습니다. 솔더링 온도 프로파일은 매우 중요합니다: 리플로우 솔더링은 최대 10초 동안 260°C에서, 또는 핸드 솔더링은 최대 3초 동안 350°C에서 수행해야 합니다.

2.2 전기광학적 특성

표준 테스트 전류 20mA에서 장치는 일반적인 성능을 나타냅니다. 광도(I_V)는 최소 90 mcd에서 최대 225 mcd까지 범위를 가집니다. 시야각(2θ_1/2)은 강도가 피크 값의 절반으로 떨어지는 각도로 정의되며, 일반적으로 120도로 광각 방출을 확인시켜 줍니다. 인지되는 색상을 정의하는 주 파장(λ_d)은 이 선명한 오렌지 변형에 대해 600.5 nm에서 612.5 nm 사이로 지정되며, 일반적인 피크 파장(λ_p)은 약 611 nm입니다. 스펙트럼 대역폭(Δλ)은 약 15 nm입니다. 20mA에서의 순방향 전압(V_F)은 1.75V에서 2.35V까지 범위를 가지며, 12V에서의 역전류(I_R)는 최대 10 μA입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산에서 색상과 밝기 일관성을 보장하기 위해 LED는 주요 파라미터를 기준으로 빈으로 분류됩니다.

3.1 주 파장 빈닝

주 파장은 네 그룹(빈 코드 D8, D9, D10, D11)으로 분류됩니다. 각 빈은 D8(600.5-603.5nm)에서 D11(609.5-612.5nm)까지 3nm 범위를 포함합니다. ±1nm의 허용 오차가 적용됩니다.

3.2 광도 빈닝

광도는 네 개의 빈으로 분류됩니다: Q2(90-112 mcd), R1(112-140 mcd), R2(140-180 mcd), S1(180-225 mcd). 광도에 대해 ±11%의 허용 오차가 있습니다.

3.3 순방향 전압 빈닝

순방향 전압은 세 개의 빈으로 나뉩니다: 0(1.75-1.95V), 1(1.95-2.15V), 2(2.15-2.35V), 허용 오차는 0.1V입니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 다양한 조건에서 장치 동작을 설명하는 여러 특성 곡선을 제공합니다.

4.1 상대 광도 대 주변 온도

곡선은 광도가 접합 온도에 크게 의존함을 보여줍니다. 광도는 25°C에서 100%로 정규화됩니다. 주변 온도가 증가함에 따라 광도는 감소합니다. 반대로, 낮은 온도에서는 광도가 증가합니다. 이 열 소광 효과는 반도체 광원의 일반적인 특성이며, 특히 고온 환경에서 열 관리 설계 시 고려해야 합니다.

4.2 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

이 그래프는 전류와 전압 사이의 비선형 관계를 나타냅니다. 순방향 전압은 전류와 함께 증가합니다. 설계자는 이 곡선을 사용하여 장치의 전기적 한계 내에서 원하는 밝기를 달성하기 위한 적절한 전류 제한 저항을 선택합니다.

4.3 스펙트럼 분포

스펙트럼 파워 분포 곡선은 약 611 nm를 중심으로 하는 단일 피크를 보여주며, 이는 AlGaInP 기반 오렌지 LED의 특징입니다. 좁은 대역폭(약 15nm FWHM)은 우수한 색 순도를 나타냅니다.

4.4 방사 패턴

극좌표 다이어그램은 빛의 공간적 분포를 보여줍니다. 패턴은 대략 Lambertian으로, 넓은 120도 시야각을 확인시켜 줍니다. 이 균일한 방출 프로파일은 라이트 파이프 및 광역 조명 애플리케이션에 유리합니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

5.1 패키지 치수

LED는 컴팩트한 면적을 가집니다. 전체 패키지 치수는 길이 2.0mm, 너비 1.25mm, 높이 1.1mm입니다. 렌즈(창)의 직경은 1.1mm입니다. 애노드와 캐소드 패드는 명확히 정의되어 있으며, PCB 설계를 위해 권장 랜드 패턴이 제공됩니다. 지정되지 않은 모든 허용 오차는 ±0.1mm입니다.

5.2 극성 식별

캐소드는 패키지의 한 모서리에 있는 노치 또는 모따기로 표시됩니다. 올바른 극성 방향은 조립 중 적절한 기능을 보장하기 위해 매우 중요합니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

장치는 표준 SMT 공정과 호환됩니다. 리플로우 솔더링의 경우, 피크 온도 260°C를 10초 이상 초과해서는 안 됩니다. 수동 솔더링의 경우, 납땜 인두 팁 온도를 350°C로 제한하고, 각 리드당 접촉 시간을 최대 3초로 제한해야 합니다. 이러한 한계는 플라스틱 패키지와 내부 다이 및 와이어 본드에 대한 열 손상을 방지합니다.

7. 패키징 및 주문 정보

LED는 8mm 캐리어 테이프에 공급되며, 릴당 2000개입니다. 릴 치수는 자동 픽 앤 플레이스 기계에 맞게 표준화되어 있습니다. 패키징에는 방습 조치가 포함됩니다: 구성 요소는 수분 흡수로 인한 리플로우 중 \"팝콘 현상\"을 방지하기 위해 건조제와 습도 표시 카드가 들어 있는 알루미늄 방습 백에 밀봉됩니다.

7.1 라벨 설명

릴 라벨에는 중요한 정보가 포함됩니다: 부품 번호(PN), 고객 부품 번호(CPN), 수량(QTY), 로트 번호(LOT NO), 그리고 광도(CAT), 주 파장(HUE), 순방향 전압(REF)에 대한 특정 빈 코드입니다. 이를 통해 정확한 추적성을 확보하고 생산에 올바른 구성 요소 등급이 사용되도록 보장합니다.

8. 적용 제안

8.1 일반적인 적용 시나리오

• 자동차 내장 조명:넓은 온도 범위(-40°C ~ +85°C)에서의 신뢰성으로 인해 계기판 아이콘, 버튼 및 스위치 백라이트에 이상적입니다.
• 소비자 가전:라우터, 모뎀, 충전기 및 오디오 장비의 상태 표시등에 완벽합니다. 넓은 시야각은 다양한 각도에서 가시성을 보장합니다.
• 라이트 파이프 애플리케이션:내부 반사판으로부터 최적화된 광 결합은 플라스틱 라이트 파이프를 통해 빛을 전면 패널이나 디스플레이로 안내하는 데 탁월한 선택입니다.
• 산업용 제어 패널:명확하고 밝은 신호가 필요한 기계 상태 표시등에 적합합니다.

8.2 설계 고려 사항

• 전류 제한:항상 순방향 전류를 제한하기 위해 직렬 저항을 사용하십시오. 공급 전압(V_CC), LED의 순방향 전압(선택한 빈의 V_F), 그리고 원하는 작동 전류(연속 25mA를 초과하지 않는 I_F)를 기반으로 저항 값을 계산하십시오.
• 열 관리:전력 소산이 낮지만, 높은 주변 온도나 높은 전류에서의 연속 작동은 광 출력을 감소시키고 잠재적으로 수명을 단축시킬 수 있습니다. 필요한 경우 적절한 PCB 구리 면적 또는 환기를 확보하십시오.
• ESD 보호:2000V HBM 정격이지만, 조립 및 취급 중 표준 ESD 처리 주의 사항을 준수해야 합니다.
• 광학 설계:라이트 파이프 애플리케이션의 경우, LED와 라이트 파이프 입구 사이의 거리와 정렬은 결합 효율을 극대화하는 데 매우 중요합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

더 단순한 LED 패키지와 비교하여, 67-21 시리즈는 뚜렷한 장점을 제공합니다. 내부 반사판이 있는 P-LCC-2 패키지는 기본 칩 LED보다 우수한 광 추출과 더 제어된 방사 패턴을 제공합니다. 넓은 120도 시야각은 많은 사이드뷰 또는 협각 탑뷰 LED보다 더 넓어 더 큰 설계 유연성을 제공합니다. 모든 주요 솔더링 공정 및 테이프-릴 패키징과의 호환성은 특별한 처리가 필요한 장치에 비해 생산 친화적인 선택입니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

10.1 5V 공급 전압으로 어떤 저항 값을 사용해야 합니까?

모든 조건에서 충분한 전류를 보장하기 위해 최대 순방향 전압(V_{F_max}= 2.35V)을 사용하고, 안전한 작동 전류 20mA를 목표로 할 때 계산은 다음과 같습니다: R = (V_CC- V_F) / I_F= (5V - 2.35V) / 0.020A = 132.5Ω. 표준 130Ω 또는 150Ω 저항이 적절할 것입니다. 항상 구성 요소의 실제 V_F빈으로 밝기를 확인하십시오.

10.2 왜 고온에서 광도가 감소합니까?

이는 반도체 발광의 기본 물리학 때문입니다. 접합 온도가 상승함에 따라, 비방사 재결합 과정(빛 대신 열을 생성)이 증가하고, 방사 재결합 과정의 효율이 감소합니다. 열 소광으로 알려진 이 현상은 모든 LED의 특징이며 성능 곡선에 문서화되어 있습니다.

10.3 이 LED를 디밍을 위해 PWM 신호로 구동할 수 있습니까?

예, 펄스 폭 변조(PWM)는 LED 디밍을 위한 효과적인 방법입니다. 이는 인간의 눈에 인지되지 않을 만큼 충분히 높은 주파수(일반적으로 >100Hz)로 LED를 켜고 끄는 것을 포함합니다. 인지되는 밝기는 듀티 사이클에 비례합니다. 이 방법은 아날로그 전류 디밍보다 선호되는데, 이는 밝기 수준에 걸쳐 일관된 색도를 유지하기 때문입니다.

11. 실용적인 설계 및 사용 사례

사례: 휴대용 장치용 상태 표시등 설계

설계자가 배터리 구동 핸드헬드 도구를 만들고 있습니다. 밝고 명확한 상태 표시등(예: \"전원 켜짐\" 또는 \"충전 중\")이 필요합니다. 67-21 시리즈는 낮은 전류 요구 사항(배터리 수명 연장), 넓은 시야각(어떤 취급 각도에서도 보임), 작은 면적으로 선택되었습니다. 설계자는 전력을 더 절약하기 위해 15mA(20mA 테스트 조건 미만)의 구동 전류를 선택하고, I-V 및 광도 곡선을 참조하여 결과적인 밝기를 예측합니다. 라이트 파이프는 메인 PCB에 장착된 LED에서 장치의 견고한 케이싱에 있는 작은 창으로 빛을 전달하도록 설계됩니다. 선명한 오렌지색은 높은 대비와 명확한 가시성을 위해 선택되었습니다. BOM은 모든 제조 단위에서 색상과 밝기 일관성을 보장하기 위해 필요한 빈 코드(예: HUE: D10, CAT: R1)를 지정합니다.

12. 작동 원리 소개

이 LED의 발광은 반도체 물질의 전기발광 원리에 기반합니다. 활성 영역은 알루미늄 갈륨 인듐 포스파이드(AlGaInP)로 구성됩니다. p-n 접합에 순방향 전압이 가해지면, n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 활성 영역으로 주입됩니다. 이 전하 캐리어들이 재결합할 때, 광자의 형태로 에너지를 방출합니다. AlGaInP 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접 방출되는 빛의 파장(색상)에 해당합니다—이 경우 오렌지 스펙트럼(~611 nm)입니다. 무색 투명 에폭시 수지 패키지는 렌즈 역할을 하여 광 출력을 형성하고 환경 보호를 제공합니다.

13. 산업 동향 및 발전

표시등 LED의 동향은 더 높은 효율, 더 작은 패키지 및 더 큰 통합을 지향하고 있습니다. 67-21 시리즈와 같은 개별 LED는 유연성을 위해 여전히 중요하지만, 내장 드라이버와 컨트롤러가 있는 통합 LED 모듈의 사용이 증가하고 있습니다. 더욱이, 재료 과학의 발전은 고온에서 더 나은 성능을 가진 더 효율적인 오렌지 및 적색 발광체로 이어질 수 있습니다. 자동차 및 산업 애플리케이션에서 신뢰할 수 있고 긴 수명의 표시등에 대한 수요는 이 시리즈와 같은 견고하고 잘 특성화된 구성 요소의 관련성을 보장합니다. 자동화 조립 및 공급망 추적성(상세한 빈닝 및 라벨링에서 명백함)에 대한 강조는 더 넓은 제조 동향을 반영합니다.