오렌지 SMD LED 데이터시트 - 0.55mm 초박형 - 1.8V 정격 순방향 전압 - 75mW 소비전력 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 고성능 표면실장 오렌지 LED의 사양을 상세히 설명합니다. 이 소자는 매우 낮은 프로파일을 특징으로 하여 수직 공간이 중요한 제약 조건인 애플리케이션에 적합합니다. LED는 오렌지-레드 스펙트럼에서 높은 발광 효율과 우수한 색 순도를 제공하는 것으로 알려진 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 재료를 사용합니다. RoHS 준수 및 친환경 제품으로, 현대적인 환경 표준을 준수합니다. 부품은 고속 자동 피크 앤 플레이스 조립 장비 및 적외선 리플로우 솔더링 공정과의 호환성을 용이하게 하기 위해 7인치 직경 릴에 8mm 테이프로 공급됩니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

별도로 명시되지 않는 한 모든 파라미터는 주변 온도(Ta) 25°C에서 지정됩니다. 이러한 파라미터를 이해하는 것은 신뢰할 수 있는 회로 설계 및 성능 예측에 중요합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 소자에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 한계에서 또는 그 이하에서의 동작은 보장되지 않으며 장기적인 신뢰성을 위해 피해야 합니다.

• 소비전력 (Pd):75 mW. 이는 LED 패키지가 열로 발산할 수 있는 최대 전력량입니다. 이 한계를 초과하면 반도체 접합부와 에폭시 렌즈에 열 손상의 위험이 있습니다.
• DC 순방향 전류 (IF):30 mA. 적용 가능한 최대 연속 순방향 전류입니다.
• 피크 순방향 전류:80 mA. 이는 듀티 사이클 1/10, 펄스 폭 0.1ms의 펄스 조건에서만 허용됩니다. 짧고 고강도의 섬광에 유용합니다.
• 역방향 전압 (VR):5 V. 이 정격을 초과하는 역방향 전압을 가하면 LED 접합부의 즉각적이고 치명적인 고장을 초래할 수 있습니다.
• 동작 온도 범위:-30°C ~ +85°C. 소자가 기능하도록 설계된 주변 온도 범위입니다.
• 보관 온도 범위:-40°C ~ +85°C.
• 적외선 솔더링 조건:10초 동안 260°C를 견딥니다. 이는 무연(Pb-free) 리플로우 솔더링 프로파일에 일반적입니다.

2.2 전기-광학 특성

이 파라미터는 정상 동작 조건(일반적으로 IF = 2 mA)에서의 광 출력 및 전기적 거동을 정의합니다.

• 광도 (Iv):최소 2.80 mcd에서 최대 18.00 mcd까지 범위입니다. 실제 값은 특정 빈 코드에 따라 다릅니다(섹션 3 참조). 광도는 명시(CIE) 인간 눈 반응 곡선에 맞춰 필터링된 센서를 사용하여 측정됩니다.
• 시야각 (2θ_1/2):130도. 이는 광도가 축상(0도)에서 측정된 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도입니다. 이러한 넓은 시야각은 상태 표시기 및 백라이트에 적합한 넓고 확산된 조명 패턴을 제공합니다.
• 피크 방출 파장 (λ_P):611.0 nm. 이는 스펙트럼 전력 출력이 최대가 되는 파장입니다.
• 주 파장 (λ_d):605.0 nm. 이는 CIE 색도도에서 파생된 색도학적 파라미터입니다. 빛의 지각된 색상을 가장 잘 설명하는 단일 파장을 나타냅니다. 색상 사양에 더 관련성이 높은 파라미터입니다.
• 스펙트럼 선 반치폭 (Δλ):17 nm. 이는 스펙트럼 순도를 나타냅니다. 값이 작을수록 더 단색(순수한 색상)의 빛을 의미합니다. 17 nm는 오렌지 범위의 AlInGaP LED에 일반적입니다.
• 순방향 전압 (V_F):일반적으로 1.80V, 2 mA에서 1.60V에서 2.20V까지 범위입니다. 이 낮은 순방향 전압은 AlInGaP 기술의 주요 장점이며 더 높은 효율에 기여합니다.
• 역방향 전류 (I_R):5V 역방향 바이어스가 인가될 때 최대 10 μA입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

반도체 제조의 고유한 변동성으로 인해 LED는 성능 빈으로 분류됩니다. 이 시스템을 통해 설계자는 애플리케이션에 대한 특정 허용 오차 요구 사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 순방향 전압 빈닝

단위는 IF = 2 mA에서 측정된 볼트(V)입니다. 각 빈 내 허용 오차는 ±0.1V입니다.

• D1:1.60V (최소) ~ 1.80V (최대)
• D2:1.80V (최소) ~ 2.00V (최대)
• D3:2.00V (최소) ~ 2.20V (최대)

더 엄격한 전압 빈(예: D1만)을 선택하는 것은 낮은 전압 배터리로 직접 구동되는 애플리케이션에서 배터리 방전 시 일관된 밝기를 보장하거나, 병렬 LED 어레이에서 전류 분배를 보장하기 위해 중요할 수 있습니다.

3.2 광도 빈닝

단위는 IF = 2 mA에서 측정된 밀리칸델라(mcd)입니다. 각 빈 내 허용 오차는 ±15%입니다.

• H:2.80 mcd (최소) ~ 4.50 mcd (최대)
• J:4.50 mcd (최소) ~ 7.10 mcd (최대)
• K:7.10 mcd (최소) ~ 11.20 mcd (최대)
• L:11.20 mcd (최소) ~ 18.00 mcd (최대)

이 빈닝은 다중 세그먼트 디스플레이 또는 백라이트 패널과 같이 여러 LED에 걸쳐 균일한 밝기가 필요한 애플리케이션에 중요합니다.

3.3 주 파장 빈닝

단위는 IF = 2 mA에서 측정된 나노미터(nm)입니다. 각 빈의 허용 오차는 ±1 nm입니다.

• N:597.0 nm (최소) ~ 600.0 nm (최대) – 호박색-오렌지
• P:600.0 nm (최소) ~ 603.0 nm (최대) – 오렌지
• Q:603.0 nm (최소) ~ 606.0 nm (최대) – 오렌지
• R:606.0 nm (최소) ~ 609.0 nm (최대) – 오렌지-레드
• S:609.0 nm (최소) ~ 612.0 nm (최대) – 레드-오렌지

이를 통해 정밀한 색상 매칭이 가능하며, 이는 교통 신호, 자동차 조명 또는 특정 색조가 요구되는 장식 조명과 같은 애플리케이션에서 필수적입니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에서 특정 그래프가 참조되지만, 그 함의는 표준적입니다. 순방향 전류(I_F) 대 순방향 전압(V_F) 곡선은 지수적입니다. 광도(I_V)는 정상 동작 범위에서 전류와 거의 선형적이지만, 열 효과 및 효율 저하로 인해 매우 높은 전류에서 포화됩니다. 주 파장은 약간의 음의 온도 계수를 가지며, 이는 접합 온도가 증가함에 따라 색상이 약간 더 긴 파장(적색 편이)으로 이동할 수 있음을 의미합니다. 일관된 색상과 광 출력을 소자의 수명 동안 유지하려면 적절한 방열 및 전류 관리가 필요합니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

5.1 패키지 치수 및 극성

이 소자는 업계 표준 EIA 패키지 풋프린트를 특징으로 합니다. 캐소드는 일반적으로 패키지의 녹색 표시 또는 렌즈의 노치로 표시됩니다. 0.55mm의 초박형 프로파일은 정의적인 기계적 특성입니다. PCB 랜드 패턴 설계를 위한 상세한 치수 도면이 데이터시트에 제공됩니다.

5.2 테이프 및 릴 사양

LED는 상단 커버 테이프로 밀봉된 8mm 너비의 엠보싱 캐리어 테이프에 공급되어 7인치(178mm) 직경 릴에 감겨 있습니다. 표준 릴 수량은 5,000개입니다. 패키징은 ANSI/EIA 481-1-A-1994 사양을 따릅니다. 이 형식은 자동화 조립 라인에 최적화되어 효율적인 취급 및 배치를 보장합니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

무연 공정을 위한 제안된 리플로우 프로파일이 제공됩니다. 주요 파라미터는 다음과 같습니다:

• 예열:150°C ~ 200°C.
• 예열 시간:최대 120초(적절한 플럭스 활성화 및 온도 안정화를 위해).
• 피크 온도:최대 260°C.
• 액상선 이상 시간:최대 10초(신뢰할 수 있는 솔더 접합을 위해 권장됨).
• 리플로우 사이클 횟수:최대 2회.

이 프로파일은 JEDEC 표준을 기반으로 합니다. 생산에 사용되는 특정 PCB 설계, 솔더 페이스트 및 오븐에 대한 프로파일을 특성화하는 것이 중요합니다.

6.2 핸드 솔더링

핸드 솔더링이 필요한 경우, 최대 300°C로 설정된 온도 제어 납땜 인두를 사용하십시오. 패드당 접촉 시간을 최대 3초로 제한하십시오. 열 충격을 방지하기 위해 LED 본체에 직접 열을 가하지 말고 PCB 패드에 열을 가하십시오.

6.3 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우 지정된 용제만 사용하십시오. LED를 상온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 1분 미만 담그는 것은 허용됩니다. 초음파 세척 또는 지정되지 않은 화학 세척제를 사용하지 마십시오. 이들은 에폭시 렌즈 또는 내부 본드를 손상시킬 수 있습니다.

7. 보관 및 취급

적절한 보관은 수분 흡수를 방지하는 데 중요하며, 이는 리플로우 중 "팝콘 현상"(패키지 균열)을 유발할 수 있습니다.

• 밀봉 패키지:≤30°C 및 ≤90% RH에서 보관하십시오. 포장일로부터 1년 이내에 사용하십시오.
• 개봉 패키지:방습 백에서 꺼낸 부품의 경우, 보관 환경은 30°C 및 60% RH를 초과하지 않아야 합니다. 노출 후 672시간(28일) 이내에 IR 리플로우 솔더링을 완료하는 것이 강력히 권장됩니다.
• 장기 보관 (개봉):건조제가 있는 밀폐 용기 또는 질소 건조기에 보관하십시오.
• 베이킹:LED가 672시간 이상 노출된 경우, 솔더링 전 흡수된 수분을 제거하기 위해 약 60°C에서 최소 20시간 동안 베이킹해야 합니다.

8. 애플리케이션 노트 및 설계 고려사항

8.1 일반적인 애플리케이션 시나리오

• 상태 표시기:넓은 시야각과 밝은 출력으로 소비자 가전, 네트워킹 장비 및 산업 제어 패널의 전원, 연결 또는 활동 표시기에 이상적입니다.
• 백라이트:자동차 계기판, 가전 제품 및 휴대용 장치의 작은 패널, 아이콘 또는 기호의 가장자리 조명에 사용할 수 있습니다.
• 장식 조명:특정 오렌지 색조가 원하는 간판, 건축 요소 또는 장난감의 액센트 조명에 적합합니다.
• 센서 시스템:광학 센서, 차단기 또는 반사 물체 감지기의 광원으로 사용할 수 있습니다.

8.2 회로 설계 고려사항

• 전류 제한:LED는 전류 구동 소자입니다. 항상 직렬 전류 제한 저항 또는 정전류 구동 회로를 사용하십시오. 저항 값은 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다: R = (V_공급- V_F) / I_F. 보수적인 설계를 위해 데이터시트의 최대 V_F를 사용하십시오.
• 열 관리:소비전력이 낮지만, 열 패드(있는 경우) 주변에 충분한 PCB 구리 면적을 확보하고 다른 발열 부품 근처에 배치하지 않으면 더 낮은 접합 온도를 유지하는 데 도움이 되어 수명이 길어지고 성능이 안정화됩니다.
• ESD 보호:명시적으로 민감하다고 명시되지 않았지만, LED에 연결된 신호 라인에 기본 ESD 보호를 구현하는 것은 견고성을 위한 좋은 설계 관행입니다.

9. 기술 비교 및 장점

GaAsP(갈륨 비소 포스파이드)와 같은 오래된 기술과 비교하여, 이 AlInGaP LED는 상당한 장점을 제공합니다:

• 더 높은 효율:AlInGaP는 와트당 더 많은 루멘을 제공하여 동일한 구동 전류에서 더 밝은 출력 또는 동일한 밝기에서 더 낮은 전력 소비를 가져옵니다.
• 더 나은 색상 순도:스펙트럼 반치폭이 더 좁아 더 포화되고 시각적으로 뚜렷한 오렌지 색상을 제공합니다.
• 더 낮은 열 열화:AlInGaP는 오래된 기술에 비해 온도와 시간에 걸쳐 광 출력과 색상 안정성을 더 잘 유지합니다.
• 초박형 프로파일:0.55mm 높이는 주요 차별화 요소이며, 점점 더 얇아지는 소비자 및 모바일 장치의 설계를 가능하게 합니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

10.1 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇인가요?

피크 파장 (λ_P)는 LED가 가장 많은 광 전력을 방출하는 물리적 파장입니다.주 파장 (λ_d)는 인간의 눈이 색상을 지각하는 방식을 기반으로 계산된 값입니다. LED와 같은 단색 광원의 경우 종종 가깝지만, λ_d는 색상 사양 및 빈닝에 사용되는 파라미터입니다.

10.2 이 LED를 20mA로 연속 구동할 수 있나요?

예. 절대 최대 DC 순방향 전류는 30 mA입니다. 20 mA에서 동작하는 것은 지정된 한계 내에 있습니다. 그러나 소비전력(V_F* I_F)이 75 mW를 초과하지 않도록 해야 합니다. 일반적인 V_F1.8V 및 20mA에서 소비전력은 36 mW로 안전합니다.

10.3 보관 습도가 왜 그렇게 중요한가요?

에폭시 패키징 재료는 공기 중의 수분을 흡수할 수 있습니다. 리플로우 솔더링의 급격한 가열 중에 갇힌 이 수분이 증발하고 팽창하여 엄청난 내부 압력을 생성합니다. 이는 박리(에폭시와 리드 프레임의 분리) 또는 패키지 균열을 유발할 수 있으며, 이를 "팝콘 현상"이라고 하며 소자를 파괴합니다.

11. 설계 적용 사례 연구: 저전압 배터리 표시기

시나리오:3.0V 코인 셀 배터리가 있는 소형 휴대용 의료 기기 설계. 배터리 전압이 2.7V 이하로 떨어지면 선명하고 보이는 오렌지 LED가 점등되어야 함.

설계 선택:

1. 부품 선택:낮은 프로파일(얇은 하우징에 적합), 낮은 순방향 전압(~1.8V), 높은 밝기로 인해 이 LED가 이상적입니다.
2. 빈닝:표준 오렌지를 위해 주 파장 빈 "P" 또는 "Q"를 선택하십시오. 높은 가시성을 위해 광도 빈 "K" 또는 "L"을 선택하십시오. 더 엄격한 순방향 전압 빈 "D1"은 배터리 전압이 감소함에 따라 LED가 일관되게 켜지도록 보장합니다.
3. 회로:간단한 비교기 회로가 배터리 전압을 모니터링합니다. 트리거되면 전류 제한 저항을 통해 LED를 구동하는 트랜지스터를 활성화합니다. R = (2.7V - 1.8V) / 0.002A = 450Ω. 470Ω 표준 저항이 사용되며, I_F≈ 1.9mA를 제공하여 표시에 충분합니다.
4. 레이아웃:LED는 전면 패널에 배치됩니다. 초박형 패키지로 인해 매우 얇은 베젤 또는 확산판 뒤에 위치할 수 있습니다.

12. 기술 원리 소개

이 LED는 AlInGaP 반도체 기술을 기반으로 합니다. 활성 영역은 기판 위에 에피택셜 성장된 다중 양자 우물 구조입니다. 순방향 전압이 인가되면 전자와 정공이 활성 영역으로 주입되어 복합 시 광자를 방출합니다. 결정 격자 내 알루미늄, 인듐, 갈륨 및 포스파이드의 특정 비율은 밴드갭 에너지를 결정하며, 따라서 방출되는 빛의 파장(색상)을 결정합니다—이 경우 오렌지입니다. 빛은 돔 형태의 에폭시 렌즈를 통해 추출되며, 이 렌즈는 반도체 다이와 와이어 본드를 보호합니다.

13. 산업 동향 및 발전

표시기 및 소형 신호 LED의 동향은 계속해서 다음을 향해 나아가고 있습니다:

1. 소형화:웨어러블 및 초소형 전자 제품에서 새로운 설계를 가능하게 하는 더 얇고 작은 패키지(예: 0.3mm 높이).
2. 더 높은 효율:에피택셜 성장 및 광 추출 기술의 지속적인 개선으로 밀리암페어당 더 많은 광 출력을 추구하여 시스템 전력 소비를 줄입니다.
3. 향상된 색상 일관성:더 엄격한 빈닝 허용 오차 및 고급 웨이퍼 수준 테스트로 대량 생산에서 더 나은 색상 및 밝기 균일성을 보장합니다.
4. 통합:단일 패키지에 통합 드라이버 또는 제어 논리가 있는 다중 칩 패키지(RGB, 이중색) 및 LED 모듈의 성장.

이 부품은 AlInGaP SMD LED 기술의 진화에서 성숙하고 최적화된 지점을 나타내며, 광범위한 일반 조명 및 표시 애플리케이션을 위해 성능, 크기 및 제조 가능성의 균형을 맞춥니다.