LED 사양서 3020 시리즈 - 3.0x2.0mm - 3.2V - 0.5W - 화이트 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

3020 시리즈는 안정적인 성능과 일관된 색상 출력이 필요한 일반 조명 애플리케이션을 위해 설계된 고성능 싱글 칩 표면 실장 LED입니다. 이 0.5W 화이트 LED는 컴팩트한 3.0mm x 2.0mm 크기에서 효율성, 광속 출력 및 열 관리의 균형을 제공합니다.

핵심 장점:이 시리즈의 주요 장점은 색온도와 광속에 대한 표준화된 빈닝 시스템으로, 생산 과정에서 색상 일관성을 보장합니다. 110도의 넓은 시야각을 특징으로 하여 광범위한 조명이 필요한 애플리케이션에 적합합니다. 본 제품은 수분 민감도와 리플로우 솔더링에 대한 산업 표준을 충족하도록 설계되었습니다.

목표 시장:이 LED는 LED 모듈, 라이트 패널, 백라이트 유닛, 장식 조명 및 컴팩트하고 효율적이며 일관된 화이트 광원이 필요한 기타 애플리케이션의 제조업체를 대상으로 합니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

다음 파라미터는 LED에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이러한 조건에서의 동작은 보장되지 않습니다.

• 순방향 전류 (IF):200 mA (연속)
• 순방향 펄스 전류 (IFP):300 mA (펄스 폭 ≤10ms, 듀티 사이클 ≤1/10)
• 소비 전력 (PD):680 mW
• 동작 온도 (Topr):-40°C ~ +80°C
• 보관 온도 (Tstg):-40°C ~ +80°C
• 접합 온도 (Tj):125°C
• 솔더링 온도 (Tsld):230°C 또는 260°C에서 최대 10초 동안 리플로우 솔더링.

2.2 일반 전기적 & 광학적 특성

솔더 접점 온도(Ts) 25°C의 표준 테스트 조건에서 측정됨.

• 순방향 전압 (VF):일반 3.2V, 최대 3.5V (IF=150mA 기준)
• 역방향 전압 (VR):5V
• 역방향 전류 (IR):최대 10 µA
• 시야각 (2θ1/2):110°

3. 빈닝 시스템 설명

본 제품은 전기적 및 광학적 일관성을 보장하기 위해 포괄적인 빈닝 시스템을 채택합니다. 주문 시 광속에 대한 최소값과 색온도에 대한 정의된 색도 영역을 지정합니다.

3.1 색온도 (CCT) 빈닝

LED는 여러 표준 상관 색온도(CCT) 빈으로 제공되며, 각 빈은 목표 CCT와 CIE 다이어그램 상의 특정 색도 타원으로 정의됩니다.

• 2725K ±145K (빈: 27M5)
• 3045K ±175K (빈: 30M5)
• 3985K ±275K (빈: 40M5)
• 5028K ±283K (빈: 50M5)
• 5665K ±355K (빈: 57M7)
• 6530K ±510K (빈: 65M7)

참고:제품 주문은 최대 CCT 값이 아닌 색도 영역을 지정합니다. 출하된 제품은 항상 주문된 색도 타원 내에 속합니다.

3.2 광속 빈닝

광속은 색온도와 색 재현 지수(CRI)를 기준으로 빈닝됩니다. 표는 150mA에서의 최소값과 일반값을 정의합니다. 표준 광속 코드(E5, E6, E7 등)는 루멘 단위의 범위를 나타냅니다.

70 CRI, 중성백색(3700-5000K) 예시:

• 코드 E6: 50-54 lm (최소-일반)
• 코드 E7: 54-58 lm
• 코드 E8: 58-62 lm
• 코드 E9: 62-66 lm

웜 화이트, 쿨 화이트 및 각각의 고 CRI(80 CRI) 버전에 대해서도 유사한 표가 존재합니다.

3.3 순방향 전압 빈닝

순방향 전압도 빈닝되어 직렬 구성에서 일관된 스트링 전압을 보장합니다.

• 코드 B: 2.8 - 2.9V
• 코드 C: 2.9 - 3.0V
• 코드 D: 3.0 - 3.1V
• 코드 E: 3.1 - 3.2V
• 코드 F: 3.2 - 3.3V
• 코드 G: 3.3 - 3.4V
• 코드 H: 3.4 - 3.5V

3.4 색도 타원 데이터

각 색온도 빈은 CIE 1931 색도 다이어그램 상의 특정 타원에 대응하며, 중심 좌표(x, y), 장반경(b), 단반경(a), 기울기 각도(Φ)로 정의됩니다. 이 데이터는 정밀한 색상 혼합과 품질 관리에 중요합니다.

4. 성능 곡선 분석

4.1 IV 특성 곡선

순방향 전류 대 순방향 전압(IV) 곡선은 일반적인 지수 관계를 보여줍니다. 권장 동작 전류 150mA에서 순방향 전압은 일반적으로 약 3.2V입니다. 설계자는 안정적인 동작을 보장하기 위해 전압원이 아닌 전류 제한 드라이버를 사용해야 합니다.

4.2 상대 광속 대 순방향 전류

이 곡선은 구동 전류와 광 출력 간의 관계를 설명합니다. 광속은 전류와 함께 증가하지만, 높은 전류에서 접합 온도 증가와 효율 저하로 인해 비선형적인 경향을 나타냅니다. 최적의 수명과 효율을 위해 150mA를 크게 초과하여 동작하는 것은 권장되지 않습니다.

4.3 스펙트럼 파워 분포 (SPD)

상대 스펙트럼 에너지 곡선은 다른 CCT 범위(예: 2600-3700K, 3700-5000K, 5000-10000K)에 대한 방출 스펙트럼을 보여줍니다. 웜한 CCT는 적색/황색 영역에 더 많은 에너지를 가지고, 쿨한 CCT는 더 푸른 피크를 가집니다. 이 곡선은 색 재현 지표 계산에 필수적입니다.

4.4 접합 온도 대 상대 스펙트럼 에너지

이 그래프는 스펙트럼 출력이 증가하는 접합 온도(Tj)와 함께 어떻게 변하는지 보여줍니다. 일반적으로 Tj가 상승하면 피크 파장이 약간 이동할 수 있으며, 전체 강도가 감소할 수 있습니다. 이는 일관된 색상과 광 출력을 유지하기 위해 애플리케이션 설계에서 효과적인 열 관리의 중요성을 강조합니다.

5. 기계적 & 패키지 정보

5.1 패키지 치수

LED는 표준 3020(3.0mm x 2.0mm) SMD 크기를 가집니다. 상세 치수 도면은 패키지 본체, 렌즈 및 리드 치수와 관련 공차(예: .X 치수에 대해 ±0.10mm, .XX 치수에 대해 ±0.05mm)를 지정합니다.

5.2 패드 패턴 & 스텐실 설계

권장 PCB 랜드 패턴(패드 레이아웃)과 솔더 페이스트 스텐실 설계에 대한 별도의 도면이 제공됩니다. 리플로우 솔더링 중 적절한 솔더 조인트 형성, 정렬 및 열 전달을 달성하기 위해 이러한 권장 사항을 준수하는 것이 중요합니다.

5.3 극성 식별

캐소드(음극) 단자는 일반적으로 LED 패키지에 표시되며, 종종 녹색 표시 또는 렌즈의 노치로 표시됩니다. PCB 실크스크린과 풋프린트는 역방향 장착을 방지하기 위해 극성을 명확히 표시해야 합니다.

6. 솔더링 & 조립 가이드라인

6.1 수분 민감도 & 베이킹

3020 시리즈 LED는 IPC/JEDEC J-STD-020C에 따라 수분 민감성으로 분류됩니다. 수분 차단 백 개봉 후 주변 습도에 노출되면 리플로우 중 팝콘 크랙 또는 기타 손상을 일으킬 수 있습니다.

보관:개봉되지 않은 백은 30°C/85% RH 이하에서 보관하십시오. 개봉 후에는 30°C/60% RH 이하에서 보관하십시오.

베이킹 요구사항:원래 밀봉 포장에서 꺼내어 주변 조건에 노출된 LED는 리플로우 전에 베이킹해야 합니다.

베이킹 방법:원래 릴 위에서 60°C에서 24시간 동안 베이킹하십시오. 60°C를 초과하지 마십시오. 베이킹 후 1시간 이내에 사용하거나 드라이 캐비닛(<20% RH)에 보관하십시오.

6.2 리플로우 솔더링 프로파일

표준 무연 리플로우 프로파일이 적용 가능합니다. LED 솔더 조인트의 최대 피크 온도는 260°C를 초과해서는 안 되며, 230°C 이상의 시간은 10초로 제한해야 합니다. 예열, 소킹, 리플로우 및 냉각 속도에 대한 상세 프로파일 권장 사항을 참조하십시오.

7. 포장 & 주문 정보

7.1 포장 사양

LED는 일반적으로 엠보싱된 캐리어 테이프에 감겨 릴로 공급되며, 자동 피크 앤 플레이스 조립에 적합합니다. 표준 릴 수량(예: 릴당 2000 또는 4000개)이 지정됩니다. 릴은 습도 표시 카드와 함께 수분 차단 백 내부에 포장됩니다.

7.2 모델 번호 규칙

부품 번호는 주요 속성을 인코딩하도록 구성됩니다: 시리즈/형상(예: 3020의 경우 34), 칩 수(싱글의 경우 S), 렌즈 코드(없음의 경우 00, 렌즈 포함의 경우 01), 색상 코드(화이트 온도의 경우 L/C/W), 내부 코드, 광속 코드(예: E6), 순방향 전압 코드(예: D). 예시는 T3400SLA-E6D입니다.

8. 애플리케이션 제안

8.1 일반적인 애플리케이션 시나리오

• LED 모듈 및 라이트 엔진:패널 조명, 다운라이트, 트로퍼용.
• 백라이트:엣지 라이트 또는 다이렉트 라이트 사이니지 및 디스플레이.
• 장식 조명:스트립, 로프 및 액센트 라이트.
• 소비자 가전:표시기 또는 상태 조명.

8.2 설계 고려사항

• 열 관리:충분한 열 비아가 있는 PCB를 사용하고, 필요한 경우 금속 코어 PCB(MCPCB)를 사용하여 열을 발산시키고 접합 온도를 낮게 유지하여 최대 수명과 안정적인 출력을 확보하십시오.
• 전류 구동:항상 정전류 드라이버를 사용하십시오. 권장 동작 전류는 150mA입니다. 높은 주변 온도 환경에서는 감액이 필요할 수 있습니다.
• 광학:110도의 시야각은 확산 조명에 적합합니다. 2차 광학(렌즈, 반사판)을 사용하여 빔 패턴을 수정할 수 있습니다.
• ESD 보호:LED는 정전기 방전에 민감하므로 조립 중 표준 ESD 처리 절차를 구현하십시오.

9. 기술 비교 및 차별화

이전 3528 패키지와 비교하여, 3020 시리즈는 약간 더 작은 크기에서 더 높은 전력 밀도(일반 0.5W 대 0.2W)를 제공하여 더 컴팩트한 설계를 가능하게 합니다. 광속과 전압 모두에 대한 표준화된 상세 빈닝 시스템은 대량 생산에서 엄격한 색상 및 밝기 일치가 필요한 애플리케이션에 상당한 이점을 제공하여 최종 사용자의 생산 후 분류 또는 보정 필요성을 줄입니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

10.1 최소 광속 대 일반 광속으로 주문하는 것의 차이는 무엇인가요?

사양서는 최소 광속 값으로 빈을 정의합니다. 이는 출하된 모든 LED가 해당 최소값을 충족하거나 초과함을 의미합니다. \"일반\" 값은 참고용으로 제공되지만, 실제 광속은 더 높을 수 있습니다. 이 시스템은 성능을 보장하면서 최소값 이상의 정상적인 제조 변동을 허용합니다.

10.2 베이킹이 왜 필요하며, LED를 빨리 사용하면 생략할 수 있나요?

베이킹은 플라스틱 패키지에서 흡수된 수분을 제거하는 중요한 공정입니다. 습한 공기에 짧게 노출되는 것만으로도 고온 리플로우 솔더링 공정 중 손상을 일으킬 수 있습니다. 시간만으로 베이킹을 생략하는 것은 안전하지 않습니다. 원래 백 내부의 습도 표시 카드 상태를 확인하여 베이킹이 필요한지 결정해야 합니다.

10.3 이 LED를 200mA로 연속 구동할 수 있나요?

200mA는 절대 최대 연속 전류 정격이지만, 이 수준에서 동작하면 상당한 열이 발생하고 효율성(와트당 루멘)이 감소하며 LED의 수명이 단축될 수 있습니다. 최적의 성능과 신뢰성을 위해 권장 동작 조건은 150mA입니다. 200mA에서의 동작은 탁월한 열 관리가 필요합니다.

11. 설계 및 사용 사례 연구

11.1 12V LED 모듈 설계

시나리오:6개의 LED를 직렬로 연결한 컴팩트한 12V 입력 LED 모듈 제작.

설계 단계:

1. 전기 설계:동일한 전압 빈(예: 빈 D: 3.0-3.1V)에서 LED를 선택하십시오. 6개 LED의 총 순방향 전압은 약 18.0V에서 18.6V로, 12V 공급 전압보다 높습니다. 따라서 단순한 저항이 아닌 스텝업(부스트) 정전류 드라이버가 필요합니다.
2. 열 설계:LED를 알루미늄 코어 PCB(MCPCB)에 장착하십시오. 총 소비 전력(~0.5W per LED * 6 = 3W)을 계산하고, LED 솔더 접점 온도를 지정된 동작 범위 내, 이상적으로는 장기 수명을 위해 60°C 이하로 유지할 수 있도록 방열이 충분한지 확인하십시오.
3. 광학 일관성:모든 LED를 동일한 광속 빈(예: E7)과 색온도 빈(예: 4000K의 경우 40M5)에서 주문하여 모듈 전체에 걸쳐 균일한 밝기와 색상을 보장하십시오.
4. 조립:수율 손실을 방지하기 위해 수분 처리 및 리플로우 솔더링 가이드라인을 정확히 따르십시오.

12. 기술 원리

LED는 반도체 칩의 전계 발광 원리로 동작하며, 화이트 LED의 경우 일반적으로 InGaN을 기반으로 합니다. 청색 발광 칩은 인광체 층으로 코팅됩니다. 청색광의 일부는 인광체에 의해 더 긴 파장(황색, 적색)으로 변환됩니다. 남은 청색광과 인광체 변환된 빛의 조합이 화이트 빛으로 인식됩니다. 청색 대 황색/적색 빛의 비율이 상관 색온도(CCT)를 결정합니다. 색 재현 지수(CRI)는 스펙트럼의 간격을 채우기 위해 여러 인광체를 사용하여 개선됩니다. 순방향 전압은 반도체 재료의 밴드갭과 칩 구조의 특성입니다.

13. 산업 동향

3020 시리즈와 같은 중전력 SMD LED의 일반적인 동향은 더 높은 효율(와트당 더 많은 루멘), 개선된 색상 일관성(더 엄격한 빈닝), 높은 동작 온도에서의 더 높은 신뢰성으로 향하고 있습니다. 또한 소매 및 박물관 조명과 같이 우수한 색 충실도가 필요한 애플리케이션을 위해 더 높은 CRI 값(90+)을 추구하는 움직임도 있습니다. 더 나아가, 산업은 더 넓은 범위의 조립 환경을 위해 취급을 단순화하고 견고성을 향상시키기 위해 내습성 포장 재료와 공정을 계속 개선하고 있습니다. 새로운 인광체 시스템의 개발은 LED 수명 동안 더 나은 스펙트럼 품질과 안정성을 제공하는 것을 목표로 합니다.