ALFS1G-C0 LED 데이터시트 - SMD 세라믹 패키지 - 400lm @1000mA - 3.3V - 120° 시야각 - 자동차 등급

1. 제품 개요

ALFS1G-C0 시리즈는 까다로운 자동차 조명 애플리케이션을 위해 설계된 고성능 표면 실장 LED 부품입니다. 이 소자는 견고한 세라믹 패키지에 장착되어 차량의 가혹한 작동 환경에 필수적인 우수한 열 관리와 신뢰성을 제공합니다. 주요 설계 초점은 넓은 온도 범위에서 일관된 성능을 유지하며 높은 광 출력을 제공하는 데 있으며, 이는 안전이 중요한 외부 조명 기능에 적합한 선택입니다.

이 LED의 핵심 장점에는 구동 전류 1000mA에서 400루멘의 높은 일반 광속, 우수한 광 분포를 위한 넓은 120도 시야각, 그리고 엄격한 자동차 산업 표준 준수가 포함됩니다. 이는 내구성, 수명 및 성능 안정성이 절대적인 자동차 외부 조명 시장, 특히 헤드램프, 주간주행등(DRL), 안개등과 같은 애플리케이션을 대상으로 합니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 광도 및 전기적 특성

주요 작동 파라미터는 LED의 성능 범위를 정의합니다. 순방향 전류(I_F)의 일반 작동점은 1000mA이며, 최소 50mA, 절대 최대 정격은 1500mA입니다. 50mA 미만에서 작동하는 것은 권장되지 않습니다. 광속(Φ_v)은 1000mA로 구동될 때 360 lm (최소), 400 lm (일반), 500 lm (최대)로 지정되며, 열 패드 온도 25°C에서 측정 오차 ±8%로 측정됩니다.

순방향 전압(V_F)은 2.90V에서 3.80V까지 범위하며, 1000mA에서 일반값은 3.30V입니다(±0.05V 오차). 이 파라미터는 드라이버 설계 및 전력 소산 계산에 매우 중요합니다. 쿨 화이트 변종의 상관 색온도(CCT)는 일반 조건에서 5180K에서 6893K까지 범위합니다.

2.2 열 및 절대 최대 정격

열 관리는 LED 수명에 매우 중요합니다. 접합부에서 솔더 지점까지의 열저항(R_thJS)은 두 가지 값으로 지정됩니다: 실제 조건에 대해 4.0 K/W (일반) / 4.4 K/W (최대), 전기 측정 조건에 대해 3.0 K/W (일반) / 3.4 K/W (최대). 허용 가능한 최대 접합 온도(T_J)는 150°C입니다.

절대 최대 정격은 영구적 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 여기에는 최대 전력 소산(P_d) 5700 mW, 작동 온도 범위(T_opr) -40°C ~ +125°C, 저장 온도 범위(T_stg) -40°C ~ +125°C가 포함됩니다. 이 소자는 최대 8 kV의 ESD(HBM)와 260°C의 리플로우 솔더링 온도를 견딜 수 있습니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산 시 색상과 밝기의 일관성을 보장하기 위해 LED는 주요 파라미터를 기준으로 빈으로 분류됩니다.

3.1 광속 빈닝

쿨 화이트 버전의 경우, 광속 빈은 그룹 C4부터 C9까지 정의됩니다. 각 빈은 특정 광속 범위를 포함하며, 예를 들어 빈 C5는 380-400 lm, 빈 C6는 400-425 lm을 포함하며, 모두 일반 순방향 전류에서 25ms 펄스로 측정됩니다. 이를 통해 설계자는 애플리케이션에 필요한 밝기 출력을 가진 LED를 선택할 수 있습니다.

3.2 순방향 전압 빈닝

순방향 전압은 세 그룹으로 빈닝됩니다: 1A (2.90V - 3.20V), 1B (3.20V - 3.50V), 1C (3.50V - 3.80V). 전압별 빈닝은 더 일관된 드라이버 회로 설계와 어레이 내 여러 LED 간의 열 부하 관리에 도움이 됩니다.

3.3 색좌표 빈닝 (쿨 화이트)

색상 특성은 CIE 1931 색도 좌표(x, y)를 사용하여 정의됩니다. 데이터시트는 쿨 화이트 LED에 대한 상세한 빈 구조 차트와 테이블을 제공합니다. 빈은 64A, 64B, 60A 등의 코드로 지정되며, 각각 CIE 차트의 특정 사각형 영역을 나타냅니다. 예를 들어, 빈 64A는 (0.3109, 0.3382), (0.3161, 0.3432), (0.3169, 0.3353), (0.3120, 0.3306)으로 정의된 경계 내의 좌표를 포함하며, 이는 상관 색온도 참조 범위에 해당합니다. 이 정밀한 빈닝은 엄격한 색상 일관성을 보장하며, 여러 광원 간 색상 일치가 중요한 자동차 조명에 매우 중요합니다.

4. 성능 곡선 분석

제공된 그래프는 다양한 조건에서 LED의 동작에 대한 깊은 통찰력을 제공합니다.

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압 (IV 곡선)

이 그래프는 LED의 전형적인 비선형 관계를 보여줍니다. 순방향 전압은 전류와 함께 증가하며, 매우 낮은 전류에서 약 2.7V에서 시작하여 최대 정격 전류 1500mA에서 약 3.5V에 도달합니다. 이 곡선은 적절한 전류 제한 드라이버 토폴로지를 선택하는 데 필수적입니다.

4.2 상대 광속 대 순방향 전류

광 출력은 전류와 함께 비선형적으로 증가합니다. 출력이 50mA에서 1000mA까지 크게 증가하지만, 전류가 최대 정격에 접근함에 따라 상대적 증가는 감소하며, 이는 증가된 열 부하로 인해 더 높은 전류에서 효율이 감소함을 나타냅니다.

4.3 열 성능 그래프

상대 광속 대 접합 온도그래프는 열 소광을 보여줍니다. 접합 온도가 -40°C에서 150°C로 상승함에 따라 상대 광속이 감소합니다. 100°C에서 출력은 25°C에서의 값의 약 85-90%이며, 이는 고출력 애플리케이션에서 효과적인 방열판의 중요성을 강조합니다.상대 순방향 전압 대 접합 온도

그래프는 V가 온도 증가에 따라 선형적으로 감소함을 보여줍니다(음의 온도 계수). 이는 반도체 밴드갭 변화의 특성입니다. 이 특성은 때때로 간접 온도 모니터링에 사용될 수 있습니다.색도 변화_F그래프는 순방향 전류와 접합 온도 모두 CIE x 및 y 좌표에서 작지만 측정 가능한 변화를 일으킴을 보여줍니다. 이러한 변화는 색상이 중요한 애플리케이션에서 고려되어야 합니다.

4.4 순방향 전류 디레이팅 및 펄스 처리순방향 전류 디레이팅 곡선은 신뢰성 설계에 매우 중요합니다. 이는 솔더 패드 온도(T

)의 함수로서 허용 가능한 최대 연속 순방향 전류를 규정합니다. 예를 들어, T

가 110°C일 때 최대 I는 1500mA입니다. 허용 가능한 최대 T인 125°C에서는 최대 I_S가 1200mA로 디레이팅됩니다. 과열과 조기 고장을 방지하기 위해 이 곡선 내에서 작동하는 것이 필수적입니다._S펄스 처리 능력_F그래프는 LED가 매우 짧은 펄스 지속 시간(예: 마이크로초에서 밀리초) 동안 다양한 듀티 사이클에서 DC 최대 정격보다 훨씬 높은 전류를 견딜 수 있음을 보여줍니다. 이는 센싱 또는 통신에 사용되는 펄스 작동 방식과 관련이 있습니다._S5. 기계적, 패키징 및 조립 정보_F5.1 기계적 치수 및 패드 설계

LED는 표면 실장 세라믹 패키지를 사용합니다. 정확한 치수는 발췌문에 제공되지 않지만, 데이터시트에는 기계적 치수 도면과 권장 솔더링 패드 레이아웃을 위한 전용 섹션이 포함되어 있습니다. 권장 패드 형상을 준수하는 것은 신뢰할 수 있는 솔더 접합, PCB로의 적절한 열 전달 및 기계적 안정성 확보에 매우 중요합니다.5.2 리플로우 솔더링 프로파일 및 주의사항특정 리플로우 솔더링 프로파일이 제공되며, 피크 온도 정격은 260°C입니다. 이 프로파일을 따르는 것은 LED 패키지 또는 내부 다이 부착 재료에 대한 열 손상을 피하는 데 필수적입니다. 사용 시 주의사항 섹션에는 ESD 손상, 수분 흡수(MSL 2) 및 기계적 스트레스를 방지하기 위한 중요한 취급, 저장 및 조립 지침이 포함되어 있을 것입니다.

5.3 패키징 정보

패키징 정보 섹션은 LED가 어떻게 공급되는지(예: 테이프 및 릴 사양)를 상세히 설명하며, 이는 자동화 조립 공정에 필요합니다.

6. 애플리케이션 가이드라인 및 설계 고려사항6.1 목표 애플리케이션나열된 주요 애플리케이션은 모두 자동차 외부 조명입니다: 헤드램프(상향등, 하향등), 주간주행등(DRL), 안개등. 이러한 애플리케이션은 높은 신뢰성, 넓은 작동 온도 허용 범위, 진동 및 습도와 같은 환경 요인에 대한 견고한 성능을 요구합니다.6.2 주요 설계 고려사항열 설계:

세라믹 패키지의 낮은 R

thJS는 유리하지만, 특히 높은 전류로 구동할 때 접합 온도를 낮게 유지하기 위해 솔더 패드에서 시스템 방열판(예: 금속 코어 PCB 또는 능동 냉각)까지의 고성능 열 경로가 필수적입니다. 디레이팅 곡선을 설계 한계로 사용하십시오.구동 회로:안정적인 광 출력을 보장하고 열 폭주를 방지하기 위해 정전류 드라이버가 필요합니다. 드라이버는 순방향 전압 빈 범위를 수용하고 최대 1500mA까지 필요한 전류를 제공하도록 설계되어야 합니다.광학 설계:

120° 시야각은 넓고 균일한 조명 패턴을 만드는 데 적합합니다. 헤드램프 컷오프 또는 DRL 시그니처와 같은 특정 애플리케이션에 맞게 빔을 형성하기 위해 보조 광학 요소(렌즈, 반사판)가 필요합니다.

환경 견고성:제품은 황 견고성(Class A1), 할로겐 프리, RoHS/REACH 표준 준수를 명시하고 있으며, 이는 자동차 및 기타 규제 산업에 필수적입니다. 설계자는 전체 조립체(PCB, 솔더, 컨포멀 코팅)가 상호 보완적인 표준을 충족하도록 해야 합니다.7. 기술 비교 및 차별화

데이터시트에 다른 제품과의 직접 비교는 없지만, 이 LED의 주요 차별화 요소를 추론할 수 있습니다. 세라믹 패키지(플라스틱 패키지 대비 우수한 열 성능 및 신뢰성), AEC-Q102 인증(자동차 등급 신뢰성 테스트), 표준 1000mA 구동 전류에서의 높은 광속, 그리고 광속과 색상 모두에 대한 상세한 빈닝의 조합은 이 부품을 자동차 조명용 고신뢰성 부문에 위치시킵니다. 8kV ESD 정격과 황 저항성은 가혹한 환경에 대한 적합성을 더욱 향상시킵니다.

8. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 이 LED를 1500mA로 연속 구동할 수 있나요?

A: 디레이팅 곡선에 따라 솔더 패드 온도(T

• )가 110°C 이하임을 보장할 수 있는 경우에만 가능합니다. 더 높은 패드 온도에서는 전류를 줄여야 합니다. 장기간 신뢰할 수 있는 작동을 위해 일반 전류 1000mA 이하로 설계하는 것이 좋습니다.Q: MSL 2는 무엇을 의미하나요?_{A: Moisture Sensitivity Level 2입니다. 이는 패키징된 LED를 건조 환경(<60% RH)에서 최대 1년 동안 저장할 수 있음을 의미합니다. 리플로우 솔더링 전에 패키지가 보관 수명을 초과하여 주변 조건에 노출된 경우, 리플로우 중 "팝콘" 손상을 방지하기 위해 수분을 제거하기 위해 베이킹해야 합니다.}Q: 64A 또는 60B와 같은 색상 빈을 어떻게 해석하나요?
• A: 이는 CIE 색도 다이어그램의 특정 영역에 대한 코드입니다. LED 색상이 속할 정확한 CIE x,y 좌표의 사각형 영역을 찾기 위해 제공된 테이블과 차트와 빈 코드를 상호 참조해야 합니다. 이는 여러 LED를 사용할 때 색상 일관성을 보장합니다.Q: 최소 전류가 50mA인 이유는 무엇인가요?
• A: 극도로 낮은 전류에서 작동하면 불안정하거나 불균일한 발광이 발생할 수 있습니다. 지정된 최소값은 LED가 성능 특성의 안정적인 영역에서 작동하도록 보장합니다.9. 동작 원리 및 트렌드
• 9.1 기본 동작 원리이는 고체 발광 다이오드입니다. 밴드갭 전압을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, 활성 반도체 영역에서 전자와 정공이 재결합하여 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 반도체 층의 특정 재료와 구조는 방출되는 빛의 파장(색상)을 결정합니다. 세라믹 패키지는 주로 견고한 기계적 하우징 역할을 하며, 결정적으로 반도체 접합부에서 발생하는 열(비방사 재결합 및 전기 저항으로 인한)을 PCB와 방열판으로 전달하는 효율적인 열 전도체 역할을 합니다.

9.2 산업 트렌드

ALFS1G-C0와 같은 LED의 개발은 자동차 조명의 주요 트렌드를 반영합니다: 더 높은 효율성, 더 긴 수명 및 설계 유연성을 위해 기존 할로겐 및 HID 광원에서 전고체 LED 조명으로의 전환. 더 높은 발광 효율(와트당 더 많은 루멘), 개선된 열 관리 패키지(고급 세라믹과 같은), 더 나은 균일성을 위한 엄격한 색상 및 광속 빈닝, 그리고 자동차 시스템의 10-15년 수명 기대치를 충족하기 위한 향상된 신뢰성 표준(AEC-Q102, 황 저항성)에 대한 지속적인 추진이 있습니다. 더 나아가, 컴팩트 LED 모듈에 여러 기능(예: 적응형 주행 빔)을 통합하는 것이 증가하는 트렌드입니다.ceramic package(superior thermal performance and reliability over plastic packages),AEC-Q102 qualification(automotive-grade reliability testing),high luminous fluxat a standard 1000mA drive current, anddetailed binningfor both flux and color places this component in the high-reliability segment for automotive lighting. Its 8kV ESD rating and sulfur resistance further enhance its suitability for harsh environments.

. Frequently Asked Questions (Based on Technical Parameters)

Q: Can I drive this LED at 1500mA continuously?

A: Only if you can guarantee the solder pad temperature (T_S) is at or below 110°C, as per the derating curve. At higher pad temperatures, the current must be reduced. For reliable long-term operation, designing for a typical current of 1000mA or lower is advisable.

Q: What is the meaning of MSL 2?

A: Moisture Sensitivity Level 2. This means the packaged LED can be stored in a dry environment (<60% RH) for up to one year. Before reflow soldering, if the package has been exposed to ambient conditions beyond its floor life, it must be baked to remove moisture to prevent "popcorning" damage during reflow.

Q: How do I interpret the color bins like 64A or 60B?

A: These are codes for specific regions on the CIE chromaticity diagram. You must cross-reference the bin code with the provided table and chart to find the exact quadrilateral of CIE x,y coordinates that the LED's color will fall within. This ensures color consistency when using multiple LEDs.

Q: Why is there a minimum current of 50mA?

A: Operating at extremely low currents may lead to unstable or non-uniform light emission. The specified minimum ensures the LED operates in a stable region of its performance characteristics.

. Operational Principles and Trends

.1 Basic Operating Principle

This is a solid-state light-emitting diode. When a forward voltage exceeding its bandgap voltage is applied, electrons and holes recombine in the active semiconductor region, releasing energy in the form of photons (light). The specific materials and structure of the semiconductor layers determine the wavelength (color) of the emitted light. The ceramic package serves primarily as a robust mechanical housing and, critically, as an efficient thermal conduit to transfer heat generated at the semiconductor junction (due to non-radiative recombination and electrical resistance) away to the PCB and heatsink.

.2 Industry Trends

The development of LEDs like the ALFS1G-C0 reflects key trends in automotive lighting: the shift from traditional halogen and HID sources to all-solid-state LED lighting for higher efficiency, longer life, and design flexibility. There is a continuous push for higher luminous efficacy (more lumens per watt), improved thermal management packages (like advanced ceramics), tighter color and flux binning for better uniformity, and enhanced reliability standards (AEC-Q102, sulfur resistance) to meet the 10-15 year lifespan expectations of automotive systems. Furthermore, integration of multiple functions (e.g., adaptive driving beam) into compact LED modules is a growing trend.