2020-PA0501L-AM LED 데이터시트 - SMD 패키지 - 형광체 변환 앰버 - 12lm @ 50mA - 3.0V - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

2020-PA0501L-AM은 까다로운 자동차 조명 응용 분야를 위해 특별히 설계된 표면 실장 장치(SMD) LED입니다. 이 제품의 핵심은 성능과 환경 내구성에 대한 엄격한 산업 표준을 충족하는 신뢰할 수 있는 형광체 변환 앰버(Phosphor Converted Amber) 광원입니다. 주요 타겟 시장은 일관된 색상 출력, 가혹한 조건에서의 장기 신뢰성, 그리고 컴팩트한 폼 팩터가 중요한 요구사항인 자동차 실내 및 실외 조명 시스템입니다.

이 LED의 주요 장점은 개별 광전자 소자에 대한 AEC-Q102 표준에 따른 인증을 포함하며, 이는 자동차 환경의 엄격한 열적, 기계적, 환경적 스트레스를 견딜 수 있음을 보장합니다. 또한 RoHS, REACH 및 할로겐 프리 지침을 준수하여 환경 친화적인 부품 선택이 가능합니다. 구동 전류 50mA에서 12루멘의 전형적인 광속은 다양한 신호 및 조명 기능에 충분한 밝기를 제공합니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 광도 및 전기적 특성

기본 동작 파라미터는 일반적으로 접합 온도(Tj) 25°C, 순방향 전류(IF) 50mA의 특정 테스트 조건에서 정의됩니다. 전형적인 광속(IV)는 12 lm이며, 최소 8 lm, 최대 17 lm입니다. 이 변동은 후술할 빈닝 시스템으로 해결됩니다. 순방향 전압(VF)의 전형적인 값은 3.0V이며, 범위는 2.50V에서 3.50V입니다. 설계자는 일관된 전류 조절을 보장하기 위해 구동 회로를 설계할 때 이 전압 범위를 고려해야 합니다.

The시야각은 120°로 지정되며, 이는 광도가 피크 값의 절반 이상인 각도 범위를 설명합니다. 이 넓은 시야각은 고도로 집중된 빔보다는 넓고 균일한 조명이 필요한 응용 분야에 유리합니다.

2.2 열 및 절대 최대 정격

열 관리는 LED 수명과 성능 안정성에 매우 중요합니다. 데이터시트는 열 저항(Rth JS)에 대해 두 가지 값을 제공합니다: '실제' 값 58 K/W(전형) 및 '전기적' 값 41 K/W(전형). 순방향 전압의 온도 계수에서 유도된 '전기적' 값은 실제 응용에서 접합 온도 추정에 일반적으로 사용됩니다. 낮은 열 저항은 LED 접합에서 솔더 포인트로의 더 나은 열 방산을 나타냅니다.

절대 최대 정격은 영구적인 손상이 발생할 수 있는 스트레스 한계를 정의합니다. 주요 한계에는 최대 순방향 전류(IF) 120 mA, 최대 접합 온도(TJ) 150°C, 그리고 동작 온도 범위(Topr) -40°C에서 +125°C가 포함됩니다. 이 소자는 ESD 감도(HBM) 8 kV로 정격되어 있으며, 이는 핸들링 및 조립 공정에 중요합니다. 최대 허용 전력 소산(Pd)은 420 mW입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산에서 색상과 밝기의 일관성을 보장하기 위해 LED는 빈으로 분류됩니다. 이 소자는 세 가지 별도의 빈닝 기준을 사용합니다.

3.1 광속 빈

LED는 50mA에서 측정된 광 출력을 기준으로 분류됩니다:
• 빈 E4:8 lm (최소) ~ 10 lm (최대)
• 빈 E5:10 lm (최소) ~ 13 lm (최대)
• 빈 E6:13 lm (최소) ~ 17 lm (최대)

특정 생산 로트에 대한 구체적인 빈은 주문 시 확인해야 합니다.

3.2 순방향 전압 빈

LED는 또한 테스트 전류에서의 순방향 전압 강하에 따라 빈닝됩니다:
• 빈 2527:2.50V (최소) ~ 2.75V (최대)
• 빈 2730:2.75V (최소) ~ 3.00V (최대)
• 빈 3032:3.00V (최소) ~ 3.25V (최대)
• 빈 3235:3.25V (최소) ~ 3.50V (최대)

좁은 전압 빈에서 LED를 선택하면 필요한 공급 전압의 범위를 줄여 드라이버 설계를 단순화할 수 있습니다.

3.3 색상 빈닝 구조

데이터시트에는 형광체 변환 앰버의 목표 색도 좌표를 보여주는 색도도(CIE 1931)가 포함되어 있습니다. 두 가지 주요 빈, YA및 YB이 특정 CIE x 및 CIE y 좌표 경계와 함께 정의됩니다. 이 앰버 색상의 전형적인 주 파장은 590-595 nm 범위입니다. 엄격한 빈닝(허용 오차 ±0.005)은 조립체 내 다른 LED 간의 색상 변동을 최소화하여 자동차 미적 및 기능적 조명에 매우 중요합니다.

4. 성능 곡선 분석

그래프는 다양한 조건에서 LED의 동작에 대한 필수적인 통찰력을 제공합니다.

4.1 스펙트럼 분포 및 방사 패턴

The상대 스펙트럼 분포 그래프는 형광체 변환 LED의 특징인 단일의 넓은 피크를 보여주며, 주요 방출은 가시 스펙트럼의 앰버/노란색 영역에 있습니다. 방사의 전형적인 다이어그램 특성은 공간적 강도 분포를 설명하며, 120° 시야각과 근접한 람베르시안 패턴을 확인시켜 줍니다.

4.2 전기적 및 열적 의존성

The순방향 전류 대 순방향 전압(I-V 곡선)은 다이오드의 전형적인 지수 관계를 보여줍니다. 상대 광속 대 순방향 전류 곡선은 선형 이하입니다; 전류를 증가시키면 광 출력의 증가율이 감소하면서 더 많은 열이 발생합니다.

The상대 광속 대 접합 온도 그래프는 매우 중요합니다: 접합 온도가 증가함에 따라 광 출력이 감소합니다. 밝기를 유지하기 위해서는 효과적인 방열이 필요합니다. 상대 순방향 전압 대 접합 온도 곡선은 약 -2 mV/°C의 음의 계수를 가지며, 이는 온도 감지에 사용될 수 있습니다.

The순방향 전류 디레이팅 곡선은 솔더 패드 온도를 기준으로 최대 허용 연속 전류를 규정합니다. 예를 들어, 최대 동작 솔더 패드 온도 125°C에서는 순방향 전류를 120 mA로 줄여야 합니다. 허용 펄스 처리 능력 그래프는 LED가 다양한 듀티 사이클에서 짧은 펄스 지속 시간 동안 처리할 수 있는 피크 전류(IFM)를 정의하며, 이는 PWM 디밍 또는 스트로브 응용에 유용합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 기계적 치수

LED는 표준 "2020" 패키지 풋프린트를 사용하며, 이는 일반적으로 약 2.0mm x 2.0mm의 치수를 의미합니다. 데이터시트의 정확한 기계 도면은 전체 길이, 너비, 높이 및 열 패드와 전기 접점의 크기/위치를 포함한 모든 중요한 치수를 제공합니다. 달리 명시되지 않는 한 허용 오차는 일반적으로 ±0.1mm입니다.

5.2 권장 솔더링 패드 레이아웃

PCB 레이아웃을 위한 랜드 패턴 설계가 제공됩니다. 여기에는 애노드, 캐소드 및 중앙 열 패드에 대한 솔더 패드의 치수가 포함됩니다. 이 권장 레이아웃을 따르는 것은 신뢰할 수 있는 솔더 접합, PCB로의 적절한 열 전도, 그리고 리플로우 중 툼스토닝을 방지하는 데 필수적입니다. 열 패드는 열 방산에 매우 중요하며 PCB의 구리 영역에 적절하게 연결되어야 합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

이 부품은 최대 솔더링 온도 260°C에서 30초 동안 정격됩니다. 표준 무연 리플로우 프로파일이 적용 가능합니다. 과도한 열 충격을 피하기 위해 주의를 기울여야 합니다. 습기 민감도 등급(MSL)은 레벨 2로 정격되어 있으며, 이는 솔더링 전 최대 1년 동안 공장 환경에 노출될 수 있음을 의미합니다(베이킹 불필요). 이를 초과할 경우, 리플로우 중 팝코닝을 방지하기 위해 IPC/JEDEC 표준에 따른 베이킹이 필요합니다.

6.2 사용 시 주의사항

• 극성:이 소자는 역방향 동작을 위해 설계되지 않았습니다. 역전압을 가하면 즉각적인 손상을 초래할 수 있습니다.
• ESD 보호:8kV HBM으로 정격되어 있지만, 조립 중에는 표준 ESD 핸들링 절차를 따라야 합니다.
• 전류 제어:LED는 전류 구동 소자입니다. 열 폭주를 방지하기 위해 정전압원이 아닌 정전류 드라이버로 동작시켜야 합니다.
• 오염:이 소자는 황 테스트 등급 A1을 가지고 있어 황 함유 대기에 대한 저항성이 우수하지만, 다른 오염물질에 대한 노출은 여전히 최소화해야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 파트 넘버 해독

파트 넘버 2020-PA0501L-AM은 다음과 같이 구성됩니다:
• 2020:제품군 이름(패키지 크기).
• PA:형광체 변환 앰버 색상 코드.
• 50:테스트 전류(밀리암페어 단위, 50 mA).
• 1:리드 프레임 유형(1 = 도금 금).
• L:밝기 레벨(L = 낮음, 이 시리즈의 다른 빈에 비해).
• AM:자동차 응용 등급 지정.

7.2 포장 사양

LED는 자동화 조립을 위해 테이프 및 릴에 공급됩니다. 포장 정보 섹션은 릴 치수, 테이프 너비, 포켓 간격 및 테이프 상의 부품 방향을 상세히 설명합니다. 이 데이터는 픽 앤 플레이스 기계 프로그래밍에 필수적입니다.

8. 응용 권장사항

8.1 전형적인 응용 시나리오

주요 응용 분야는 자동차 조명입니다. 구체적인 용도는 다음과 같습니다:
• 외부:방향 지시등, 사이드 마커 램프, 주간 주행등(DRL, 앰버), 중앙 고정 제동등(CHMSL).
• 내부:계기판 백라이트, 스위치 조명, 앰비언트 라이팅, 경고 및 표시등.

8.2 설계 고려사항

• 열 관리:PCB는 열 패드 아래에 내부 접지 평면 또는 전용 방열판에 연결된 충분한 열 비아를 가져야 접합 온도를 낮게 유지하여 긴 수명과 안정적인 광 출력을 보장할 수 있습니다.
• 광학 설계:특정 응용 분야에 맞게 120° 빔을 형성하기 위해 렌즈나 도광판이 필요할 수 있습니다.
• 드라이버 선택:전체 자동차 전압 범위(예: 부하 덤프 보호 기능이 있는 9V-16V)에서 안정적인 50mA(또는 요구 사항에 따라)를 공급할 수 있는 자동차 등급 LED 드라이버 IC를 선택하십시오. PWM 디밍 기능이 바람직한 경우가 많습니다.
• 직렬/병렬 구성:여러 LED를 구동하기 위해 직렬 연결이 선호됩니다. 이는 각 유닛을 통해 동일한 전류가 흐르도록 하여 균일한 밝기를 보장합니다. 병렬 연결은 순방향 전압 또는 개별 전류 제한의 신중한 매칭이 필요합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

표준 상업용 등급 LED와 비교하여, 2020-PA0501L-AM의 주요 차별화 요소는 AEC-Q102 인증과 확장된 동작 온도 범위(-40°C ~ +125°C)입니다. 이는 극한 온도가 흔한 엔진 베이 또는 외부 응용 분야에 적합하게 만듭니다. 형광체 변환 앰버 기술은 일반적으로 오래된 염색 수지 앰버 LED에 비해 시간과 온도에 걸쳐 더 나은 색상 안정성과 일관성을 제공합니다. 8kV ESD 정격 및 황 저항성은 가혹한 자동차 환경에 대한 추가적인 견고성을 제공합니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

Q1: '실제' 열 저항과 '전기적' 열 저항의 차이는 무엇입니까?
A1: '실제' 열 저항(Rth JS real)은 물리적 온도 센서를 사용하여 측정됩니다. '전기적' 열 저항(Rth JS el)은 순방향 전압의 온도 변화로부터 계산되며, 이는 동작 회로에서 현장 접합 온도 추정에 더 실용적인 방법입니다.

Q2: 3.3V 전원으로 이 LED를 구동할 수 있습니까?
A2: 직접적으로는 불가능합니다. LED는 전류 제어가 필요합니다. 3.3V 공급 전원에 간단한 저항을 사용하는 것은 가능하지만 비효율적이며 밝기는 LED의 순방향 전압 빈에 따라 달라집니다. 안정적인 성능을 위해 전용 정전류 드라이버를 적극 권장합니다.

Q3: 주문 시 빈닝 코드를 어떻게 해석해야 합니까?
A3: 응용 분야의 변동 허용 오차에 따라 필요한 광속 빈(예: E5), 순방향 전압 빈(예: 2730) 및 색상 빈(예: YA)을 지정해야 합니다. 제조업체는 지정된 세 가지 빈 기준을 모두 충족하는 부품을 공급할 것입니다.

Q4: 이 LED는 PWM 디밍에 적합합니까?
A4: 예, LED는 PWM 디밍에 이상적입니다. PWM 파형의 피크 전류가 선택된 펄스 폭과 듀티 사이클에 대한 한계를 초과하지 않도록 펄스 처리 능력 그래프를 참조해야 합니다.

11. 실용 설계 사례 연구

시나리오:차량용 앰버 사이드 마커 램프 설계.
요구사항:자동차 EMI/EMC 표준 준수, 9V-16V에서 동작, 온도 사이클 생존, 일관된 색상 및 밝기 유지.
구현:회로도에는 입력 필터, 자동차용으로 정격된 벅-부스트 또는 선형 LED 드라이버 IC(50mA 출력 설정)가 포함됩니다. 4개의 2020-PA0501L-AM LED가 드라이버 출력에 직렬로 연결됩니다. PCB는 LED 아래 상층에 견고한 열 패드 영역을 가지며, 열 확산을 위해 다중 열 비아를 통해 큰 내부 접지 평면에 연결됩니다. 드라이버 IC는 차량의 바디 제어 모듈에 연결된 PWM 디밍 입력을 포함합니다. 모든 부품은 AEC-Q 인증 제품군에서 선택됩니다.

12. 동작 원리

2020-PA0501L-AM은 반도체 칩(일반적으로 인듐 갈륨 나이트라이드(InGaN) 또는 유사 재료로 제작됨)을 기반으로 하는 고체 조명원으로, 순방향 바이어스 시 청색광을 방출합니다. 이 청색광은 칩에 직접 증착된 형광체 코팅 층("형광체 변환" 부분)에 흡수됩니다. 형광체는 더 긴 파장, 주로 앰버 영역에서 빛을 재방출합니다. 남은 청색광과 형광체에서 나온 광범위한 스펙트럼의 앰버 방출이 결합되어 인간의 눈이 인지하는 최종 앰버 색상을 생성합니다. 이 방법을 통해 색상점을 정밀하게 제어하고 높은 효율을 달성할 수 있습니다.

13. 기술 트렌드

자동차 LED 조명의 트렌드는 더 높은 효율(와트당 더 많은 루멘), 더 높은 전력 밀도 및 개선된 신뢰성으로 향하고 있습니다. 이는 새로운 칩 기술, 더 나은 열 담금 내성을 가진 고급 형광체, 그리고 더 낮은 열 저항을 가진 개선된 패키지 설계의 발전을 주도합니다. 또한 여러 LED, 드라이버 및 광학 장치를 하나의 유닛으로 결합하는 통합 모듈로의 이동도 있습니다. 더 나아가, 스마트하고 적응형 조명 시스템에 대한 수요가 증가함에 따라 고속 및 정밀한 디지털 제어가 가능한 LED가 필요합니다. 기반 기술은 자동차 제조업체에게 더 나은 색 재현성, 더 긴 수명 및 더 낮은 시스템 비용을 제공하기 위해 계속 발전하고 있습니다.