청색 LED PLCC2 3.5x2.8x1.84mm - 순방향 전압 3.0V - 전력 102mW - 465-475nm 데이터시트

1. 제품 개요

RF-BNRA30TS-BB는 자동차 실내 조명 및 스위치와 같은 까다로운 애플리케이션을 위해 설계된 고성능 청색 LED입니다. GaN 기판 기술을 사용하여 465-475nm의 주파장과 20mA에서 일반 순방향 전압 3.0V를 제공합니다. 이 장치는 3.50mm x 2.80mm x 1.84mm 크기의 컴팩트한 PLCC2 패키지에 내장되어 자동 SMT 조립에 적합합니다. 120도의 매우 넓은 시야각과 습기 민감도 레벨 2를 갖추어 설계 유연성이 뛰어납니다. RoHS 및 REACH 지침을 완전히 준수하며 자동차 등급 개별 반도체에 대한 AEC-Q101 지침에 기반한 품질 인증을 통과했습니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 전기적 특성

IF = 20mA 및 Ts = 25°C의 테스트 조건에서 순방향 전압(VF)은 최소 2.8V에서 최대 3.4V 범위이며 일반값은 3.0V입니다. VR = 5V에서 역전류(IR)는 최대 10μA로 제한됩니다. 동일한 테스트 조건에서 광도(IV)는 최소 430mcd에서 최대 800mcd이며 일반값은 600mcd입니다. 주파장(Wd)은 465nm에서 475nm 사이로 지정되며 일반값은 467nm입니다.

2.2 절대 최대 정격

LED는 다음 절대 최대 정격을 초과해서는 안 됩니다: 전력 손실(PD) 102mW, 순방향 전류(IF) 30mA, 피크 순방향 전류(IFP) 100mA(1/10 듀티 사이클, 10ms 펄스 폭), 역전압(VR) 5V, 정전기 방전(ESD) 2000V(HBM), 작동 온도(TOPR) -40~+100°C, 보관 온도(TSTG) -40~+100°C, 접합 온도(TJ) 120°C. 이러한 정격을 초과하면 영구적인 손상이 발생할 수 있습니다.

2.3 열 특성

접합부에서 납땜 지점까지의 열 저항(RthJ-S)은 최대 300°C/W로 지정됩니다. 접합 온도를 120°C 미만으로 유지하고 장기 신뢰성을 보장하려면 적절한 열 관리가 필수적입니다.

3. 빈 분류 시스템

3.1 순방향 전압 빈

IF = 20mA에서 순방향 전압은 6개의 빈으로 나뉩니다: G1(2.8-2.9V), G2(2.9-3.0V), H1(3.0-3.1V), H2(3.1-3.2V), I1(3.2-3.3V), I2(3.3-3.4V). 이 빈 분류를 통해 고객은 직렬 또는 병렬 구성에서 균일한 전류 분배를 위해 VF 공차가 좁은 LED를 선택할 수 있습니다.

3.2 광도 빈

광도는 J20(430-530mcd), K10(530-650mcd), K20(650-800mcd)으로 분류됩니다. 이는 일치된 광 출력이 필요한 애플리케이션에서 일관된 밝기를 보장합니다.

3.3 주파장 빈

주파장은 D10(465-467.5nm), D20(467.5-470nm), E10(470-472.5nm), E20(472.5-475nm)으로 분류됩니다. 이는 색상 일관성이 중요한 자동차 실내 조명을 위한 엄격한 색상 제어를 제공합니다.

4. 성능 곡선 분석

4.1 순방향 전압 대 순방향 전류

그림 1-7에 표시된 바와 같이 순방향 전류는 순방향 전압에 따라 지수적으로 증가합니다. 3.0V에서 전류는 약 20mA이고 3.2V에서는 약 120mA로 상승합니다. 이는 전류 제한 저항 또는 정전류 구동의 필요성을 강조합니다.

4.2 상대 광도 대 순방향 전류

그림 1-8은 상대 광도가 30mA까지 순방향 전류에 따라 거의 선형적으로 증가함을 보여줍니다. 20mA에서 상대 광도는 약 80%이고 30mA에서는 약 100%에 도달합니다.

4.3 솔더 온도 대 상대 광도 및 순방향 전류

그림 1-9 및 1-10은 솔더 온도가 25°C에서 100°C로 상승함에 따라 상대 광도가 25°C 값의 약 85%로 떨어지고 최대 허용 순방향 전류가 30mA에서 약 10mA로 감소함을 보여줍니다. 높은 주변 온도에서 안정적인 작동을 위해 열 감소(디레이팅)가 필수적입니다.

4.4 순방향 전압 대 솔더 온도

그림 1-11에서 순방향 전압은 온도가 증가함에 따라 약 -2mV/°C의 비율로 선형적으로 감소합니다. 이 음의 온도 계수는 컨버터 설계에서 고려해야 합니다.

4.5 방사 패턴

방사 다이어그램(그림 1-12)은 반치각이 약 120도인 램버시안 유사 분포를 보여주며 넓은 시야각 특성을 확인합니다.

4.6 스펙트럼 및 파장 대 전류

그림 1-13은 순방향 전류가 0에서 80mA로 변함에 따라 주파장이 약 ±3nm 이내로 약간 이동함을 보여줍니다. 스펙트럼(그림 1-14)은 467nm를 중심으로 한 좁은 피크이며 반치전폭(FWHM)은 약 25nm로 InGaN 청색 LED의 일반적인 특성입니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

5.1 패키지 치수

LED 패키지 크기는 3.50mm x 2.80mm x 1.84mm(길이 x 너비 x 높이)입니다. 상단 뷰는 약 2.40mm x 2.18mm의 직사각형 발광 영역을 보여줍니다. 하단 뷰에는 극성 표시가 있는 두 개의 납땜 패드가 있습니다: 양극 패드는 더 크고(2.0mm x 1.25mm), 음극 패드는 더 작습니다(0.75mm x 1.25mm). 권장 납땜 패드(그림 1-5)는 패드 중심 간 4.45mm 피치로 제공되어 적절한 솔더 조인트 형성을 보장합니다. 모든 치수는 특별히 명시되지 않는 한 밀리미터 단위이며 허용 오차는 ±0.2mm입니다.

5.2 극성 및 취급

LED에는 음극 측을 나타내는 명확한 극성 표시(패키지의 작은 점 또는 노치)가 있습니다. 극성 표시를 PCB 실크스크린과 정렬하도록 주의해야 합니다. 실리콘 봉지재는 부드럽습니다. 취급 또는 픽앤플레이스 작업 중 렌즈 표면에 직접 압력을 가하지 마십시오.

6. 납땜 및 조립 지침

6.1 리플로우 납땜 프로파일

권장 리플로우 납땜 프로파일은 JEDEC 표준을 따릅니다: 150°C에서 200°C까지 60-120초 동안 예열, 최대 기울기 3°C/s로 217°C까지 램프업, 217°C 이상에서 60초 이하 유지, 피크 온도 260°C에서 최대 10초(피크 5°C 이내에서 최대 30초), 냉각 속도 6°C/s 이하. 25°C에서 피크까지의 총 시간은 8분 미만이어야 합니다. 리플로우를 두 번 이상 수행하지 마십시오. 리플로우 간 24시간 이상 경과한 경우 LED를 재사용하기 전에 베이킹해야 합니다.

6.2 수동 납땜

수동 납땜의 경우 300°C 미만으로 설정된 납땜 인두를 사용하고 3초 이내에 조인트를 완료하십시오. LED당 한 번의 수동 납땜 작업만 허용됩니다.

6.3 보관 및 베이킹

개봉되지 않은 방습백은 30°C 이하, 상대 습도 75% 이하에서 보관해야 하며 밀봉일로부터 1년 이내에 사용해야 합니다. 개봉 후에는 30°C 이하, 상대 습도 60% 이하에서 24시간 이내에 사용하십시오. 보관 조건을 초과했거나 건조제 표시기가 변색된 경우 사용 전에 60±5°C에서 24시간 이상 베이킹하십시오.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 캐리어 테이프 및 릴

LED는 테이프 앤 릴 포장으로 공급되며 릴당 2000개입니다. 캐리어 테이프 너비는 8.0mm이고 피치는 4.0mm(PLCC2 일반)입니다. 릴 직경은 178mm, 허브 직경 60mm, 코어 직경 13.0mm입니다. 테이프 상단에는 열 밀봉된 커버 테이프가 있습니다.

7.2 라벨 정보

각 릴에는 다음 정보가 포함된 라벨이 부착됩니다: 부품 번호(PART NO.), 사양 번호(SPEC NO.), 로트 번호(LOT NO.), 빈 코드(BIN CODE), 광속(Ф), 색도 빈(XY), 순방향 전압(VF), 파장(WLD), 수량(QTY), 제조일자(DATE). 특정 VF/IV/Wd 조합을 주문하려면 빈 코드가 필수적입니다.

7.3 방습백 및 박스

릴은 건조제 및 습도 표시 카드와 함께 방습백에 밀봉됩니다. 그런 다음 백은 배송을 위해 골판지 상자에 포장됩니다. 외부 상자에는 '주의: 정전기 민감 소자 취급 시 주의'와 같은 취급 경고 문구가 표시됩니다.

8. 애플리케이션 권장 사항

8.1 일반적인 응용 분야

이 청색 LED는 대시보드 조명, 분위기 조명, 스위치 표시등과 같은 자동차 실내 조명에 이상적입니다. 또한 좁은 스펙트럼의 청색 광원이 필요한 상태 표시기, 백라이트, 일반 간판에도 사용할 수 있습니다.

8.2 설계 고려 사항

• VF 변동으로 인한 과전류를 방지하기 위해 항상 전류 제한 저항을 포함하거나 정전류 드라이버를 사용하십시오.
• 적절한 방열판을 제공하거나 높은 주변 온도에서 순방향 전류를 감소시켜 접합 온도를 120°C 미만으로 유지하십시오.
• 직렬/병렬 어레이에서 각 LED가 거의 동일한 전류를 받도록 VF 빈을 일치시키거나 개별 전류 소스를 사용하십시오.
• 주변 환경 또는 접촉 재료에서 황 화합물 100ppm 이상, 브롬 900ppm 이상, 염소 900ppm 이상, 또는 총 할로겐 1500ppm 이상에 노출되지 않도록 하십시오.
• 근처의 접착제, 실런트 또는 플라스틱에서 발생하는 휘발성 유기 화합물(VOC)을 최소화하여 실리콘 변색 및 광 출력 저하를 방지하십시오.
• LED는 정전기 방전에 민감하므로(ESD 임계값 2kV HBM) ESD 보호 조치(예: 접지된 작업장, 이오나이저)를 제공하십시오.

9. 기술 비교

표준 PLCC2 LED와 비교하여 RF-BNRA30TS-BB는 더 넓은 시야각(120° 대 일반 90°)과 더 좁은 파장 빈 분류(2.5nm 단계)를 제공합니다. AEC-Q101 인증은 소비자 등급 부품이 견딜 수 없는 자동차 스트레스 조건(온도 사이클, 높은 습도 등)에 적합합니다. 300°C/W의 열 저항은 이 패키지의 일반적인 값이지만 고전력 애플리케이션에서는 주의 깊은 열 관리가 필요합니다.

10. 자주 묻는 질문

10.1 이 LED를 30mA에서 연속 사용할 수 있습니까?

예, 순방향 전류 절대 최대 정격은 30mA입니다. 그러나 이 전류에서는 열 환경에 따라 접합 온도가 크게 상승할 수 있습니다. 디레이팅 곡선에 표시된 대로 높은 솔더 온도에서 감소(디레이팅)하는 것이 좋습니다. 장기 신뢰성을 위해 20-25mA에서 작동하는 것이 바람직합니다.

10.2 20mA에서 일반적인 광도는 얼마입니까?

IF=20mA에서 일반적인 광도는 600mcd입니다. 빈에 따라 430에서 800mcd까지 다양할 수 있습니다.

10.3 납땜 후 LED를 어떻게 세척합니까?

세척 용제로 이소프로필 알코올을 사용하십시오. LED를 손상시킬 수 있으므로 초음파 세척은 피하십시오. 세척 용제가 실리콘 봉지재를 공격하지 않는지 확인하십시오.

11. 응용 사례 예시

20개의 LED가 직렬로 연결된 자동차 실내 분위기 조명 스트립을 고려해 보십시오. 각 LED의 일반 VF는 20mA에서 3.0V입니다. 14V 차량 전기 시스템을 가정할 때 직렬 전압 강하는 60V로 공급 전압을 초과합니다. 대신 개별 전류 제한 저항이 있는 병렬 구성이 더 실용적입니다. 단일 LED의 경우 (14V – 3.0V) / 0.02A = 550Ω(표준값 560Ω 사용)의 저항이 전류를 약 19.6mA로 제한합니다. 여러 LED를 사용하는 경우 VF 빈 차이로 인한 전류 쏠림을 방지하기 위해 각 LED에 자체 저항을 사용해야 합니다.

12. 작동 원리

청색 LED는 사파이어 또는 실리콘 기판 위에 에피택셜 성장된 질화갈륨(GaN)을 기반으로 합니다. 순방향 바이어스가 인가되면 전자와 정공이 양자 우물 영역에서 재결합하여 InGaN 재료의 밴드갭에 해당하는 에너지를 가진 광자를 방출합니다. 주파장은 인듐 조성에 의해 제어됩니다. 광 출력은 투명 패키지와 실리콘 렌즈를 통해 추출되며 렌즈는 방사 패턴을 형성합니다.

13. 개발 동향

청색 LED는 더 높은 효율(lm/W)과 온도 및 수명에 따른 더 나은 색상 안정성을 향해 계속 진화하고 있습니다. 자동차 산업은 AEC-Q102와 같은 더 높은 신뢰성 표준을 요구하며, 이 제품의 향후 버전은 개선된 열 관리와 더 넓은 작동 온도 범위를 통합할 수 있습니다. 소형화(예: 2835 패키지의 지속적인 인기) 및 지능형 제어(예: 매트릭스 조명)와의 통합이 진행 중인 추세입니다.