LED 세라믹 3535 시리즈 1W 화이트 LED 데이터시트 - 치수 3.5x3.5x?mm - 전압 3.2V - 전력 1W - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 견고한 세라믹 3535 표면 실장 패키지에 캡슐화된 고출력 1W 화이트 LED의 사양을 상세히 설명합니다. 세라믹 패키지는 기존 플라스틱 패키지에 비해 우수한 열전도성을 제공하여 LED 접합부에서의 열 방출을 더욱 효과적으로 합니다. 이는 까다로운 작동 조건에서도 향상된 성능 안정성, 더 긴 수명 및 더 높은 신뢰성을 가져옵니다. 본 제품은 자동차 조명, 일반 조명, 특수 조명기구와 같이 높은 광 출력과 우수한 열 관리가 필요한 애플리케이션을 위해 설계되었습니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 절대 최대 정격 (Ts=25°C)

다음 파라미터는 LED에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이 한계 또는 그 근처에서 장시간 작동하는 것은 권장되지 않습니다.

• 순방향 전류 (IF):500 mA (최대 연속 전류).
• 순방향 펄스 전류 (IFP):700 mA (펄스 폭 ≤10ms, 듀티 사이클 ≤1/10).
• 소비 전력 (PD):1700 mW.
• 작동 온도 (Topr):-40°C ~ +100°C.
• 보관 온도 (Tstg):-40°C ~ +100°C.
• 접합 온도 (Tj):125°C (최대).
• 솔더링 온도 (Tsld):리플로우 솔더링 시 230°C 또는 260°C에서 최대 10초.

2.2 전기-광학 특성 (Ts=25°C, IF=350mA)

이는 표준 테스트 조건에서의 일반적인 성능 파라미터입니다.

• 순방향 전압 (VF):일반 3.2V, 최대 3.4V. 이는 350mA로 구동될 때 LED 양단에 걸리는 전압 강하입니다.
• 역방향 전압 (VR):5V (최대). 역방향 바이어스에서 이 전압을 초과하면 LED가 손상될 수 있습니다.
• 역방향 전류 (IR):최대 50 µA.
• 시야각 (2θ1/2):120도 (일반). 이 넓은 빔 각도는 일반 조명 애플리케이션에 적합합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산 시 색상과 밝기의 일관성을 보장하기 위해, LED는 주요 파라미터에 따라 빈으로 분류됩니다.

3.1 상관 색온도 (CCT) 빈닝

LED는 표준 CCT 범위로 제공되며, 각각 CIE 도표의 특정 색도 영역과 연관됩니다. 일반적인 CCT와 해당 빈 코드는 다음과 같습니다: 2700K (8A-8D), 3000K (7A-7D), 3500K (6A-6D), 4000K (5A-5D), 4500K (4A-4U), 5000K (3A-3U), 5700K (2A-2U), 6500K (1A-1U), 8000K (0A-0U). 제품은 주문된 CCT의 색도 영역 내에 있음이 보장됩니다.

3.2 광속 빈닝

광속 빈은 350mA에서의 최소 광 출력을 지정합니다. 실제 광속은 더 높을 수 있습니다. 예시는 다음과 같습니다:

• 70 CRI 웜 화이트 (2700-3700K):1Y (80-87 lm)부터 2D (114-122 lm)까지의 빈.
• 70 CRI 뉴트럴 화이트 (3700-5000K):1Z (87-94 lm)부터 2F (130-139 lm)까지의 빈.
• 70 CRI 쿨 화이트 (5000-10000K):2A (94-100 lm)부터 2F (130-139 lm)까지의 빈.
• 85 CRI 변형또한 해당 광속 빈과 함께 제공됩니다 (예: 웜 화이트의 경우 1W: 70-75 lm).

3.3 순방향 전압 빈닝

전류 조정을 위한 회로 설계를 돕기 위해 전압이 빈닝됩니다. 빈은 다음과 같습니다: 코드 1 (2.8-3.0V), 코드 2 (3.0-3.2V), 코드 3 (3.2-3.4V), 코드 4 (3.4-3.6V).

3.4 모델 번호 규칙

부품 번호 구조는 다음과 같습니다: T [패키지 코드] [칩 수 코드] [렌즈 코드] [내부 코드] - [광속 코드] [CCT 코드]. 예를 들어, T1901PL(C,W)A는 다음과 같이 해석됩니다: T (시리즈), 19 (세라믹 3535 패키지), P (1개의 고출력 다이), L (렌즈 코드 01), (C,W) (CCT: 뉴트럴 화이트 또는 쿨 화이트), A (내부 코드). 광속 및 CCT 코드는 별도로 지정됩니다.

4. 성능 곡선 분석

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

I-V 곡선은 전류와 전압 사이의 지수적 관계를 보여줍니다. 설계자는 이를 사용하여 적절한 구동 토폴로지(정전류 대 정전압)를 선택하고 소비 전력(Vf * If)을 계산합니다. 350mA에서의 일반적인 Vf 3.2V는 핵심 설계 지점입니다.

4.2 순방향 전류 대 상대 광속

이 곡선은 광 출력이 전류와 함께 증가하지만 선형적으로는 아니라는 것을 보여줍니다. 효율은 일반적으로 더 높은 전류에서 증가하는 열(드루프 효과)로 인해 감소합니다. 권장되는 350mA에서 작동하면 출력과 효율의 좋은 균형을 제공합니다.

4.3 접합 온도 대 상대 스펙트럼 파워

접합 온도(Tj)가 상승함에 따라 LED의 스펙트럼 출력이 이동할 수 있으며, 이는 종종 색상의 약간의 변화(색도 이동)와 광속의 감소를 유발합니다. 세라믹 패키지는 Tj 상승을 최소화하여 광학적 성능을 안정화하는 데 도움을 줍니다.

4.4 상대 스펙트럼 파워 분포

스펙트럼 플롯은 각 파장에서 방출되는 빛의 강도를 보여줍니다. 화이트 LED(일반적으로 형광체 변환)의 경우, 다이에서 나오는 청색 피크와 형광체에서 나오는 더 넓은 노란색/흰색 피크를 보여줍니다. 곡선 아래 면적은 총 광속과 관련이 있으며, 모양은 색 재현 지수(CRI)와 CCT를 결정합니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

5.1 외형 치수

LED는 표준 3535 풋프린트(약 3.5mm x 3.5mm)를 사용합니다. 정확한 치수 도면은 본체 크기, 렌즈 모양 및 단자 위치를 보여줍니다. 공차는 .X 치수의 경우 ±0.10mm, .XX 치수의 경우 ±0.05mm로 지정됩니다.

5.2 권장 패드 패턴 및 스텐실 설계

PCB 레이아웃을 위한 랜드 패턴 다이어그램이 제공되어 적절한 솔더 조인트 형성과 열 연결을 보장합니다. 해당 스텐실 설계는 리플로우 솔더링을 위한 솔더 페이스트 도포를 안내합니다. 적절한 패드 설계는 기계적 안정성과 PCB로의 열 전달에 매우 중요합니다.

5.3 극성 식별

LED 패키지의 애노드와 캐소드 단자를 정확히 식별하고 PCB 레이아웃과 일치시켜야 합니다. 잘못된 극성은 LED가 점등되지 않도록 합니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

LED는 표준 무연 리플로우 공정과 호환됩니다. 솔더링 중 최대 본체 온도는 10초 동안 260°C를 초과해서는 안 됩니다. 열 충격을 피하고 내부 구성 요소나 형광체를 손상시키지 않으면서 신뢰할 수 있는 솔더 조인트를 보장하기 위해 권장 온도 프로파일(예열, 소킹, 리플로우, 냉각)을 따르는 것이 중요합니다.

6.2 취급 및 보관 주의사항

LED는 정전기 방전(ESD)에 민감합니다. 취급 및 조립 시 적절한 ESD 예방 조치를 사용하십시오. 지정된 온도 범위(-40°C ~ +100°C) 내에서 건조하고 정전기 방지 환경에 보관하십시오. 습기에 노출되지 않도록 하십시오; 노출된 경우 리플로우 전 베이킹 절차를 따르십시오.

7. 패키징 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 사양

LED는 엠보싱된 캐리어 테이프에 실장되어 릴에 감겨 제공되며, 자동 픽 앤 플레이스 조립 장비에 적합합니다. 테이프 치수(포켓 크기, 피치)는 표준화되어 있습니다.

7.2 포장 수량

표준 릴 수량이 사용됩니다 (예: 릴당 1000개 또는 2000개). 외부 포장에는 부품 번호, 빈 코드(광속, CCT, Vf), 수량 및 추적을 위한 로트 번호를 지정하는 라벨이 포함됩니다.

8. 애플리케이션 제안

8.1 일반적인 애플리케이션 시나리오

• 자동차 조명:주간 주행등(DRL), 실내 조명, 신호등.
• 일반 조명:LED 전구, 다운라이트, 패널 조명, 가로등.
• 특수 조명:휴대용 조명, 비상 조명, 건축물 액센트 조명.

8.2 설계 고려사항

• 열 관리:주요 설계 과제입니다. 적절한 열 비아가 있는 PCB와 가능하면 금속 코어 PCB(MCPCB) 또는 방열판을 사용하여 LED 접합부에서 주변 환경으로의 낮은 열 저항 경로를 유지하십시오.
• 전류 구동:안정적인 광 출력을 보장하고 열 폭주를 방지하기 위해 항상 정전압원이 아닌 정전류 드라이버를 사용하십시오.
• 광학:원하는 빔 패턴을 달성하기 위해 보조 광학(렌즈, 반사판)이 필요할 수 있습니다.

9. 기술 비교 및 장점

세라믹 3535 패키지는 플라스틱 SMD 패키지(3528 또는 5050과 같은) 및 다른 세라믹 패키지와 비교하여 뚜렷한 장점을 제공합니다:

• 플라스틱 패키지 대비:우수한 열전도성으로 인해 더 낮은 접합 온도, 더 높은 최대 구동 전류 가능성, 더 나은 광 유지율 및 더 긴 수명을 가져옵니다. 특히 고출력 애플리케이션에서 두드러집니다.
• 다른 세라믹 패키지 대비:3535 풋프린트는 일반적인 산업 표준으로, 크기, 전력 처리 능력 및 광 출력 사이의 좋은 균형을 제공하여 많은 조명 설계에 매우 다용도로 사용됩니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

10.1 70 CRI 버전과 85 CRI 버전의 차이점은 무엇인가요?

CRI(색 재현 지수)는 기준 광원과 비교하여 광원이 물체의 색상을 얼마나 자연스럽게 나타내는지를 측정합니다. 85 CRI LED는 70 CRI LED보다 더 나은 색 충실도를 제공하며, 이는 소매점, 박물관 또는 고품질 주거용 조명에 중요합니다. 일반적으로 더 높은 CRI의 경우 약간 낮은 광 효율(와트당 루멘)이 트레이드오프입니다.

10.2 이 LED를 500mA로 연속 구동할 수 있나요?

절대 최대 정격은 500mA이지만, 이 전류에서 연속 작동하면 상당한 열이 발생합니다. 권장 작동 전류는 350mA입니다. 500mA로 구동하려면 접합 온도를 125°C보다 훨씬 낮게 유지하기 위해 탁월한 열 관리가 필요하며, 그렇지 않으면 수명과 성능이 급격히 저하됩니다.

10.3 광속 빈 코드(예: 2B)를 어떻게 해석하나요?

광속 빈 코드는 최소 광속을 보장합니다. 예를 들어, 70 CRI 쿨 화이트의 2B 빈은 350mA에서 최소 100 lm을 보장합니다. 출하된 부품의 실제 광속은 해당 빈의 최소값과 최대값 사이(예: 100-107 lm)에 있지만 일반적인 값에 있음이 보장되지는 않습니다.

11. 실용적인 설계 사례 연구

시나리오:뉴트럴 화이트(4000K) 빛과 좋은 색 재현성(CRI >80)을 가진 고품질 LED 다운라이트 설계.

선택:CCT 빈 5x 및 2A(94-100 lm 최소)와 같은 광속 빈의 85 CRI 뉴트럴 화이트 LED를 선택합니다.

열 설계:LED를 1.6mm 두께의 MCPCB(알루미늄 기판)에 장착합니다. MCPCB는 열 인터페이스 재료로 방열판에 부착됩니다. 열 시뮬레이션은 주변 온도 45°C에서 Tj<100°C 미만임을 확인해야 합니다.

전기 설계:350mA 출력 정격의 정전류 LED 드라이버를 사용합니다. 과전압 및 개방/단락 회로에 대한 보호 기능을 포함합니다.

광학 설계:스포트라이트를 위해 30도 빔 각도를 달성하기 위해 LED와 보조 렌즈를 함께 사용합니다.

12. 작동 원리

화이트 LED는 반도체의 전계발광과 형광체 변환 원리로 작동합니다. 전류가 반도체 칩(일반적으로 InGaN)을 통해 흐르면 청색 또는 자외선 스펙트럼에서 광자를 방출하게 합니다. 이러한 고에너지 광자는 칩을 코팅하는 형광체 층에 충돌합니다. 형광체는 이들 광자의 일부를 흡수하고 더 길고 낮은 에너지 파장(노란색, 빨간색)의 빛으로 재방출합니다. 변환되지 않은 청색광과 하향 변환된 노란색/빨간색 빛의 혼합물은 인간의 눈에 의해 화이트 빛으로 인식됩니다. 정확한 비율은 상관 색온도(CCT)를 결정합니다.

13. 기술 동향

LED 산업은 세라믹 3535 LED와 같은 구성 요소에 영향을 미치는 몇 가지 주요 동향과 함께 계속 발전하고 있습니다:

• 효율 증가 (lm/W):칩 설계, 형광체 기술 및 패키지 효율의 지속적인 개선으로 동일한 전기 입력에 대해 더 많은 광 출력을 얻어 에너지 소비를 줄입니다.
• 높은 신뢰성 및 수명:견고한 세라믹과 같은 재료 및 제조 공정의 발전으로 인해 정격 수명(L70/B50)이 50,000시간을 넘어서고 있습니다.
• 향상된 색상 품질:다중 형광체 혼합물 및 새로운 칩 구조의 개발로 매우 높은 CRI(90+), 우수한 색상 일관성(빈닝 범위 좁음) 및 조정 가능한 화이트 라이트를 가진 LED가 가능해졌습니다.
• 소형화 및 높은 전력 밀도:동일하거나 더 작은 풋프린트(예: 3030, 2929 패키지)에서 더 많은 전력을 처리할 수 있는 능력은 지속적인 동향이며, 더 나은 열 관리 솔루션을 요구합니다.
• 스마트 및 연결 조명:LED는 IoT 시스템의 필수적인 부분이 되어, 드라이버와 때로는 패키지 자체가 디밍, 색상 조정 및 데이터 통신 프로토콜을 지원해야 합니다.