세라믹 3535 시리즈 3W 화이트 LED 데이터시트 - 크기 3.5x3.5x?mm - 전압 3.2V - 전력 3W - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 고출력 세라믹 3535 시리즈 3W 화이트 LED의 사양을 상세히 설명합니다. 이 부품은 까다로운 열 환경에서 높은 광속 출력과 안정적인 성능이 필요한 애플리케이션을 위해 설계되었습니다. 세라믹 기판은 우수한 열전도성을 제공하여 고전류 구동 및 장시간 사용에 적합합니다.

1.1 제품 포지셔닝 및 핵심 장점

이 LED 시리즈의 주요 장점은 세라믹 패키징에 있습니다. 기존 플라스틱 패키지와 비교하여 세라믹은 우수한 방열 성능을 제공하며, 이는 특히 명시된 전형적인 700mA와 같은 고전류로 구동할 때 더 높은 장기 신뢰성, 안정적인 색상 출력 및 연장된 작동 수명으로 직접 이어집니다. 3535 풋프린트는 일반적인 산업 표준으로, 설계 및 교체가 용이합니다.

1.2 타겟 시장 및 애플리케이션

이 LED는 성능과 수명이 중요한 전문 조명 애플리케이션을 대상으로 합니다. 대표적인 사용 사례는 다음과 같습니다:

• 하이베이 산업용 조명
• 상업용 다운라이트 및 스포트라이트
• 야외 지역 조명
• 특수 원예 조명
• 견고하고 고출력의 화이트 광원이 필요한 모든 애플리케이션.

2. 심층 기술 파라미터 분석

별도로 명시되지 않는 한, 모든 파라미터는 납땜점 온도(Ts) 25°C에서 명시됩니다.

2.1 절대 최대 정격

이 값들은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 나타냅니다. 이러한 조건에서의 동작은 보장되지 않습니다.

• 순방향 전류 (IF):1000 mA (DC)
• 순방향 펄스 전류 (IFP):1400 mA (펄스 폭 ≤10ms, 듀티 사이클 ≤1/10)
• 소비 전력 (PD):3400 mW
• 동작 온도 (Topr):-40°C ~ +100°C
• 보관 온도 (Tstg):-40°C ~ +100°C
• 접합 온도 (Tj):125°C
• 납땜 온도 (Tsld):리플로우 납땜 시 230°C 또는 260°C에서 최대 10초.

2.2 전기-광학 특성 (전형/최대)

• 순방향 전압 (VF):3.2V / 3.6V (IF=700mA 기준)
• 역방향 전압 (VR):5V
• 역방향 전류 (IR):50 µA (최대)
• 시야각 (2θ1/2):120° (전형)

3. 빈닝 시스템 설명

LED는 색상 및 성능 일관성을 보장하기 위해 다중 파라미터 빈닝 시스템에 따라 분류됩니다.

3.1 상관 색온도 (CCT) 빈닝

본 제품은 2700K(따뜻한 화이트)부터 8000K(차가운 화이트)까지의 표준 CCT로 제공됩니다. 각 CCT는 CIE 다이어그램 상의 특정 색도 영역(예: 2700K는 8A, 8B, 8C, 8D 영역에 해당)으로 정의됩니다. 이를 통해 방출되는 백색광이 정밀한 색 공간 내에 위치하도록 보장합니다.

3.2 광속 빈닝

광속은 700mA에서의 최소 출력으로 빈닝됩니다. 빈은 코드(예: 2H, 2J, 2K)와 루멘 단위의 관련 최소 및 전형 광속 값으로 정의됩니다. 예를 들어, 빈 2L의 70 CRI 중성백색(3700-5000K) LED는 최소 광속 172 lm, 전형 광속 182 lm을 가집니다. 참고: 출하 시 최소 광속 및 CCT 색도 영역을 보장하며, 실제 광속은 더 높을 수 있습니다.

3.3 순방향 전압 빈닝

순방향 전압 또한 전류 조절을 위한 회로 설계를 돕기 위해 빈닝됩니다.

• 코드 2:VF = 2.8V ~ 3.0V
• 코드 3:VF = 3.0V ~ 3.2V
• 코드 4:VF = 3.2V ~ 3.4V

3.4 모델 번호 규칙

제품 모델은 구조화된 코드를 따릅니다: T □□ □□ □ □ □ – □□□ □□. 숫자는 순서대로 다음을 나타냅니다: 제품 시리즈, 패키지 코드(예: 세라믹 3535의 경우 '19'), 칩 수 코드(예: 단일 고출력 다이의 경우 'P'), 렌즈/광학 코드, 발광 색상 코드(예: 따뜻한 화이트 'L', 중성백색 'C', 차가운 화이트 'W'), 내부 코드, 광속 빈 코드, 순방향 전압 빈 코드.

4. 기계적 및 패키지 정보

4.1 외형도 및 치수

LED는 표준 3.5mm x 3.5mm 세라믹 패키지를 사용합니다. 상세 치수 도면은 평면도, 측면도 및 주요 치수를 보여줍니다. 공차는 .X 치수의 경우 ±0.10mm, .XX 치수의 경우 ±0.05mm로 명시됩니다.

4.2 권장 패드 패턴 및 스텐실 설계

PCB 레이아웃을 위한 랜드 패턴 설계가 제공되어 적절한 납땜 및 열 연결을 보장합니다. 리플로우 조립 시 솔더 페이스트 양을 제어하기 위한 해당 스텐실 설계도 권장되며, 이는 신뢰할 수 있는 솔더 접합과 PCB로의 최적 열 경로 달성에 중요합니다.

5. 성능 곡선 분석

5.1 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

I-V 곡선은 드라이버 설계에 필수적입니다. 이 곡선은 전류와 전압 사이의 비선형 관계를 보여주며, 700mA에서의 전형 순방향 전압은 3.2V입니다. 설계자는 안정적인 동작을 보장하고 열 폭주를 방지하기 위해 정전류 드라이버를 사용해야 합니다.

5.2 순방향 전류 대 상대 광속

이 곡선은 광 출력이 전류에 따라 어떻게 증가하는지 보여줍니다. 일반적으로 고전류에서 효율 저하 및 접합 온도 상승으로 인해 준선형 관계를 나타냅니다. 권장 700mA에서 동작하면 출력과 효율 사이의 균형을 제공합니다.

5.3 스펙트럼 파워 분포 및 접합 온도 영향

상대 스펙트럼 파워 분포 곡선은 화이트 LED에 대한 파장별 빛의 강도를 보여주며, 이는 블루 다이 발광과 형광체 변환의 조합입니다. 별도의 곡선은 스펙트럼이 접합 온도 증가에 따라 어떻게 이동할 수 있는지 보여주며, 이는 색점(색도)에 영향을 미칠 수 있고 최종 설계에서 적절한 열 관리가 필요합니다.

6. 납땜 및 조립 지침

6.1 리플로우 납땜 파라미터

LED는 표준 무연 리플로우 프로파일과 호환됩니다. 납땜 중 최대 본체 온도는 230°C에서 10초 또는 260°C에서 10초를 초과해서는 안 됩니다. 내부 다이, 와이어 본드 또는 형광체 손상을 피하기 위해 권장 온도 프로파일을 따르는 것이 중요합니다.

6.2 취급 및 보관 주의사항

LED는 정전기 방전(ESD)에 민감합니다. 적절한 ESD 예방 조치를 취하여 취급하십시오. 수분 흡수(리플로우 중 \"팝콘 현상\"을 유발할 수 있음)를 방지하기 위해 지정된 온도 범위(-40°C ~ +100°C) 내의 건조하고 통제된 환경에 보관하십시오.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 포장

제품은 릴에 감긴 엠보싱 캐리어 테이프에 공급되며, 자동 피크 앤 플레이스 조립 장비에 적합합니다. 제조 장비와의 호환성을 보장하기 위해 캐리어 테이프 포켓 및 릴 사양의 상세 치수가 제공됩니다.

7.2 포장 사양

사양에는 릴당 수량, 내부 박스당 릴 수, 및 출하 카톤당 박스 수가 포함됩니다. 적절한 포장은 운송 및 보관 중 부품을 보호합니다.

8. 애플리케이션 노트 및 설계 고려사항

8.1 열 관리

이는 고출력 LED 설계에서 가장 중요한 측면입니다. 세라믹 패키지는 낮은 열저항을 가지지만, 적절한 열 경로 없이는 이 장점이 사라집니다. PCB는 종종 금속 코어 PCB(MCPCB) 또는 절연 금속 기판(IMS)을 사용하고 충분한 방열판을 갖춘 열전도 설계를 가져야 하며, 장수명과 안정적인 성능을 위해 접합 온도를 최대 정격 125°C보다 훨씬 낮게 유지해야 합니다.

8.2 전기 구동

항상 정전류 LED 드라이버를 사용하십시오. 드라이버의 컴플라이언스 전압을 설계할 때 전압 빈(코드 2, 3 또는 4)을 고려해야 합니다. 드라이버의 전류가 의도된 동작점(예: 700mA)과 일치하고 과전류, 과전압 및 개방/단락 회로에 대한 적절한 보호 기능을 갖추었는지 확인하십시오.

8.3 광학 설계

LED는 넓은 120도 시야각을 가집니다. 방향성 조명의 경우 2차 광학(렌즈 또는 반사판)이 필요합니다. 기계 도면은 호환 광학 장치를 설계하거나 선택하는 데 필요한 치수를 제공합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

이 세라믹 3535 LED가 표준 플라스틱 3535 패키지와 비교하여 갖는 핵심 차별점은 열 성능입니다. 세라믹 재료는 일반적으로 접합에서 납땜점까지 더 낮은 열저항을 제공하여 더 높은 구동 전류를 처리하거나 동일한 전류에서 더 낮은 접합 온도로 동작할 수 있게 하며, 이는 직접적으로 수명(L70, L90 지표)을 향상시키고 시간 경과에 따른 색변화를 줄입니다. 이는 고신뢰성 또는 고스트레스 애플리케이션에 선호됩니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

10.1 이 LED를 1000mA로 연속 구동할 수 있나요?

절대 최대 정격은 1000mA이지만, 전형적인 동작 조건은 700mA입니다. 1000mA로 연속 동작하면 상당히 많은 열이 발생하여 접합 온도를 한계치로 밀어붙이고 수명을 급격히 단축시키며 잠재적으로 색변화를 유발할 수 있습니다. 예외적인 열 관리와 감소된 신뢰성에 대한 이해 없이는 권장되지 않습니다.

10.2 광속 \"최소\" 빈의 의미는 무엇인가요?

최소값은 보장됩니다. 해당 빈으로 출하된 모든 LED는 표준 테스트 조건에서 해당 광 출력을 충족하거나 초과할 것입니다. 전형값은 기대할 수 있는 평균 출력입니다. 데이터시트는 출하 제품이 빈의 최소값을 초과할 수 있지만 항상 지정된 CCT 색도 영역을 준수한다고 명시합니다.

10.3 5A, 5B, 5C, 5D와 같은 코드로 CCT 빈닝을 어떻게 해석하나요?

이는 CIE 1931 색도 다이어그램 상의 특정 사각형(또는 영역)입니다. 공칭 CCT가 4000K인 LED는 그 색도 좌표가 이 네 가지 사전 정의된 영역(5A, 5B, 5C 또는 5D) 중 하나 내에 떨어질 것입니다. 이 시스템은 동일한 사양으로 주문된 배치 내 및 배치 간의 엄격한 색상 일관성을 보장합니다.

11. 실용 설계 사례 연구

시나리오:다중 LED를 사용하여 50W 하이베이 조명 설계.
설계 단계:
1. 목표 출력:필요한 총 루멘을 결정합니다.
2. LED 선택:광속 빈(예: 700mA에서 ~190 lm 전형값의 2M)을 선택합니다. LED 수 계산: 50,000 lm 목표 / LED당 190 lm ≈ 263개 LED. 실제로는 광학적 및 열적 손실을 고려해야 합니다.
3. 열 설계:3.2V, 0.7A의 LED 263개에 대해 총 전기 전력은 ~589W입니다. 벽면 효율 40% 가정 시, ~353W가 열입니다. 대형의 능동 냉각 방열판 또는 다중 모듈에 분산 배치가 필요합니다.
4. 전기 설계:VF 빈을 고려하여 각 스트링의 총 순방향 전압이 드라이버의 컴플라이언스 범위 내에 있도록, 각각이 LED의 직렬-병렬 스트링을 구동하는 다중 정전류 드라이버를 사용합니다.
5. 광학 설계:개별 2차 렌즈 또는 단일 대형 반사판을 사용하여 원하는 빔 패턴 및 광 분포를 달성합니다.

12. 동작 원리 소개

화이트 LED는 반도체의 전계발광 및 형광체 변환 원리로 동작합니다. 직접 밴드갭 반도체 칩(일반적으로 인듐 갈륨 나이트라이드 - InGaN)은 순방향 바이어스 하에서 전자가 밴드갭을 가로지르는 정공과 재결합할 때 청색광을 방출합니다. 이 청색광은 칩 위 또는 근처에 증착된 형광체 재료 층(일반적으로 이트륨 알루미늄 가닛 - YAG:Ce)을 때립니다. 형광체는 청색 광자의 일부를 흡수하고 노란색 영역의 더 넓은 스펙트럼으로 빛을 재방출합니다. 남은 청색광과 넓은 노란색 발광의 조합은 인간의 눈에 백색광으로 인지됩니다. 청색 대 노란색의 정확한 비율 및 특정 형광체 구성은 백색광의 상관 색온도(CCT) 및 색 재현 지수(CRI)를 결정합니다.

13. 기술 동향

고출력 LED 시장은 더 높은 효율(와트당 더 많은 루멘), 향상된 신뢰성 및 더 나은 색 품질을 지향하며 계속 발전하고 있습니다. 이 세라믹 3535 패키지와 관련된 동향은 다음과 같습니다:
효율 증가:블루 다이의 내부 양자 효율 및 형광체 변환 효율의 지속적인 개선.
색 품질:더 높은 CRI(Ra >90) 및 향상된 R9(포화 적색) 값을 가진 형광체 시스템 개발로, 특히 소매점 및 박물관 조명에서 더 나은 색 재현성 제공.
열 관리:세라믹 및 기타 고열전도성 패키지 재료(예: 실리콘 기반, 복합재)의 지속적인 개선으로 열저항을 더욱 낮추어 더 높은 전력 밀도 가능.
소형화 및 통합:3535 풋프린트는 여전히 인기가 있지만, 칩 스케일 패키지(CSP) 및 다중 LED 칩, 드라이버, 때로는 센서를 단일의 조립이 쉬운 유닛으로 결합하는 통합 모듈로의 추세가 있습니다. 그러나 이러한 모듈은 종종 본 제품과 같은 전용 세라믹 패키지의 열 성능 일부를 희생합니다.