세라믹 3535 시리즈 1W 노란색 LED 데이터시트 - 치수 3.5x3.5x?mm - 전압 2.2V - 전력 1W - 기술 문서

1. 제품 개요

세라믹 3535 시리즈는 견고한 성능과 신뢰할 수 있는 열 관리가 필요한 응용 분야를 위해 설계된 고출력 표면 실장 LED입니다. 세라믹 기판은 우수한 방열 성능을 제공하여 고전류 구동과 까다로운 환경에 적합합니다. 이 특정 모델인 T1901PYA는 1W 노란색 LED로, 높은 광속 출력과 넓은 온도 범위에서 안정적인 성능이 특징입니다.

이 시리즈의 핵심 장점은 표준 플라스틱 패키지에 비해 우수한 열전도율로, 이는 더 긴 수명과 유지되는 광 출력으로 이어집니다. 목표 시장은 자동차 조명(실내 및 신호등), 산업용 조명, 고베이 조명, 색상 일관성과 신뢰성이 가장 중요한 특수 조명을 포함합니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 절대 최대 정격 (T_s=25°C)

다음 파라미터는 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 작동 한계를 정의합니다. 이는 연속 작동 조건이 아닙니다.

• 순방향 전류 (I_F):500 mA (DC)
• 순방향 펄스 전류 (I_FP):700 mA (펄스 폭 ≤10ms, 듀티 사이클 ≤1/10)
• 소비 전력 (P_D):1300 mW
• 작동 온도 (T_opr):-40°C ~ +100°C
• 보관 온도 (T_stg):-40°C ~ +100°C
• 접합 온도 (T_j):125°C
• 납땜 온도 (T_sld):리플로우 납땜 시 230°C 또는 260°C에서 최대 10초.

2.2 전기-광학 특성 (T_s=25°C, I_F=350mA)

이는 표준 테스트 조건에서의 일반적인 성능 파라미터입니다.

• 순방향 전압 (V_F):일반 2.2V, 최대 2.6V
• 역방향 전압 (V_R):5V
• 피크 파장 (λ_d):625 nm
• 역방향 전류 (I_R):최대 50 µA (V_R=5V 조건)
• 시야각 (2θ_1/2):120°

2.3 열적 특성

세라믹 패키지는 LED 칩(접합부)에서 솔더 패드, 그리고 인쇄 회로 기판(PCB)으로의 낮은 열저항 경로를 제공합니다. 응용 보드에서 효과적인 열 관리는 성능과 수명을 유지하는 데 매우 중요합니다. 최대 접합 온도 또는 그 근처에서 작동하면 광속 감소가 가속화되고 조기 고장으로 이어질 수 있습니다. 설계자는 특히 LED를 최대 정격 전류로 구동할 때 적절한 방열 설계를 보장해야 합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산 시 색상과 밝기의 일관성을 보장하기 위해 LED는 주요 파라미터에 따라 분류(빈닝)됩니다. 이를 통해 설계자는 특정 응용 요구 사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 광속 빈닝 (350mA 조건)

광속은 루멘(lm)으로 측정됩니다. 빈은 최소값과 일반값을 정의합니다.

• 코드 1L:최소 30 lm, 일반 35 lm
• 코드 1M:최소 35 lm, 일반 40 lm
• 코드 1N:최소 40 lm, 일반 45 lm
• 코드 1P:최소 45 lm, 일반 50 lm
• 코드 1Q:최소 50 lm, 일반 55 lm

참고: 광속 허용 오차는 ±7%입니다.

3.2 순방향 전압 빈닝 (350mA 조건)

순방향 전압 빈은 일관된 전류 구동 회로 설계, 특히 다중 LED 어레이에서 도움이 됩니다.

• 코드 C:1.8V ~ 2.0V
• 코드 D:2.0V ~ 2.2V
• 코드 E:2.2V ~ 2.4V
• 코드 F:2.4V ~ 2.6V

참고: 순방향 전압 허용 오차는 ±0.08V입니다.

3.3 주 파장 빈닝

이는 방출되는 노란색 빛의 색조를 정의하여 색상 균일성을 보장합니다.

• 코드 Y1:585 nm ~ 588 nm
• 코드 Y2:588 nm ~ 591 nm
• 코드 Y3:591 nm ~ 594 nm

4. 성능 곡선 분석

다음 그래프는 회로 설계와 열 관리에 중요한 주요 파라미터 간의 관계를 보여줍니다.

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

이 곡선은 전류와 전압 사이의 지수 관계를 보여줍니다. 순방향 전압은 전류와 함께 증가하며 온도에도 의존합니다. 설계자는 이를 사용하여 적절한 전류 제한 저항 또는 정전류 드라이버 설정을 선택합니다. 일반적인 350mA에서 작동하면 V_F는 약 2.2V입니다.

4.2 순방향 전류 대 상대 광속

이 그래프는 광 출력이 전류와 함께 증가하지만 선형적으로는 아니라는 것을 보여줍니다. 더 높은 전류에서는 발열 증가(드룹 효과)로 인해 효율이 떨어집니다. 350mA 작동점은 높은 출력과 좋은 효율 사이의 균형점으로 선택되었습니다. 이 지점을 초과하여 구동하려면 세심한 열 설계가 필요합니다.

4.3 접합 온도 대 상대 스펙트럼 파워

접합 온도가 상승하면 LED의 스펙트럼 출력이 약간 이동할 수 있습니다. 노란색 LED의 경우, 이는 주 파장 또는 색 순도의 미세한 변화로 나타날 수 있습니다. 낮은 접합 온도를 유지하는 것은 제품 수명 동안 안정적인 색상 성능의 핵심입니다.

4.4 스펙트럼 파워 분포

밴드 에너지 특성 곡선은 625 nm를 중심으로 하는 노란색 LED의 방출 스펙트럼을 보여줍니다. 단색 LED의 전형적인 상대적으로 좁은 스펙트럼 폭을 가지며, 이는 포화된 색상이 필요한 응용 분야에 이상적입니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

5.1 외형 치수

패키지는 표준 3535 풋프린트를 따릅니다: 기본 치수 약 3.5mm x 3.5mm. 정확한 높이는 제공된 발췌문에 명시되지 않았습니다. PCB 레이아웃을 위한 공차(예: .X: ±0.10mm, .XX: ±0.05mm)가 포함된 상세한 기계 도면은 전체 데이터시트에 포함되어 있습니다.

5.2 권장 패드 레이아웃 및 스텐실 설계

데이터시트는 신뢰할 수 있는 납땜을 보장하기 위해 제안된 랜드 패턴(풋프린트) 및 솔더 스텐실 설계를 제공합니다. 패드 설계는 전기적 연결과 열 전달 모두에 중요합니다. 부품 아래의 열 패드는 열 방출을 촉진하기 위해 PCB의 해당 구리 패드에 제대로 납땜되어야 합니다. 스텐실 개구부 설계는 도포되는 솔더 페이스트의 양을 제어합니다.

5.3 극성 식별

LED에는 애노드와 캐소드가 있습니다. 극성은 일반적으로 장치 자체에 표시되며(예: 노치, 점, 잘린 모서리), 풋프린트 다이어그램에 따라 PCB에서 올바르게 배향되어야 합니다. 역방향 연결은 LED가 점등되지 않도록 하며 정격 5V를 초과하는 역방향 전압을 가하면 손상될 수 있습니다.

6. 납땜 및 조립 가이드라인

6.1 리플로우 납땜 프로파일

이 LED는 표준 적외선 또는 대류 리플로우 납땜 공정과 호환됩니다. 두 가지 프로파일이 지정됩니다:

1. 피크 온도 230°C.

2. 피크 온도 260°C.

두 경우 모두, 액상선 위의 시간(일반적으로 SAC 합금의 경우 ~217°C)을 제어해야 하며, 피크 온도에서의 시간은 LED 칩과 패키지에 대한 열 손상을 방지하기 위해 10초를 초과해서는 안 됩니다.

6.2 취급 및 보관 주의사항

• ESD 민감도:민감 장치로 명시적으로 명시되지는 않았지만, 취급 중 표준 ESD 예방 조치를 권장합니다.

• 습기 민감도:세라믹 패키지는 일반적으로 플라스틱 패키지보다 수분 흡수에 덜 취약하지만, 건조한 환경에서 보관하는 것이 좋습니다.

• 세척:납땜 후 세척이 필요한 경우, LED 렌즈나 패키징 재료를 손상시키지 않는 호환성 있는 용제를 사용하십시오.

6.3 보관 조건

원래의 습기 차단 백에 -40°C ~ +100°C 사이의 온도, 저습도 환경에서 보관하십시오. 직사광선이나 부식성 가스에 노출되지 않도록 하십시오.

7. 패키징 및 주문 정보

7.1 캐리어 테이프 사양

LED는 자동 픽 앤 플레이스 조립을 위해 엠보싱된 캐리어 테이프에 공급됩니다. 테이프 폭, 포켓 치수 및 피치는 표준 SMT 장비와 호환되도록 설계되었습니다. 제공된 다이어그램은 3535 세라믹 시리즈용 캐리어 테이프의 상세 치수를 보여줍니다.

7.2 릴 패키징

캐리어 테이프는 표준 릴에 감겨 있습니다. 릴 수량(예: 1000개, 4000개)은 일반적으로 제조업체에 의해 지정됩니다. 릴에는 부품 번호, 수량, 로트 번호 및 빈닝 코드가 표시됩니다.

7.3 부품 번호 체계

모델 번호 T1901PYA는 구조화된 코딩 시스템을 따릅니다:

• T:제조사 시리즈 접두사.

• 19:세라믹 3535 패키지 코드.

• P:단일 고출력 다이에 대한 다이 수 코드.

• Y:노란색 색상 코드.

• A:내부 코드 또는 특정 변형.

추가 접미사는 광속 빈(예: 1M), 전압 빈(예: D) 및 파장 빈(예: Y2)을 나타낼 수 있습니다.

8. 응용 제안

8.1 일반적인 응용 시나리오

• 자동차 조명:주간 주행등(DRL), 방향 지시등, 실내 분위기 조명.
• 산업 및 상업 조명:고베이 조명, 작업 조명, 기계 비전 조명.
• 간판 및 장식:채널 레터, 건축물 액센트 조명, 장식용 라이트 스트립.
• 특수 조명:의료 기기, 농업 조명(특정 스펙트럼).

8.2 설계 고려사항

• 드라이버 선택:안정적인 광 출력과 긴 수명을 위해 정전류 드라이버를 사용하십시오. 구동 전류는 필요한 밝기와 열 설계 마진을 기반으로 설정해야 합니다.

• 열 관리:이것이 가장 중요한 측면입니다. 열 패드에 충분한 구리 두께(예: 2oz)의 PCB를 사용하십시오. 열을 내부 층이나 뒷면 방열판으로 전달하기 위해 열 비아 사용을 고려하십시오. 최대 접합 온도(125°C)를 초과해서는 안 됩니다.

• 광학:120° 시야각은 넓은 조명을 제공합니다. 집속된 빔의 경우, 3535 풋프린트용으로 설계된 2차 광학(렌즈 또는 반사판)을 사용할 수 있습니다.

• 직렬/병렬 어레이:여러 LED를 연결할 때는 순방향 전압 빈으로 일치시켜 특히 병렬 스트링에서 전류 분배가 균일하도록 하십시오. 직렬 스트링에는 정전류 드라이버가 선호됩니다.

9. 기술 비교 및 차별화

표준 플라스틱 3535 LED와 비교하여 세라믹 버전은 다음을 제공합니다:

• 우수한 열 성능:세라믹 기판은 플라스틱보다 훨씬 높은 열전도율을 가져 동일한 구동 전류에서 더 낮은 접합 온도를 유도하며, 이는 더 높은 광 출력, 더 나은 색상 안정성 및 더 긴 수명으로 이어집니다.

• 더 높은 신뢰성:세라믹은 자외선 노출에 따른 황변에 강하며 고온 및 고습 환경에서 더 견고합니다.

• 더 높은 최대 구동 전류:개선된 방열 성능으로 전체 500mA 연속 전류에서 작동이 가능하여 더 높은 루멘 패키지를 가능하게 합니다.

트레이드오프는 일반적으로 플라스틱 패키지에 비해 약간 높은 단가입니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

Q1: 빈닝 테이블의 광속 'Typ'과 'Min' 값의 차이는 무엇인가요?

A1: 'Typ'(일반) 값은 해당 빈에 속한 LED의 평균 출력입니다. 'Min'(최소) 값은 보장된 하한값입니다. 설계자는 응용 분야에서 최악의 경우 밝기 계산을 위해 'Min' 값을 사용해야 합니다.

Q2: 이 LED를 500mA로 연속 구동할 수 있나요?

A2: 예, 500mA는 절대 최대 DC 정격입니다. 그러나 이 수준에서 연속 작동하려면 접합 온도를 125°C 미만으로 유지하기 위한 우수한 열 관리가 필요합니다. 최적의 수명과 효율을 위해 350mA 이하에서 작동하는 것이 권장됩니다.

Q3: 드라이버를 설계할 때 전압 빈 코드를 어떻게 해석해야 하나요?

A3: 선택한 빈의 최대 V_F를 수용할 수 있도록 정전류 드라이버를 설계하십시오(예: 빈 'E'의 경우 LED당 최대 2.4V까지 설계). 저항이 있는 전압원을 사용하는 경우, 최악의 조건에서 전류가 한계를 초과하지 않도록 하기 위해 최대 V_F를 사용하여 저항 값을 계산하십시오.

Q4: 이 LED에 렌즈가 포함되어 있나요?

A4: 부품 번호 T1901PYA 및 '렌즈 없음'을 의미하는 '00' 코드는 통합 2차 렌즈가 없는 1차 광학(칩 레벨) LED임을 시사합니다. 120° 시야각은 칩과 패키지 설계에 내재되어 있습니다.

11. 설계 적용 사례 연구

시나리오:특정 경고/신호 응용을 위해 5000 루멘의 노란색 빛이 필요한 산업용 고베이 조명기구 설계.

설계 과정:

1. 광속 목표:필요 5000 lm.

2. LED 선택:1Q 광속 빈 선택 (350mA에서 최소 50 lm/LED).

3. 수량 계산:LED 수 = 5000 lm / 50 lm/LED = 100개 LED. 10% 마진 추가, 목표 110개 LED.

4. 전기 설계:정전류 드라이버로 직렬 스트링에 LED를 구동할 계획입니다. 더 엄격한 분포를 위해 전압 빈 'D'(2.0-2.2V)를 선택합니다. 10개 LED 직렬의 경우 최대 스트링 전압은 10 * 2.2V = 22V입니다. 약 25V까지의 출력 전압 범위와 350mA 출력을 갖는 정전류 드라이버를 선택합니다.

5. 열 설계:110개 LED를 금속 코어 PCB(MCPCB)에 배치합니다. 총 발열량 계산: 약 110개 LED * (2.2V * 0.35A) ≈ 84.7W의 전기적 전력으로, 대부분이 열이 됩니다. MCPCB는 접합부에서 주변 환경으로의 낮은 열저항을 유지하기 위해 상당한 알루미늄 방열판에 부착되어야 합니다.

6. 광학:넓은 120° 빔이 영역 조명에 허용되므로 2차 광학이 필요하지 않습니다.

12. 작동 원리

발광 다이오드(LED)는 전류가 통과할 때 빛을 방출하는 반도체 장치입니다. 이 현상을 전계 발광이라고 합니다. 이와 같은 노란색 LED에서 반도체 재료(일반적으로 AlGaInP 기반)는 특정 밴드갭으로 설계됩니다. 장치 내에서 전자가 정공과 재결합할 때 에너지는 광자(빛 입자) 형태로 방출됩니다. 방출된 빛의 파장(색상)은 반도체 재료의 에너지 밴드갭에 의해 결정됩니다. 세라믹 패키지는 기계적 지지체 역할을 하며, 전기적 연결을 제공하고, 가장 중요한 것은 반도체 접합부에서 열 에너지를 빼내어 성능과 신뢰성을 유지하는 효율적인 방열판 역할을 합니다.

13. 기술 동향

고출력 LED 시장은 더 높은 효율(와트당 더 많은 루멘), 개선된 색 재현성 및 더 큰 신뢰성을 향해 계속 발전하고 있습니다. 세라믹 패키지는 특히 중간에서 고출력 응용 분야에서 그들의 뛰어난 열 성능으로 인해 이 분야에서 중요한 트렌드를 나타냅니다. 미래 발전은 다음을 포함할 수 있습니다:

• 통합 솔루션:내장 드라이버 또는 제어 회로(예: IC-on-board)가 있는 더 많은 LED.

• 개선된 형광체 기술:백색 LED뿐만 아니라 색 변환 LED의 안정성과 효율성에도 영향을 미칩니다.

• 고출력 소형화:유사하거나 더 높은 전력 밀도를 처리할 수 있는 더 작은 패키지(예: 3030, 2929)에 대한 지속적인 추진으로, 세라믹과 같은 고급 열 기판의 필요성이 더욱 강조됩니다.

• 스마트 조명:IoT 지원 조명 시스템을 위한 센서 및 통신 프로토콜과의 통합으로, 견고한 세라믹 패키지는 민감한 전자 장치를 보호할 수 있습니다.