LED 세라믹 9292 시리즈 10W 화이트 LED 데이터시트 - 크기 9.2x9.2x1.6mm - 전압 28V - 전력 10W - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

9292 세라믹 시리즈는 견고한 열 관리와 일관된 광학 성능이 요구되는 까다로운 조명 응용 분야를 위해 설계된 고출력 표면 실장 LED 솔루션입니다. 세라믹 기판은 우수한 방열 성능을 제공하여 LED가 더 높은 구동 전류에서 작동하고 수명 동안 루멘 출력과 색상 안정성을 유지할 수 있게 합니다. 이 시리즈는 특히 신뢰성, 높은 광속 및 정밀한 색상 제어가 중요한 응용 분야에 적합합니다.

1.1 핵심 장점

• 우수한 열 성능:세라믹 패키지는 낮은 열저항을 제공하여 LED 접합부에서 PCB 및 방열판으로 열을 효과적으로 전달함으로써 수명을 연장하고 조기 광속 저하를 방지합니다.
• 고출력 처리 능력:최대 500mA의 연속 순방향 전류에서 작동 가능하며, 컴팩트한 9.2mm x 9.2mm 크기에서 높은 광 출력을 제공합니다.
• 안정적인 색상 일관성:관련 색온도(CCT)와 광속 모두에 대해 엄격한 빈닝 시스템을 적용하여 생산 로트 내에서 색상과 밝기 변동을 최소화합니다.
• 넓은 시야각:일반적인 120도의 반강도 각도는 영역 조명 및 다운라이트 응용 분야에 적합한 넓고 균일한 조명을 제공합니다.

1.2 목표 응용 분야

이 LED는 정밀한 스펙트럼 제어와 높은 효율이 필요한 고베이 조명, 가로등, 건축물 파사드 조명, 고출력 다운라이트, 특수 원예 조명기구 등을 포함한 전문 및 산업용 조명 시장을 위해 설계되었습니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

이 섹션은 데이터시트에 명시된 주요 전기적, 광학적, 열적 파라미터에 대한 상세하고 객관적인 해석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 값들은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 나타냅니다. 신뢰할 수 있는 장기 성능을 위해 이 한계에서 또는 그 근처에서의 작동은 권장되지 않습니다.

• 순방향 전류 (IF):500 mA (연속). 이 전류를 초과하면 접합 온도가 기하급수적으로 증가하여 치명적인 고장의 위험이 있습니다.
• 순방향 펄스 전류 (IFP):700 mA (펄스 폭 ≤10ms, 듀티 사이클 ≤1/10). 이 정격은 테스트 중 또는 펄스 작동 회로와 같은 짧은 과구동 시나리오를 허용하지만, 펄스 조건을 엄격히 준수해야 합니다.
• 전력 소산 (PD):15000 mW (15W). 이는 패키지가 소산할 수 있는 최대 허용 전력으로, VF * IF로 계산됩니다. 높은 구동 전류에서 이 한계를 유지하려면 적절한 방열 설계가 필수적입니다.
• 접합 온도 (Tj):125 °C. 반도체 접합부에서 허용되는 최대 온도입니다. 응용 분야의 열 설계는 모든 작동 조건에서 Tj가 이 값 아래로 유지되어 명시된 성능과 수명을 유지하도록 보장해야 합니다.
• 솔더링 온도 (Tsld):230°C 또는 260°C에서 최대 10초 동안 리플로우 솔더링. 이는 PCB 조립을 위한 공정 창을 정의합니다.

2.2 일반적인 전기-광학 특성

기판 온도 T_s= 25°C의 표준 테스트 조건에서 측정됨.

• 순방향 전압 (V_F):일반 28V, I_F=350mA에서 최대 30V. 상대적으로 높은 전압은 패키지 내부에 다중 칩 직렬 구성이 있을 가능성을 나타냅니다. 설계자는 드라이버가 충분한 전압 여유를 제공할 수 있는지 확인해야 합니다.
• 역방향 전압 (V_R):5V. LED는 역방향 바이어스에 매우 민감합니다. 역전압이 가해질 위험이 있는 경우 회로 보호(예: 병렬 다이오드)가 필수적입니다.
• 시야각 (2θ_1/2):120° (일반), 140° (최대). 이 넓은 빔 각도는 일반 조명에 이상적이며, 많은 응용 분야에서 2차 광학 장치의 필요성을 줄입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

정밀한 빈닝 시스템은 조명 프로젝트에서 색상과 밝기의 균일성을 보장하는 데 중요합니다. 이 LED는 다차원 빈닝 방식을 사용합니다.

3.1 관련 색온도 (CCT) 빈닝

제품은 조명 산업에서 일반적인 표준 CCT로 제공됩니다: 2700K (따뜻한 화이트), 3000K, 3500K, 4000K, 4500K, 5000K (중성 화이트), 5700K, 6500K (차가운 화이트). 각 CCT는 CIE 1931 다이어그램 상의 특정 색도 영역(예: 2700K의 경우 8A, 8B, 8C, 8D)으로 더 세분화됩니다. 이 두 글자 코드는 방출되는 백색광이 매우 좁은 색 공간 내에 위치하도록 보장하여 개별 LED 간의 인지 가능한 차이를 최소화합니다.

3.2 광속 빈닝

광속은 350mA 구동 전류에서의 최소값을 기준으로 빈닝됩니다. 예를 들어, 3K 광속 코드를 가진 중성 화이트 LED(3700-5000K)는 최소 800루멘의 출력을 보장하며, 일반값은 900루멘입니다. 3L 코드는 최소 900루멘을 보장합니다. 제조사는 최소값을 명시하며, 실제 출하 부품은 주문한 CCT 빈에 부합하는 한 이 값을 초과할 수 있다는 점에 유의하는 것이 중요합니다.

3.3 모델 번호 해독

모델 번호 T12019L(C、W)A는 주요 기능을 인코딩하는 구조화된 형식을 따릅니다:
T [시리즈 코드] [광속 코드] [CCT 코드] [내부 코드] - [기타 코드].
예를 들어, '12'는 9292 세라믹 패키지를 나타냅니다. 'L', 'C', 'W'는 각각 따뜻한 화이트, 중성 화이트, 차가운 화이트를 나타냅니다. 정확한 주문을 위해서는 이 명명법을 이해하는 것이 필수적입니다.

4. 성능 곡선 분석

제공된 그래프는 다양한 조건에서 LED의 동작에 대한 중요한 통찰력을 제공합니다.

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

이 곡선은 비선형입니다. 순방향 전압은 음의 온도 계수를 가지며, 접합 온도가 상승함에 따라 감소합니다. 이는 열 폭주를 방지하기 위해 열 설계가 불량한 설계에서 정전류 드라이버 설계 시 고려되어야 합니다.

4.2 상대 광속 대 순방향 전류

광 출력은 전류에 대해 선형보다 낮은 비율로 증가합니다. 더 높은 전류(예: 500mA)로 구동하면 더 많은 빛을 얻을 수 있지만, 효율(와트당 루멘)은 일반적으로 감소하고 접합 온도가 크게 상승합니다. 최적의 구동 전류는 출력, 효율 및 수명의 균형을 맞춥니다.

4.3 스펙트럼 파워 분포 및 접합 온도 영향

상대 스펙트럼 에너지 곡선은 블루 칩과 형광체가 결합된 백색 LED에 대한 파장별 빛의 분포를 보여줍니다. 접합 온도 대 상대 스펙트럼 에너지 그래프는 색변화를 설명합니다. Tj가 증가하면 형광체 변환 효율이 변화할 수 있으며, 이는 종종 CCT의 변화와 색 재현 지수(CRI)의 잠재적 감소로 이어집니다. 낮은 Tj를 유지하는 것이 색상 안정성의 핵심입니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 치수 및 외형도

LED는 9.2mm x 9.2mm의 정사각형 크기를 가지며, 일반적인 높이는 약 1.6mm입니다. 세라믹 본체는 신뢰할 수 있는 픽 앤 플레이스 조립과 효율적인 열 접촉을 위한 견고하고 평평한 표면을 제공합니다.

5.2 권장 패드 레이아웃 및 스텐실 설계

데이터시트는 상세한 랜드 패턴 및 솔더 스텐실 도면을 제공합니다. 패드 설계는 전기적 연결과 주요 열 경로 모두에 중요합니다. 권장 스텐실 개구는 단락을 일으키지 않으면서 신뢰할 수 있는 솔더 접합을 위해 정확한 양의 솔더 페이스트가 증착되도록 보장합니다. 이러한 기계 도면에는 ±0.10mm의 공차가 지정되어 있습니다.

5.3 극성 식별

패키지에는 캐소드(-) 단자를 나타내는 표시 또는 물리적 특징(예: 모따기된 모서리)이 포함되어 있습니다. PCB 조립 중 올바른 방향은 매우 중요합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

LED는 표준 무연(SAC) 리플로우 공정과 호환됩니다. 최대 피크 온도는 260°C를 초과해서는 안 되며, 230°C 이상의 시간은 10초로 제한해야 합니다. 세라믹 패키지에 대한 열 충격을 방지하기 위해 제어된 상승 및 냉각 속도를 권장합니다.

6.2 취급 및 보관 주의사항

LED는 정전기 방전(ESD)에 민감합니다. 접지된 장비를 사용하여 ESD 보호 환경에서 취급하십시오. 지정된 보관 온도 범위(-40°C ~ +100°C) 내의 조건과 낮은 습도에서 원래의 방습 포장지에 보관하십시오. 패키지가 장기간 주변 공기에 노출된 경우, "팝콘 현상"(증기압으로 인한 패키지 균열)을 방지하기 위해 리플로우 전에 베이킹이 필요할 수 있습니다.

7. 응용 설계 고려사항

7.1 열 관리

이는 고출력 LED 설계에서 가장 중요한 단일 요소입니다. 두꺼운 구리층(예: 2oz 이상)이 있는 PCB와 LED 패드 아래에 열 비아를 사용하여 열을 2차 방열판으로 전달하십시오. 외부 방열판의 크기와 설계는 최대 주변 온도, 구동 전류 및 원하는 접합 온도(최적 수명을 위해 100°C 미만 권장)를 기반으로 계산되어야 합니다. 열 그리스나 패드와 같은 열 인터페이스 재료(TIM)는 열 전달을 개선할 수 있습니다.

7.2 전기적 구동

안정적인 작동을 위해서는 정전류 드라이버가 필수적입니다. 드라이버는 LED 스트링의 총 순방향 전압(V_F* 직렬 LED 수)과 선택된 구동 전류에 대해 정격이어야 합니다. 과전압, 역극성 및 개방/단락 회로에 대한 보호 기능을 포함하십시오. 응용 분야에서 요구하는 경우 디밍 기능(PWM 또는 아날로그)을 고려하십시오.

7.3 광학 통합

넓은 120도 시야각은 많은 응용 분야에 충분할 수 있습니다. 더 제어된 빔 패턴을 위해서는 9292 크기에 맞게 설계된 2차 광학 장치(반사기 또는 렌즈)를 사용할 수 있습니다. 모든 광학 재료가 LED의 작동 온도와 자외선 노출을 견딜 수 있는지 확인하십시오.

8. 대체 기술과의 비교

플라스틱 패키지 SMD LED(예: 5050)와 비교하여, 9292 세라믹 시리즈는 훨씬 높은 전력 밀도와 우수한 열 성능을 제공하여 높은 구동 전류에서 더 긴 수명과 높은 신뢰성을 가능하게 합니다. COB(Chip-on-Board) LED와 비교하여, 9292는 어레이 설계에 더 많은 유연성, 쉬운 교체, 그리고 종종 광학 제어를 위한 더 나은 점광원 특성을 제공하는 개별 부품입니다.

9. 자주 묻는 질문 (FAQ)

9.1 이 LED의 일반적인 수명(L70/B50)은 얼마입니까?

데이터시트는 수명 곡선(L70, 광속 유지율 70%까지의 시간)을 명시하지 않습니다. 이는 응용 분야의 열 관리와 구동 전류에 크게 의존합니다. 적절한 방열판과 함께 권장 전류 이하에서 작동할 때, 50,000시간을 초과하는 수명이 예상될 수 있습니다. 구체적인 신뢰성 데이터는 제조사에 문의하십시오.

9.2 이 LED를 500mA로 연속 구동할 수 있습니까?

예, 500mA는 최대 연속 순방향 전류 정격입니다. 그러나 그렇게 하면 최대 열이 발생합니다. 응용 분야는 접합 온도를 안전 한계(<<125°C) 내로 유지하여 정격 성능과 수명을 달성하기 위해 탁월한 열 관리를 가져야 합니다. 종종 더 낮은 전류(예: 350mA)로 구동하는 것이 효율, 수명 및 열 부하의 더 나은 균형을 제공합니다.

9.3 광속 빈 코드(예: 3K, 3L)를 어떻게 해석합니까?

광속 코드는 테스트 전류(350mA)에서 보장된 최소 광 출력을 정의합니다. "3K" 빈은 최소 800lm을, "3L" 빈은 최소 900lm을 보장합니다. 설계에 필요한 최소 밝기를 기준으로 빈을 선택해야 합니다. 실제 부품은 이 최소값 이상일 것입니다.

10. 설계 사례 연구: 고베이 조명기구

시나리오:바닥 수준에서 목표 조도 200럭스를 가진 산업용 창고용 150W 고베이 조명 설계.
설계 과정:
1. 광 요구사항:면적과 목표 럭스를 기반으로 필요한 총 루멘을 계산합니다. 광학 시스템 효율과 시간 경과에 따른 광속 저하를 고려하여 필요한 LED 수를 결정합니다.
2. 전기 설계:정전류 드라이버의 전압 및 전류 출력과 호환되는 직병렬 구성으로 LED를 배치합니다. 예를 들어, 직렬로 10개의 LED(총 V_F약 280V)를 350mA로 구동하고, 병렬로 여러 스트링을 구성합니다.
3. 열 설계:고성능 유전체 층이 있는 금속 코어 PCB(MCPCB)를 사용합니다. MCPCB를 큰 알루미늄 핀 방열판에 장착합니다. 열 시뮬레이션 또는 계산을 수행하여 주변 온도 45°C에서 Tj<100°C 미만임을 확인합니다.
4. 광학 설계:원하는 빔 패턴(예: 넓고 균일한 커버리지를 위한 Type V 분포)을 달성하기 위해 2차 반사기 또는 렌즈를 선택합니다.
이 사례는 핵심 LED 사양을 중심으로 한 전기, 열 및 광학 설계의 통합을 강조합니다.

11. 기술 원리 소개

9292 시리즈와 같은 백색 LED는 형광체 변환 원리로 작동합니다. 장치의 핵심은 순방향 바이어스 시(전계발광) 청색광을 방출하는 반도체 칩(일반적으로 InGaN 기반)입니다. 이 청색광은 칩 위 또는 주변에 증착된 황색(및 종종 적색) 형광체 층에 의해 부분적으로 흡수됩니다. 형광체는 더 긴 파장에서 빛을 재방출합니다. 남은 청색광과 형광체에서 나온 광범위한 스펙트럼의 황색/적색광의 조합은 인간의 눈에 백색광으로 인지됩니다. 청색광과 형광체 변환광의 비율은 백색 출력의 관련 색온도(CCT)를 결정합니다. 세라믹 패키지는 주로 칩과 형광체를 장착하기 위한 기계적으로 견고하고 열전도성이 좋은 플랫폼 역할을 하여 형광체 효율과 칩 성능 유지에 중요한 효율적인 열 추출을 용이하게 합니다.

12. 산업 동향 및 발전

고출력 LED 시장은 더 높은 효율(와트당 루멘), 향상된 색상 품질(더 높은 CRI 및 R9 값), 더 큰 신뢰성을 지속적으로 발전시키고 있습니다. 9292와 같은 세라믹 패키지 LED와 관련된 동향은 다음과 같습니다:
증가된 전력 밀도:동일하거나 더 작은 패키지 크기에서 더 많은 광 출력을 추구하며, 더 나은 열 재료를 요구합니다.
색상 조정:조정 가능한 백색 시스템의 성장으로, 이는 다중 채널 세라믹 패키지 또는 혼합을 위한 정밀한 단일 CCT 빈닝으로 해결될 수 있습니다.
원예 조명:식물 성장에 최적화된 특정 스펙트럼 출력을 가진 LED에 대한 수요 증가로, 맞춤형 형광체 혼합물을 처리할 수 있는 견고한 패키지에 대한 필요성을 촉진합니다.
고급 열 재료:더 낮은 열저항을 가진 세라믹 복합재 및 직접 접합 금속 기판의 개발.
표준화:엔지니어의 설계와 비교를 단순화하기 위해 풋프린트, 광도 테스트 및 수명 보고의 표준화를 위한 지속적인 산업 노력.