ELUA2016OGB UVA LED 데이터시트 - 크기 2.04x1.64x0.75mm - 전압 3.0-4.0V - 출력 0.2W - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

ELUA2016OGB 제품 시리즈는 자외선(UVA) 응용 분야를 위해 특별히 설계된 고신뢰성 세라믹 기반 LED 솔루션을 대표합니다. 이 시리즈는 우수한 열 관리와 장수명을 위한 견고한 알루미나 세라믹 패키지를 활용하여 까다로운 환경에서도 일관된 성능을 제공하도록 설계되었습니다. 이 제품의 주요 포지셔닝은 저~중출력 UVA 세그먼트 내에 있으며, 컴팩트한 폼 팩터, 신뢰성 및 특정 스펙트럼 출력이 중요한 응용 분야를 타겟으로 합니다. 핵심 장점으로는 2.04mm x 1.64mm의 매우 작은 점유 면적(공간 제약이 있는 설계에 적합), 내구성을 향상시키는 통합 ESD 보호, 그리고 RoHS, REACH 및 할로겐 프리 요구사항을 포함한 주요 환경 및 안전 표준 준수가 있습니다. 타겟 시장은 소비자 가전, 산업용 경화 시스템, 특수 검출 장비 등 다양합니다.₂O₃2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 광도 및 전기적 특성

ELUA2016OGB 시리즈는 순방향 전류(I_F) 범위 내에서 동작하며, 최대 DC 정격은 100mA이고 일반적인 동작 지점은 60mA입니다. 순방향 전압(V_F)은 이 60mA 구동 전류에서 3.0V에서 4.0V 사이로 지정되며, 이는 구동 회로 설계의 핵심 파라미터입니다. 광 출력을 밀리와트(mW)로 측정하는 방사 플럭스는 모델에 따라 다릅니다. 예를 들어, 360-370nm 변종은 최소 방사 플럭스 50mW, 일반 80mW, 최대 110mW를 가집니다. 380-390nm 모델은 65mW부터 시작하며, 390-400nm 및 400-410nm 모델은 70mW부터 시작합니다. 피크 파장 빈은 명확하게 정의됩니다: 그룹 U36 (360-370nm), U38 (380-390nm), U39 (390-400nm), U40 (400-410nm)이며, 측정 허용 오차는 ±1nm입니다.

2.2 절대 최대 정격 및 열적 특성_F장치 신뢰성을 보장하기 위해 절대 최대 정격을 초과해서는 안 됩니다. 최대 접합 온도(T_j)는 105°C입니다. 장치는 동작 온도(T_opr) 범위 -40°C ~ +85°C 및 동일한 저장 온도(T_stg) 범위로 정격화되어 있습니다. 최대 ESD 저항(인체 모델)은 2000V로, 취급 및 조립 중 정전기 방전에 대한 우수한 수준의 보호를 제공합니다. 접합 온도를 최대 한계 미만으로 유지하려면 적절한 열 설계가 필수적이며, 이를 초과하면 열화가 가속화되고 동작 수명이 단축됩니다._F3. 빈닝 시스템 설명

이 제품은 최종 사용자에게 일관성을 보장하기 위해 핵심 성능 파라미터에 따라 LED를 분류하는 포괄적인 빈닝 시스템을 사용합니다.

3.1 방사 플럭스 빈닝_J방사 플럭스는 피크 파장 그룹에 따라 빈닝됩니다. 365nm 그룹(U36)의 경우, 빈 코드 R1은 50-75mW를, R2는 75-110mW를 커버합니다. 385nm 그룹(U38)의 경우, R4는 65-85mW를, R5는 85-110mW를 커버합니다. 395-405nm 그룹(U39/U40)의 경우, R5는 70-90mW를, R6는 90-110mW를 커버합니다. 측정 허용 오차는 ±10%가 적용됩니다._{3.2 피크 파장 빈닝}앞서 언급한 바와 같이, 피크 파장은 360nm에서 시작하는 10nm 범위에 해당하는 네 가지 주요 빈(U36, U38, U39, U40)으로 그룹화됩니다. 이를 통해 설계자는 특정 수지에 대한 최적의 경화 또는 검출기의 최대 감도와 같이 응용 분야에 필요한 정확한 스펙트럼 출력을 가진 LED를 선택할 수 있습니다._{3.3 순방향 전압 빈닝}순방향 전압은 3.0V에서 4.0V까지 0.2V 단위로 빈닝됩니다(예: 3.0-3.2V는 3032, 3.2-3.4V는 3234 등). 이 빈닝은 표준 동작 전류 60mA에서 정의되며 측정 허용 오차는 ±2%입니다. 좁은 전압 빈에서 LED를 선택하면 보다 균일한 구동 회로 설계와 LED 어레이 전반에 걸친 일관된 성능 달성에 도움이 될 수 있습니다.

4. 성능 곡선 분석

4.1 스펙트럼 분포

제공된 스펙트럼 곡선은 네 가지 피크 파장 변종(365nm, 385nm, 395nm, 405nm)에 대한 파장 대비 상대 방출 강도를 보여줍니다. 각 곡선은 질화물 기반 UVA LED의 전형적인 반치폭(FWHM) 특성을 가진 해당 빈 범위 내에서 뚜렷한 피크를 나타냅니다. 365nm LED는 주로 350-380nm 범위에서 방출을 보이는 반면, 405nm LED의 방출은 가시광선 보라색 영역까지 더 확장됩니다.

4.2 전류 대 방사 플럭스 및 전압

상대 방사 플럭스 대 순방향 전류 곡선은 비선형 관계를 보여줍니다. 출력은 전류와 함께 증가하지만, 효율 저하 및 열적 효과로 인해 높은 전류에서 포화 현상을 나타낼 수 있습니다. 순방향 전압 대 순방향 전류 곡선은 전형적인 다이오드 특성을 보여주며, 전압은 전류에 따라 로그적으로 증가합니다. 과도한 접합 온도 상승을 피하기 위해 지정된 전류 범위 내에서 동작하는 것이 중요합니다.

4.3 온도 의존성

주변 온도에 따른 성능 곡선은 실제 설계에 매우 중요합니다. 상대 방사 플럭스는 주변 온도가 증가함에 따라 감소하며, 이는 모든 LED에 공통적인 현상입니다. 예를 들어, 60mA에서 주변 온도가 85°C에 도달하면 출력이 25°C에서의 값의 약 82%로 떨어질 수 있습니다. 피크 파장도 온도에 따라 약간의 이동을 나타내며, 일반적으로 동작 범위에 걸쳐 몇 나노미터 증가합니다. 순방향 전압은 온도가 증가함에 따라 선형적으로 감소하며, 이는 정전류 구동기 설계에서 고려되어야 합니다.

4.4 디레이팅 곡선

디레이팅 곡선은 주변 온도의 함수로서 최대 허용 순방향 전류를 정의합니다. 접합 온도를 105°C 미만으로 유지하려면 높은 주변 온도에서 동작할 때 최대 허용 전류를 줄여야 합니다. 이 곡선은 장기적인 신뢰성을 보장하고 열 폭주를 방지하는 데 필수적입니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

LED는 크기가 2.04mm(길이) x 1.64mm(너비) x 0.75mm(높이)인 컴팩트한 표면 실장 장치(SMD) 패키지에 장착되어 있습니다. 패키지는 알루미나 세라믹(Al2O3)으로 제작되어 플라스틱 패키지에 비해 우수한 열전도율을 제공하여 칩에서의 열 방산을 돕습니다. 렌즈는 일반적으로 120도의 시야각을 제공합니다. 캐소드는 패키지에 표시되어 있습니다. 데이터시트에는 패드 위치와 허용 오차(일반적으로 ±0.2mm)를 지정하는 상세한 치수 도면이 제공됩니다. 중요한 참고 사항은 열 패드가 캐소드와 전기적으로 연결되어 있다는 점입니다. 기계적 설계는 기계적 응력으로 인해 고장이 발생할 수 있으므로 장치를 렌즈로 취급해서는 안 된다는 점을 강조합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

ELUA2016OGB는 리플로우 솔더링을 포함한 표준 표면 실장 기술(SMT) 공정에 적합합니다. 주요 지침은 다음과 같습니다: 패키지 및 내부 본딩에 대한 열 응력을 최소화하기 위해 리플로우 솔더링 공정은 두 번 이상 수행해서는 안 됩니다. 솔더링의 가열 단계 동안 LED에 기계적 응력을 가해서는 안 됩니다. 솔더링 공정이 완료된 후에는 솔더 조인트 또는 세라믹 패키지 자체의 균열을 방지하기 위해 인쇄 회로 기판(PCB)의 휨을 피해야 합니다. 접착제 경화를 사용하는 경우 표준 공정 흐름을 따라야 합니다. 이러한 주의 사항은 LED의 구조적 무결성과 장기적인 신뢰성을 유지하는 데 매우 중요합니다.

7. 주문 정보 및 모델 명명법

제품 주문 코드는 상세한 구조를 따릅니다: ELUA2016OGB-PXXXXYY3040060-V21M. 각 세그먼트는 특정 의미를 가집니다: "EL"은 제조사를 나타내고, "UA"는 UVA 유형을 나타내며, "2016"은 2.0x1.6mm 패키지 크기를 나타냅니다. "O"는 알루미나 세라믹 재질을 지정하고, "G"는 은 도금을 나타내며, "B"는 120도 빔 각도를 나타냅니다. "PXXXX" 섹션은 피크 파장 범위를 정의합니다(예: 360-370nm는 6070). "YY" 섹션은 최소 방사 플럭스 빈을 지정합니다(예: 50mW는 R1). "3040"은 3.0-4.0V의 순방향 전압 범위를 나타내고, "060"은 60mA의 순방향 전류를 지정합니다. 접미사 "V21M"은 수직 칩 타입, 20mil 칩 크기, 단일 칩 및 몰딩 공정 유형을 나타냅니다.

8. 응용 분야 권장 사항

8.1 일반적인 응용 시나리오

데이터시트에는 UV 네일 경화, UV 위조 지폐 감지, UV 모기 트랩 등 몇 가지 주요 응용 분야가 나열되어 있습니다. UV 경화에서는 일반적으로 365nm 또는 385nm 변종이 젤 및 접착제에서 광중합을 시작하는 데 사용됩니다. 위조 감지의 경우, 특정 파장(종종 365nm 또는 395nm)이 자외선 아래에서 형광을 발하는 보안 잉크나 재료를 여기시키는 데 사용됩니다. 곤충 트랩에서는 365nm 주변의 짧은 UVA 파장이 많은 날아다니는 곤충에게 매우 매력적입니다.

8.2 설계 고려 사항₂O₃이 LED로 설계할 때 몇 가지 요소가 가장 중요합니다. 열 관리가 중요합니다; 특히 최대 전류 또는 그 근처에서 동작할 때 열을 방산하기 위해 충분한 PCB 구리 면적 또는 방열판을 확보하십시오. 안정적인 광 출력을 보장하고 LED를 전류 스파이크로부터 보호하기 위해 정전류 구동 회로를 사용하십시오. 다중 LED 어레이용 구동 회로를 설계할 때 균일한 전류 분배를 보장하기 위해 순방향 전압 빈닝을 고려하십시오. 최종 응용 환경에서 출력과 파장의 온도 의존성을 고려하십시오. 신뢰성을 보장하기 위해 항상 절대 최대 정격을 준수하십시오.

9. 기술 비교 및 차별화

표준 플라스틱 패키지 UVA LED와 비교하여, ELUA2016OGB의 세라믹 패키지는 상당히 우수한 열 성능을 제공하여, 고온 또는 고출력 밀도 응용 분야에서 더 높은 최대 구동 전류 가능성, 더 나은 광유지율 및 더 긴 수명으로 이어집니다. 통합된 2kV ESD 보호는 제조 및 현장 사용에서 견고성을 향상시키는 현저한 장점입니다. 파장, 플럭스 및 전압에 걸친 정밀한 빈닝은 빈닝되지 않거나 느슨하게 빈닝된 제품에 비해 응용 성능에서 더 높은 일관성을 허용합니다. 작은 2016 점유 면적은 더 큰 패키지 유형으로는 불가능한 소형화를 가능하게 합니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 다양한 파장 모델(예: 365nm 대 405nm) 간의 차이점은 무엇입니까?₂O₃A: 주요 차이점은 피크 방출 파장입니다. 365nm는 더 짧은 UVA 범위에서 방출되며, 종종 특정 화학 물질 경화 및 곤충 유인에 사용됩니다. 405nm는 UVA와 가시광선 보라색의 경계에 있으며, 약간의 가시 신호가 필요하거나 특정 재료가 더 긴 파장에 더 잘 반응하는 응용 분야에 유용합니다.

Q: 이 LED를 100mA로 연속 구동할 수 있습니까?

A: 아닙니다. 최대 DC 순방향 전류는 절대 최대 정격입니다. 일반적인 동작 조건은 60mA입니다. 디레이팅 곡선에 표시된 것처럼 탁월한 냉각이 제공되지 않는 한, 100mA에서의 연속 동작은 접합 온도 정격을 초과할 것입니다. 이는 수명을 심각하게 단축시키고 즉시 고장을 일으킬 수 있습니다.

Q: 방사 플럭스 값(최소/일반/최대)을 어떻게 해석해야 합니까?

A: 최소값은 해당 빈에 대해 보장된 하한입니다. 일반값은 평균 또는 예상 성능입니다. 최대값은 상한입니다. 설계자는 최악의 시나리오 계산을 위해 최소값을 사용하여 응용 분야가 충분한 UV 강도를 받도록 해야 합니다.

Q: 열 패드는 전기적으로 절연되어 있습니까?

A: 아닙니다. 데이터시트는 열 패드가 캐소드와 전기적으로 통합되어 있다고 명시적으로 언급합니다. 이는 PCB 레이아웃 시 단락을 피하기 위해 고려되어야 합니다.

11. 실용적인 설계 및 사용 예시

예시 1: 휴대용 UV 경화 펜:

설계자가 치과 충전재나 네일 젤 경화를 위한 핸드헬드 장치를 만듭니다. 출력과 파장 적합성의 균형을 위해 ELUA2016OGB-P8090R43040060-V21M(385nm, 최소 65mW)을 선택합니다. LED 아래에 구리 영역을 방열판으로 사용하는 작은 PCB를 설계하고, 3.7V 리튬 이온 배터리에서 정전류 60mA를 제공하는 부스트 컨버터로 구동합니다. LED의 컴팩트한 크기는 세련된 펜 디자인을 가능하게 합니다.

예시 2: 지폐 검증기 모듈:

위조 감지 시스템을 위해 엔지니어는 안정적인 UV 광원이 필요합니다. 보안 기능에 대한 효과성 때문에 ELUA2016OGB-P6070R13040060-V21M(365nm)을 선택합니다. 작은 모듈에 4개의 LED 어레이를 설계합니다. 동일한 순방향 전압 빈(예: 3234)에서 LED를 선택하여 단일 정전류 구동기(60mA로 설정)와 직렬로 연결함으로써 어레이 전체에 걸쳐 균일한 밝기를 보장하고 구동기 설계를 단순화합니다.

12. 동작 원리 소개

ELUA2016OGB와 같은 UVA LED는 알루미늄 갈륨 나이트라이드(AlGaN) 재료 시스템을 기반으로 하는 반도체 장치입니다. p-n 접합에 순방향 전압이 가해지면 전자와 정공이 활성 영역으로 주입됩니다. 이들의 재결합은 광자의 형태로 에너지를 방출합니다. 이러한 광자의 특정 파장(UVA 범위, 315-400nm)은 활성 영역의 반도체 재료의 밴드갭 에너지에 의해 결정되며, 이는 에피택셜 성장 공정 중에 설계됩니다. 세라믹 패키지는 빛을 추출하고 기계적 보호를 제공하며, 가장 중요한 것은 반도체 칩에서 외부 환경으로 열을 전도하는 역할을 하며, 이는 효율과 수명을 유지하는 데 중요합니다.

13. 기술 동향 및 발전

UVA LED 시장은 더 높은 효율(전기 와트당 더 많은 방사 플럭스), 더 긴 장치 수명 및 밀리와트당 비용 절감을 향한 동향에 의해 주도됩니다. AlGaN 재료의 내부 양자 효율(IQE)을 개선하고 칩에서의 광 추출을 향상시키기 위한 지속적인 연구가 진행 중입니다. 패키징 동향에는 더욱 열 효율적인 기판 개발 및 특정 빔 패턴을 위한 새로운 렌즈 설계가 포함됩니다. 또한, 고급 의료 및 산업 경화 공정과 같이 매우 특정한 광자 에너지가 필요한 응용 분야를 위한 더 엄격한 파장 제어 및 더 좁은 스펙트럼 방출을 위한 추진이 있습니다. 2016과 같은 패키지로 예시되는 소형화 동향은 웨어러블 및 초소형 장치의 새로운 응용 분야를 계속해서 가능하게 합니다.

A: No. The datasheet explicitly states the thermal pad is electrically unified with the cathode. This must be considered during PCB layout to avoid short circuits.

. Practical Design and Usage Examples

Example 1: Portable UV Curing Pen:A designer creates a handheld device for curing dental fillings or nail gel. They select the ELUA2016OGB-P8090R43040060-V21M (385nm, 65mW min) for its balance of output and wavelength suitability. They design a small PCB with a copper pour under the LED as a heatsink, driven by a boost converter from a 3.7V Li-ion battery providing a constant 60mA. The compact size of the LED allows for a sleek pen design.

Example 2: Banknote Validator Module:For a counterfeit detection system, an engineer needs a stable UV source. They choose the ELUA2016OGB-P6070R13040060-V21M (365nm) for its effectiveness on security features. They design an array of 4 LEDs on a small module. By selecting LEDs from the same forward voltage bin (e.g., 3234), they connect them in series with a single constant-current driver set to 60mA, ensuring uniform brightness across the array and simplifying the driver design.

. Operating Principle Introduction

UVA LEDs, like the ELUA2016OGB, are semiconductor devices based on aluminum gallium nitride (AlGaN) material systems. When a forward voltage is applied across the p-n junction, electrons and holes are injected into the active region. Their recombination releases energy in the form of photons. The specific wavelength of these photons (in the UVA range, 315-400nm) is determined by the bandgap energy of the semiconductor materials in the active region, which is engineered during the epitaxial growth process. The ceramic package serves to extract the light, provide mechanical protection, and most importantly, conduct heat away from the semiconductor chip to the external environment, which is critical for maintaining efficiency and lifespan.

. Technology Trends and Developments

The UVA LED market is driven by trends towards higher efficiency (more radiant flux per electrical watt), longer device lifetimes, and reduced cost per milliwatt. There is ongoing research into improving the internal quantum efficiency (IQE) of AlGaN materials and enhancing light extraction from the chip. Packaging trends include the development of even more thermally efficient substrates and novel lens designs for specific beam patterns. Furthermore, there is a push for tighter wavelength control and narrower spectral emission for applications requiring very specific photon energies, such as advanced medical and industrial curing processes. The miniaturization trend, exemplified by packages like the 2016, continues to enable new applications in wearable and ultra-compact devices.