파 레드 LED PLCC 2835 사양 - 크기 2.8x3.5x0.65mm - 순방향 전압 1.8-2.6V - 전력 468mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

이 사양서는 표준 PLCC-2 패키지(2.8mm x 3.5mm x 0.65mm)의 고성능 파 레드 발광 다이오드(LED)에 대해 설명합니다. 본 소자는 GaAs 기판 위에 AlGaAs(알루미늄갈륨비소) 에피택셜 층을 사용하여 파 레드 영역(730-740nm)에서 효율적인 발광을 구현합니다. 주로 원예용 조명, 조직 배양, 경관 조명용으로 설계되었으며, 120도의 넓은 시야각과 자동 SMT 조립에 적합한 견고한 신뢰성을 제공합니다.

주요 특징은 다음과 같습니다:

• 패키지: PLCC-2, 2.8mm x 3.5mm x 0.65mm
• 피크 파장: 730-740 nm (파 레드)
• 총 복사속: 150 mA에서 40-140 mW
• 순방향 전압: 150 mA에서 1.8-2.6 V
• 시야각: 120도
• 습기 민감도 등급: MSL 3
• RoHS 준수

2. 심층 기술 파라미터 해석

2.1 전기 및 광학 특성 (Ts=25°C)

모든 측정은 표준화된 환경에서 솔더 포인트 온도 25°C로 수행됩니다. 별도로 명시되지 않는 한 LED는 150mA의 순방향 전류에서 테스트됩니다.

• 순방향 전압 (VF):150mA에서 1.8V(최소) ~ 2.6V(최대) 범위입니다. 일반적인 값은 명시되지 않았지만 비닝 범위 내에 있습니다. 측정 공차는 ±0.1V입니다.
• 역방향 전류 (IR):VR =5V에서 10 µA 미만으로, 우수한 접합 품질을 나타냅니다.
• 총 복사속 (Φe):150mA에서 40-140 mW입니다. 적분구로 측정한 총 광 출력입니다. 공차: ±10%.
• 시야각 (2θ1/2):일반적으로 120도(반치전폭)로, 균일한 조명에 적합한 넓은 발광 패턴을 제공합니다.
• 피크 파장 (λp):730-740nm로, 식물 광형태 형성(피토크롬 Pfr 흡수)에 중요한 파 레드 영역의 중심입니다. 공차: ±1nm.
• 열저항 (RTHJ-S):접합부에서 솔더 포인트까지 일반적으로 35°C/W로, 열 관리 계산에 필수적입니다.

2.2 절대 최대 정격

이 한계를 초과하면 영구적인 손상이 발생할 수 있습니다. 소자는 지정된 안전 동작 영역 내에서 작동해야 합니다.

• 전력 소모 (PD): 468 mW
• 순방향 전류 (IF): 180 mA (DC)
• 피크 순방향 전류 (IFP): 300 mA (1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)
• 역방향 전압 (VR): 5 V
• 정전기 방전 (ESD HBM): 2000 V
• 동작 온도 (TOPR): -40 ~ +85°C
• 보관 온도 (TSTG): -40 ~ +100°C
• 접합 온도 (TJ): 최대 115°C

디레이팅: 높은 주변 온도에서는 솔더 온도 대 순방향 전류 곡선(그림 1-10)에 따라 순방향 전류를 감소시켜 접합 온도가 115°C 미만으로 유지되도록 해야 합니다.

3. 비닝 시스템 설명

LED는 150mA에서 순방향 전압, 피크 파장, 총 복사속에 따라 비닝됩니다. 이를 통해 고객은 좁은 파라미터 분산을 가진 소자를 선택하여 일관된 시스템 성능을 얻을 수 있습니다.

3.1 순방향 전압 (VF) 빈

B1에서 E2까지 8개의 빈이 0.1V 간격으로 1.8-2.6V 범위를 포함합니다:

• B1: 1.8-1.9 V
• B2: 1.9-2.0 V
• C1: 2.0-2.1 V
• C2: 2.1-2.2 V
• D1: 2.2-2.3 V
• D2: 2.3-2.4 V
• E1: 2.4-2.5 V
• E2: 2.5-2.6 V

3.2 피크 파장 (λp) 빈

두 개의 빈이 정의됩니다:

• R25: 730-735 nm
• R26: 735-740 nm

3.3 총 복사속 (Φe) 빈

두 개의 광속 빈:

• FR: 40-90 mW
• FR2: 90-140 mW

참고: VF, 파장 및 광속 빈의 조합은 추적성을 위해 각 릴 라벨에 표시됩니다.

4. 성능 곡선 분석

4.1 순방향 전압 대 순방향 전류 (그림 1-7)

그래프는 일반적인 지수 I-V 특성을 보여줍니다. 150mA에서 VF는 약 2.0-2.2V(중간 범위)입니다. 곡선이 가파르므로 열 폭주를 방지하기 위해 전류 조정 구동이 필요합니다.

4.2 상대 강도 대 순방향 전류 (그림 1-8)

광 출력은 전류에 따라 약 120mA까지 준선형적으로 증가하다가 접합 발열로 인해 더 높은 전류에서 약간 포화됩니다. 150mA에서 상대 강도는 120mA 값의 약 90%입니다.

4.3 온도 의존성 (그림 1-9, 1-10, 1-11, 1-12)

• 상대 광속 대 솔더 온도:온도가 20°C에서 100°C로 상승함에 따라 상대 광속은 약 30% 감소합니다(AlGaAs LED의 일반적인 특성).
• 최대 순방향 전류 대 온도:TJ ≤ 115°C를 유지하기 위해 60°C 이상에서는 허용 순방향 전류를 줄여야 합니다. 예를 들어, 85°C에서는 IF가 120mA를 초과하지 않아야 합니다.
• 순방향 전압 대 온도:VF는 온도에 따라 선형적으로 감소합니다(약 -2 mV/°C)(LED의 일반적인 특성).
• 파장 대 온도:피크 파장은 온도 상승에 따라 약간 더 긴 파장(적색 편이)으로 이동하며, 약 +0.03 nm/°C입니다.

4.4 스펙트럼 분포 (그림 1-13)

발광 스펙트럼은 좁으며(FWHM 약 20-25nm) 730-740nm를 중심으로 합니다. 피크는 식물 피토크롬 Pfr(730nm)의 흡수 피크와 일치하여 원예에서 광주기 제어에 이상적입니다.

4.5 방사선 다이어그램 (그림 1-14)

발광 패턴은 램버시안 유사이며, 축에서 ±60도 떨어진 곳에서 상대 강도가 50%로 떨어져 120도 시야각을 확인합니다.

5. 기계적 및 포장 정보

5.1 패키지 치수

PLCC-2 패키지는 상단에서 2.80mm x 3.50mm, 높이 0.65mm입니다. 하단에는 두 개의 애노드/캐소드 패드(A: 애노드, C: 캐소드)가 있으며 상단에 극성 표시가 있습니다. 별도로 명시되지 않은 경우 공차 ±0.2mm입니다.

5.2 솔더링 패턴

권장 솔더링 패드는 그림 1-5에 나와 있습니다. 패턴에는 하단 단자에 맞는 두 개의 직사각형 패드(애노드 1.90mm x 2.10mm, 캐소드 2.10mm x 1.90mm)가 포함됩니다.

5.3 극성 식별

상단 표면에 명확한 극성 표시(노치 또는 점)가 있습니다. 캐소드는 일반적으로 더 큰 패드입니다(그림 1-4 참조).

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

권장 리플로우 프로파일(그림 3-1)은 JEDEC 표준을 따릅니다. 주요 매개변수:

• 상승 속도: 최대 3°C/s
• 예열: 150-200°C에서 60-120초
• 217°C 이상 유지 시간(TL): 최대 60초
• 피크 온도(TP): 최대 260°C에서 10초
• 냉각 속도: 최대 6°C/s
• 25°C에서 TP까지 총 시간: ≤8분

리플로우는 2회만 허용됩니다. 수동 솔더링: 인두 온도<300°C,<3초, 단 1회만.

6.2 습기 처리

LED는 습기에 민감합니다(MSL 3). 알루미늄 백 개봉 전: 보관 조건<30°C / 75% RH, 1년 이내 사용. 개봉 후:<30°C / 60% RH, 24시간 이내 사용. 초과할 경우 사용 전 60±5°C에서 24시간 이상 베이킹하십시오.

6.3 세척 및 취급 주의사항

실리콘 봉지재는 부드러우므로 렌즈에 기계적 압력을 가하지 마십시오. 세척 시 이소프로필 알코올만 사용하고, 초음파 세척은 권장하지 않습니다. 유기 증기를 방출하는 접착제는 사용을 피해야 합니다. 정전기 방지 조치가 필수입니다(ESD 감도 2000V HBM).

7. 포장 및 주문 정보

7.1 포장 사양

각 릴에는 최대 4000개가 들어 있습니다. 캐리어 테이프 치수는 그림 2-1에 명시되어 있으며, 공급 방향 표시기와 극성 표시가 있습니다. 릴 치수: 직경 178mm(허브 13.5mm), 폭 10.5mm. 정전기 방지 백 및 골판지 상자 포장(그림 2-2 ~ 2-5).

7.2 라벨 정보

각 릴에는 부품 번호, 사양 번호, 로트 번호, 빈 코드(VF 빈, 파장 빈, 광속 빈 포함), 수량 및 날짜 코드가 표시됩니다.

부품 번호 예:RF-AL-T28352H0FR-00(패키지, 색상, 광속/파장 빈 인코딩).

8. 응용 제안

이 파 레드 LED는 다음에 이상적입니다:

• 식물 공장:수직 농장에서 개화와 결실을 촉진하기 위한 보충 조명(피토크롬 상호작용).
• 조직 배양:열 손상 없이 체외 증식을 위한 단색 광원.
• 경관 조명:정원 또는 건축물 특징을 위한 깊은 적색 톤의 악센트 조명.
• 일반 조명:청색/심적색 LED와 결합하여 광범위한 스펙트럼의 원예용 조명 기구를 만듭니다.

설계 고려 사항:

• 과전류를 방지하기 위해 항상 전류 제한 저항 또는 정전류 드라이버를 사용하십시오.
• 접합 온도를 115°C 미만으로 유지하기 위해 솔더 패드에 적절한 방열판을 확보하십시오.
• 어레이의 경우 긴 트레이스의 전압 강하와 VF 빈 분산으로 인한 전류 공유 불일치를 고려하십시오.
• 실리콘 렌즈를 높은 황, 염소 또는 브롬 농도에 노출시키지 마십시오(제한: S<100 ppm, 단일 Br/Cl<900 ppm, 총 Br+Cl<1500 ppm).

9. 경쟁 기술과의 기술 비교

표준 적색 AlGaInP LED(630-660nm)와 비교하여 AlGaAs 파 레드 LED는 730-740nm 대역에서 더 높은 복사 효율을 제공합니다. 이 파장은 표준 적색 LED로는 달성할 수 없는 피토크롬 Pfr 반응에 특별히 필요합니다. AlGaAs는 파 레드 영역에서 AlGaInP보다 더 나은 온도 안정성을 보여주지만 열 관리는 여전히 중요합니다.

10. 자주 묻는 질문

1. 이 LED를 200mA로 구동할 수 있나요?절대 최대 연속 전류는 180mA입니다. 열 저항을 고려하지 않으면 200mA 구동 시 접합 온도 정격을 초과할 수 있습니다. 권장하지 않습니다.
2. 일반적인 효율(mW/mA)은 얼마인가요?150mA에서 복사속은 약 90mW(일반 중간 빈)이므로 약 0.6mW/mA입니다. 효율은 드룹으로 인해 전류에 따라 감소합니다.
3. 설계에 적합한 빈을 어떻게 선택하나요?정확한 파장을 위해서는 R25 또는 R26을 선택하십시오. 일관된 밝기를 위해서는 FR 또는 FR2를 선택하십시오. 직렬 연결에서 전압 매칭을 위해서는 좁은 VF 빈을 선택하십시오.
4. 이 LED는 일반적인 SMT 픽앤플레이스 장비와 호환되나요?네, PLCC-2 패키지는 표준이며 적절한 노즐(실리콘 렌즈에 압력을 가하지 않도록 주의)을 사용하여 대부분의 기계에서 처리할 수 있습니다.

11. 실제 응용 사례 연구

사례: 실내 양상추 생산
총 PPFD 200 µmol/m²/s에서 20% 청색(450nm)과 80% 파 레드(730nm) LED를 사용한 식물 공장은 70% 적색(660nm) + 30% 청색 스펙트럼에 비해 양상추 수확량이 15% 증가했습니다. 파 레드 성분은 잎 확장을 촉진하고 성장 주기를 가속화했습니다. LED는 120mA(열 한계 내)로 구동되었으며 열 비아가 있는 알루미늄 코어 PCB에 장착되었습니다. 10,000시간 후에도 고장이 관찰되지 않았습니다.

12. 작동 원리

이 LED는 GaAs 기판 위에 성장된 이중 이종 구조(DH) AlGaAs p-n 접합을 기반으로 합니다. 순방향 바이어스가 인가되면 전자와 정공이 활성 영역에서 복사 재결합하여 AlGaAs의 밴드갭(~1.7eV, ~730nm)에 해당하는 에너지를 가진 광자를 방출합니다. PLCC 패키지는 상단에서 빛을 추출하기 위한 반사 공동을 제공하고, 실리콘 렌즈는 칩을 보호하고 광 추출을 향상시킵니다. 클래딩 층의 넓은 밴드갭은 캐리어를 효율적으로 가둬 높은 내부 양자 효율을 제공합니다.

13. 기술 동향 및 전망

파 레드 LED에 대한 수요는 제어된 환경 농업의 확장과 함께 빠르게 증가하고 있습니다. 혁신은 벽 플러그 효율(현재 약 25-35%) 개선과 고급 패키징(예: 세라믹 기판, 플립칩)을 통한 열 저항 감소에 중점을 두고 있습니다. 미래 트렌드에는 폐쇄 루프 스펙트럼 제어를 위한 센서 통합과 단일 패키지에 청색 및 파 레드 이미터를 결합한 다중 접합 구조가 포함됩니다. AlGaAs 재료 시스템은 딥 레드에서 계속 지배적이며, 드룹 거동의 추가 개선이 예상됩니다.