ELAT07-KB4050J5J7293910-F1S LED 데이터시트 - 패키지 7.0x?x?mm - 전압 2.95-3.95V - 전력 3.85W - 쿨 화이트 4000-5000K - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

ELAT07-KB4050J5J7293910-F1S는 컴팩트한 폼 팩터에서 높은 광 출력이 필요한 애플리케이션을 위해 설계된 고성능 표면 실장 LED입니다. 이 소자는 InGaN 칩 기술을 활용하여 4000K에서 5000K 범위의 상관 색온도(CCT)를 가진 쿨 화이트 빛을 생성합니다. 이 소자의 주요 설계 철학은 소형 패키지 내에서 높은 광학 효율을 달성하는 데 중점을 두어, 공간 제약이 있지만 까다로운 조명 솔루션에 적합하도록 합니다.

이 LED의 핵심 장점은 순방향 전류 1000mA에서 일반적인 광속 220루멘으로, 약 60.27루멘/와트의 광학 효율을 제공합니다. 최대 8kV까지 JEDEC JS-001-2017 (인체 모델) 표준을 준수하는 강력한 ESD 보호 기능을 내장하여 취급 및 조립 시 신뢰성을 향상시킵니다. 이 소자는 RoHS, REACH 및 무할로겐 지침을 완전히 준수하여 현대적인 환경 및 안전 표준을 충족합니다.

이 부품의 목표 시장은 소비자 가전, 전문 조명 및 자동차 애플리케이션을 포함하여 광범위합니다. 높은 밝기와 효율성 프로필은 성능과 소형화가 모두 중요한 역할에 특히 적합합니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

절대 최대 정격은 소자에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 스트레스 한계를 정의합니다. 이는 동작 조건이 아닙니다.

• DC 순방향 전류 (토치 모드): 350 mA. 이는 장시간 동작을 위해 권장되는 최대 연속 전류입니다.
• 피크 펄스 전류: 1000 mA. 이 정격은 카메라 플래시 애플리케이션에 일반적인 특정 펄스 조건(400ms 켜짐, 3600ms 꺼짐, 30000 사이클)에서 적용됩니다.
• ESD 저항 (HBM): 8000 V. 이 높은 수준의 보호 기능은 제조 및 취급 중 정전기 방전으로부터 LED를 보호합니다.
• 역방향 전압: 참고 1. 데이터시트는 이 LED가 역방향 바이어스 동작을 위해 설계되지 않았음을 명시합니다. 역방향 전압을 가하면 즉시 고장이 발생할 수 있습니다.
• 접합 온도 (Tj): 125 °C. 반도체 접합에서 허용되는 최대 온도입니다.
• 동작 및 보관 온도: 각각 -40°C ~ +85°C 및 -40°C ~ +100°C로, 넓은 환경 내성을 나타냅니다.
• 솔더링 온도: 260 °C. 이는 리플로우 솔더링 공정 중 허용되는 피크 온도입니다.
• 시야각 (2θ1/2): 120도. 이 넓은 시야각은 근사 람베르시안 방사 패턴을 특징으로 하여 넓고 균일한 조명을 제공합니다.
• 전력 소산 (펄스 모드): 3.85 W. 패키지가 펄스 조건에서 처리할 수 있는 최대 전력입니다.
• 열 저항 (Rth): 8.5 °C/W. 이 파라미터는 열 관리 설계에 매우 중요합니다. 이는 접합에서 솔더 패드 또는 케이스까지 소산되는 전력 와트당 온도 상승을 나타냅니다.

2.2 전기-광학 특성

이 파라미터는 일반적인 조건(Tsolder pad = 25°C)에서 측정되며 소자의 성능을 나타냅니다.

• 광속 (Iv): 최소 180 lm, IF=1000mA에서 일반 220 lm. 측정 허용 오차는 ±10%입니다.
• 순방향 전압 (VF): 1000mA에서 2.95V ~ 3.95V 범위, 측정 허용 오차 ±0.1V. 실제 VF는 섹션 3에 자세히 설명된 대로 빈닝됩니다.
• 색온도 (CCT): 4000K ~ 5000K, 쿨 화이트 영역을 정의합니다.
• 색 재현 지수 (CRI): ≥80. 이는 색 정확도가 중요한 일반 조명에 적합한 좋은 색 재현을 나타냅니다.
• 모든 전기 및 광학 데이터는 50ms 펄스 조건에서 테스트됩니다.이는 자체 발열 효과를 최소화하고 일관되고 비교 가능한 측정값을 제공하기 위함입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

대량 생산의 일관성을 보장하기 위해 LED는 주요 파라미터에 따라 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 밝기, 전압 및 색상에 대한 특정 애플리케이션 요구사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 순방향 전압 빈닝

순방향 전압은 4자리 코드(예: 2932, 3235, 3539)로 식별되는 세 개의 빈으로 분류됩니다. 이 코드는 0.1V 단위의 최소 및 최대 전압을 나타냅니다.

• 빈 2932: VF = 2.95V ~ 3.25V
• 빈 3235: VF = 3.25V ~ 3.55V
• 빈 3539: VF = 3.55V ~ 3.95V

특정 부품 번호 "KB4050J5J7293910"는 전압 빈이 "29"임을 나타내며, 이는 2932 빈(최소 2.95V)에 해당합니다.

3.2 광속 빈닝

광속은 문자-숫자 코드(예: J5, J6, J7)를 사용하여 빈닝됩니다.

• 빈 J5: Iv = 180 lm ~ 200 lm
• 빈 J6: Iv = 200 lm ~ 250 lm
• 빈 J7: Iv = 250 lm ~ 300 lm

부품 번호는 "J5"를 지정하여 1000mA에서 180-200 lm 빈에 위치시킵니다.

3.3 색도 (색상) 빈닝

색상은 CIE 1931 색도도에서 정의됩니다. 부품 번호에는 "4050"이 포함되어 있으며, 이는 4000K-5000K CCT 범위 내의 특정 색상 빈을 나타냅니다. 데이터시트는 이 빈의 모서리 좌표(CIE-x, CIE-y)를 제공합니다: (0.344, 0.336), (0.347, 0.375), (0.389, 0.403), (0.376, 0.355). 색좌표의 측정 허용 오차는 ±0.01입니다. 색상 빈은 IF=1000mA에서 정의됩니다.

4. 성능 곡선 분석

4.1 상대 스펙트럼 분포

스펙트럼 파워 분포 곡선은 청색 영역에서 지배적인 피크 파장(λp, 형광체 변환 백색 LED의 경우 일반적으로 약 450-455nm)을 보여주며, 형광체에서 나오는 황색/녹색/적색 영역에서 넓은 2차 방사를 보입니다. 이 조합이 쿨 화이트 빛을 생성합니다. 이 곡선은 스펙트럼이 좁은 피크뿐만 아니라 가시광선 영역 전반에 걸쳐 상당한 방출을 가지고 있음을 확인하여 CRI ≥80 주장을 입증합니다.

4.2 일반적인 방사 패턴

수평 및 수직 평면 모두에 대한 극좌표 방사 패턴 플롯은 120도 시야각을 가진 람베르시안 유사 분포를 확인시켜 줍니다. 상대 광도는 두 평면에서 거의 동일하여 대칭적인 방사를 나타내며, 이는 균일한 영역 조명에 이상적입니다.

4.3 순방향 전압 대 순방향 전류

이 곡선은 VF와 IF 사이의 비선형 관계를 보여줍니다. 전류가 0에서 1200mA로 증가함에 따라 순방향 전압이 상승합니다. 이 곡선은 드라이버 설계에 필수적이며, 다양한 동작 전류에서 필요한 공급 전압과 전력 소산을 결정하는 데 도움이 됩니다.

4.4 상대 광속 대 순방향 전류

이 그래프는 광 출력이 구동 전류에 어떻게 의존하는지 보여줍니다. 효율 저하 및 접합 가열 효과로 인해 광속은 펄스 측정에서도 전류에 대해 비선형적으로 증가합니다. 이 곡선은 짧은 펄스에서 광 출력을 극대화하는 것이 핵심인 카메라 플래시와 같은 애플리케이션에 매우 중요합니다.

4.5 상관 색온도 대 순방향 전류

CCT는 구동 전류에 따라 변화를 보입니다. 형광체 시스템의 전류 밀도 및 온도에 따른 동작에 따라 약간 증가하거나 감소할 수 있습니다. 이 그래프는 다양한 밝기 설정에서 안정적인 색온도가 필요한 애플리케이션에 중요합니다.

참고: 모든 상관 데이터는 1cm² 금속 코어 인쇄 회로 기판(MCPCB)을 사용한 우수한 열 관리 하에서 테스트되었으며, 데이터시트 성능 달성을 위한 방열판의 중요성을 강조합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

LED는 표면 실장 장치(SMD) 패키지로 제공됩니다. 도면의 정확한 길이와 너비 치수가 제공된 텍스트에 완전히 명시되지는 않았지만, 패키지 유형은 ELAT07입니다. 도면에는 패드 크기, 배치 및 전체 외곽선과 같은 중요한 치수가 포함되어 있으며, 별도로 명시되지 않는 한 표준 허용 오차는 ±0.1mm입니다. PCB의 적절한 패드 설계는 신뢰할 수 있는 솔더링, 기계적 안정성 및 최적의 열 및 전기적 성능에 필수적입니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 리플로우 솔더링

허용 가능한 최대 솔더링 온도는 260°C이며, 소자는 최대 3회의 리플로우 사이클을 견딜 수 있습니다. 피크 온도가 260°C 미만인 표준 무연 리플로우 프로파일을 사용해야 합니다. JEDEC Moisture Sensitivity Level (MSL)은 Level 1로 평가되며, 이는 소자가 ≤30°C/85% RH에서 무제한의 플로어 라이프를 가지며 건조 포장 없이 보관될 수 있음을 의미합니다. 그러나 리플로우 전에 85°C/85% RH에서 168시간의 소킹을 견뎌야 하며, 이는 표준 사전 조건 테스트입니다.

6.2 열 관리

열 저항(Rth)이 8.5 °C/W이므로, 특히 1000mA와 같은 높은 전류에서 동작할 때 효과적인 방열판은 필수적입니다. 데이터시트는 모든 신뢰성 테스트가 1.0cm² MCPCB를 사용하여 수행된다고 명시합니다. 최적의 수명과 성능을 위해 접합 온도는 가능한 한 낮게 유지되어야 하며, 125°C의 최대 접합 온도에서 1시간을 초과하는 기간 동안 동작하는 것은 피해야 합니다. 전력 소산(Pd = VF * IF)을 계산하고 이에 따라 관리해야 합니다.

6.3 취급 및 보관

보관 온도 범위는 -40°C ~ +100°C입니다. 통합된 8kV ESD 보호 기능에도 불구하고, 민감한 반도체 구조로 인해 취급 중에는 표준 ESD 예방 조치를 따라야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

LED는 방습 포장으로 공급됩니다. 캐리어 테이프에 적재되며, 릴당 표준 적재 수량은 2000개입니다. 최소 포장 수량은 1000개입니다. 릴의 제품 라벨링에는 고객 제품 번호(CPN), 제조사의 부품 번호(P/N), 로트 번호, 포장 수량(QTY) 및 광속(CAT), 색상(HUE), 순방향 전압(REF)에 대한 특정 빈 코드와 같은 여러 주요 필드가 포함됩니다. MSL 레벨도 표시됩니다. 캐리어 테이프 및 릴 치수는 데이터시트 도면에 밀리미터 단위로 제공됩니다.

8. 애플리케이션 권장사항

8.1 일반적인 애플리케이션 시나리오

• 휴대폰 카메라 플래시/스트로브: 높은 펄스 전류 용량(1000mA)과 높은 광속으로 인해 이 LED는 사진 촬영을 위한 밝은 조명을 제공하는 카메라 플래시 애플리케이션에 이상적입니다.
• 디지털 비디오용 토치 라이트: 일정 또는 가변 밝기 비디오 조명으로 사용할 수 있습니다.
• 일반 실내 조명: 다운라이트, 패널 조명 및 기타 컴팩트하고 고출력 광원이 필요한 기구에 적합합니다.
• 백라이트: 높은 밝기가 필요한 TFT-LCD 디스플레이용.
• 자동차 조명: 내부 맵 라이트, 돔 라이트 또는 외부 보조 조명용으로, 특정 자동차 인증 표준을 충족하는 경우.
• 장식 및 건축 조명: 액센트 조명, 계단 조명 및 방향 표지용.

8.2 설계 고려사항

• 드라이버 선택: 순방향 전압 범위(2.95V-3.95V)와 호환되고 필요한 전류(예: 350mA 연속, 1000mA 펄스)를 공급할 수 있는 정전류 LED 드라이버를 선택하십시오.
• PCB 레이아웃: PCB 패드가 데이터시트 권장사항과 일치하는지 확인하십시오. 열전도성 PCB(예: MCPCB 또는 서멀 비아가 있는 FR4)와 충분한 구리 면적을 사용하여 효과적으로 열을 발산하십시오. LED 솔더 패드에서 방열판까지의 열 경로는 저항이 낮아야 합니다.
• 광학 설계: 120도 시야각은 스포트라이트나 플래시와 같은 특정 애플리케이션에 대해 원하는 빔 패턴을 달성하기 위해 2차 광학(렌즈, 반사판)을 필요로 할 수 있습니다.
• 전기적 보호: LED에 높은 ESD 보호 기능이 있지만, 가혹한 환경에서 견고성을 위해 PCB에 서지 전압 억제(TVS) 다이오드 또는 기타 보호 회로를 포함하는 것이 좋은 관행입니다.

9. 기술 비교 및 차별화

이 데이터시트에서 다른 모델과의 직접적인 나란한 비교는 제공되지 않지만, 이 LED의 주요 차별화 기능을 추론할 수 있습니다:

• 소형 패키지의 고효율: 1A에서 60.27 lm/W는 고전류 SMD LED에 대해 경쟁력 있는 효율입니다.
• 강력한 ESD 보호: 8kV HBM 보호는 많은 표준 LED보다 높아 신뢰성을 향상시킵니다.
• 포괄적인 빈닝: 광속, 전압 및 색상에 대한 엄격한 빈닝은 생산 런의 일관성을 보장하며, 균일성이 중요한 다중 LED 어레이에 매우 중요합니다.
• 고 CRI 옵션: CRI ≥80이 제공되며, 이는 색상 품질이 중요한 조명 애플리케이션에 유리하며, 일반적인 70-CRI LED와 비교됩니다.
• 펄스 성능: 높은 펄스 전류에 대해 특성화 및 정격화되어 플래시 애플리케이션을 위해 특별히 제작되었습니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q1: 이 LED를 1000mA로 연속 구동할 수 있습니까?

A: 아니요. DC 순방향 전류(토치 모드)의 절대 최대 정격은 350mA입니다. 1000mA 정격은 펄스 동작(400ms 켜짐, 3600ms 꺼짐)에만 적용됩니다. 1000mA로 연속 동작하면 전력 소산 및 접합 온도 한계를 초과하여 급격한 성능 저하 또는 고장으로 이어질 수 있습니다.

Q2: 부품 번호의 코드 "KB4050J5J7293910"는 무엇을 의미합니까?

A: 이는 소자의 성능 특성을 지정하는 빈닝 코드입니다: "4050" = 색상 빈(4000-5000K 내), "J5" = 광속 빈(180-200 lm), "29" = 순방향 전압 빈(2.95-3.25V). "3910"은 다른 제품별 코드를 나타낼 수 있습니다.

Q3: 이 LED에 방열판이 필요합니까?

A: 절대적으로 필요합니다, 특히 최대 정격 근처에서 동작할 때. 8.5°C/W의 열 저항은 소산되는 전력 와트당 접합 온도가 솔더 패드 온도보다 8.5°C 상승함을 의미합니다. 적절한 방열판 없이 접합 온도는 125°C 한계를 빠르게 초과하여 수명과 광 출력을 감소시킵니다.

Q4: 역극성 보호 회로가 필요합니까?

A: 예. 데이터시트는 LED가 역방향 바이어스를 위해 설계되지 않았음을 명시합니다. 역방향 전압을 우연히 가하면, 작은 전압이라도 즉각적이고 치명적인 고장을 일으킬 수 있습니다. 드라이버 회로는 이에 대한 보호 기능을 포함해야 합니다.

Q5: 시간과 온도에 따른 색상 안정성은 어떻습니까?

A: 데이터시트는 지정된 테스트 조건에서 광속 저하가 30% 미만으로 1000시간 동안의 신뢰성을 보장합니다. 수명 동안의 색상 변화는 백색 LED에서 일반적인 현상이지만, 제공된 데이터에서는 정량화되지 않았습니다. 적절한 열 관리는 시간이 지남에 따른 색상 변화를 최소화하는 핵심입니다.

11. 실용적인 설계 및 사용 사례

사례: 고출력 휴대폰 카메라 플래시 설계

설계자가 스마트폰용 듀얼 LED 플래시를 만들고 있습니다. 높은 펄스 출력과 작은 크기 때문에 ELAT07-KB4050J5J7293910-F1S를 선택합니다. 설계 과정은 다음을 포함합니다:

1. 드라이버 회로: 두 개의 직렬 연결된 LED(총 Vf ~6-8V)에 1000mA 펄스를 전달할 수 있는 컴팩트하고 고효율의 스위치 모드 커패시터 충전기 IC를 선택합니다.

2. PCB 레이아웃: LED용 전용 소형 MCPCB 또는 두꺼운 구리 FR4 서브 보드를 설계하여 방열판 역할을 하도록 합니다. LED는 열 간섭을 피하기 위해 충분한 간격을 두고 배치됩니다.

3. 열 분석: 플래시 시퀀스 동안의 온도 상승을 모델링합니다. 400ms 펄스 동안 접합 온도가 급상승합니다. 설계는 여러 번의 플래시 동안 접합 온도가 한계 내에 머물도록 보장해야 합니다.

4. 광학: 각 LED를 작고 효율적인 TIR(전반사) 렌즈와 짝지어 120도 빛을 사진 촬영에 적합한 더 넓고 균일한 빔으로 조준하여 핫스팟을 방지합니다.

5. 테스트: 광 출력, 두 LED 간의 색온도 일관성(엄격하게 빈닝된 부품 사용), 다양한 배터리 조건에서의 플래시 재사용 시간을 검증합니다.

12. 동작 원리

이것은 형광체 변환 백색 LED입니다. 핵심은 인듐 갈륨 나이트라이드(InGaN)로 만들어진 반도체 칩입니다. 순방향 전압이 가해지면 전자와 정공이 칩의 활성 영역 내에서 재결합하여 광자를 방출합니다. InGaN 칩의 주요 방출은 청색 파장 범위입니다. 이 청색광은 칩 위 또는 근처에 증착된 형광체 재료(일반적으로 세륨이 도핑된 이트륨 알루미늄 가닛, YAG:Ce) 층을 때립니다. 형광체는 청색광의 일부를 흡수하고 넓은 스펙트럼의 황색광으로 재방출합니다. 남은 청색광과 변환된 황색광의 혼합물은 인간의 눈에 백색광으로 인식됩니다. 청색과 황색의 정확한 비율 및 특정 형광체 구성은 상관 색온도(CCT)와 색 재현 지수(CRI)를 결정합니다.

13. 기술 트렌드

ELAT07 시리즈와 같은 LED의 개발은 몇 가지 주요 산업 트렌드를 따릅니다:

효율 증가 (lm/W): 지속적인 연구는 청색 칩의 내부 양자 효율과 형광체의 변환 효율을 개선하여 루멘/와트를 더 높이고 에너지 소비를 줄이는 데 초점을 맞추고 있습니다.

더 높은 전력 밀도: 더 작은 패키지에서 더 많은 빛을 생산하려는 추진은 열을 더 효과적으로 제거하기 위해 열 관리 재료 및 패키지 설계의 발전을 요구합니다.

향상된 색상 품질 및 일관성: 트렌드에는 더 높은 CRI 값(90+)으로의 이동, 배치 간 더 나은 색상 균일성, 구동 전류 및 온도에 따른 더 안정적인 색상(CCT 변화 감소)이 포함됩니다.

향상된 신뢰성: 재료(에폭시, 형광체, 다이 부착) 및 패키지 밀봉의 개선은 수명과 광 유지율을 증가시키며, 특히 고온 동작 조건에서 그렇습니다.

통합: 다중 LED 칩, 드라이버 및 때로는 제어 회로를 단일 모듈 또는 패키지로 통합하여 최종 제품 조립을 단순화하는 추세가 있습니다.