ELAT07-NB2025J5J7293910-F3Y LED 데이터시트 - 웜 화이트 - 200lm @ 1A - 2.95-3.95V - English Technical Document

1. 제품 개요

본 문서는 고성능 웜 화이트 발광 다이오드(LED)의 사양을 상세히 설명합니다. 이 장치는 컴팩트한 패키지 설계와 높은 발광 효율을 특징으로 하며, 고품질 조명이 필요한 공간 제약이 있는 응용 분야에 적합합니다.

이 LED의 핵심 장점은 소형 폼 팩터와 높은 광 출력의 결합에 있습니다. 순방향 전류 1암페어(Ampere)로 구동 시 일반적인 광속은 200루멘(lumens)이며, 광 효율은 와트당 54.47루멘(lumens per Watt)입니다. 이러한 균형 덕분에 다양한 조명 솔루션에 효율적인 선택지가 됩니다.

이 부품의 목표 시장은 다양하며, 주로 컴팩트하고 밝으며 따뜻한 화이트 광원이 필요한 응용 분야에 중점을 둡니다. 그 설계 파라미터는 소비자 가전과 전문 조명 기구 모두를 충족시킵니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 전기-광학적 특성

주요 전기-광학 파라미터는 솔더 패드 온도(Ts) 25°C에서 측정됩니다. 핵심 성능 지표는 광속(Iv)으로, 순방향 전류(IF) 1000mA 조건에서 최소값 180 lm, 전형값 200 lm입니다. 이 조건에서의 순방향 전압(VF)은 최소 2.95V에서 최대 3.95V 범위이며, 전형값은 특정 전압 빈에 따라 다릅니다. 이 웜 화이트 LED의 상관 색온도(CCT)는 2000K에서 2500K 사이입니다.

측정 허용 오차에 유의해야 합니다: 광속 및 조도 측정은 ±10%의 허용 오차를 가지며, 순방향 전압 측정은 ±0.1V의 허용 오차를 가집니다. 모든 전기 및 광학 데이터는 측정 중 자체 발열 효과를 최소화하기 위해 50 ms 펄스 조건에서 테스트됩니다.

2.2 Absolute Maximum Ratings

신뢰성 있는 동작을 보장하기 위해, 장치는 절대 최대 정격을 초과하여 동작시켜서는 안 됩니다. 연속(토치 모드) 동작 시 DC 순방향 전류 정격은 350 mA입니다. 펄스 동작의 경우, 특정 사이클(400 ms 켜짐, 3600 ms 꺼짐) 하에서 최대 30,000 사이클까지 1000 mA의 피크 펄스 전류가 허용됩니다.

본 장치는 ESD 보호 기능을 내장하고 있으며, JEDEC 3b 표준(Human Body Model)에 따라 테스트되어 최대 8000V까지 견딜 수 있습니다. 최대 허용 접합 온도(TJ)는 145°C이며, 동작 온도 범위는 -40°C에서 +85°C입니다. 저장 온도 범위는 -40°C에서 +100°C로 약간 더 넓습니다. 조립 시 납땜 온도 정격은 260°C이며, 장치는 최대 2회의 리플로우 사이클을 견딜 수 있습니다.

접합부에서 솔더 접점까지의 열저항(Rth)은 8.5 °C/W로 규정됩니다. 광도가 피크 값의 절반이 되는 편축 각도로 정의되는 시야각(2θ1/2)은 120도이며, 허용 오차는 ±5°입니다.

2.3 열 및 신뢰성 참고사항

주요 신뢰성 참고사항이 제공됩니다. 본 LED는 역방향 바이어스 동작을 위해 설계되지 않았습니다. 최대 접합 온도에서의 동작은 연속 1시간을 초과해서는 안 됩니다. 모든 사양은 IV(전류-전압) 특성 열화가 30% 미만이라는 기준으로 1000시간 신뢰성 시험을 통해 보증됩니다. 이 신뢰성 시험은 1.0 x 1.0 cm² Metal Core Printed Circuit Board (MCPCB)를 사용하여 양호한 열 관리 하에 수행됩니다.

본 제품은 JEDEC 표준에 따라 Moisture Sensitivity Level (MSL) 1로 분류됩니다. 이는 보호 포장이 개봉되지 않은 상태에서 ≤30°C 및 85% 상대 습도 조건에서 무제한의 유통 기한을 가지며, 포장이 개봉된 경우 85°C/85% RH 조건에서 168시간의 베이킹이 필요함을 의미합니다.

3. Binning System 설명

LED는 순방향 전압(VF), 광속(Iv), 색도(색좌표)라는 세 가지 주요 파라미터를 기준으로 빈으로 분류됩니다. 이 빈 분류는 생산 배치 간 전기적 및 광학적 성능의 일관성을 보장합니다.

3.1 순방향 전압 빈 분류

순방향 전압은 밀리볼트 단위의 전압 범위를 나타내는 4자리 코드로 식별되는 세 가지 빈으로 분류됩니다(예: 2932는 2.95V ~ 3.25V를 나타냄). 빈은 2932 (2.95V - 3.25V), 3235 (3.25V - 3.55V), 3539 (3.55V - 3.95V)입니다. 모든 측정은 IF=1000mA 조건에서 이루어집니다.

3.2 광속 빈닝

광속은 알파벳과 숫자로 구성된 코드(J5, J6, J7)를 사용하여 빈닝됩니다. 이 특정 부품 번호와 관련된 빈은 J5이며, 이는 IF=1000mA 조건에서 180 lm부터 200 lm까지의 광속 범위를 포함합니다. 다른 사용 가능한 빈으로는 J6 (200-250 lm)과 J7 (250-300 lm)이 있습니다.

3.3 색도(Color) Binning

이 웜 화이트 LED의 색도 빈은 CIE 1931 색 공간 내에서 정의됩니다. 빈 코드 2025는 2000K에서 2500K 사이의 상관 색온도를 나타내는 특정 색좌표 범위에 해당합니다. 이 빈의 기준 색좌표가 제공되며, 측정 허용 오차는 ±0.01입니다. 색도 빈은 동작 전류 IF=1000mA에서 정의됩니다.

4. 성능 곡선 분석

4.1 스펙트럼 분포 및 방사 패턴

일반적인 상대 스펙트럼 분포 곡선은 1000mA로 구동 시 파장별 광 출력을 나타냅니다. 피크 파장(λp)은 웜 화이트 형광체 변환 LED의 특성을 보여줍니다. 일반적인 방사 패턴은 람베르시안(Lambertian)으로, 광도가 시야각의 코사인에 비례함을 의미하며, 이로 인해 지정된 120도 시야각으로 넓고 균일한 빛의 분포가 이루어집니다.

4.2 순방향 특성

순방향 전압 대 순방향 전류 곡선은 반도체 다이오드의 전형적인 비선형 관계를 보여줍니다. 전류가 증가함에 따라 순방향 전압도 증가합니다. 상대 광속 대 순방향 전류 곡선은 광 출력이 전류와 함께 어떻게 증가하는지 보여주지만, 높은 전류에서는 열 증가로 인해 효율이 떨어질 수 있습니다. 상관 색온도(CCT) 대 순방향 전류 곡선은 방출되는 빛의 색온도가 구동 전류에 따라 약간 변할 수 있음을 나타냅니다. 이들 곡선에 대한 모든 상관 데이터는 1x1 cm² MCPCB를 사용한 우수한 열 관리 조건에서 테스트되었습니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

본 장치는 표면 실장 패키지로 제공됩니다. 패키지 치수는 엔지니어링 도면에 상세히 명시되어 있습니다. 주요 치수로는 전체 길이, 너비, 높이 및 패드 레이아웃과 간격이 포함됩니다. 별도로 명시되지 않는 한 치수 공차는 일반적으로 ±0.1mm입니다. 도면에는 조립 시 올바른 방향을 보장하기 위한 극성 식별 표시가 포함되어 있습니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

솔더의 권장 온도 상승률, 피크 온도 및 액상선 이상 시간을 상세히 설명하는 리플로우 솔더링 특성 프로파일이 제공됩니다. LED 패키지 및 내부 다이에 대한 열 손상을 방지하기 위해서는 이 프로파일을 준수하는 것이 중요합니다.

6.2 취급 및 보관 주의사항

중요한 취급 주의사항을 강조합니다. 본 장치는 ESD 보호 기능을 갖추고 있으나, 역바이어스 동작을 위해 설계된 것은 아닙니다. 약간의 전압 변화라도 큰 전류 변화를 유발하여 고장으로 이어질 수 있으므로, 과전류 상태를 방지하기 위해 회로에 외부 전류 제한 저항을 사용해야 합니다.

보관의 경우, MSL-1 등급은 장치가 통제된 조건 하에서 원래의 방습 포장 상태로 무기한 보관될 수 있음을 의미합니다. 포장을 개봉한 후에는 즉시 사용하지 않을 경우, 습기에 민감한 장치에 대한 표준 산업 관행을 따라야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

본 제품은 방습 포장으로 공급됩니다. 최소 포장 수량은 1000개입니다. 대량 주문의 경우, 리얼(reel) 형태로 제공되며 표준 적재 수량은 리얼당 2000개입니다. 리얼의 제품 라벨에는 주요 정보가 포함됩니다: 고객 제품 번호(CPN), 내부 부품 번호(P/N), 로트 번호, 포장 수량(QTY), 그리고 광속(CAT), 색상(HUE), 순방향 전압(REF)에 대한 빈 코드입니다. Moisture Sensitivity Level(MSL-X)도 표시됩니다.

캐리어 테이프와 이미터 리얼의 치수는 자동 픽앤플레이스 조립 공정을 용이하게 하기 위해 밀리미터 단위로 제공됩니다.

8. 적용 제안

8.1 대표적인 적용 시나리오

해당 LED의 사양에 따르면, 다음과 같은 여러 용도에 적합합니다: 소형 패키지에 고휘도가 필수적인 휴대폰 카메라 플래시; 디지털 비디오용 토치 라이트; 일반 실내 조명; 신호 및 안내 조명(예: 비상구 표시등, 계단 조명); 디스플레이 백라이트; 장식 및 엔터테인먼트 조명; 그리고 특정 자동차 규격을 충족하는 경우 외부 및 내부 자동차 조명.

8.2 설계 고려사항

설계자는 소자의 8.5 °C/W 열저항으로 인해 열 관리(thermal management)를 고려해야 합니다. 접합 온도를 허용 범위 내로 유지하기 위해서는, 일반적으로 PCB 패드와 열평면(thermal plane)에 연결된 트레이스를 통한 적절한 방열(heat sinking)이 필요하며, 특히 최대 전류 근처에서 구동할 때 더욱 중요합니다. 정전류 구동을 보장하기 위해 드라이버 설계 시 순방향 전압 빈(forward voltage bin)을 고려해야 합니다. 넓은 시야각(wide viewing angle)은 집중된 스포트라이트보다는 광범위한 조명이 필요한 응용 분야에 적합하게 만듭니다.

9. 규정 준수 및 환경 정보

The device is compliant with several environmental regulations. It is RoHS compliant and lead-free. The product itself will remain within RoHS compliant versions. It also complies with the EU REACH regulation. Furthermore, it is Halogen Free, with limits set at: Bromine (Br) < 900 ppm, Chlorine (Cl) < 900 ppm, and the sum of Bromine and Chlorine < 1500 ppm.

10. 자주 묻는 질문 (기술적 매개변수 기준)

Q: 이 LED에 인가할 수 있는 최대 연속 전류는 얼마입니까?
A: 토치 모드에서 DC 순방향 전류의 절대 최대 정격(Absolute Maximum Rating)은 350 mA입니다. 장기간 안정적으로 구동하기 위해서는 적절한 방열 설계와 함께 이 값 이하로 구동하는 것이 좋습니다.

Q: 이 LED를 350mA보다 높은 펄스 전류로 사용할 수 있나요?
A: 네, 펄스 동작 시 특정 듀티 사이클(400ms 켜짐 / 3600ms 꺼짐) 하에서 최대 30,000 사이클까지 1000 mA의 피크 전류가 허용됩니다. 이는 일반적으로 카메라 플래시 응용에 사용되는 조건입니다.

Q: 파트 번호(예: J5, 2932, 2025)의 빈 코드를 어떻게 해석해야 하나요?
A: 부품 번호에는 주요 빈 정보가 포함되어 있습니다. "J5"는 광속 빈(180-200 lm)을 나타내고, "2932"는 순방향 전압 빈(2.95-3.25V)을 나타냅니다. "2025"는 웜 화이트의 색도 빈(2000-2500K CCT)을 나타냅니다.

Q: 방열판이 필요한가요?
A> Given the thermal resistance of 8.5°C/W, effective thermal management is crucial, especially at higher currents. This typically involves designing the PCB with adequate thermal vias and copper area connected to the LED's solder pads. For high-power or continuous operation, an external heatsink may be necessary.

11. 설계 및 사용 사례 예시

시나리오: 소형 휴대용 작업등 설계.
설계자는 배터리로 작동하는 휴대용 작업등을 위해 밝고 따뜻한 백색 광원이 필요합니다. 주요 요구사항은 높은 광도, 배터리 수명 연장을 위한 우수한 효율, 그리고 넓은 빔 각도입니다. 이 LED는 강력한 후보입니다. 설계자는 밝기와 효율의 균형을 위해 700mA의 구동 전류를 선택하며, 성능 곡선에 따르면 이는 열을 관리하면서 높은 상대 광속을 제공할 것입니다. 정전류 구동 회로가 설계되며, 순방향 전압 빈(예: 빈 2932의 경우 일반적으로 3.1V)을 고려합니다. PCB는 다중 비아를 통해 하단의 동박 평면에 연결된 대형 열 패드로 설계되어 방열판 역할을 하며, 장시간 사용 중 접합 온도를 최대 145°C보다 훨씬 낮게 유지합니다. 120도의 시야각은 2차 광학 장치 없이도 넓고 유용한 작업 영역 조명을 제공합니다.

12. 기술 원리 소개

이 LED는 반도체 기술을 기반으로 합니다. 핵심은 인듐 갈륨 나이트라이드(InGaN) 소재로 만들어진 칩입니다. 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 반도체 구조 내에서 재결합하며, 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. InGaN 칩의 주요 발광 스펙트럼은 청색 영역입니다. 따뜻한 백색광을 만들기 위해 칩 위에 형광체 코팅이 적용됩니다. 이 형광체는 일부 청색광을 흡수하여 더 긴 파장(노란색, 적색)으로 재방출합니다. 남은 청색광과 형광체에 의해 변환된 빛이 혼합되어, 상관 색온도 2000K에서 2500K 사이의 따뜻한 백색으로 인지됩니다. 효율(lm/W)은 전력이 인간의 눈이 인지하는 가시광선으로 얼마나 효과적으로 변환되는지를 측정한 지표입니다.

13. 산업 동향과 배경

이러한 LED의 개발은 고효율, 높은 신뢰성, 소형화를 지향하는 고체 조명의 광범위한 트렌드의 일부입니다. 와트당 높은 루멘(효율) 추구는 계속해서 주요 동인으로 작용하며, 에너지 절약과 새로운 응용 가능성을 가능하게 합니다. 따뜻한 백색 색온도 범위(2000-2500K)는 기존 백열등이나 할로겐 광원을 모방하여 편안하고 아늑한 환경 조명을 연출하는 데 점점 더 인기를 얻고 있습니다. 더욱이, 강력한 ESD 보호 기능과 환경 규정(RoHS, REACH, Halogen-Free) 준수와 같은 특징의 통합은 표준이 되어, 산업의 신뢰성과 지속 가능성에 대한 초점을 반영합니다. 이 장치에서 볼 수 있듯이 소형 패키지에 고플럭스 밀도를 결합한 것은 조명 제품의 소형화와 더욱 작은 전자 장치로의 통합을 가능하게 합니다.