ELCS14G-NB2530J6J7293910-F3Y LED 데이터시트 - 패키지 2.5x3.0mm - 전압 2.95-3.95V - 광속 220lm @1A - 웜화이트 2500-3000K - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

ELCS14G-NB2530J6J7293910-F3Y는 컴팩트한 폼 팩터에서 높은 광 출력과 우수한 효율이 필요한 애플리케이션을 위해 설계된 고성능 표면 실장 LED입니다. 이 소자는 InGaN 칩 기술을 사용하여 2500K에서 3000K 범위의 상관 색온도(CCT)를 가진 웜화이트 빛을 생성합니다. 주요 설계 목표는 작은 공간을 유지하면서 높은 광속을 제공하여 공간이 제한된 설계에 적합하도록 하는 것입니다. 이 LED의 핵심 장점은 1000mA의 구동 전류에서 전형적인 광속 220 루멘으로, 약 63.77 루멘/와트의 높은 광 효율을 제공합니다. 목표 시장은 신뢰성과 성능이 중요한 소비자 가전, 일반 조명 및 특수 조명 애플리케이션에 이르기까지 다양합니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

이 소자는 장기적인 신뢰성을 보장하기 위해 엄격한 한도 내에서 작동하도록 지정됩니다. 절대 최대 정격은 영구적인 손상이 발생할 수 있는 경계를 정의합니다. 연속(토치 모드) 작동을 위한 DC 순방향 전류 정격은 350mA입니다. 펄스 작동의 경우, 특정 듀티 사이클(켜짐 400ms, 꺼짐 3600ms, 30000 사이클)에서 1000mA의 피크 펄스 전류가 허용됩니다. 최대 접합 온도는 145°C이며, 작동 온도 범위는 -40°C에서 +85°C입니다. 이 소자는 최대 두 번의 리플로우 사이클 동안 260°C의 솔더링 온도를 견딜 수 있습니다. 이 LED는 역방향 바이어스 작동을 위해 설계되지 않았음을 유의하는 것이 중요합니다. 접합에서 솔더 패드까지의 열 저항은 8.5°C/W로 지정되며, 이는 열 관리 설계의 핵심 파라미터입니다.

2.2 전기-광학 특성

주요 성능 파라미터는 솔더 패드 온도(Ts) 25°C의 제어된 조건에서 측정됩니다. 주요 특성은 광속(Iv)으로, IF 1000mA에서 전형적인 값이 220 루멘이며, 빈닝 구조에 따라 최소 200 lm, 최대 300 lm입니다. 이 전류에서의 순방향 전압(VF)은 2.95V(최소)에서 3.95V(최대)까지 범위하며, 전형적인 값은 3.45V입니다. 상관 색온도는 2750K를 중심으로 2500K에서 3000K 사이의 범위를 가집니다. 모든 전기 및 광학 데이터는 자체 발열 효과를 최소화하기 위해 50ms 펄스 조건을 사용하여 테스트되며, 이는 데이터가 상당한 열 상승 전 LED의 성능을 나타내도록 보장합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

제품은 광속, 순방향 전압, 색도(색좌표)라는 세 가지 핵심 파라미터에 따라 그룹화됩니다. 이 빈닝은 애플리케이션 설계의 일관성을 보장합니다.

3.1 광속 빈닝

광속은 코드 'J6' 아래로 빈닝됩니다. 이 빈은 1000mA 구동 시 최소 200 lm에서 최대 300 lm까지의 광속 범위를 지정하며, 전형적인 값은 220 lm입니다.

3.2 순방향 전압 빈닝

순방향 전압은 코드 '2939' 아래로 빈닝됩니다. 이 빈은 1000mA에서 2.95V에서 3.95V까지의 VF 범위를 정의하며, 전형적인 값은 3.45V입니다.

3.3 색도 빈닝

색상은 코드 '2530' 아래로 빈닝됩니다. 이는 CIE 1931 색도도에서 2500K에서 3000K 사이의 CCT를 가진 웜화이트 색상에 해당하는 특정 영역을 가리킵니다. 빈 구조는 색상 일관성을 보장하기 위해 특정 (x, y) 좌표 경계로 정의됩니다. 색좌표의 측정 허용 오차는 ±0.01입니다.

4. 성능 곡선 분석

4.1 순방향 전압 대 순방향 전류

순방향 전압(VF)과 순방향 전류(IF) 사이의 관계는 다이오드 동작의 전형적인 비선형입니다. 곡선은 IF가 증가함에 따라 VF가 증가하는 것을 보여줍니다. 설계자는 이 곡선을 사용하여 다른 작동 전류에서 LED 양단의 전압 강하를 추정하며, 이는 드라이버 회로 설계 및 전력 소산 계산에 중요합니다.

4.2 상대 광속 대 순방향 전류

이 곡선은 구동 전류에 대한 광 출력을 보여줍니다. 초기에는 광속이 전류와 거의 선형적으로 증가하지만, 더 높은 전류에서는 접합 온도 증가 및 기타 반도체 물리 효과로 인해 효율 저하(효율 감소)의 징후를 보일 수 있습니다. 이 곡선은 밝기와 효율의 균형을 맞추기 위한 최적의 작동 지점을 결정하는 데 도움이 됩니다.

4.3 CCT 대 순방향 전류

상관 색온도는 구동 전류에 따라 이동할 수 있습니다. 이 곡선은 작동 전류 범위에 걸친 CCT의 변화를 보여줍니다. 이 웜화이트 LED의 경우, CCT는 전류 범위에 걸쳐 상대적으로 안정적으로 유지되며, 약 2500K에서 3000K 사이에 머무르며, 이는 일관된 색상 외관이 필요한 애플리케이션에 중요합니다.

4.4 상대 스펙트럼 분포

스펙트럼 파워 분포(SPD) 그래프는 각 파장에서 방출되는 빛의 강도를 보여줍니다. 화이트 LED의 경우, 이는 일반적으로 InGaN 칩의 넓은 청색 피크와 형광체의 더 넓은 노란색/적색 방출을 보여줍니다. 피크 파장(λp)과 스펙트럼의 모양은 빛의 색 재현 특성을 결정합니다.

4.5 전형적인 방사 패턴

극좌표 방사 패턴은 빛의 공간적 분포를 나타냅니다. 이 소자는 람베르시안 방사 패턴을 특징으로 하며, 여기서 광도는 시야각의 코사인에 비례합니다. 강도가 피크 값의 절반으로 떨어지는 시야각(2θ1/2)은 120도(±5° 허용 오차)로 지정됩니다. 이 넓은 시야각은 일반 조명 애플리케이션에 적합합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

LED는 컴팩트한 표면 실장 장치(SMD) 패키지에 장착됩니다. 패키지 치수는 부품 번호의 '2530'에서 나타내듯이 길이 2.5mm, 너비 3.0mm입니다. 상세한 치수 도면은 LED 본체, 솔더 패드(애노드 및 캐소드) 및 기계적 특징에 대한 정확한 측정값을 제공합니다. 극성은 일반적으로 캐소드 표시기로 패키지에 명확하게 표시됩니다. 솔더 패드 설계는 전기적 연결뿐만 아니라, 더 중요한 것은 열 방산을 위해 중요합니다. PCB의 적절한 풋프린트는 좋은 솔더 접합 신뢰성과 LED 접합에서 인쇄 회로 기판으로의 최적의 열 전달을 보장합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 리플로우 솔더링

이 소자는 최대 솔더링 온도 260°C에 정격되며 최대 두 번의 리플로우 사이클을 견딜 수 있습니다. 열 충격을 피하기 위해 권장 리플로우 프로파일을 따르는 것이 중요하며, 열 충격은 패키지 균열 또는 내부 박리를 유발할 수 있습니다. 피크 온도와 액상선 이상의 시간을 제어해야 합니다.

6.2 보관 및 취급

LED는 수분에 민감합니다(지정된 MSL 레벨). 구성 요소가 사용 준비가 될 때까지 방습 백을 열지 않아야 합니다. 백이 열리거나 지정된 플로어 라이프를 초과한 경우, 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 중 "팝콘 현상"(패키지 균열)을 방지하기 위해 베이킹 사전 조건(예: 60±5°C, 24시간)이 필요합니다.

6.3 열 관리

효과적인 열 관리는 성능과 수명을 유지하는 데 매우 중요합니다. LED는 적절한 금속 코어 PCB(MCPCB) 또는 열 전도성이 좋은 다른 기판에 장착해야 합니다. 8.5°C/W의 열 저항은 접합에서 솔더 패드까지입니다; 전체 시스템의 주변 환경에 대한 열 저항은 접합 온도를 최대 정격 145°C보다 훨씬 낮게 유지하도록 관리해야 하며, 특히 연속 작동 중에 그렇습니다. 최대 온도에서 장시간(1시간 초과) 작동하는 것은 피해야 합니다.

6.4 전기적 보호

이 소자에는 일부 ESD 보호 기능이 있을 수 있지만, 역방향 바이어스를 위해 설계되지 않았습니다. 외부 직렬 저항 또는 정전류 드라이버는 전류를 제한하고 전압 서지를 방지하는 데 필수적입니다. 전류 제한 없이는 전압의 작은 증가가 크고 잠재적으로 파괴적인 전류 증가를 유발할 수 있습니다.

7. 포장 및 주문 정보

LED는 방습 포장으로 공급됩니다. 일반적으로 엠보싱된 캐리어 테이프에 제공되며, 이는 릴에 감겨 있습니다. 표준 릴에는 3000개가 포함되며, 최소 주문 수량은 1000개입니다. 릴의 제품 라벨링에는 중요한 정보가 포함됩니다: 부품 번호(P/N), 로트 번호(LOT NO), 포장 수량(QTY), 광속(CAT), 색상(HUE), 순방향 전압(REF)에 대한 특정 빈 코드. MSL 레벨도 표시됩니다(MSL-X). 캐리어 테이프 및 릴 치수는 자동 픽 앤 플레이스 머신 설정을 용이하게 하기 위해 제공됩니다.

8. 애플리케이션 제안

8.1 전형적인 애플리케이션 시나리오

• 모바일 장치 카메라 플래시:높은 펄스 전류 능력(1000mA)과 높은 광 출력으로 스마트폰 및 디지털 카메라의 카메라 플래시/스트로브 애플리케이션에 적합합니다.
• 토치 및 휴대용 조명:디지털 비디오 카메라, 핸드헬드 토치 및 기타 휴대용 조명 장치에 사용됩니다.
• 일반 및 장식 조명:실내 조명, 액센트 조명, 계단 조명, 비상구 표지판 및 웜화이트 빛의 이점을 누리는 기타 건축 또는 장식 애플리케이션에 이상적입니다.
• TFT 백라이트:중소형 디스플레이를 위한 고휘도 백라이트 소스로 사용될 수 있습니다.
• 자동차 조명:내부(주변 조명, 독서등) 및 외부(보조 조명) 자동차 애플리케이션 모두에 적합하며, 관련 자동차 표준을 충족하는 경우에 적용됩니다.

8.2 설계 고려사항

• 드라이버 선택:원하는 작동 전류(최대 350mA DC 또는 1000mA 펄스)에 적합한 정전류 드라이버를 사용하십시오. 드라이버의 컴플라이언스 전압이 LED의 최대 VF를 초과하는지 확인하십시오.
• PCB 레이아웃:LED 패드 아래에 충분한 구리 면적 또는 열 비아를 히트 싱크 역할을 하도록 설계하십시오. 이는 생성되는 수 와트의 열(전력 ≈ VF * IF)을 방산하는 데 중요합니다.
• 광학 설계:람베르시안 120도 시야각은 플래시 또는 스포트라이트와 같은 특정 애플리케이션에 대해 원하는 빔 패턴을 달성하기 위해 2차 광학(렌즈, 반사판)을 필요로 할 수 있습니다.
• 색상 일관성:엄격한 색상 일치가 필요한 애플리케이션의 경우, 동일한 생산 로트의 LED를 사용하거나 엄격한 빈닝 요구 사항을 지정하십시오.

9. 기술 비교 및 차별화

표준 중전력 LED와 비교하여, 이 소자는 패키지 크기(2.5x3.0mm)에 비해 상당히 높은 광속을 제공합니다. 1A에서의 전형적인 효율 ~64 lm/W는 경쟁력이 있습니다. 주요 차별화 요소는 컴팩트한 SMD 패키지에서 높은 광속 출력, 웜화이트 색온도의 조합 및 펄스 작동에 대한 강력한 사양입니다. 이는 더 작고 낮은 전력의 LED와 더 크고 높은 전력의 COB(Chip-on-Board) LED 사이의 틈새를 채웁니다. 광속, 전압 및 색상에 대해 정의된 빈닝 구조는 설계자에게 예측 가능한 성능을 제공하여 광범위한 시스템 보정의 필요성을 줄입니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: DC 순방향 전류(350mA)와 피크 펄스 전류(1000mA)의 차이는 무엇입니까?

A: DC 순방향 전류(350mA)는 손상 위험 없이 연속적으로 적용할 수 있는 최대 전류입니다. 피크 펄스 전류(1000mA)는 접합이 냉각될 수 있도록 매우 짧은 지속 시간(이 경우 400ms)과 긴 꺼짐 시간(3600ms)으로만 적용할 수 있는 훨씬 더 높은 전류입니다. 이는 카메라 플래시 애플리케이션의 전형적입니다.

Q: 광속 빈 'J6'(200-300 lm)을 어떻게 해석해야 합니까?

A: 이는 빈 J6으로 표시된 모든 LED가 1000mA에서 테스트할 때 측정된 광속이 200에서 300 루멘 사이임을 의미합니다. 전형적인 값은 220 lm입니다. 설계를 위해 최소값(200 lm)을 사용하는 것은 최소 광 출력을 보장하기 위한 보수적인 접근입니다.

Q: 왜 열 관리가 그렇게 강조됩니까?

A: LED 성능은 접합 온도가 증가함에 따라 저하됩니다. 광 출력이 감소하고, 순방향 전압이 이동하며, 색상이 변할 수 있습니다. 더 중요한 것은, 고온에서 작동하면 LED의 수명이 급격히 단축된다는 것입니다. 8.5°C/W의 열 저항은 반도체 접합에서 솔더 패드까지의 경로입니다; 접합을 시원하게 유지하기 위해 나머지 경로(PCB, 히트싱크)를 설계해야 합니다.

Q: 이 LED를 3.3V 또는 5V 전원에 직접 구동할 수 있습니까?

A: 아니요. LED는 전류 구동 소자입니다. 전압 소스에 직접 연결하면 제어되지 않은 전류가 흐르게 되어 최대 정격을 초과하고 LED를 즉시 파괴할 가능성이 높습니다. 정전류 드라이버 또는 공급 전압과 LED의 VF를 기반으로 계산된 직렬 저항과 같은 전류 제한 메커니즘을 사용해야 합니다.

11. 실용적인 사용 사례 예시

사례 1: 스마트폰 카메라 플래시 모듈:설계자가 스마트폰용 듀얼 LED 플래시를 만들고 있습니다. 그들은 전용 플래시 드라이버 IC에 의해 병렬로 구동되는 두 개의 이 LED를 사용합니다. 드라이버는 카메라 소프트웨어에 의해 제어되는 지속 시간 동안 1000mA 펄스 전류를 제공합니다. 컴팩트한 크기로 인해 카메라 렌즈 옆에 모듈을 장착할 수 있습니다. 그들은 플래시 시퀀스 중에 생성된 열을 관리하기 위해 LED 아래 플렉스 PCB에 작은 금속 슬러그를 설계합니다.

사례 2: 건축 계단 조명:상업용 건물의 계단 디딤판을 조명하기 위해, 엔지니어는 채널이 있는 낮은 프로파일 알루미늄 압출재를 설계합니다. 여러 LED가 채널을 따라 간격을 두고 배치되며, 연속 작동을 위해 300mA(DC 최대값 미만)에서 정전류 LED 드라이버에 의해 구동됩니다. 웜화이트 빛(2750K)은 좋은 가시성과 분위기를 제공합니다. 알루미늄 압출재는 하우징과 히트싱크 역할을 모두 하여 장기적인 신뢰성을 보장합니다.

12. 동작 원리 소개

이 LED는 반도체 물리학을 기반으로 한 고체 조명원입니다. 인듐 갈륨 나이트라이드(InGaN) 칩을 사용하며, 순방향 전압(전기발광)이 적용될 때 전자와 정공이 칩의 밴드갭을 가로질러 재결합하면서 청색광을 방출합니다. 이 청색광은 칩 위 또는 근처에 증착된 형광체 재료 층에 의해 부분적으로 더 긴 파장(노란색, 적색)으로 변환됩니다. 남은 청색광과 형광체 변환된 빛의 혼합은 화이트 빛의 인식을 초래합니다. 형광체 구성의 특정 비율은 방출된 화이트 빛의 상관 색온도(CCT) 및 색 재현 지수(CRI)를 결정합니다.

13. 기술 트렌드

LED 기술의 일반적인 트렌드는 더 높은 효율(와트당 더 많은 루멘), 향상된 색상 품질(더 높은 CRI 및 더 정밀한 색상 일관성), 증가된 전력 밀도(더 작은 패키지에서 더 많은 빛)를 향하고 있습니다. 더 높은 작동 온도에서 향상된 신뢰성과 더 긴 수명을 위한 강력한 추진력도 있습니다. 패키징에서의 발전은 패키지 자체 내에서 광 추출 효율과 열 관리를 개선하는 것을 목표로 합니다. 화이트 LED의 경우, 형광체 기술은 온도와 시간에 걸쳐 더 안정적인 성능을 제공하고 더 넓은 범위의 색온도와 스펙트럼 품질을 가능하게 하기 위해 계속 발전하고 있습니다. 이 데이터시트에 설명된 소자는 이러한 지속적인 트렌드에서 성숙한 지점을 나타내며, 목표 애플리케이션에 대해 성능, 크기 및 비용의 균형을 제공합니다.