ELXI-NB5060J6J8293910-F3H LED 데이터시트 - 5.0x6.0mm 패키지 - 3.3V 순방향 전압 - 260lm 광속 - 5500K 화이트 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

ELXI-NB5060J6J8293910-F3H은 컴팩트한 폼 팩터에서 높은 광 출력과 신뢰성이 요구되는 애플리케이션을 위해 설계된 고성능 표면 실장형 화이트 LED입니다. InGaN 칩 기술을 활용하여 이 소자는 우수한 효율성과 일관된 색상 성능을 제공합니다. 주요 설계 목표로는 공간과 전력 효율이 중요한 모바일 기기 카메라 플래시, 휴대용 조명, 다양한 실내 및 장식용 조명 애플리케이션이 포함됩니다.

1.1 핵심 장점

이 소자는 까다로운 애플리케이션에 적합하도록 하는 몇 가지 주요 장점을 제공합니다. 휴대폰과 같이 공간이 제한된 설계에 필수적인 매우 컴팩트한 패키지 면적을 특징으로 합니다. 구동 전류 1000mA에서 전형적인 광속 260루멘으로 높은 밝기 출력을 제공합니다. LED는 최대 8KV(HBM) 등급의 강력한 ESD 보호 기능을 내장하여 취급 및 조립 시 신뢰성을 향상시킵니다. RoHS, REACH 및 무할로겐 규정을 완전히 준수하여 엄격한 환경 기준을 가진 글로벌 시장에 적합합니다. 또한 제품은 총 광속 및 색좌표와 같은 주요 파라미터별로 그룹화되어 균일한 광 출력이 필요한 애플리케이션에서 배치 생산의 일관성을 보장합니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

이 섹션은 데이터시트에 명시된 주요 기술 파라미터에 대한 상세하고 객관적인 분석을 제공하며, 설계 엔지니어에게 그 중요성을 설명합니다.

2.1 절대 최대 정격

절대 최대 정격은 소자에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이는 권장 작동 조건이 아닙니다.

• DC 순방향 전류 (I_F): 350 mA. 이는 LED에 적용할 수 있는 최대 연속 DC 전류입니다. 이 값을 초과하면 과열 및 파괴적 고장의 위험이 있습니다.
• 피크 펄스 전류 (I_펄스): 400ms ON, 3600ms OFF (10% 듀티 사이클)에서 1000 mA. 이 정격은 플래시 애플리케이션에 매우 중요하며, LED가 카메라 플래시의 전형적인 짧고 높은 전류 펄스를 처리할 수 있음을 나타냅니다.
• 접합 온도 (T_J): 115°C. 반도체 접합 자체의 최대 허용 온도입니다. 이 한계 또는 그 근처에서 장시간 작동하면 루멘 감소가 가속화되고 수명이 단축됩니다.
• 작동 및 보관 온도: -40°C ~ +85°C. 이 넓은 범위는 냉장 보관부터 고온 작동 환경까지 다양한 환경 조건에서도 신뢰할 수 있는 성능을 보장합니다.
• 전력 소산 (펄스 모드): 3.95 W. 이는 펄스 작동 중 패키지가 소산할 수 있는 최대 전력으로, 플래시 애플리케이션의 열 관리에 있어 중요한 요소입니다.
• 솔더링 온도: 245°C. 이는 리플로우 솔더링 공정 중 최대 허용 피크 온도를 지정합니다.
• 시야각 (2θ_1/2): 120도 (±5°). 이는 넓은 람베르시안 스타일의 발광 패턴을 나타내며, 광범위한 커버리지가 필요한 일반 조명 및 플래시 애플리케이션에 적합합니다.

중요 설계 참고사항:데이터시트는 장시간(1시간 초과) 최대 정격으로 작동하면 영구적인 손상과 신뢰성 문제를 초래할 수 있으므로 명시적으로 경고합니다. 여러 최대 정격을 동시에 적용하는 것은 피해야 합니다.

2.2 전기-광학 특성

이 파라미터들은 전형적인 조건(T_{솔더 패드}= 25°C)에서 측정되며, 예상 성능을 나타냅니다.

• 광속 (Φ_v): I_F=1000mA에서 240 lm (최소), 260 lm (전형). 이는 총 가시광 출력입니다. 측정에는 ±10%의 허용 오차가 있습니다. '전형' 값인 260lm은 예상 평균 성능입니다.
• 순방향 전압 (V_F): I_F=1000mA에서 2.95V (최소), 3.3V (전형), 3.95V (최대). 이는 지정된 전류로 구동될 때 LED 양단의 전압 강하입니다. 낮은 V_F는 일반적으로 더 높은 전기적 효율을 나타냅니다. ±0.1V의 측정 허용 오차는 정밀한 드라이버 설계에 중요합니다.
• 관련 색온도 (CCT): 5000K (최소), 5500K (전형), 6000K (최대). 이는 빛의 화이트 포인트를 정의합니다. 5500K는 한낮의 햇빛과 유사한 쿨 화이트입니다. 이 범위는 제조 공정의 자연스러운 변동을 나타냅니다.

모든 전기-광학 데이터는 자체 발열 효과를 최소화하고 안정적인 측정 기준을 제공하기 위해 50ms 펄스를 사용하여 테스트됩니다.

3. 빈닝 시스템 설명

LED는 생산 후 분류(빈닝)되어 전기적 및 광학적 일관성을 보장합니다. 이를 통해 설계자는 특정 애플리케이션 요구 사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 순방향 전압 빈닝

LED는 1000mA에서의 순방향 전압에 따라 그룹화됩니다.

- 빈 코드 2935: V_F가 2.95V에서 3.55V 사이.

- 빈 코드 3539: V_F가 3.55V에서 3.95V 사이.

더 좁은 V_F빈을 선택하면 여러 LED를 병렬로 사용하거나 정전압원으로 구동할 때 더 균일한 밝기와 열적 거동을 얻을 수 있습니다.

3.2 광속 빈닝

LED는 1000mA에서의 광 출력에 따라 그룹화됩니다.

- 빈 코드 J6: 광속이 240 lm에서 250 lm 사이.

- 빈 코드 J7: 광속이 250 lm에서 300 lm 사이.

- 빈 코드 J8: 광속이 300 lm에서 330 lm 사이.

특정 부품 번호(ELXI-NB5060J6J8293910-F3H)는 J6 밝기 빈(240-250lm)에 속함을 나타냅니다. 이를 통해 생산에서 예측 가능하고 일관된 밝기 수준을 확보할 수 있습니다.

3.3 색상 (화이트) 빈닝

색상은 CIE 1931 색도도 상의 특정 영역 내에서 정의됩니다. 빈 코드 '5060'은 전형적인 5500K 포인트를 중심으로 약 5000K에서 6000K 사이의 화이트 색온도 범위에 해당합니다. 데이터시트는 이 허용 색상 영역의 모서리를 정의하는 참조 CIE (x, y) 좌표를 제공합니다. 색좌표의 측정 허용 오차는 ±0.01로, 시각적 일관성을 보장하기 위한 표준 허용 오차입니다.

4. 성능 곡선 분석

제공된 그래프는 LED가 다양한 작동 조건에서 어떻게 동작하는지에 대한 통찰력을 제공합니다.

4.1 상대 스펙트럼 분포

스펙트럼 그래프는 InGaN 칩에서 나오는 청색 파장 영역(약 450-460nm)의 피크와 넓은 황색 형광체 발광을 결합하여 보여줍니다. 결합된 출력은 백색광을 생성합니다. 구체적인 형태와 피크는 색 재현 지수(CRI)를 결정하지만, 이 데이터시트에서는 명시적으로 언급되지 않았습니다.

4.2 방사 패턴

극좌표 방사 패턴은 120도 시야각을 가진 람베르시안 분포를 확인시켜 줍니다. 상대 강도는 X축과 Y축에서 거의 균일하여 패키지로부터 대칭적인 빛 방출을 나타내며, 이는 균일한 조명에 이상적입니다.

4.3 순방향 전압 대 전류 (I-V 곡선)

이 곡선은 순방향 전압(V_F)과 순방향 전류(I_F) 사이의 비선형 관계를 보여줍니다. V_F는 전류와 함께 증가합니다. 안정적인 작동을 위해 LED는 열 폭주를 방지하기 위해 정전압원이 아닌 정전류원으로 구동되어야 합니다. 이 그래프를 통해 설계자는 다양한 구동 전류에서의 전력 소산(V_F* I_F)을 추정할 수 있습니다.

4.4 상대 광속 대 전류

이 그래프는 광 출력이 전류와 함께 선형보다 낮은 비율로 증가함을 보여줍니다. 더 높은 전류로 구동하면 더 많은 빛을 얻을 수 있지만, 더 많은 열이 발생하고 효율성(와트당 루멘)이 감소합니다. 작동 지점(예: 1000mA)은 출력과 효율성/열 부하 사이의 균형을 나타냅니다.

4.5 CCT 대 전류

관련 색온도는 구동 전류에 따라 약간의 변화를 보이며, 일반적으로 더 높은 전류에서 증가(더 차갑고/푸르게)합니다. 이는 다양한 밝기 설정에서 일관된 색상이 중요한 애플리케이션에서 중요한 고려 사항입니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

LED는 길이 약 5.0mm, 너비 약 6.0mm(부품 번호 NB5060에 표시된 대로)의 컴팩트한 표면 실장 패키지를 특징으로 합니다. PCB 풋프린트 설계를 위한 ±0.1mm 허용 오차를 가진 상세 치수 도면이 제공됩니다. 패키지에는 애노드에 전기적으로 연결된 열 패드가 포함되어 있습니다. 이 패드는 LED 접합부에서 인쇄 회로 기판(PCB)으로의 낮은 열 저항 경로를 제공하므로 효과적인 방열에 매우 중요합니다.

중요 취급 참고사항:데이터시트는 렌즈를 잡고 소자를 취급하지 말 것을 명시적으로 경고하며, 부적절한 힘은 기계적 고장을 일으킬 수 있습니다. 조립 시 적절한 진공 픽업 도구를 사용해야 합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 리플로우 솔더링

이 소자는 최대 솔더링 온도 245°C 등급이며 최대 2회의 리플로우 사이클을 견딜 수 있습니다. 이는 많은 SMD LED에 일반적입니다. 설계자는 내부 재료, 형광체 또는 렌즈를 손상시키지 않도록 리플로우 프로파일이 이 온도를 초과하지 않도록 해야 합니다.

6.2 과전류 보호

데이터시트에 명시된 중요한 설계 규칙:"고객은 보호를 위해 저항기를 적용해야 합니다. 그렇지 않으면 약간의 전압 변화가 큰 전류를 유발할 수 있습니다..."이는 LED가 과도한 전류를 끌어당겨 즉각적인 고장을 초래하는 것을 방지하기 위해 전류 제한 회로(예: 정전류 드라이버 또는 전압원 사용 시 직렬 저항기)가 필수적임을 강조합니다.

6.3 열 관리

모든 신뢰성 테스트 및 전형적인 성능 곡선은 우수한 열 관리, 특히 1.0cm x 1.0cm 금속 코어 PCB(MCPCB)에 장착된 LED를 사용하는 것을 기반으로 합니다. 특히 1000mA와 같은 높은 구동 전류에서 최적의 성능과 수명을 위해서는 효과적인 방열이 필수적입니다. 열 패드는 적절한 열 비아가 있는 PCB 패드에 제대로 솔더링되거나 방열판에 연결되어야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 습기 감도 및 포장

LED는 방습 재료로 포장됩니다. 포장 라벨에는 주요 정보가 포함됩니다: 고객 부품 번호(CPN), 제조사 부품 번호(P/N), 로트 번호, 수량(QTY), 광속(CAT), 색상(HUE), 순방향 전압(REF)에 대한 특정 빈닝 코드. 습기 감도 등급(MSL-X)도 표시되어 있으며, 이는 리플로우 중 "팝콘" 손상을 방지하기 위해 솔더링 전 보관 및 취급 요구 사항을 정의합니다.

7.2 테이프 및 릴 사양

소자는 자동 조립을 위해 캐리어 테이프와 릴에 공급됩니다. 캐리어 테이프 치수가 제공됩니다. 각 릴에는 2000개가 포함되며, 최소 주문 수량은 1000개입니다. 표준 픽 앤 플레이스 장비와의 호환성을 보장하기 위해 릴 치수도 지정됩니다.

8. 애플리케이션 권장 사항

8.1 전형적인 애플리케이션 시나리오

• 휴대폰 카메라 플래시/스트로브: 높은 펄스 전류 정격(1000mA), 컴팩트한 크기, 높은 광 출력으로 이 LED는 이 애플리케이션에 이상적입니다. 설계는 플래시 버스트 중 열 관리와 정밀한 전류 펄스를 위한 드라이버 회로에 중점을 두어야 합니다.
• 디지털 비디오(DV) 및 일반 손전등용 토치 라이트: 밝고 쿨 화이트 조명을 제공합니다. 여러 밝기 설정이 가능한 정전류 드라이버를 권장합니다.
• 실내 조명 및 장식 조명: 컴팩트하고 밝은 광원이 필요한 액센트 조명, 계단 조명, 비상구 표시등 및 기타 조명기에 적합합니다.
• TFT 백라이트: 중소형 디스플레이 백라이트를 위한 어레이로 사용될 수 있지만, 균일한 조명을 위해 확산이 필요합니다.
• 자동차 내부/외부 조명: 특정 비중요 자동차 조명 애플리케이션에 적합할 수 있지만, 설계자는 이 데이터시트에서 명시적으로 주장하지 않는 특정 자동차 표준(예: AEC-Q102) 준수를 확인해야 합니다.

8.2 설계 고려 사항

• 드라이버 선택: 항상 정전류 드라이버를 사용하십시오. 배터리 구동 애플리케이션의 경우 배터리 수명을 최대화하기 위해 고효율 드라이버를 고려하십시오.
• PCB 레이아웃: 열 패드 치수와 정확히 일치하는 PCB 패드를 설계하십시오. 패드 아래에 여러 열 비아를 사용하여 열을 다른 PCB 레이어나 방열판으로 전달하십시오. 구동 전류(350mA 연속, 1000mA 펄스)에 충분한 트레이스 폭을 확보하십시오.
• 광학 설계: 넓은 120도 빔은 손전등이나 스포트라이트에 원하는 빔 패턴을 얻기 위해 2차 광학(반사판, 렌즈)를 필요로 할 수 있습니다.
• ESD 주의 사항LED에 8KV ESD 보호 기능이 있더라도, 조립 중에는 표준 ESD 취급 절차를 여전히 따라야 합니다.

9. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 이 LED를 1000mA로 연속 구동할 수 있나요?

A: 아니요. DC 순방향 전류의 절대 최대 정격은 350mA입니다. 1000mA 정격은 특별히 펄스 작동(400ms ON, 10% 듀티 사이클)을 위한 것입니다. 1000mA로 연속 작동하면 전력 소산 및 접합 온도 한계를 초과하여 빠른 고장을 일으킬 것입니다.

Q: 광속의 "전형" 값과 "빈 코드" 값의 차이는 무엇인가요?

A: "전형" 값(260lm)은 생산의 통계적 평균입니다. "빈 코드"(J6: 240-250lm)는 구매하는 특정 LED에 대해 보장된 최소 및 최대 범위를 지정합니다. J6 빈에 속한 부품은 240-250lm 범위 내의 광속 값을 가질 것입니다.

Q: 열 패드는 애노드에 연결되어 있습니다. 이것이 PCB 설계에 영향을 미치나요?

A: 예, 상당히 영향을 미칩니다. 이는 PCB의 열 패드 패드가 애노드 전압에 있게 됨을 의미합니다. 이 패드가 다른 네트(접지 또는 캐소드와 같은)와 단락되지 않도록 해야 합니다. 또한 방열판이 전기적으로 라이브 상태가 되므로 이에 따라 방열 전략을 설계해야 합니다.

Q: 색상 빈닝 차트를 어떻게 해석하나요?

A: 차트는 CIE 색 공간 상의 사변형 영역을 정의합니다. LED는 테스트되며, 측정된 (x,y) 색좌표가 이 영역 내에 떨어져야 "5060" 빈에 수용됩니다. 이는 모든 LED가 5000K에서 6000K 사이의 유사한 화이트 색상 외관을 가지도록 보장합니다.

10. 기술 소개 및 트렌드

10.1 작동 원리

이것은 형광체 변환 화이트 LED입니다. 핵심은 전기적으로 바이어스될 때 청색광을 방출하는 인듐 갈륨 나이트라이드(InGaN)로 만들어진 반도체 칩입니다. 이 청색광은 칩 위 또는 근처에 증착된 황색(또는 황색 및 적색) 형광체 재료 층에 충돌합니다. 형광체는 청색광의 일부를 흡수하여 더 넓은 스펙트럼의 더 긴 파장(황색, 적색)으로 재방출합니다. 남은 청색광과 형광체 변환된 빛의 혼합물은 인간의 눈에 백색광으로 인식됩니다. 청색광 대 형광체 변환된 빛의 비율이 관련 색온도(CCT)를 결정합니다.

10.2 산업 트렌드

이와 같은 LED의 개발은 몇 가지 주요 산업 트렌드를 따릅니다:효율성 증가 (lm/W): 칩 설계 및 형광체 기술의 지속적인 개선으로 동일한 전기 입력에 대해 더 많은 광 출력을 얻을 수 있습니다.더 높은 전력 밀도: 이 5.0x6.0mm 소자에서 260lm을 생산하는 것처럼 더 작은 패키지에 더 많은 빛을 집어넣습니다. 이는 열 관리에 더 큰 중점을 두게 합니다.향상된 색상 일관성 및 품질: 더 엄격한 빈닝과 고급 형광체 시스템은 더 나은 색상 균일성과 더 높은 색 재현 지수(CRI) 값을 가져오지만, 여기서는 CRI가 명시되지 않았습니다.통합 및 스마트 기능: 이것은 개별 부품이지만, 더 넓은 시장에서는 통합 드라이버, 컨트롤러 및 센서가 내장된 LED의 성장을 보이고 있습니다.신뢰성 및 견고성: 향상된 패키징 재료와 구조, 더 높은 ESD 보호 등급(여기서는 8KV)으로 수명이 향상되고 가혹한 환경에 대한 적합성이 개선됩니다.