ELCS14B-KB4050J6J9283910-F4Z LED 데이터시트 - 고효율 백색 LED - 1A에서 250lm - 최대 3.95V - 5.9W 펄스 파워 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 고성능 표면 실장형 백색 발광 다이오드(LED)의 사양을 상세히 설명합니다. 이 소자는 컴팩트한 폼 팩터 내에서 높은 광 출력과 효율을 요구하는 응용 분야를 위해 설계되었습니다. 핵심 장점으로는 1암페어의 구동 전류에서 250루멘의 높은 전형적 광속과 이로 인한 73.5루멘/와트의 인상적인 광효율을 포함합니다. LED는 강력한 ESD 보호 기능을 내장하여 다양한 조립 환경에서의 취급에 적합합니다. RoHS, EU REACH 및 무할로겐 요구사항을 포함한 현대적인 환경 및 안전 표준을 완전히 준수합니다. 주요 타겟 시장은 모바일 장치 서브시스템, 소비자 가전, 일반 조명 및 자동차 조명(내장 및 외장)을 포괄합니다.

2. 기술 파라미터 및 사양

2.1 절대 최대 정격

소자의 동작 한계는 신뢰성을 보장하고 영구적 손상을 방지하기 위해 정의됩니다. 주요 정격에는 350mA의 DC 순방향 전류(토치 모드)와 지정된 조건(최대 지속 시간 400ms, 최대 듀티 사이클 10%)에서 1500mA의 피크 펄스 전류 능력이 포함됩니다. 접합 온도는 150°C를 초과해서는 안 됩니다. 소자는 JEDEC JS-001-2017 (HBM) 표준에 따라 최대 2KV의 ESD 펄스를 견딜 수 있습니다. 동작 온도 범위는 -40°C에서 +85°C입니다. 신뢰성 저하를 방지하기 위해 여러 최대 정격 파라미터를 동시에 적용하거나 이러한 한계에서 장시간 동작하는 것을 피하는 것이 중요합니다.

2.2 전기-광학 특성

모든 전기-광학 데이터는 솔더 패드 온도(Ts) 25°C에서 지정됩니다. 주요 성능 지표는 다음과 같습니다:

• 광속 (Iv):IF=1000mA에서 220lm(최소), 250lm(전형). 측정 허용 오차는 ±10%입니다.
• 순방향 전압 (VF):IF=1000mA에서 2.85V(최소), 3.95V(최대). 측정 허용 오차는 ±0.1V입니다. 전기 및 광학 데이터는 50ms 펄스 조건에서 테스트됩니다.
• 관련 색온도 (CCT):4000K에서 5000K까지의 범위를 가지며, 전형값은 4500K로 중립 백색 영역에 위치합니다.
• 색 재현 지수 (CRI):최소 80, 전형값 83. 측정 허용 오차는 ±2입니다.
• 시야각 (2θ1/2):120도, 허용 오차 ±5°. 이 넓은 시야각은 람베르시안 방사 패턴의 특징입니다.

2.3 열 및 신뢰성 고려사항

적절한 열 관리는 성능과 수명에 가장 중요합니다. 1000mA에서 동작할 때 허용 가능한 최대 기판 온도(Ts)는 70°C입니다. 소자는 최대 두 번의 리플로우 사이클 동안 260°C에서의 솔더링을 견딜 수 있습니다. 모든 지정된 파라미터는 1000시간 신뢰성 테스트를 통해 보증되며, 기준은 광속 저하가 30% 미만입니다. 이 테스트는 1.0 x 1.0 cm² 금속 코어 인쇄 회로 기판(MCPCB)을 사용하여 양호한 열 관리 하에 수행됩니다.

3. 빈닝 시스템 설명

LED는 응용 분야 내 일관성을 보장하기 위해 세 가지 핵심 파라미터를 기준으로 분류(빈닝)됩니다. 빈 코드는 제품 주문 코드의 일부입니다(예: ELC...J6J9283910의 J6, 4050, 2832).

3.1 광속 빈닝

LED는 1000mA에서의 총 광 출력에 따라 그룹화됩니다. 빈닝 구조는 다음과 같습니다:

• 빈 J6:광속 220lm에서 250lm.
• 빈 J7:광속 250lm에서 300lm.
• 빈 J8:광속 300lm에서 330lm.
• 빈 J9:광속 330lm에서 360lm.

제공된 소자는 빈 J6에 속합니다.

3.2 순방향 전압 빈닝

LED는 드라이버 설계 및 전력 관리에 도움을 주기 위해 1000mA에서의 전압 강하에 따라 분류됩니다.

• 빈 2832:순방향 전압 2.85V에서 3.25V.
• 빈 3235:순방향 전압 3.25V에서 3.55V.
• 빈 3539:순방향 전압 3.55V에서 3.95V.

제공된 소자는 2832 전압 빈에 속합니다.

3.3 색도(색상) 빈닝

CIE 1931 색도도 상의 색 좌표는 엄격하게 제어됩니다. 소자는 "4050" 색상 빈을 사용하며, 이는 방출되는 백색광이 일관된 색 공간 내에 있도록 보장하는 도형 상의 특정 사각형 영역을 정의합니다. 색 좌표는 IF=1000mA에서 측정되며 ±0.01의 허용 오차를 가집니다. 이 빈은 4000K에서 5000K의 관련 색온도 범위에 해당합니다.

4. 성능 곡선 분석

4.1 스펙트럼 분포

상대 스펙트럼 분포 곡선(데이터시트에 표시됨)은 형광체 변환 백색 LED의 전형적인 형태입니다. InGaN 칩에서 나오는 주요 청색 피크(λp 파장은 예를 들어 약 450-455nm로 지정됨)와 형광체에서 나오는 황록색-적색 영역의 넓은 2차 방출 대역을 특징으로 합니다. 이 조합이 백색광을 생성합니다. 정확한 형태와 피크 파장이 CCT와 CRI를 결정합니다.

4.2 방사 패턴

전형적인 극좌표 방사 패턴은 람베르시안 분포를 확인시켜 줍니다. 상대 광도가 시야각에 대해 도표화됩니다. 패턴은 0°(발광 표면에 수직)에서 강도가 가장 높고 코사인 법칙에 따라 감소하여 중심선에서 ±60°에서 피크 값의 절반에 도달하여 120°의 전체 시야각을 정의함을 보여줍니다.

4.3 순방향 특성

순방향 전압 대 전류 및 상대 광속 대 전류에 대한 구체적인 그래프가 이 예비 데이터시트에서 "TBD"(결정 예정)로 표시되어 있지만, 그 일반적인 거동은 LED에 표준적입니다. 순방향 전압(VF)은 전류에 따라 로그적으로 증가합니다. 상대 광속은 일반적으로 전류에 따라 선형보다 낮은 비율로 증가하며, 효율(루멘/와트)은 종종 최대 정격 전류보다 낮은 전류에서 정점에 도달합니다. 관련 색온도(CCT)도 접합 온도와 형광체 효율 변화로 인해 구동 전류에 따라 약간 이동할 수 있습니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

LED는 표면 실장 장치(SMD) 패키지로 제공됩니다. 데이터시트에는 밀리미터 단위의 상세한 치수 도면(상면, 측면, 하면도)이 포함됩니다. 주요 치수에는 일반적으로 패키지 길이, 너비, 높이, 패드 크기 및 패드 간격이 포함됩니다. 달리 명시되지 않는 한 허용 오차는 일반적으로 ±0.05mm입니다. 하면도는 올바른 PCB 풋프린트 설계 및 조립 극성을 위한 애노드와 캐소드 패드 표시를 명확히 보여줍니다.

5.2 극성 식별

올바른 극성은 동작에 필수적입니다. 패키지는 애노드(+)와 캐소드(-)를 구별하기 위해 비대칭 패드 또는 표시(하면도 도면에서 확인 가능)를 가지고 있습니다. PCB 풋프린트는 잘못된 배치를 방지하기 위해 이 비대칭과 일치하도록 설계되어야 합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

본 소자는 리플로우 솔더링 공정에 적합합니다. 최대 솔더링 온도는 260°C이며, 최대 두 번의 리플로우 사이클을 견딜 수 있습니다. 설계자는 표준 무연 리플로우 프로파일을 준수해야 하며, LED 다이, 형광체 또는 패키지에 대한 열 손상을 방지하기 위해 피크 온도와 액상선 이상의 시간이 제어되도록 해야 합니다.

6.2 습기 민감도 및 보관

LED는 Moisture Sensitivity Level (MSL) 1 등급입니다. 이는 ≤30°C / 85% 상대 습도 조건에서 무제한 바닥 수명을 가짐을 의미합니다. 그러나 여전히 모범 사례를 따라야 합니다:

• 개봉 전:밀봉된 방습 백을 ≤30°C / <90% RH에서 보관하십시오.
• 개봉 후:부품을 즉시 사용하십시오. 즉시 사용하지 않을 경우 ≤30°C / <85% RH에서 보관하십시오. 부품이 생산에 사용될 준비가 될 때까지 백을 개봉하지 않는 것이 좋습니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 사양

LED는 자동 피크 앤 플레이스 조립을 위해 릴에 감긴 엠보싱 캐리어 테이프에 공급됩니다. 데이터시트는 캐리어 테이프 포켓, 피치 및 전체 릴 치수에 대한 치수를 제공합니다. 표준 적재 수량은 릴당 2000개이며, 최소 주문 수량은 1000개입니다.

7.2 제품 라벨링

릴 및 포장 라벨에는 추적성 및 검증을 위한 중요한 정보가 포함되어 있습니다:

• CPN:고객 부품 번호.
• P/N:제조업체 부품 번호(예: ELC...F4Z).
• LOT NO:추적성을 위한 제조 로트 번호.
• QTY:포장 내 소자 수량.
• CAT:광속 빈(예: J6).
• HUE:색상 빈(예: 4050).
• REF:순방향 전압 빈(예: 2832).
• MSL-X:습기 민감도 등급.

8. 응용 노트 및 설계 고려사항

8.1 전형적인 응용 시나리오

• 모바일 장치 카메라 플래시:높은 펄스 전류 능력(1500mA)과 높은 광 출력으로 스마트폰 및 태블릿의 카메라 플래시/스트로브 응용 분야에 적합합니다.
• 토치 및 휴대용 조명:높은 효율로 인해 장치의 손전등 모드 또는 전용 핸드헬드 토치에 이상적입니다.
• 백라이트:중소형 디스플레이의 TFT-LCD 백라이트에 사용할 수 있습니다.
• 일반 및 장식 조명:액센트 조명, 사인, 스텝 라이트 및 기타 내장/외장 건축 응용 분야에 적합합니다.
• 자동차 조명:내장 맵 라이트, 도어 라이트 및 기타 외장 전방 조명이 아닌 기능에 적용 가능합니다.

8.2 핵심 설계 고려사항

1. 열 관리:이는 성능과 수명에 가장 중요한 요소입니다. LED는 솔더 패드 및 접합 온도를 한계 내로 유지하기 위해 적절한 열전도율(예: MCPCB 또는 서멀 비아가 있는 FR4)을 가진 PCB에 장착되어야 합니다. 1000mA에서 지정된 70°C 기판 온도는 핵심 설계 목표입니다.
2. 전류 구동:정전압원이 아닌 정전류 LED 드라이버를 사용하십시오. 드라이버는 필요한 순방향 전류(DC 또는 펄스)와 사용 중인 특정 빈의 순방향 전압 범위에 대해 정격이 지정되어야 합니다.
3. ESD 예방 조치:소자에 내장 ESD 보호 기능이 있지만, 조립 및 취급 중 표준 ESD 처리 절차를 따라야 합니다.
4. 광학 설계:람베르시안 방출 패턴은 빔 형상화 또는 특정 조명 패턴이 필요한 경우 적절한 2차 광학(렌즈, 반사판)을 필요로 합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

표준 중전력 LED와 비교하여, 이 소자는 유사한 패키지 크기에서 상당히 높은 광속을 제공하여 효율(1A에서 73.5 lm/W)의 한계를 넓히고 있습니다. 강력한 2KV ESD 보호 기능은 많은 소비자 등급 LED에서 발견되는 일반적인 1KV 수준을 초과하여 더 나은 취급 견고성을 제공합니다. 단일 패키지 내에서 높은 광속, 높은 효율 및 강력한 ESD 보호의 조합은 공간, 광 출력 및 신뢰성이 가장 중요한 카메라 플래시와 같은 까다로운 응용 분야에서 핵심 차별화 요소입니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

10.1 토치 모드와 펄스 모드 전류의 차이는 무엇인가요?

토치 모드 (IF=350mA):이는 지속적으로 켜져 있는 손전등과 같은 응용 분야를 위한 최대 권장연속DC 순방향 전류입니다.

펄스 모드 (IPulse=1500mA):이는 카메라 플래시 응용 분야에서 사용되는 것처럼 매우 짧은 지속 시간(최대 400ms)과 낮은 듀티 사이클(최대 10%)을 위한 최대피크 펄스전류입니다. 이 전류에서 연속적으로 동작하면 과열 및 고장이 발생합니다.

10.2 이 LED에서 열 관리가 왜 그렇게 중요한가요?

LED 성능(광 출력, 색상, 전압)과 수명은 접합 온도(Tj)에 매우 민감합니다. 과도한 열은 광 출력을 감소시키고(효율 저하), 색상 변화를 일으킬 수 있으며, LED 재료의 열화를 극적으로 가속시켜 조기 고장으로 이어질 수 있습니다. 1A에서 기판의 70°C 한계는 Tj를 안전한 동작 범위 내에 유지하기 위한 실용적인 설계 지침입니다.

10.3 주문 시 빈 코드를 어떻게 해석하나요?

전체 부품 번호(예: ELC...J6J92832...4050...F4Z)에는 빈 정보가 포함되어 있습니다. 설계가 의도한 대로 일관되게 기능하도록 하기 위해 필요한 광속(J6), 순방향 전압(2832) 및 색도(4050)에 대한 빈을 반드시 지정해야 합니다.

11. 설계 및 사용 사례 연구

시나리오: 스마트폰 카메라 플래시 모듈 설계

설계 엔지니어는 고급 스마트폰을 위한 듀얼 LED 플래시 시스템을 만드는 임무를 맡았습니다. 주요 요구사항은 다음과 같습니다: 장면을 밝히기 위해 약 200ms 동안 매우 높은 광 출력, 최소한의 공간 소비, 장치 수명 동안 신뢰할 수 있는 동작.

구현:이 LED 두 개가 선택되었습니다. 이들은 전용 플래시 드라이버 IC에 의해 병렬로 구동됩니다. 드라이버는 플래시가 트리거될 때 피크 펄스 정격을 활용하여 각 LED에 200ms 동안 1500mA 펄스를 전달하도록 프로그래밍됩니다. PCB는 컴팩트한 다층 설계로, 열 방출을 위해 폰의 중간 프레임에 연결된 전용 서멀 패드를 가지고 있어 펄스 동안 기판 온도가 70°C 미만으로 유지되도록 합니다. 2KV ESD 정격은 폰 조립 및 사용자 취급 중 정전기 방전에 대한 안전 마진을 제공합니다. 엄격한 빈(예: 광속용 J6, 색상용 4050)을 지정함으로써 두 LED의 광 출력과 색온도가 일치되어 일관되고 고품질의 플래시 사진을 얻을 수 있습니다.

12. 동작 원리

이는 형광체 변환 백색 LED입니다. 핵심은 전류가 통과할 때(전계발광) 청색광을 방출하는 인듐 갈륨 질화물(InGaN)로 만들어진 반도체 칩입니다. 이 청색광은 칩을 코팅하는 황색(또는 녹색과 적색의 혼합) 형광체 재료 층에 의해 부분적으로 흡수됩니다. 형광체는 흡수된 에너지를 더 긴 파장(황색/적색)의 빛으로 재방출합니다. 흡수되지 않고 남은 청색광과 형광체에서 방출된 황색/적색광의 조합이 혼합되어 백색광의 지각을 생성합니다. 청색광과 형광체광의 정확한 비율이 관련 색온도(CCT)를 결정합니다. 청색광이 많을수록 차가운 백색(높은 CCT)이 되고, 황색/적색광이 많을수록 따뜻한 백색(낮은 CCT)이 됩니다.

13. 기술 동향

이와 같은 백색 LED의 개발은 여러 분야에서의 지속적인 개선에 의해 주도됩니다:

• 효율 (lm/W):지속적인 연구는 청색 InGaN 칩의 내부 양자 효율 개선(전자당 더 많은 빛 추출) 및 더 좁은 방출 대역을 가진 더 효율적인 형광체 개발(더 나은 색 재현 및 적은 스톡스 이동 손실을 위해)에 초점을 맞추고 있습니다.
• 루멘 밀도:더 많은 루멘을 더 작은 패키지에 집어넣는 추세로, 더 밝은 응용 분야를 가능하게 하거나 동일한 광 출력에 더 적은 LED를 사용하여 비용과 공간을 절약합니다.
• 신뢰성 및 견고성:패키지 재료, 다이 부착 기술 및 형광체 안정성의 향상으로 수명이 증가하고 더 높은 온도와 전류에서 동작이 가능해지고 있습니다.
• 색상 품질 및 일관성:더 엄격한 빈닝, 개선된 형광체 조성, 그리고 RGB 형광체가 있는 바이올렛 펌프 LED와 같은 새로운 접근 방식은 더 높은 CRI(Ra >90, R9 >80)와 시간 및 온도에 걸쳐 더 일관된 색상을 달성하는 것을 목표로 합니다.