ELCH07-NB5060J6J8283910-F3H LED 데이터시트 - 고효율 백색 LED - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 고효율 백색 발광 다이오드(LED) 소자의 사양을 상세히 설명합니다. 이 소자는 컴팩트한 패키지와 우수한 발광 효율을 특징으로 하며, 공간과 에너지 효율이 중요한 다양한 조명 애플리케이션에 적합합니다. 핵심 기술은 현대 LED에서 백색광을 생산하는 표준인 InGaN(인듐 갈륨 나이트라이드) 반도체 재료를 기반으로 하며, 종종 형광체 변환층을 활용합니다.

1.1 핵심 장점 및 목표 시장

이 LED의 주요 장점은 구동 전류 1A에서 76.4 루멘/와트의 높은 광학 효율로, 전형적인 260 루멘의 광속을 제공한다는 점입니다. 이 성능은 소형 폼팩터 패키지 내에서 달성됩니다. 소자는 JEDEC JS-001-2017(Human Body Model) 표준에 따라 최대 8KV 등급의 강력한 ESD(정전기 방전) 보호 기능을 내장하여 취급 및 조립 중 신뢰성을 향상시킵니다. RoHS(유해물질 제한), EU REACH를 포함한 환경 규정을 완전히 준수하며, 할로겐 프리로 제조됩니다. 목표 애플리케이션은 다양하며, 주로 휴대용 전자제품과 일반 조명에 초점을 맞춥니다. 주요 시장에는 모바일 기기 카메라 플래시, 디지털 캠코더 손전등, TFT 디스플레이 백라이트, 자동차 내장/외장 조명, 비상구 표지판 및 스텝 라이트와 같은 다양한 장식 및 건축 조명 프로젝트가 포함됩니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

본 섹션은 절대 최대 정격 및 특성표에 정의된 주요 전기적, 광학적, 열적 파라미터에 대한 객관적인 해석을 제공합니다. 이 한계를 초과하여 소자를 동작시키면 영구적인 손상이나 성능 저하가 발생할 수 있습니다.

2.1 절대 최대 정격

절대 최대 정격은 소자의 기능적 무결성을 보장할 수 없는 스트레스 한계를 정의합니다. 연속(손전등 모드) 동작을 위한 DC 순방향 전류 정격은 350mA입니다. 카메라 플래시 애플리케이션과 같은 펄스 동작의 경우, 특정 조건(최대 펄스 지속 시간 400밀리초, 최대 듀티 사이클 10%) 하에서 1200mA의 피크 펄스 전류가 허용됩니다. 최대 허용 접합 온도(Tj)는 125°C이며, 동작 주변 온도 범위는 -40°C ~ +85°C입니다. 소자는 최대 2회의 리플로우 사이클 동안 260°C의 납땜 온도(리플로우)를 견딜 수 있습니다. 펄스 모드에서의 전력 소산은 4.74W로 명시되어 있습니다. 이러한 정격을 장기간 동시에 적용해서는 안 되며, 이는 신뢰성 문제로 이어질 수 있습니다. 금속 코어 인쇄 회로 기판(MCPCB) 사용과 같은 적절한 열 관리는 성능과 수명을 유지하는 데 필수적입니다.

2.2 전기-광학 특성

전기-광학 특성은 제어된 조건(납땜 패드 온도(Ts) 25°C, 일반적으로 자체 발열 효과를 최소화하기 위해 50밀리초 전류 펄스 사용)에서 측정됩니다. 주요 파라미터는 다음과 같습니다:

• 광속(Iv):전체 가시광 출력입니다. 전형적인 값은 IF=1000mA에서 260lm이며, 최소값은 220lm입니다. 측정 허용 오차는 ±10%입니다.
• 순방향 전압(VF):전류가 흐를 때 LED 양단에 걸리는 전압 강하입니다. 범위는 1000mA에서 2.85V(최소) ~ 3.95V(최대)이며, 측정 허용 오차는 ±0.1V입니다.
• 관련 색온도(CCT):백색광의 색조를 정의합니다. 지정된 범위는 5000K ~ 6000K로, 중립 백색에서 차가운 백색에 해당합니다.
• 시야각(2θ1/2):광도가 피크 값의 절반이 되는 전체 각도입니다. 허용 오차 ±5도로 120도이며, 이는 영역 조명에 적합한 넓고 근사한 람베르시안 방사 패턴을 나타냅니다.

3. 빈닝 시스템 설명

대량 생산의 일관성을 보장하기 위해 LED는 주요 성능 파라미터에 따라 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 밝기, 색상, 전압에 대한 특정 애플리케이션 요구사항을 충족하는 소자를 선택할 수 있습니다.

3.1 광속 빈닝

광속은 알파벳 숫자 코드(J6, J7, J8)를 사용하여 빈닝됩니다. 예를 들어, 빈 J6은 1000mA에서 220lm ~ 250lm의 광속 범위를 포함하며, 빈 J7은 250lm ~ 300lm을 포함합니다. 이를 통해 동일 제품군 내에서 다른 밝기 요구사항에 맞춰 선택할 수 있습니다.

3.2 순방향 전압 빈닝

순방향 전압은 4자리 코드(2832, 3235, 3539)를 사용하여 빈닝됩니다. 이 코드는 0.1V 단위의 최소 및 최대 전압을 나타냅니다. 예를 들어, 빈 2832는 VF 2.85V ~ 3.25V를 포함합니다. 전압 빈을 일치시키는 것은 다중 LED 어레이에서의 전류 밸런싱에 중요할 수 있습니다.

3.3 색도(색상) 빈닝

백색 색점은 CIE 1931 색도도 상에 정의됩니다. 제공된 빈(5060으로 표시됨)은 5000K ~ 6000K 사이의 색온도를 목표로 합니다. 빈 구조는 특정 (x, y) 좌표 모서리로 정의되며, 측정 허용 오차는 x 및 y 좌표 모두에서 ±0.01입니다. 이는 방출되는 백색광이 예측 가능하고 허용 가능한 색상 범위 내에 있도록 보장합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 다양한 조건에서 소자의 동작을 설명하는 여러 특성 곡선을 제공합니다. 이는 회로 설계 및 열 관리에 필수적입니다.

4.1 순방향 전압 대 순방향 전류(IV 곡선)

IV 곡선은 순방향 전류와 순방향 전압 사이의 관계를 보여줍니다. 이는 다이오드의 전형적인 비선형 특성입니다. 25°C에서 전압은 전류와 함께 증가합니다. 설계자는 이 곡선을 사용하여 목표 전류에 필요한 구동 전압을 결정하며, 이는 정전류 드라이버 설계에 중요합니다.

4.2 상대 광속 대 순방향 전류

이 곡선은 광 출력이 구동 전류에 어떻게 의존하는지 보여줍니다. 광속은 일반적으로 전류와 함께 증가하지만, 효율 저하 및 접합 온도 증가로 인해 높은 전류에서 준선형 성장을 나타낼 수 있습니다. 이는 최상의 효율을 위한 최적의 전류 지점에서 동작하는 것의 중요성을 강조합니다.

4.3 관련 색온도(CCT) 대 순방향 전류

이 그래프는 백색점의 색온도가 구동 전류에 따라 어떻게 변하는지 보여줍니다. 약간의 변동은 정상적이며, 이 경향을 이해하는 것은 다른 밝기 수준에서 일관된 색상 품질이 필요한 애플리케이션에 매우 중요합니다.

4.4 상대 스펙트럼 분포

스펙트럼 파워 분포 플롯은 각 파장에서 방출되는 빛의 강도를 보여줍니다. 백색 LED의 경우, 이는 일반적으로 InGaN 칩의 청색 피크와 형광체의 더 넓은 황록색 피크로 구성됩니다. 이 곡선의 모양은 색 재현 지수(CRI)를 결정하지만, CRI는 본 데이터시트에 명시적으로 명시되어 있지 않습니다.

4.5 전형적인 방사 패턴

극좌표 방사 패턴 플롯은 광도의 공간적 분포를 보여줍니다. 제공된 패턴은 람베르시안 방사체(강도가 시야각의 코사인에 비례함)와 일치하는 넓고 부드러운 분포를 보여주며, 이는 균일하고 넓은 영역의 조명에 이상적입니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

LED 패키지의 물리적 치수와 구조는 PCB 레이아웃, 광학 설계 및 열 관리에 매우 중요합니다.

5.1 패키지 치수

데이터시트에는 LED 패키지의 상세한 치수 도면이 포함되어 있습니다. 주요 치수에는 전체 길이, 너비, 높이 및 납땜 패드 위치와 크기가 포함됩니다. 달리 명시되지 않는 한 허용 오차는 일반적으로 ±0.1mm입니다. 정확한 PCB 풋프린트를 생성하려면 이 도면을 참조해야 합니다.

5.2 극성 식별

패키지에는 극성 마커가 있습니다. 애노드와 캐소드를 올바르게 식별하는 것은 역바이어스 연결을 방지하여 LED를 손상시키지 않도록 하는 데 필수적입니다. 극성은 자동화 조립을 위한 캐리어 테이프에도 표시됩니다.

6. 납땜 및 조립 지침

적절한 취급 및 조립은 신뢰성에 매우 중요합니다.

6.1 습기 민감도 등급(MSL)

소자는 MSL 레벨 1 등급입니다. 이는 조건 ≤30°C / 85% 상대 습도에서 무제한의 플로어 라이프를 가짐을 의미합니다. 소자가 더 높은 습도에 노출된 경우, 고온 공정 중 팝콘 크랙을 방지하기 위해 리플로우 납땜 전 베이킹이 필요할 수 있습니다.

6.2 리플로우 납땜 파라미터

최대 납땜 온도는 260°C이며, 소자는 최대 2회의 리플로우 사이클을 견딜 수 있습니다. 피크 온도가 260°C를 초과하지 않는 표준 무연 리플로우 프로파일을 따라야 합니다. 1000mA로 구동 시 동작 중 기판 온도는 70°C를 초과해서는 안 되며, 이는 PCB에서 효과적인 열 경로 설계의 필요성을 강조합니다.

6.3 보관 조건

보관 온도 범위는 -40°C ~ +100°C입니다. 납땜성능을 유지하고 습기 흡수를 방지하기 위해 소자는 건조하고 제어된 환경에 보관해야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

제품은 자동화 조립을 위한 산업 표준 포장으로 공급됩니다.

7.1 캐리어 테이프 및 릴

LED는 엠보싱된 캐리어 테이프에 포장되어 릴에 감겨 있습니다. 각 릴에는 2000개가 들어 있으며, 최소 주문 수량은 1000개입니다. 캐리어 테이프 치수와 포켓 설계는 픽앤플레이스 머신을 위한 안전한 고정과 올바른 방향을 보장합니다.

7.2 제품 라벨링

릴 라벨에는 추적성 및 검증을 위한 중요한 정보가 포함되어 있습니다: 부품 번호(P/N), 로트 번호, 포장 수량(QTY), 광속(CAT), 색도(HUE), 순방향 전압(REF)에 대한 특정 빈닝 코드입니다. 습기 민감도 등급(MSL)도 표시됩니다.

8. 애플리케이션 제안 및 설계 고려사항

기술 파라미터를 바탕으로, 이 LED를 구현하기 위한 주요 고려사항은 다음과 같습니다.

8.1 드라이버 회로 설계

LED는 항상 정전압이 아닌 정전류원으로 구동해야 합니다. 드라이버는 사용된 LED의 순방향 전압 빈을 고려하면서 필요한 전류(예: 연속 350mA, 펄스 최대 1200mA)를 공급하도록 설계되어야 합니다. 직렬 연결의 경우, 드라이버의 컴플라이언스 전압이 스트링 내 모든 LED의 최대 VF 합을 초과하는지 확인하십시오. 병렬 연결의 경우, 전류 편중을 방지하기 위해 개별 전류 밸런싱 저항 또는 별도의 드라이버 사용을 권장합니다.

8.2 열 관리

열은 LED 성능 저하 및 고장의 주요 원인입니다. 접합 온도는 125°C 미만으로 유지되어야 합니다. LED 납땜 패드에서 열을 전도하기 위해 적절한 열 비아가 있는 PCB와 필요한 경우 금속 코어(MCPCB)를 사용하십시오. 데이터시트는 모든 신뢰성 테스트가 1.0 x 1.0 cm² MCPCB를 사용한 양호한 열 관리 하에 수행되었음을 명시합니다. 고전류 또는 연속 동작의 경우, 외부 방열판 추가를 고려하십시오. 기판 온도를 모니터링하며, 1000mA에서 70°C를 초과해서는 안 됩니다.

8.3 광학 설계

120도의 시야각은 넓은 조명을 제공합니다. 빔 형성이 필요한 애플리케이션(예: 스포트라이트)의 경우, 반사경이나 렌즈와 같은 2차 광학 부품이 필요합니다. 람베르시안과 유사한 방사 패턴은 일반적으로 관대하며 많은 광학 시스템과 잘 작동합니다.

8.4 ESD 보호

LED에 내장 ESD 보호 기능이 있지만, 특히 휴대용 기기 조립 또는 사용 중과 같이 정전기 방전이 발생하기 쉬운 환경에서는 추가적인 보드 레벨 보호를 구현하는 것이 좋은 관행입니다.

9. 신뢰성 및 수명

데이터시트는 신뢰성 테스트를 참조합니다. 주요 사항은 다음과 같습니다: 모든 사양은 1000시간 신뢰성 테스트로 보증되며, 해당 테스트 조건(양호한 열 관리 포함) 하에서 순방향 전압 열화가 30% 미만으로 명시됩니다. 최대 정격 또는 그 근처에서 장기간 동작하면 노화가 가속화되고 영구적인 손상을 초래할 수 있습니다. 수명(종종 L70 또는 L50, 즉 광속 출력이 초기값의 70% 또는 50%로 저하될 때까지의 시간으로 정의됨)은 동작 접합 온도와 구동 전류에 크게 의존합니다. 동작 전류를 감소시키고 낮은 접합 온도를 유지하는 것이 동작 수명을 최대화하는 가장 효과적인 방법입니다.

10. 자주 묻는 질문(기술 파라미터 기반)

Q: 이 LED를 3.3V 전원으로 구동할 수 있나요?

A: 가능성은 있지만 직접적으로는 아닙니다. 순방향 전압(VF)은 1000mA에서 2.85V ~ 3.95V 범위입니다. LED가 낮은 VF 빈(예: 2832)에 속한다면 3.3V로 충분할 수 있지만, 변동이나 온도 변화로 인해 큰 전류 변동이 발생할 수 있습니다. 안정적이고 안전한 동작을 위해 항상 정전류 드라이버 사용을 권장합니다.

Q: 손전등 모드와 펄스 모드 전류 정격의 차이는 무엇인가요?

A: 손전등 모드(350mA DC)는 연속적이고 낮은 전력의 조명을 위한 것입니다. 펄스 모드(1200mA 피크)는 카메라 플래시와 같은 짧고 고휘도의 버스트를 위한 것으로, 과열을 방지하기 위해 펄스 폭(≤400ms)과 듀티 사이클(≤10%)에 엄격한 제한이 있습니다.

Q: 부품 번호(예: J6J8283910)의 빈 코드를 어떻게 해석하나요?

A: 부품 번호는 빈닝 정보를 포함합니다. 데이터시트 표를 기반으로, "J6"은 광속 빈(220-250 lm)을, "828"은 색도 빈(5060)을, "3910"은 순방향 전압 빈(예: 3539 빈의 일부)을 나타낼 가능성이 높습니다. 항상 전체 데이터시트 또는 공급업체로부터 특정 빈 정의를 확인하십시오.

Q: 방열판이 필요한가요?

A: 최대 연속 전류(350mA) 또는 펄스 동작 시에는 효과적인 열 관리가 필요합니다. 외부 방열판이 필요한지 여부는 PCB 설계, 주변 온도 및 요구 수명에 따라 다릅니다. MCPCB 사용은 일반적이고 효과적인 해결책입니다.

11. 설계 및 사용 사례 예시

사례 1: 휴대폰 카메라 플래시:이 LED는 높은 펄스 전류 능력(1200mA)과 작은 크기로 인해 이 애플리케이션에 이상적입니다. 드라이버 회로는 카메라 셔터와 동기화된 짧고 높은 전류 펄스를 전달하도록 설계됩니다. 플래시가 반복적으로 사용될 수 있으므로 열 관리도 여전히 중요합니다. 중립 백색 색온도(5000-6000K)는 사진에 좋은 색 재현성을 제공합니다.

사례 2: 휴대용 작업등/손전등:배터리 구동 손전등의 경우 효율이 핵심입니다. LED를 낮은 연속 전류(예: 200-300mA)로 동작시키면 충분한 빛을 제공하면서 런타임을 최대화할 수 있습니다. 여러 밝기 모드가 있는 드라이버를 구현할 수 있습니다. 넓은 120도 빔 각도는 영역 조명에 완벽합니다.

사례 3: 건축용 스텝 조명:계단을 표시하는 저조도 조명의 경우, 긴 수명과 최소 전력 소비를 위해 낮은 구동 전류로 여러 LED를 사용합니다. 일관된 색상 빈닝은 모든 계단에 걸쳐 균일한 백색광을 보장합니다. 할로겐 프리 및 RoHS 표준 준수는 건축 및 환경 규정에 중요합니다.

12. 기술 배경 및 트렌드

동작 원리:이것은 형광체 변환 백색 LED입니다. InGaN으로 만들어진 반도체 칩에 전류가 흐를 때 청색광을 방출합니다. 이 청색광은 칩 위 또는 근처의 황색(또는 적/녹색) 형광체 코팅을 여기시킵니다. 남은 청색광과 변환된 황색광의 조합은 인간의 눈에 백색으로 인지됩니다. 정확한 혼합은 관련 색온도(CCT)를 결정합니다.

산업 트렌드:LED 기술의 일반적인 트렌드는 더 높은 효율(루멘/와트), 개선된 색 재현성(더 높은 CRI 및 R9 값), 더 나은 색상 일관성(더 엄격한 빈닝)을 향해 나아가고 있습니다. 또한 더 작은 패키지에서 더 높은 전력 밀도를 추구하는 경향이 있으며, 이는 열 관리가 점점 더 중요해지고 있습니다. 드라이버 전자 장치 및 제어 기능(디밍, 색상 조정)을 LED 패키지에 직접 통합하는 것은 또 다른 성장하는 트렌드입니다. 이 특정 데이터시트는 비용에 민감한 대량 애플리케이션을 위해 신뢰할 수 있는 성능과 효율을 제공하는 데 초점을 맞춘 성숙하고 대량 생산된 제품을 반영합니다.