ALFS1H-C010001H-AM LED 데이터시트 - SMD 세라믹 패키지 - 1000mA에서 450lm - 3.3V - 120° 시야각 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 까다로운 자동차 조명 응용 분야를 위해 설계된 고성능 표면 실장 LED의 사양을 상세히 설명합니다. 이 소자는 우수한 열 관리와 신뢰성을 제공하는 견고한 세라믹 패키지에 내장되어 있습니다. 일관된 성능, 긴 수명, 가혹한 환경 조건에 대한 내성이 가장 중요한 자동차 외부 조명 시스템에 주안점을 두고 설계되었습니다.

1.1 핵심 장점

이 LED는 자동차 설계 엔지니어에게 다음과 같은 주요 장점을 제공합니다:

• 높은 광 출력:구동 전류 1000mA에서 일반적으로 450루멘의 광속을 제공하여 밝고 효율적인 광원을 구현합니다.
• 넓은 시야각:120도의 시야각을 특징으로 하여 다양한 조명 기능에 적합한 우수한 공간적 광 분포를 제공합니다.
• 자동차 등급 신뢰성:AEC-Q102 표준에 따라 인증되어 자동차 전자 부품의 엄격한 품질 및 신뢰성 요구사항을 충족함을 보장합니다.
• 환경 견고성:정전기 방전(ESD 최대 8kV HBM) 및 황 부식(Class A1)에 대한 높은 내성을 보여주며, 이는 자동차 환경에서의 장기 운영에 중요합니다.
• 규정 준수:본 제품은 RoHS, REACH 및 할로겐 프리 지침을 준수하여 글로벌 환경 규제를 지원합니다.

1.2 목표 시장 및 응용 분야

이 LED는 특히 자동차 외부 조명 시장을 목표로 합니다. 그 성능 특성으로 인해 다음과 같은 주요 응용 분야에 이상적입니다:

• 헤드램프:상향등, 하향등 또는 적응형 주행빔 시스템에 사용될 수 있습니다.
• 주간주행등 (DRL):높은 가시성과 독특한 스타일링을 제공합니다.
• 안개등:악천후 조건에서도 견고한 성능을 제공합니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

이 섹션은 데이터시트에 명시된 주요 전기적, 광학적 및 열적 파라미터에 대한 상세하고 객관적인 해석을 제공합니다.

2.1 광도 및 전기적 특성

핵심 성능은 열 패드 온도가 25°C로 유지된 상태에서 IF=1000mA의 테스트 조건 하에 정의됩니다.

• 광속 (Φv):일반 값은 450 lm이며, 최소 400 lm, 최대 500 lm입니다. ±8%의 측정 허용 오차가 적용됩니다. 이 파라미터는 접합 온도에 크게 의존합니다.
• 1000mA에서 일반적으로 3.30V이며, 2.90V에서 3.80V까지의 범위를 가집니다. ±0.05V의 측정 허용 오차는 정밀한 전원 공급 설계와 빈닝 일관성에 중요합니다.순방향 전류 (IF):
• 이 소자는 절대 최대 1500mA까지의 연속 순방향 전류 정격을 가지며, 일반적인 동작점은 1000mA입니다. 50mA 미만에서의 동작은 권장되지 않습니다.시야각 (φ):
• 공칭 120° 각도는 ±5°의 허용 오차를 가집니다. 이는 광도가 피크 값의 절반 이상인 각도 범위를 정의합니다.관련 색온도 (CCT):
• 색온도 범위는 5391K에서 6893K로 지정되어 쿨 화이트 LED로 분류됩니다.2.2 열적 특성

효과적인 열 관리는 성능과 수명 유지에 중요합니다.

열저항 (Rth JS):

• 두 가지 값이 제공됩니다: "실제" 열저항(접합에서 솔더 포인트까지) 최대 4.4 K/W와 "전기적" 등가값 최대 3.4 K/W입니다. 더 낮은 전기적 값은 일반적으로 회로 시뮬레이션에서 접합 온도 추정에 사용됩니다. 이 낮은 저항은 세라믹 패키지 덕분에 가능합니다.접합 온도 (TJ):
• 허용 가능한 최대 접합 온도는 150°C입니다.동작 및 보관 온도:
• 이 소자는 -40°C에서 +125°C의 넓은 온도 범위 내에서 동작 및 보관될 수 있습니다.2.3 절대 최대 정격

이 한계를 초과하는 스트레스는 영구적인 손상을 초래할 수 있습니다.

전력 소산 (Pd):

• 최대 5700 mW.역방향 전압 (VR):
• 이 소자는 역방향 바이어스 동작을 위해 설계되지 않았습니다.ESD 민감도 (HBM):
• 최대 8 kV까지 견딜 수 있으며, 자동차 응용 분야에 대해 견고한 수준입니다.리플로우 솔더링 온도:
• 조립 중 최대 260°C의 피크 온도를 견딜 수 있습니다.3. 빈닝 시스템 설명

이 LED는 생산 로트 내 일관성을 보장하기 위해 주요 성능 파라미터에 따라 빈으로 분류됩니다.

3.1 광속 빈닝

광속은 "Group C" 아래에 네 개의 빈(6, 7, 8, 9)으로 그룹화됩니다. 예를 들어, Bin 7은 425 lm에서 450 lm까지의 광속 범위를 포함합니다. 이를 통해 설계자는 필요한 밝기 수준에 따라 LED를 선택할 수 있습니다.

3.2 순방향 전압 빈닝

순방향 전압은 세 가지 코드로 빈닝됩니다: 1A (2.90V-3.20V), 1B (3.20V-3.50V), 1C (3.50V-3.80V). 병렬로 연결된 LED 배열에서 일치하는 VF 빈을 사용하면 균일한 전류 분배를 달성하는 데 도움이 됩니다.

3.3 색좌표 빈닝

쿨 화이트 LED는 CIE 1931 색도도 상에서 빈닝됩니다. 여러 빈(예: 63M, 61M, 58M, 56M, 65L, 65H, 61L, 61H)이 정의되며, 각각은 x,y 색 공간 상의 작은 사각형 영역을 나타냅니다. ±0.005의 엄격한 허용 오차는 빈 내에서 최소한의 색상 변이를 보장합니다. 빈 구조 다이어그램은 각 빈에 대한 특정 좌표 경계를 보여줍니다.

4. 성능 곡선 분석

그래프는 다양한 동작 조건에서 LED의 동작에 대한 중요한 통찰력을 제공합니다.

4.1 스펙트럼 분포 및 방사 패턴

상대 스펙트럼 분포 그래프는 형광체 변환 화이트 LED의 전형적인 파란색 파장 영역에서 피크를 보여줍니다. 전형적인 방사 특성 다이어그램은 공간적 강도 분포를 설명하며, 강도가 피크의 50%로 떨어지는 120° 시야각을 확인시켜 줍니다.

4.2 전류 대 전압 (I-V) 및 효율순방향 전류 대 순방향 전압 곡선은 비선형이며, 다이오드의 전형적인 지수 관계를 보여줍니다. 상대 광속 대 순방향 전류 곡선은 광 출력이 전류와 함께 증가하지만 매우 높은 전류(1000mA 초과)에서 포화 또는 효율 저하를 나타낼 수 있음을 보여줍니다.4.3 온도 의존성그래프는 온도의 중요한 영향을 명확히 보여줍니다:상대 순방향 전압 대 접합 온도: 순방향 전압은 온도 증가에 따라 선형적으로 감소합니다(음의 온도 계수). 이는 접합 온도 모니터링에 사용될 수 있습니다.

상대 광속 대 접합 온도: 광 출력은 온도 상승에 따라 감소합니다. 낮은 접합 온도를 유지하는 것은 안정적인 광 출력에 필수적입니다.

색도 변화 대 접합 온도: 색좌표(CIE x, y)는 온도에 따라 이동하며, 안정적인 색점이 필요한 응용 분야에 중요합니다.색도 변화 대 순방향 전류: 색상은 구동 전류에 따라 약간 이동하기도 하며, 이는 정전류 드라이버의 필요성을 강조합니다.4.4 순방향 전류 감액 곡선이것은 열 설계를 위한 중요한 그래프입니다. 이 그래프는 솔더 패드 온도(Ts)에 대한 최대 허용 순방향 전류를 표시합니다. Ts가 증가함에 따라 150°C 접합 온도 한계를 초과하지 않도록 최대 허용 전류를 줄여야 합니다. 예를 들어, Ts=125°C에서 최대 전류는 1200mA입니다; Ts=110°C에서는 1500mA입니다.5. 기계적 및 패키지 정보

SMD 세라믹 패키지는 기계적 안정성과 우수한 열 전도를 제공합니다.

5.1 기계적 치수

• 데이터시트에는 패키지의 길이, 너비, 높이, 리드 간격 및 허용 오차를 지정하는 상세한 기계 도면(섹션 7)이 포함되어 있습니다. 이 정보는 PCB 풋프린트 설계 및 조립 간섭 검사에 매우 중요합니다.5.2 권장 솔더링 패드 레이아웃
• 섹션 8은 리플로우 솔더링 중 신뢰할 수 있는 솔더 접합 형성을 보장하고 LED의 열 패드에서 PCB로의 열 전달을 최적화하기 위한 권장 PCB 랜드 패턴(패드 형상 및 치수)을 제공합니다.5.3 극성 식별
• 기계 도면은 애노드와 캐소드 단자를 나타냅니다. 손상을 방지하기 위해 조립 중 올바른 극성을 준수해야 합니다.6. 솔더링 및 조립 지침
• 6.1 리플로우 솔더링 프로파일섹션 9는 권장 리플로우 솔더링 온도 프로파일을 지정합니다. 이 프로파일에는 예열, 침지, 리플로우 및 냉각 단계가 포함되며, 최대 온도는 260°C를 초과하지 않습니다. 이 프로파일을 준수하면 열 충격을 방지하고 신뢰할 수 있는 솔더 연결을 보장합니다.

6.2 사용 시 주의사항

일반적인 취급 및 응용 노트(섹션 11)가 제공되며, 렌즈에 대한 기계적 스트레스 방지, 오염 방지, 취급 중 적절한 ESD 예방 조치 확보 등의 주제를 다룹니다.

6.3 보관 조건

이 소자는 지정된 온도 범위(-40°C ~ +125°C) 내에서 습도가 제어된 환경에 보관해야 합니다. Moisture Sensitivity Level (MSL)은 Level 2로 등급이 매겨져 있습니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 포장 정보

LED가 어떻게 공급되는지에 대한 세부 사항은 섹션 10에서 찾을 수 있습니다. 이는 일반적으로 자동 피크 앤 플레이스 머신을 위한 릴 타입, 테이프 너비, 포켓 치수 및 릴 상의 부품 방향을 포함합니다.

7.2 파트 넘버 및 주문 정보

섹션 5와 6은 파트 넘버 구조와 주문 코드를 상세히 설명합니다. 전체 파트 넘버 "ALFS1H-C010001H-AM"은 제품 시리즈, 광속 빈, 전압 빈 및 색상 빈과 같은 특정 정보를 인코딩합니다. 이 명명법을 이해하는 것은 원하는 성능 특성을 가진 정확한 소자를 조달하는 데 필수적입니다.

8. 응용 설계 제안

8.1 일반적인 응용 회로

이 LED는 안정적인 동작을 위해 정전류 드라이버가 필요합니다. 드라이버는 선택된 빈의 순방향 전압 범위를 수용하면서 필요한 전류(예: 1000mA)를 제공하도록 설계되어야 합니다. 열 관리가 중요합니다; PCB는 LED의 열 패드 아래에 효과적으로 열을 방출하고 접합 온도를 가능한 한 낮게 유지하기 위해 충분한 구리 면적 또는 열 비아 배열을 가져야 합니다.

8.2 설계 고려사항

열 설계: 감액 곡선과 열저항을 사용하여 필요한 방열판을 계산하십시오. 낮은 Rth JS는 장점이지만 주변 환경으로의 좋은 열 경로 필요성을 없애지는 않습니다.

광학 설계: 120° 시야각은 헤드램프와 같은 특정 응용 분야에 대해 빔을 형성하기 위해 2차 광학 요소(렌즈, 반사판)를 필요로 할 수 있습니다.

전기 설계: 병렬 스트링 설계 시 순방향 전압 빈닝을 고려하여 전류 균형을 보장하십시오. 보드에 역극성 보호 회로를 구현하십시오.

신뢰성: AEC-Q102 및 황 내성 인증은 자동차 사용에 중요하지만, 응용 분야의 특정 환경 테스트(진동, 열 사이클링)는 여전히 검증되어야 합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

데이터시트에 직접적인 경쟁사 비교는 제공되지 않지만, 이 제품의 주요 차별화 요소는 다음과 같이 추론할 수 있습니다:

세라믹 대 플라스틱 패키지: 세라믹 패키지는 표준 플라스틱 SMD 패키지에 비해 우수한 열 전도성과 장기 신뢰성을 제공하며, 특히 고출력 및 고온 조건에서 더욱 그렇습니다.

자동차 중심: 완전한 AEC-Q102 인증 및 황 내성(Class A1)은 일반 목적 고출력 LED에는 항상 존재하지 않으며, 이로 인해 이 소자는 가혹한 자동차 환경에 특별히 적합합니다.

성능 균형: 높은 광속(450lm), 상대적으로 넓은 시야각(120°), 견고한 구조의 조합은 외부 조명을 위한 균형 잡힌 솔루션을 제시합니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 이 LED를 1500mA로 연속 구동할 수 있나요?

A: 감액 곡선에 따라 솔더 패드 온도(Ts)가 110°C 이하로 유지되는 경우에만 가능합니다. 더 높은 주변 온도에서는 최대 접합 온도를 초과하지 않도록 전류를 줄여야 합니다(예: Ts=125°C에서 1200mA로).

Q: Rth JS real과 Rth JS el의 차이는 무엇인가요?

• A: Rth JS real은 접합에서 솔더 포인트까지 측정된 열저항입니다. Rth JS el은 전기적으로 도출된 등가값으로, 종종 더 낮으며, 일반적으로 SPICE 모델에서 온도 시뮬레이션에 사용됩니다. 실용적인 열 설계를 위해서는 보수적인 계산을 위해 "실제" 값(최대 4.4 K/W)을 사용해야 합니다.Q: 내 응용 분야에 빈 선택이 얼마나 중요하나요?
• A: 일관성에 매우 중요합니다. 여러 LED가 있는 응용 분야(예: DRL 스트립)의 경우, 동일한 광속, 전압 및 색상 빈을 지정하면 모든 유닛에서 균일한 밝기, 색상 및 전기적 동작을 보장합니다.Q: 방열판이 필요한가요?
• A: 네, 절대적으로 필요합니다. 패키지 열저항이 낮음에도 불구하고, 총 전력 소산(1000mA에서 약 3.3W)은 효과적인 열 관리 시스템을 필요로 하며, 이는 일반적으로 열 강화 PCB 및 외부 방열판을 포함하여 성능과 수명을 유지합니다.11. 실용 설계 사례 연구
• 시나리오: 주간주행등(DRL) 모듈 설계.설계자는 밝기와 자동차 등급 신뢰성 때문에 이 LED를 선택합니다. 좋은 수율을 보장하기 위해 광속은 Bin 7(425-450lm), 전압은 Bin 1B(3.20-3.50V)를 선택합니다. 모듈은 6개의 LED를 직렬로 사용합니다. 드라이버는 6 * VF_max(약 21V)를 포함하는 출력 전압 범위로 1000mA 정전류를 위해 지정됩니다. PCB는 열 확산을 위해 내부 접지면에 연결된 큰 노출 패드 영역을 가진 2oz 구리 보드입니다. LED 패드 아래의 열 비아는 열을 PCB 뒷면으로 전달하며, 이는 차량의 금속 하우징에 부착됩니다. 감액 곡선을 사용하고 시스템의 열저항을 추정함으로써, 설계자는 최악의 주변 온도에서 접합 온도가 110°C 이하로 유지되어 LED가 전체 1000mA로 구동될 수 있음을 확인합니다.

12. 동작 원리

이것은 형광체 변환 화이트 LED입니다. 핵심은 순방향 바이어스 시(전계발광) 청색광을 방출하는 반도체 칩(일반적으로 InGaN 기반)입니다. 이 청색광은 칩 위 또는 주변에 증착된 형광체 층에 부딪힙니다. 형광체는 청색광의 일부를 흡수하고 더 넓은 스펙트럼의 더 긴 파장(노란색, 빨간색)으로 재방출합니다. 남은 청색광과 형광체 변환된 노란색/빨간색 빛의 혼합물은 인간의 눈에 의해 백색광으로 인지됩니다. 형광체의 특정 혼합은 관련 색온도(CCT)를 결정하며, 이 소자의 경우 쿨 화이트 범위(5391K-6893K)에 있습니다.

• 13. 기술 트렌드자동차 LED 조명 시장은 명확한 트렌드와 함께 계속 발전하고 있습니다:
• 효율 증가 (lm/W): 칩 기술과 형광체 효율의 지속적인 개선으로 더 높은 광 효율이 달성되어 더 밝은 조명 또는 더 낮은 전력 소비가 가능해집니다.더 높은 전력 밀도: 더 작은 패키지에서 더 많은 빛을 제공하는 소자가 개발되어 더 컴팩트하고 스타일리시한 램프 설계가 가능해집니다.
• 고급 기능성: LED 패키지와 직접 통합된 제어 전자 장치(예: 적응형 빔 패턴용)의 통합이 개발 영역입니다.색상 조정 및 품질: 색 재현 지수(CRI) 개선 및 동적 색온도 조정 가능성에 초점이 맞춰져 있으며, 특히 실내 조명에 해당합니다.

표준화 및 신뢰성: LED가 헤드라이트와 같은 안전-중요 응용 분야에 침투함에 따라 AEC-Q102와 같은 표준 준수가 더욱 중요해집니다. 새로운 스트레스 요인(예: LIDAR 시스템의 레이저 광)에 대한 테스트가 등장할 수 있습니다.

Q: Can I drive this LED at 1500mA continuously?

A: Only if the solder pad temperature (Ts) is maintained at or below 110°C, as per the derating curve. At higher ambient temperatures, the current must be reduced (e.g., to 1200mA at Ts=125°C) to avoid exceeding the maximum junction temperature.

Q: What is the difference between Rth JS real and Rth JS el?

A: Rth JS real is the measured thermal resistance from the junction to the solder point. Rth JS el is an electrically derived equivalent value, often lower, which is commonly used in SPICE models for temperature simulation. For practical thermal design, the "real" value (4.4 K/W max) should be used for conservative calculations.

Q: How important is bin selection for my application?

A: Critical for consistency. For applications with multiple LEDs (e.g., a DRL strip), specifying the same flux, voltage, and color bin ensures uniform brightness, color, and electrical behavior across all units.

Q: Is a heatsink required?

A> Yes, absolutely. Despite the low package thermal resistance, the total power dissipation (up to ~3.3W at 1000mA) necessitates an effective thermal management system, usually involving a thermally enhanced PCB and possibly an external heatsink, to maintain performance and longevity.

. Practical Design Case Study

Scenario: Designing a Daytime Running Light (DRL) module.

A designer selects this LED for its brightness and automotive-grade reliability. They choose Bin 7 for flux (425-450lm) and Bin 1B for voltage (3.20-3.50V) to ensure good yield. The module uses 6 LEDs in series. The driver is specified for 1000mA constant current with an output voltage range covering 6 * VF_max (approx. 21V). The PCB is a 2oz copper board with a large exposed pad area connected to an internal ground plane for heat spreading. Thermal vias under the LED pad transfer heat to the back side of the PCB, which is attached to the metal housing of the vehicle. Using the derating curve and estimating the thermal resistance of the system, the designer confirms the junction temperature will remain below 110°C in the worst-case ambient temperature, allowing the LEDs to be driven at the full 1000mA.

. Operating Principle

This is a phosphor-converted white LED. The core is a semiconductor chip (typically based on InGaN) that emits blue light when forward biased (electroluminescence). This blue light strikes a phosphor layer deposited on or around the chip. The phosphor absorbs a portion of the blue light and re-emits it as a broader spectrum of longer wavelengths (yellow, red). The mixture of the remaining blue light and the phosphor-converted yellow/red light is perceived by the human eye as white light. The specific blend of phosphors determines the correlated color temperature (CCT), which for this device is in the cool white range (5391K-6893K).

. Technology Trends

The automotive LED lighting market continues to evolve with clear trends:

• Increased Efficiency (lm/W):Ongoing improvements in chip technology and phosphor efficiency lead to higher luminous efficacy, allowing for brighter lights or lower power consumption.
• Higher Power Density:Devices are being developed to deliver more light from smaller packages, enabling more compact and stylized lamp designs.
• Advanced Functionality:Integration of control electronics (e.g., for adaptive beam patterning) directly with LED packages is an area of development.
• Color Tuning & Quality:There is a focus on improving color rendering index (CRI) and enabling dynamic color temperature adjustment, especially for interior lighting.
• Standardization & Reliability:Adherence to standards like AEC-Q102 becomes even more critical as LEDs penetrate safety-critical applications like headlights. Testing for novel stress factors (like laser light from LIDAR systems) may emerge.