ALFS2H-C010001H-AM LED 데이터시트 - SMD 세라믹 패키지 - 1000mA에서 900lm - 정격 6.6V - 120° 발광각 - 자동차 등급

1. 제품 개요

ALFS2H-C010001H-AM은 까다로운 자동차 외부 조명 애플리케이션을 위해 특별히 설계된 고출력 표면 실장 LED입니다. 견고한 세라믹 패키지에 수납되어 열악한 환경 조건에서도 우수한 열 관리와 신뢰성을 제공합니다. 이 소자는 순방향 전류 1000mA로 구동 시 전형적으로 900루멘의 광속을 제공하여 고강도 조명 기능에 적합합니다.

핵심 장점으로는 자동차 개별 광전자 소자에 대한 엄격한 AEC-Q102 인증 표준을 준수하여 자동차 환경에서의 성능과 수명을 보장합니다. 또한 황 내성(Class A1)을 특징으로 하여 부식성 대기에 강하며, RoHS, REACH 및 무할로겐 요구사항을 포함한 주요 환경 규정을 충족합니다.

주요 타겟 시장은 자동차 산업으로, 특히 고휘도, 신뢰성 및 컴팩트 폼 팩터가 중요한 외부 조명 모듈에 적합합니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 광도 및 전기적 특성

주요 동작 파라미터는 순방향 전류(I_F) 1000mA의 표준 테스트 조건에서 정의됩니다. 전형 광속(Φ_v)은 900 lm이며, 최소 800 lm, 최대 1000 lm으로 지정되며, 측정 허용 오차는 ±8%입니다. 전형 순방향 전압(V_F)은 6.60V로, 최소 5.80V에서 최대 7.60V 범위이며, 측정 허용 오차는 ±0.05V입니다. 발광각은 넓은 120도로, 다양한 조명 광학에 적합한 넓은 방사 패턴을 제공합니다.

2.2 절대 최대 정격

이 정격은 영구적 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 절대 최대 순방향 전류는 1500 mA입니다. 최대 소비 전력은 11.4 W입니다. 소자는 -40°C ~ +125°C의 온도 범위 내에서 동작 및 보관 가능하며, 최대 접합 온도(T_J)는 150°C입니다. 역방향 전압 동작을 위해 설계되지 않았습니다. ESD 감도(HBM)는 최대 8 kV로 평가되며, 리플로우 중 최대 납땜 온도는 260°C입니다.

2.3 열적 특성

효과적인 열 관리는 LED 성능과 수명에 매우 중요합니다. 접합에서 납땜 지점까지의 열저항(R_{th JS})은 두 가지 방식으로 지정됩니다: 실제 열저항은 전형값 3.1 K/W(최대 3.5 K/W)이며, 전기적 방법은 전형값 2.1 K/W(최대 2.5 K/W)를 제공합니다. 이 파라미터는 동작 중 접합 온도 계산과 적절한 방열판 설계에 매우 중요합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

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

3.1 광속 빈닝

광속은 그룹 D 내에서 빈닝됩니다. 사용 가능한 빈은 다음과 같습니다: D6 (800-850 lm), D7 (850-900 lm), D8 (900-950 lm), D9 (950-1000 lm). 이를 통해 설계자는 애플리케이션에 맞는 특정 휘도 범위의 LED를 선택할 수 있습니다.

3.2 순방향 전압 빈닝

순방향 전압은 드라이버 설계 및 다중 LED 어레이의 전류 매칭을 돕기 위해 빈닝됩니다. 빈은 다음과 같습니다: 2A (5.80V - 6.40V), 2B (6.40V - 7.00V), 2C (7.00V - 7.60V).

3.3 색상(색도) 빈닝

이 LED는 쿨 화이트 색온도로 제공됩니다. 데이터시트는 CIE x 및 y 값으로 정의된 특정 빈 좌표를 포함한 색도 다이어그램을 제공합니다. 예시 빈에는 63M, 61M, 58M, 56M, 65L, 65H, 61L, 61H 등이 있으며, 각각 CIE 1931 색 공간에서 작고 정의된 영역을 커버하여 색상 일관성을 보장합니다. 색 좌표의 측정 허용 오차는 ±0.005입니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 다양한 동작 조건에서 소자의 동작을 설명하는 여러 그래프를 포함합니다.

4.1 파장 특성

상대 스펙트럼 분포 그래프는 LED의 방출 스펙트럼을 보여주며, 청색 영역에서 피크를 이루고 형광체를 활용하여 백색광을 생성합니다. 이 곡선의 모양은 색 재현 지수(CRI)와 상관 색온도(CCT)를 결정합니다.

4.2 순방향 전류 대 순방향 전압 (IV 곡선)

이 그래프는 순방향 전류와 순방향 전압 사이의 지수적 관계를 보여줍니다. 적절한 드라이버 토폴로지(정전류 대 정전압) 선택 및 LED의 동적 저항 이해에 필수적입니다.

4.3 상대 광속 대 순방향 전류

이 곡선은 광 출력이 전류와 함께 증가하지만 선형적으로는 아니라는 것을 보여줍니다. 효율성과 광 출력의 균형을 맞추기 위한 최적 구동 전류 결정에 도움이 됩니다.

4.4 온도 의존성 그래프

여러 그래프가 온도가 성능에 미치는 영향을 보여줍니다:

• 상대 순방향 전압 대 접합 온도:순방향 전압은 일반적으로 온도가 증가함에 따라 감소하며, 이는 간접적인 온도 모니터링에 사용될 수 있습니다.
• 상대 광속 대 접합 온도:광 출력은 접합 온도가 상승함에 따라 감소하며, 이는 열 관리의 중요성을 강조합니다.
• 색도 변화 대 접합 온도:색 좌표(CIE x, y)는 온도에 따라 이동하며, 안정적인 색상 출력이 필요한 애플리케이션에 매우 중요합니다.
• 색도 변화 대 순방향 전류:색상은 구동 전류에 따라 약간 이동할 수도 있습니다.

4.5 순방향 전류 디레이팅 곡선

이는 신뢰성 있는 설계를 위한 가장 중요한 그래프 중 하나입니다. 이 그래프는 납땜 패드 온도(T_S)의 함수로서 허용 가능한 최대 순방향 전류를 보여줍니다. 예를 들어, 패드 온도 110°C에서는 최대 전류가 1500mA이지만, 125°C에서는 1200mA로 디레이팅됩니다. 소자는 50mA 미만에서 동작해서는 안 됩니다. 이 곡선은 모든 동작 조건에서 접합 온도가 최대 정격을 초과하지 않도록 보장하는 데 매우 중요합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

LED는 표면 실장 소자(SMD) 세라믹 패키지를 사용합니다. 정확한 치수는 발췌문에 제공되지 않지만, 데이터시트에는 길이, 너비, 높이 및 리드/패드 위치를 포함한 상세 도면이 포함된 전용 "기계적 치수" 섹션(섹션 7)이 있습니다. 세라믹 패키지는 플라스틱에 비해 우수한 열전도율을 제공하여 LED 칩의 열 방산에 도움을 줍니다.

6. 납땜 및 조립 지침

6.1 권장 납땜 패드

섹션 8은 PCB 설계를 위한 권장 랜드 패턴(풋프린트)을 제공합니다. 이 권장 사항을 따르면 적절한 솔더 조인트 형성, 방열을 위한 PCB와의 양호한 열 연결이 보장되며, 툼스토닝 또는 기타 조립 결함을 방지합니다.

6.2 리플로우 납땜 프로파일

섹션 9는 권장 리플로우 납땜 온도 프로파일을 상세히 설명합니다. 절대 최대 정격에 따라 최고 온도가 260°C를 초과하지 않도록 이 프로파일을 준수하는 것은 LED 패키지, 내부 다이 또는 와이어 본드 손상을 방지하는 데 매우 중요합니다. 프로파일은 일반적으로 특정 시간 및 온도 제약 조건을 가진 예열, 소킹, 리플로우 및 냉각 단계를 포함합니다.

7. 포장 및 주문 정보

섹션 10(포장 정보)은 LED가 자동 픽 앤 플레이스 조립 기계에 적합한 테이프 앤 릴 형식으로 공급되는 방식을 상세히 설명합니다. 섹션 6(주문 정보) 및 섹션 5(파트 넘버)는 파트 넘버 구조를 설명하며, 이는 광속 빈, 전압 빈 및 색상 빈과 같은 정보를 인코딩하여 소자 특성을 정밀하게 선택할 수 있도록 합니다.

8. 애플리케이션 권장 사항

8.1 전형적인 애플리케이션 시나리오

나열된 대로, 이 LED는자동차 외부 조명을 위해 설계되었으며, 다음을 포함합니다:

• 헤드램프:로우빔, 하이빔 또는 어댑티브 드라이빙 빔 시스템에 사용 가능하며, 종종 어레이 형태로 사용됩니다.
• 주간 주행등(DRL):높은 가시성과 신뢰성이 필요합니다.
• 안개등:습하고 부식성 조건에서 견고한 성능을 요구합니다.

8.2 설계 고려사항

• 열 설계:높은 전력 소산은 납땜 패드에서 방열판까지의 효과적인 열 경로를 필요로 합니다. PCB 재료(예: 금속 코어 PCB), 구리 면적 및 가능한 외부 방열판은 열저항(R_{th JS}) 및 디레이팅 곡선을 기반으로 신중하게 설계되어야 합니다.
• 전기 설계:안정적인 동작을 위해서는 정전류 드라이버가 필수적입니다. 드라이버는 최대 1500mA를 공급할 수 있어야 하며 선택한 빈의 순방향 전압 범위를 견딜 수 있어야 합니다. 인러시 전류 보호를 고려하십시오.
• 광학 설계:120° 발광각은 헤드램프나 DRL과 같은 특정 애플리케이션을 위한 빔 형성을 위해 2차 광학(렌즈, 반사판)을 필요로 합니다.
• 환경 견고성:LED 자체는 황 내성을 가지며 AEC-Q102에 적합하지만, 전체 모듈(PCB, 커넥터, 씰)은 자동차 환경 스트레스(열 사이클링, 습도, 진동)를 위해 설계되어야 합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

표준 상업 등급 LED와 비교하여, ALFS2H-C010001H-AM의 주요 차별화 요소는자동차 등급 인증(AEC-Q102)및황 내성(Class A1)입니다. 이는 일반적으로 소비자 가전에는 필요하지 않지만, 가혹한 자동차 엔진룸 및 외부 환경에는 필수적입니다. 세라믹 패키지는 또한 비자동차 고출력 LED에 사용되는 많은 플라스틱 SMD 패키지에 비해 더 나은 장기 신뢰성과 더 높은 최대 접합 온도를 제공합니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 이 LED의 최소 구동 전류는 얼마입니까?

A: 데이터시트는 최소 순방향 전류를 50mA로 지정합니다. 이 전류 미만으로의 동작은 권장되지 않습니다(디레이팅 곡선에 명시된 대로).

Q: 내 애플리케이션에서 접합 온도를 어떻게 결정합니까?

A: 접합 온도(T_J)는 다음 공식을 사용하여 추정할 수 있습니다: T_J= T_S+ (R_{th JS}× P_D), 여기서 T_S는 측정된 납땜 패드 온도, R_{th JS}는 열저항, P_D는 소비 전력(V_F× I_F)입니다.

Q: 이 LED를 정전압 소스로 구동할 수 있습니까?

A: 아니요. LED는 전류 구동 소자입니다. 정전압 소스는 지수적 IV 특성과 V_F의 음의 온도 계수로 인해 제어되지 않은 전류를 유발하여 LED를 파괴할 가능성이 높습니다. 항상 정전류 드라이버를 사용하십시오.

Q: "황 내성 Class A1"은 무엇을 의미합니까?

A: 이는 LED의 황 함유 대기에 대한 저항성을 나타냅니다. Class A1은 산업 테스트(예: ASTM B809)에서 정의된 특정 성능 수준으로, 소자가 노출 후에도 중요한 성능 저하를 보이지 않아 고황 오염 환경에 적합함을 의미합니다.

11. 실용적 설계 및 사용 사례

사례: DRL 모듈 설계

설계자가 주간 주행등 모듈을 제작 중입니다. 그들은 높은 휘도와 자동차 등급 특성을 위해 ALFS2H-C010001H-AM을 선택합니다. 일관된 밝기와 드라이버 설계 단순화를 위해 광속 빈 D8(900-950 lm) 및 전압 빈 2B(6.4-7.0V)의 LED를 선택합니다. 방열판 역할을 하는 넓은 구리 면적을 가진 금속 코어 PCB를 설계합니다. 디레이팅 곡선을 사용하여, 그들의 열 설계로 가장 뜨거운 주변 조건에서 납땜 패드가 85°C로 안정화될 것으로 계산합니다. 이 패드 온도에서 디레이팅 곡선은 전체 1000mA 구동 전류를 허용합니다. 그들은 1000mA 출력 및 선택한 빈의 최대 V_F에 여유분을 더한 범위를 커버하는 정격의 정전류 드라이버를 선택합니다. 2차 광학은 DRL에 대한 특정 빔 패턴 및 광도 요구사항을 충족하도록 설계됩니다.

12. 동작 원리 소개

이 LED는 반도체 칩을 기반으로 하는 고체 조명원으로, 일반적으로 청색 발광 영역에는 질화인듐갈륨(InGaN)으로 만들어집니다. 다이오드의 밴드갭을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 활성 영역 내에서 재결합하여 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 이를 전계발광이라고 합니다. 주요 방출은 청색 스펙트럼입니다. 백색광을 생성하기 위해, 이 청색광의 일부는 형광체 코팅(예: YAG:Ce)에 흡수되어 더 넓은 스펙트럼, 주로 황색 범위에서 빛을 재방출합니다. 남은 청색광과 형광체 변환된 황색광의 혼합물은 인간의 눈에 백색광으로 인지됩니다. 청색과 황색의 정확한 비율은 상관 색온도(CCT)를 결정합니다.

13. 기술 트렌드

자동차 LED 조명의 트렌드는 더 높은 발광 효율(와트당 더 많은 루멘)을 향해 가고 있어 더 밝은 조명 또는 더 낮은 전력 소비 및 열 부하를 가능하게 합니다. 더 높은 전력 밀도를 가진 더 작은 패키지 크기에 대한 추진도 있으며, 이는 더 나은 열 관리 솔루션을 요구합니다. 어댑티브 드라이빙 빔(ADB) 및 픽셀화된 헤드라이트와 같은 고급 기능은 단일 패키지 내에 여러 개별 주소 지정 가능 LED 칩의 통합을 주도하고 있습니다. 또한, 색상 조정 가능 LED 및 레이저가 특수 신호 및 스타일링 애플리케이션을 위해 탐구되고 있습니다. 기본 기술은 칩 효율성, 고온에서의 형광체 안정성 및 패키지 신뢰성 측면에서 계속 개선되고 있습니다.