고출력 블루 LED 3.45x3.45x2.20mm 2.6-3.4V 5.1W 465-475nm 기술 데이터시트

1. 제품 개요

이 LED 부품은 기판 위에 InGaN 기술을 사용하여 고강도 청색 광원을 제공합니다. 소자는 3.45mm x 3.45mm x 2.20mm의 콤팩트한 치수의 견고한 세라믹 하우징에 패키징되어 공간이 제한된 조명 애플리케이션에 적합합니다. LED는 표면 실장 기술(SMT) 조립용으로 설계되었으며 표준 리플로우 납땜 공정과 호환됩니다. 자동화된 픽앤플레이스 장비를 위해 테이프 및 릴 포장으로 제공됩니다. 이 제품은 RoHS를 준수하며 습기 민감도 레벨 1(MSL-1)로 분류되어 납땜 전 특별한 습기 처리 요구 사항이 없습니다.

1.1 주요 특징

• 우수한 열 관리 및 신뢰성을 위한 세라믹 패키지
• 균일한 광 분포를 위한 초광시야각(일반 120도)
• 모든 SMT 조립 및 납땜 공정에 적합
• 릴당 1000개, 테이프 및 릴로 제공
• 습기 민감도 레벨 1
• RoHS 준수, 유해 물질 무함유

1.2 응용 분야

블루 LED는 다양한 일반 조명 및 특수 애플리케이션에 사용될 수 있습니다. 일반적인 사용 사례에는 경고등, 다운라이트, 벽 워시 라이트, 스포트라이트가 포함됩니다. 또한 장식용 컬러 램프, LED 스트립, 식물 재배 조명, 경관 조명, 무대 사진 조명 및 의료 미용 장비에도 적합합니다. 또한 호텔, 마트, 사무실, 가정과 같은 상업 및 주거용 실내 환경에 이상적입니다. 넓은 작동 온도 범위(-40°C ~ +85°C)는 다양한 조건에서 안정적인 성능을 보장합니다.

2. 패키지 치수 및 기계적 사양

LED 패키지의 길이는 3.45mm, 너비는 3.45mm, 높이는 2.20mm입니다. 바닥면에서 명확한 양극 및 음극 패드 배열을 확인할 수 있어 극성 식별이 용이합니다. 양극 패드는 약 1.30mm x 0.85mm, 음극 패드는 약 1.30mm x 0.65mm로 약간 더 큽니다. 안정적인 열 및 전기 접촉을 위해 최적화된 납땜 패턴이 권장됩니다. PCB 설계를 위한 풋프린트 치수는 데이터시트에 제공됩니다: 직사각형 양극 패드 3.25mm x 0.50mm, 음극 패드 3.25mm x 0.45mm, 패드 간 간격 0.30mm. 별도 명시가 없는 한 모든 치수는 mm 단위이며 공차는 ±0.2mm입니다.

3. 전기적 및 광학적 특성

달리 명시되지 않는 한, 모든 전기 및 광학 파라미터는 IF = 350mA, 납땜점 온도 Ts = 25°C의 테스트 조건에서 측정됩니다. 순방향 전압은 2.6V~3.4V이며 일반적으로 약 3.0V입니다. 소자는 30~50루멘의 광속과 400mW~800mW의 총 복사속을 제공합니다. 주 파장은 465nm~475nm의 청색 스펙트럼에 속합니다. 역방향 전압 5V에서 역전류는 최대 10µA로 제한됩니다. 시야각은 일반적으로 120도(반강도 기준)로 넓은 빔 확산을 제공합니다.

3.1 절대 최대 정격

소자 손상을 방지하기 위해 절대 최대 정격을 초과해서는 안 됩니다. 전력 손실은 5100mW(5.1W)로 정격입니다. 순방향 전류는 연속적으로 최대 1500mA(1.5A)까지, 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서 1600mA(1.6A)까지 가능합니다. 역방향 전압은 5V를 초과해서는 안 됩니다. 소자는 정전기 방전(HBM) 2000V에 정격입니다. 작동 온도 범위는 -40°C ~ +85°C이며 보관 온도 범위도 동일합니다. 접합 온도는 150°C를 초과해서는 안 됩니다.

3.2 빈 정보

일관성을 보장하기 위해 LED는 테스트 전류 350mA에서 순방향 전압, 광속 및 주 파장에 따라 빈이 지정됩니다. 순방향 전압 빈은 F0(2.6-2.8V), G0(2.8-3.0V), H0(3.0-3.2V), I0(3.2-3.4V)입니다. 광속 빈은 FA3(30-35lm), FA4(35-40lm), FA5(40-45lm), FA6(45-50lm)입니다. 파장 빈은 D00(465-470nm) 및 E00(470-475nm)입니다. 고객은 주문 시 애플리케이션 요구 사항에 맞는 원하는 빈 코드를 지정해야 합니다.

4. 일반적인 성능 곡선

다음 성능 특성은 일반적인 값이며 설계 지침용으로만 제공됩니다. 보증된 사양이 아닙니다.

4.1 순방향 전압 대 순방향 전류

순방향 전압은 순방향 전류에 따라 증가합니다. 실온에서 전압은 100mA에서 약 2.6V, 350mA에서 3.0V, 700mA에서 3.2V, 1300mA에서 3.4V입니다. 작동 범위 내에서 관계는 거의 선형입니다.

4.2 상대 강도 대 순방향 전류

상대 광 강도는 전류에 따라 상승하지만 높은 전류에서 약간의 포화 현상을 보입니다. 350mA에서 상대 강도는 1.0으로 정규화됩니다. 700mA에서는 약 1.6, 1050mA에서는 2.2, 1400mA에서는 2.8로 증가합니다.

4.3 온도 의존성

납땜점 온도가 25°C에서 115°C로 증가함에 따라 상대 광 강도는 약 40% 선형적으로 감소합니다. 광 출력을 유지하려면 열 관리가 중요합니다. 높은 주변 온도에서는 순방향 전류 감소가 필요합니다. Ts=50°C에서 최대 순방향 전류는 약 1400mA인 반면, Ts=85°C에서는 접합 온도 150°C 초과를 방지하기 위해 약 800mA로 감소됩니다.

4.4 스펙트럼 분포

방출 스펙트럼은 약 465-475nm에서 피크 파장을 가지며 반치전폭(FWHM)은 약 25-30nm입니다. 스펙트럼은 깨끗하며 가시 범위에서 유의미한 2차 피크가 없습니다.

4.5 방사 패턴

각도 방사 패턴은 거의 람베르시안이며 반강도 각도는 ±60도입니다. ±75도에서 상대 강도는 최대의 약 0.2로 떨어집니다.

5. 포장 및 배송 정보

LED는 캐리어 테이프에 릴당 1000개씩 포장됩니다. 캐리어 테이프의 피치는 4.0mm, 폭은 12.0mm입니다. 릴 치수: 외경 178mm ±1mm, 내경 59mm, 폭 14.0mm ±0.5mm. 각 릴은 MSL-1 조건을 유지하기 위해 건조제 및 습도 표시 카드와 함께 방습 백에 밀봉됩니다. 백의 라벨에는 부품 번호, 사양 번호, 로트 번호, 빈 코드(광속, 파장, 전압), 수량 및 날짜 코드가 포함됩니다. 포장된 릴은 배송을 위해 판지 상자에 넣습니다.

6. SMT 리플로우 납땜 가이드라인

리플로우 납땜은 데이터시트에 명시된 온도 프로파일을 따라야 합니다. 예열 구역은 최대 3°C/s의 속도로 150°C에서 200°C까지 상승해야 하며, 소킹 시간은 60-120초입니다. 217°C 이상의 중요 구역은 60초 동안 지속되어야 하며, 최고 온도는 260°C에서 10초(최대)입니다. 냉각 속도는 6°C/s를 초과해서는 안 됩니다. 리플로우 패스는 2회만 허용됩니다. 두 납땜 작업 사이의 시간이 24시간을 초과하면 LED가 손상될 수 있습니다. 수동 납땜은 300°C에서 3초 미만으로 1회만 수행해야 합니다. 수리는 피해야 하며, 필요한 경우 이중 헤드 인두를 사용하고 수리 후 LED 기능을 확인하십시오. LED의 상단 표면은 연질 실리콘이므로 픽업 노즐은 캡슐란트 손상을 방지하기 위해 적절한 압력을 가해야 합니다. 휘어진 PCB 부위에 LED를 장착하지 말고 납땜 후 보드가 휘어지지 않도록 하십시오. 납땜 후 급속 냉각은 권장되지 않습니다.

7. 취급 및 보관 주의사항

작동 환경 및 접촉 재료에는 100PPM을 초과하는 황 화합물이 포함되어서는 안 됩니다. 외부 재료의 브롬 및 염소 함량은 각각 900PPM 미만이어야 하며 브롬과 염소의 총합은 1500PPM 미만이어야 합니다. 고정 장치 재료의 휘발성 유기 화합물(VOC)은 실리콘 캡슐란트에 침투하여 열과 빛 아래에서 변색을 일으켜 상당한 광 손실을 초래할 수 있습니다. 사용 전에 항상 재료 호환성을 테스트하십시오. 유기 증기를 방출하는 접착제는 피하십시오. 실리콘 렌즈 표면은 부드럽습니다. 항상 핀셋이나 적절한 도구를 사용하여 측면으로 부품을 잡으십시오. 실리콘 렌즈를 직접 만지지 마십시오. 회로 설계 시 각 LED를 통과하는 전류가 절대 최대 정격을 초과하지 않도록 하십시오. 작은 전압 변화로 인한 열 폭주를 방지하기 위해 전류 제한 저항을 포함하십시오. LED에 역방향 전압(5V 초과)을 절대 인가하지 마십시오. 이는 이동(migration) 및 영구적 손상을 일으킬 수 있습니다. 방열 설계는 필수적입니다. 접합 온도를 150°C 미만으로 유지하기 위해 적절한 방열판이 필요합니다. 실리콘 표면은 먼지를 끌어들이므로 세척이 필요한 경우 이소프로필 알코올을 사용하십시오. 초음파 세척은 LED를 손상시킬 수 있으므로 권장되지 않습니다. 보관 조건: 알루미늄 백을 열기 전에는 밀봉일로부터 최대 1년 동안 ≤30°C, ≤75% RH에서 보관하십시오. 개봉 후에는 ≤30°C, ≤60% RH에서 168시간 이내에 사용하십시오. 보관 시간을 초과한 경우 LED를 60±5°C 및<5% RH에서 최소 24시간 동안 베이킹하십시오. 백이 구멍나거나 손상된 경우 공급업체에 문의하십시오.

8. 신뢰성 테스트 및 품질 보증

LED는 강력한 성능을 보장하기 위해 일련의 신뢰성 테스트를 거쳤습니다. 테스트에는 리플로우 납땜(260°C, 2회), 열 충격(-40°C ~ 100°C, 500사이클, 15분 유지), 고온 보관(100°C, 1000시간), 저온 보관(-40°C, 1000시간), 수명 테스트(25°C, IF=350mA, 1000시간) 및 고온 고습 수명 테스트(60°C/90%RH, IF=350mA, 1000시간)가 포함됩니다. 합격 기준: 각 테스트당 10개 샘플 중 0개 불량(0/1 AQL). 테스트 후 순방향 전압 변화가 사양 내에 있어야 하고, 광속 유지율이 초기 값의 80% 이상이어야 하며, 개방/단락 또는 깜박임이 없어야 합니다. 이러한 테스트는 우수한 방열 조건에서 수행되며, 실제 애플리케이션 신뢰성은 시스템의 방열 설계에 따라 달라집니다.

9. 애플리케이션 설계 고려 사항

최적의 성능을 위해 다음 지침이 권장됩니다. 열 비아 또는 메탈 코어 PCB를 사용하여 적절한 방열을 보장하십시오. 모든 작동 조건에서 LED 접합 온도를 150°C 미만으로 유지하십시오. 과전류를 방지하기 위해 전압 소스보다 정전류 드라이버를 사용하십시오. 여러 LED를 직렬로 연결할 때는 순방향 전압 빈 변동을 고려하십시오. 병렬 스트링에서는 각 스트링마다 별도의 밸러스트 저항을 사용하십시오. 펄스 작동의 경우 피크 전류 제한 및 듀티 사이클 제한을 준수하십시오. 120도의 넓은 시야각은 플러드 조명에 유리하지만 좁은 빔 애플리케이션에는 2차 광학 장치가 필요할 수 있습니다. 청색 파장 범위(465-475nm)는 적색 LED와 함께 식물 성장 조명이나 무대 조명 및 장식 효과에 적합합니다. 세라믹 패키지는 우수한 열 전도성을 제공하지만, 외부 납땜 패드가 완전히 젖어 열을 효율적으로 전달해야 합니다. 납땜 후 LED에 기계적 응력을 가하지 마십시오.

10. 대체 제품과의 비교

더 작은 패키지 크기(예: 2835 또는 3030)와 비교하여 이 LED의 3.45x3.45mm 풋프린트는 더 큰 열 경로로 인해 더 높은 전류 처리 능력을 제공합니다. 세라믹 기판은 기존 플라스틱 패키지보다 우수한 열 전도성을 제공하여 1.5A 순방향 전류에서 작동할 수 있습니다. 넓은 파장 빈 범위(465-475nm)는 특정 색상 요구 사항을 충족하는 유연성을 제공합니다. 그러나 더 높은 열 출력으로 인해 저전력 소자보다 더 광범위한 방열판이 필요합니다. 경쟁사의 유사한 3535 블루 LED와 비교할 때, 이 부품은 350mA에서 약 85-100 lm/W의 유사한 광효율과 온도에 따른 안정적인 파장을 제공합니다. MSL-1 등급은 보관 및 취급 물류를 단순화합니다.

11. 자주 묻는 질문

Q: 일반적인 광효율은 얼마입니까?
A: 350mA에서 광효율은 광속 빈에 따라 약 85~143 lm/W입니다. 효율 드룹으로 인해 더 높은 전류에서 효율은 감소합니다.

Q: 이 LED를 1A로 연속 구동할 수 있습니까?
A: 예, 적절한 열 관리가 필요합니다. 절대 최대 연속 전류는 1.5A이지만 접합 온도가 150°C를 초과하지 않도록 하십시오.

Q: 취급 시 ESD 보호가 필요합니까?
A: 예, LED가 2000V HBM을 견딜 수 있지만 접지된 작업대와 정전기 방지 손목 밴드와 같은 ESD 예방 조치가 권장됩니다.

Q: 방습 백 개봉 후 보관 수명은 얼마입니까?
A: ≤30°C, ≤60% RH에서 168시간(7일)입니다. 그 이후에는 베이킹이 필요합니다.

Q: 실리콘 렌즈는 일반 광학 접착제와 호환됩니까?
A: 일부 접착제는 실리콘을 공격하는 VOC를 방출할 수 있습니다. 의도된 애플리케이션 환경에서 접착제를 테스트하는 것이 필수적입니다.

12. 기술 원리

블루 LED는 사파이어 또는 탄화규소 기판 위에 성장된 인듐 갈륨 질화물(InGaN) 활성층을 사용합니다. 순방향 바이어스가 인가되면 전자와 정공이 양자 우물 영역에서 재결합하여 InGaN의 밴드갭에 해당하는 에너지의 광자를 방출합니다. 양자 우물의 인듐 함량을 조정하여 방출 파장을 조정할 수 있습니다. 이 제품의 경우 465-475nm 범위의 청색광을 생성하도록 조성물이 설정됩니다. 세라믹 패키지는 광 추출을 향상시키고 납땜 패드로의 견고한 열 경로를 제공합니다. 시야각은 반사컵의 형상과 캡슐화 형상에 의해 결정됩니다.

13. 개발 동향

LED 산업은 더 높은 효율과 낮은 비용을 위해 계속 나아가고 있습니다. InGaN 블루 LED는 실험실에서 200 lm/W 이상을 달성했으며 상용 제품도 꾸준히 개선되고 있습니다. 더 높은 전류 용량을 가진 더 작은 패키지(예: CSP 칩)로의 추세는 일부 애플리케이션에서 세라믹 패키지에 도전하고 있습니다. 그러나 3535 세라믹 패키지는 강력한 열 성능과 신뢰성이 필요한 고출력 애플리케이션에서 여전히 인기가 있습니다. 스마트 조명 제어 및 전 스펙트럼 형광체(백색광 생성)와의 통합이 지속적으로 개발되고 있습니다. 청색 전용 애플리케이션의 경우 정밀 빈 및 온도에 따른 안정적인 파장이 원예 및 의료 시장에서 점점 더 요구되고 있습니다.