SMD 플래시 LED LTPL-C0677WPYB 데이터시트 - 고휘도 - 백색광 - 1000mA - 6.3W 펄스 - 기술 문서

1. 제품 개요

LTPL-C0677WPYB는 플래시 광원으로 특별히 설계된 소형 고출력 SMD(표면 실장 소자) LED입니다. 주요 설계 목표는 소형 폼 팩터에서 매우 높은 광 출력을 제공하는 것입니다. 이를 통해 낮은 주변광 조건에서 더 높은 해상도의 이미지를 촬영할 수 있으며, 이미징 장치의 유효 플래시 범위를 확장합니다.

1.1 주요 특징

• 최고 휘도 SMD 플래시 LED:펄스 모드 동작에서 최대 광 출력을 위해 설계되었습니다.
• 즉시 점등:최소 지연으로 즉각적인 조명을 제공하며, 플래시 사진 촬영에 매우 중요합니다.
• 매우 작은 발광체 크기:소형 패키지 덕분에 스마트폰과 같은 공간이 제한된 현대 장치에 통합이 가능합니다.
• RoHS 준수:유해물질 사용 제한 지침을 준수하여 제조되었습니다.

1.2 목표 응용 분야

• 카메라폰 및 스마트폰
• 이미징 기능을 갖춘 휴대용 전자 장치
• 디지털 스틸 카메라(DSC)
• 고강도, 단시간 조명이 필요한 휴대용 장치

2. 기술 파라미터: 심층 객관적 해석

이 섹션에서는 지정된 조건에서 LED의 동작 한계와 성능 특성에 대한 상세한 분석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 소자에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 장기간 이 한계 또는 그 근처에서 동작하는 것은 신뢰성에 악영향을 줄 수 있으므로 권장되지 않습니다.

• 전력 소산 (펄스 모드):6.3 W. 이는 LED가 열 한계를 초과하지 않고 펄스 동작에서 처리할 수 있는 최대 허용 전력입니다.
• 펄스 순방향 전류 (50ms ON, 950ms OFF):1500 mA. 플래시 응용에 중요한, LED가 펄스 듀티 사이클에서 견딜 수 있는 피크 전류입니다.
• DC 순방향 전류:350 mA. 정상 상태 동작을 위한 최대 연속 순방향 전류입니다.
• 접합 온도 (Tj):125 °C. 반도체 접합에서 허용되는 최대 온도입니다.
• 정전기 방전 (ESD) 임계값 (HBM):8000 V. 인체 모델 기준으로 상대적으로 강력한 정전기 방전 보호 수준을 나타냅니다.
• 동작 온도 범위:-40°C ~ +85°C. 신뢰할 수 있는 동작을 위한 주변 온도 범위입니다.
• 보관 온도 범위:-40°C ~ +100°C. 동작하지 않을 때 소자를 보관하기 위한 안전한 온도 범위입니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성

이는 표준 테스트 조건(Ta=25°C, 300ms 펄스)에서 측정된 일반적인 성능 파라미터입니다.

• 광속 (ΦV):I_FP= 1000mA에서 260 lm (최소), 300 lm (일반), 400 lm (최대). 이는 총 가시광 출력을 정량화하며, 측정 허용 오차는 ±10%입니다.
• 순방향 전압 (V_F):I_FP= 1000mA에서 2.9 V (최소), 3.6 V (일반), 4.2 V (최대). LED 동작 시 걸리는 전압 강하이며, 측정 허용 오차는 ±0.1V입니다.
• 색온도 (CCT):I_FP= 1000mA에서 5000 K ~ 6000 K. 이는 백색광의 색조를 정의하며, 플래시 사진 촬영에 적합한 "쿨 화이트" 범위에 속합니다.
• 시야각 (2θ_1/2):120° (일반). 광도가 최대 광도(0°에서)의 절반이 되는 각도 범위입니다. 넓은 시야각은 균일한 조명에 유리합니다.
• 역방향 전류 (I_R):V_R= 5V에서 100 µA (최대). 이 소자는 역방향 동작을 위해 설계되지 않았습니다. 이 파라미터는 정보/테스트 목적으로만 제공됩니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산의 일관성을 보장하기 위해 LED는 주요 성능 파라미터에 따라 분류(빈닝)됩니다. LTPL-C0677WPYB는 광속과 순방향 전압에 대한 빈닝 시스템을 사용합니다.

3.1 광속 빈닝

LED는 1000mA에서 측정된 광 출력에 따라 빈으로 분류됩니다.

• 빈 P4:광속 범위 260 lm ~ 315 lm.
• 빈 Q0:광속 범위 315 lm ~ 400 lm.

3.2 순방향 전압 빈닝

LED는 또한 1000mA에서의 순방향 전압 강하에 따라 빈닝됩니다.

• 빈 4:순방향 전압 범위 2.9 V ~ 3.8 V.
• 빈 5:순방향 전압 범위 3.8 V ~ 4.2 V.

이 빈닝을 통해 설계자는 특정 응용 분야에 맞게 전기적 및 광학적 특성이 밀접하게 일치하는 LED를 선택할 수 있어, 다중 LED 설계에서 균일한 성능을 보장합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 다양한 조건에서 소자의 동작을 설명하는 여러 특성 곡선을 제공합니다. 모든 상관 데이터는 방열판 역할을 하는 2cm x 2cm 금속 코어 PCB(MCPCB)에 장착된 LED를 기반으로 합니다.

4.1 상대 스펙트럼 파워 분포

스펙트럼 곡선은 다양한 파장에 걸쳐 방출되는 빛의 강도를 보여줍니다. 이와 같은 백색 LED(인광체 코팅이 된 InGaN 기술 사용)의 경우, 스펙트럼은 일반적으로 칩에서 나오는 청색 피크와 인광체에서 나오는 더 넓은 황색/녹색/적색 방출을 특징으로 하며, 이들이 결합하여 백색광을 생성합니다.

4.2 방사 패턴

극좌표도(방사 특성)는 120°의 일반적인 시야각을 시각적으로 나타내며, LED로부터 공간적으로 빛의 강도가 어떻게 분포하는지 보여줍니다.

4.3 순방향 전류 대비 상대 광속

이 곡선은 광 출력이 전류에 비례하지 않음을 보여주며, 특히 열 효과 증가로 인해 효율이 떨어질 수 있는 높은 전류에서 더욱 그렇습니다.

4.4 순방향 전류 대비 상관 색온도 (CCT) 변화

이 그래프는 LED의 화이트 포인트(색온도)가 구동 전류에 따라 어떻게 변하는지 보여주기 때문에 매우 중요합니다. 플래시 응용 분야에서는 사진에서 일관된 색 재현을 위해 CCT 변화를 최소화하는 것이 중요합니다.

4.5 순방향 전류 디레이팅 곡선

아마도 신뢰할 수 있는 설계를 위한 가장 중요한 곡선으로, 주변 온도의 함수로서 허용 가능한 최대 펄스 순방향 전류를 보여줍니다. 온도가 상승함에 따라 접합 온도가 125°C를 초과하지 않도록 최대 안전 전류가 감소합니다. 장기적인 신뢰성을 위해 이 곡선을 엄격히 준수해야 합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

LED는 특정 SMD 패키지로 제공됩니다. 모든 치수는 별도로 명시되지 않는 한 일반 허용 오차 ±0.1mm의 밀리미터(mm) 단위입니다. 패키지는 InGaN 기반 백색광을 방출하는 황색/백색 렌즈를 특징으로 합니다. PCB 풋프린트 설계를 위한 상세 치수 도면이 데이터시트에 제공됩니다.

5.2 권장 PCB 부착 패드 레이아웃

적절한 솔더링 및 열 관리를 보장하기 위해 PCB에 대한 권장 랜드 패턴(풋프린트)이 제공됩니다. 권장 사항에는 솔더 페이스트 도포를 위한 최대 스텐실 두께 0.10mm가 포함됩니다.

5.3 극성 식별

표준 SMD LED 극성 표시가 적용됩니다(일반적으로 패키지에 캐소드 표시기). 이 특정 부품의 정확한 표시는 데이터시트 도면을 참조해야 합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 권장 IR 리플로우 프로파일 (무연 공정)

이 LED는 무연 리플로우 솔더링과 호환됩니다. J-STD-020D에 맞춰 상세 프로파일이 지정되어 있으며, 다음을 포함합니다:

• 피크 온도 (T_P):최대 260°C.
• 액상선 온도 이상 시간 (T_L= 217°C):60 ~ 150초.
• 상승 및 하강 속도:열 충격을 최소화하기 위해 제어됩니다.

중요 참고사항:급속 냉각 공정은 권장되지 않습니다. 신뢰할 수 있는 접합을 달성하는 가능한 가장 낮은 솔더링 온도가 LED의 열 응력을 최소화하기 위해 항상 바람직합니다. 딥 솔더링 방법을 사용하여 조립된 경우 소자는 보증되지 않습니다.

6.2 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우 지정된 화학 물질만 사용해야 합니다. LED는 상온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 1분 미만 담글 수 있습니다. 지정되지 않은 화학 물질 사용은 패키지 재료나 광학 부품을 손상시킬 수 있습니다.

7. 포장 및 취급

7.1 테이프 및 릴 사양

LED는 자동 피크 앤 플레이스 조립을 위해 릴에 표준 엠보싱 캐리어 테이프로 공급됩니다. 주요 사양은 다음과 같습니다:

• 릴 크기:7인치 릴.
• 릴당 수량:3000개 (표준 풀 릴).
• 최소 주문 수량 (MOQ):잔여분에 대해 500개.
• 포장은 EIA-481 사양을 준수합니다. 테이프는 상단 커버로 밀봉되며, 최대 두 개의 연속 누락 부품(빈 포켓)이 허용됩니다.

캐리어 테이프와 릴 모두에 대한 상세 치수 도면이 데이터시트에 제공됩니다.

8. 응용 제안 및 설계 고려사항

8.1 일반적인 응용 회로

이 고전류 플래시 LED는 전용 구동 회로가 필요합니다. 일반적인 구현은 저전압 배터리(예: 3.7V 리튬 이온)에서 고펄스 전류를 생성하기 위해 스위치 모드 전원 공급 장치(부스트 컨버터 등)를 사용합니다. 구동기는 서지 전류를 관리하고 과전류 보호를 제공하면서 매우 짧은 고전류 펄스(최대 1500mA, 50ms 이하)를 전달할 수 있어야 합니다.

8.2 열 관리

효과적인 방열판은 매우 중요합니다. 짧은 펄스 중에도 상당한 열이 발생합니다. LED를 2cm x 2cm MCPCB에 장착하라는 권장 사항은 최소 지침입니다. 높은 듀티 사이클 응용 분야 또는 높은 주변 온도에서 동작하는 경우, 디레이팅 곡선에 정의된 대로 접합 온도를 안전 한계 내로 유지하기 위해 더 강력한 열 관리(더 큰 PCB 구리 면적, 열 비아 또는 외부 방열판)가 필요합니다.

8.3 광학 설계

120° 시야각은 넓은 조명을 제공합니다. 더 집중된 빔이 필요한 응용 분야(예: 투사 거리 증가)의 경우, LED 위에 2차 광학 부품(반사판 또는 렌즈)을 배치할 수 있습니다. 작은 발광체 크기는 엄격한 광학 제어를 달성하는 데 유리합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

이 독립형 데이터시트에서는 다른 모델과의 직접적인 병렬 비교는 제공되지 않지만, LTPL-C0677WPYB의 주요 차별화 요소는 사양에서 추론할 수 있습니다:

• 고펄스 전류 능력 (1500mA):플래시 LED의 주요 지표인 매우 높은 순간 휘도를 가능하게 합니다.
• 고광속 (최대 400 lm):SMD 플래시 LED 중 고휘도 범주에 속하게 합니다.
• 소형 SMD 패키지:공간이 제한된 모바일 장치에서 더 큰 스루홀 플래시 LED에 비해 상당한 이점을 제공합니다.
• 넓은 시야각 (120°):더 좁은 각도의 LED에 비해 균일한 장면 조명을 제공하여 이미지의 핫스팟을 줄입니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

10.1 이 LED를 일정한 1000mA DC 전류로 구동할 수 있나요?

답변:아니요. DC 순방향 전류의 절대 최대 정격은 350 mA입니다. 1000mA 값은 특정 테스트 조건(300ms 펄스, 낮은 듀티 사이클 가능)에서의 펄스 동작 또는 피크 펄스 정격(50ms ON)을 위한 것입니다. 1000mA에서 연속 동작은 전력 소산 및 접합 온도 한계를 초과하여 빠른 고장으로 이어질 것입니다.

10.2 순방향 전압 빈닝이 내 설계에 왜 중요한가요?

답변:동일한 전류원에서 여러 LED를 병렬로 구동하는 경우, 순방향 전압(V_F)의 차이로 인해 전류 분배가 불균일해집니다. 더 낮은 V_F를 가진 LED는 더 높은 V_F를 가진 LED보다 더 많은 전류를 끌어당겨, 밝기 차이를 일으키고 잠재적으로 낮은 V_F 단위에 과부하를 줄 수 있습니다. 동일한 V_F 빈의 LED를 사용하면 더 균일한 전류 분배와 성능을 보장합니다.

10.3 리플로우 프로파일에서 "액상선 온도 이상 시간"의 목적은 무엇인가요?

답변:이것은 솔더 접합부가 솔더 페이스트의 녹는점(무연의 경우 217°C) 이상에서 머무는 시간입니다. 충분한 시간(여기서는 60-150초)은 LED의 솔더 패드와 PCB 사이에 신뢰할 수 있는 금속 결합을 위한 적절한 젖음 및 형성을 보장합니다. 시간이 너무 짧으면 콜드 솔더 접합이 발생할 수 있고, 너무 길면 부품에 열 응력이 증가합니다.

11. 실용적인 설계 및 사용 사례

시나리오: 스마트폰 플래시 모듈에 통합

설계 엔지니어는 새로운 스마트폰 모델에 고품질 플래시를 추가하는 임무를 맡았습니다. 높은 출력과 작은 크기 때문에 LTPL-C0677WPYB가 선택되었습니다. 엔지니어는 다음을 수행해야 합니다:

1. 구동기 선택:폰의 3.8V 배터리에서 필요한 1000-1500mA 펄스를 전달할 수 있고, 폰의 카메라 프로세서(I2C 또는 유사)를 통해 제어되는 플래시 LED 구동기 IC를 선택합니다.
2. PCB 레이아웃:데이터시트의 권장 패드 레이아웃에 정확히 따라 PCB 풋프린트를 설계합니다. LED를 위한 전용 소형 MCPCB(2cm x 2cm 이상)를 생성하여 열 확산체 역할을 하게 하고, 추가적인 열 방산을 위해 폰의 내부 프레임에 연결합니다.
3. 광학 통합:기계 설계 팀과 협력하여 LED의 120° 빔을 폰 외부의 플래시 창 전체에 균일하게 퍼뜨리는 도광판 또는 확산판을 만들어, 가시적인 핫스팟이 없도록 합니다.
4. 펌웨어:고전류 펄스에 대해 최대 50ms ON 시간 내에 머무르는 펄스 지속 시간으로 플래시 구동기를 트리거하도록 카메라 소프트웨어를 프로그래밍하고, 버스트 사진 모드 중 과열을 방지하기 위해 듀티 사이클을 관리합니다.

12. 동작 원리 소개

LTPL-C0677WPYB는 반도체 물리학을 기반으로 한 고체 조명원입니다. 인듐 갈륨 나이트라이드(InGaN) 칩을 사용하며, 순방향 바이어스 하에서 전자가 칩의 p-n 접합을 가로질러 정공과 재결합할 때 청색광을 방출합니다(전계 발광). 이 청색광은 칩 위 또는 근처에 증착된 인광체 코팅에 의해 부분적으로 더 긴 파장(황색, 녹색, 적색)으로 변환됩니다. 남은 청색광과 인광체 변환된 빛의 혼합은 백색광으로 인식됩니다. 인광체의 특정 비율은 상관 색온도(CCT)를 결정하며, 여기서는 플래시 사진 촬영에 선호되는 주광 조건에 맞춰 5000-6000K "쿨 화이트" 범위로 조정됩니다.

13. 기술 동향 및 맥락

고출력 SMD 플래시 LED는 소비자 전자 제품, 특히 스마트폰의 소형화에 의해 주도되는 광전자 분야의 핵심 동향을 나타냅니다. 진화는 다음에 초점을 맞추고 있습니다:

• 광 효율 증가 (lm/W):동일한 전기 입력 전력에 대해 더 많은 광 출력을 제공하여 배터리 수명을 향상시킵니다.
• 더 높은 피크 전류 및 루멘 출력:더 나은 저조도 사진 촬영 및 "야간 모드"와 같은 기능을 가능하게 합니다.
• 색 재현성 개선:자연광에 더 가까운 광 스펙트럼을 생성하는 인광체를 개발하여(높은 CRI - 색 재현 지수), 이 특정 데이터시트에는 명시되지 않았더라도 사진에서 더 정확한 색상을 얻을 수 있습니다.
• 듀얼톤 플래시:서로 다른 CCT를 가진 두 개의 LED(예: 쿨 화이트와 웜 화이트)를 함께 사용하여 카메라 시스템이 플래시 색온도를 조정하여 더 보기 좋은 피부 톤과 주변광 일치를 가능하게 하는 시장 동향입니다. 이 데이터시트는 단일 CCT LED에 대한 것이지만, 동일한 제품군 내에 이 기술이 존재합니다.
• 센서와의 통합:플래시 LED는 주변광 센서 및 근접 센서를 포함하는 시스템의 일부로 점점 더 많이 사용되어 적응형 밝기를 가능하게 하고 물체가 너무 가까울 때 플래시를 끌 수 있게 합니다.