CHIN 시리즈 LED ELCH06-BJ4J6Z10-N0 데이터시트 - 고출력 백색 LED - 1000mA에서 200lm - 6000K 색온도 - 2.04x1.64mm 패키지

1. 제품 개요

CHIN 시리즈 ELCH06-BJ4J6Z10-N0은 높은 광 출력과 효율이 요구되는 애플리케이션을 위해 설계된 고출력 표면 실장 LED입니다. 이 장치는 InGaN 반도체 기술을 활용하여 백색광을 생성합니다. 컴팩트한 패키지, 높은 광속, 펄스 동작에서의 견고한 성능이 특징이며, 까다로운 조명 및 광원 작업에 적합합니다.

1.1 핵심 장점 및 타겟 시장

이 LED의 주요 장점은 구동 전류 1000mA에서 200루멘의 높은 전형적 광속으로, 약 54루멘/와트의 광학 효율을 제공합니다. 8kV 정격의 내장 ESD 보호 기능을 갖추어 핸들링 시 신뢰성을 높였습니다. Moisture Sensitivity Level(MSL)이 Class 1이므로 우수한 보관 수명을 제공하며 표준 SMT 조립 공정에 적합합니다. RoHS 준수 및 무연입니다. 주요 타겟 시장은 모바일 기기 카메라 플래시(스트로브 라이트), 디지털 비디오 토치 라이트, 일반 실내 및 장식 조명, TFT 백라이트, 다양한 자동차 내/외부 조명 애플리케이션입니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

본 섹션에서는 데이터시트에 정의된 장치의 주요 기술 사양에 대한 상세하고 객관적인 분석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

장치의 동작 한계는 신뢰할 수 있는 설계에 매우 중요합니다. 최대 연속 DC 순방향 전류(IF)는 350 mA입니다. 그러나 특정 조건에서 최대 1500 mA의 피크 펄스 전류(IPulse)를 처리할 수 있습니다: 펄스 폭 400ms 후 오프 시간 3600ms, 또는 최대 지속 시간 50ms 및 듀티 사이클 10% 이하. 최대 접합 온도(TJ)는 125°C이며, 접합에서 케이스까지의 열 저항(Rs)은 10 °C/W입니다. 동작 온도 범위는 -40°C에서 +85°C입니다. 이 LED는 역방향 바이어스 동작을 위해 설계되지 않았음을 유의하는 것이 중요합니다. 특히 동시에 또는 장시간 동안 이러한 정격을 초과하면 영구적인 손상이나 신뢰성 문제가 발생할 수 있습니다.

2.2 전기-광학 특성

펄스 조건(50ms 펄스)에서 솔더 패드 온도 25°C에서 측정된 주요 성능 파라미터가 정의됩니다. 광속(Фv)의 전형값은 200 lm이며, 1000mA에서 최소 160 lm, 최대 250 lm입니다(±10% 측정 허용 오차 적용). 1000mA에서 순방향 전압(VF)은 최소 2.95V에서 최대 4.45V 범위이며, 측정 허용 오차는 ±0.1V입니다. 특수 저전류, 저전압 파라미터가 지정됩니다: 10 µA에서 VF는 전형적으로 2.0V입니다. 상관 색온도(CCT)는 전형적으로 6000K이며, 4500K에서 7000K 범위입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

이 장치는 애플리케이션에서 일관성을 보장하기 위해 특정 성능 빈 내에서 공급됩니다.

3.1 순방향 전압 빈닝

순방향 전압은 IF=1000mA에서 측정된 0.3V 범위를 각각 커버하는 다섯 개의 빈으로 분류됩니다. 빈 코드와 해당 전압 범위는 다음과 같습니다: 2932 (2.95V - 3.25V), 3235 (3.25V - 3.55V), 3538 (3.55V - 3.85V), 3841 (3.85V - 4.15V), 4144 (4.15V - 4.45V).

3.2 광속 빈닝

광속은 IF=1000mA에서 세 가지 범주로 빈닝됩니다: J4 (160 lm - 180 lm), J5 (180 lm - 200 lm), J6 (200 lm - 250 lm). 부품 번호 ELCH06-BJ4J6Z10-N0는 J6 광속 빈을 나타냅니다.

3.3 백색 색상 빈닝

백색 색상점은 CIE 1931 다이어그램의 특정 색도 좌표 내에서 정의되며, 세 가지 상관 색온도(CCT) 빈으로 그룹화됩니다: 빈 (1) 4550K (4500K-5000K 범위), 빈 (2) 5057K (5000K-5700K 범위), 빈 (3) 5770K (5700K-7000K 범위). 색좌표 측정 허용 오차는 ±0.01입니다. 부품 번호는 장치가 특정 백색 빈 구조 내에 속함을 시사합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 다양한 동작 조건에서 장치의 동작을 이해하는 데 필수적인 여러 특성 곡선을 제공합니다.

4.1 스펙트럼 분포 및 방사 패턴

상대 스펙트럼 분포 곡선은 형광체 변환 백색 LED의 전형적인 넓은 방출 스펙트럼을 보여주며, 청색 영역(InGaN 칩에서)에서 피크를 가지고 넓은 황색 형광체 방출을 보입니다. 전형적인 방사 패턴은 람베르시안으로, 광도가 시야각의 코사인에 비례함을 의미하며 넓고 균일한 빔을 생성합니다. 시야각(2θ1/2)은 120도이며 허용 오차는 ±5도입니다.

4.2 순방향 전압 대 전류 및 광속 대 전류

순방향 전압은 전류가 증가함에 따라 증가하며, 이는 다이오드의 특성입니다. 설계자는 이를 고려하여 적절한 드라이버 설계와 열 관리를 보장해야 합니다. 광속 출력은 순방향 전류에 따라 비선형적으로 증가합니다. 더 높은 전류로 구동하면 더 많은 빛을 얻을 수 있지만 더 많은 열을 발생시켜 효율과 수명을 감소시킬 수 있습니다. 곡선은 1500mA까지 전류에 따른 상대 광속 스케일링을 보여줍니다.

4.3 색온도 대 전류 및 전류 디레이팅

상관 색온도(CCT)는 구동 전류에 따라 약간 변할 수 있으며, 일반적으로 전류가 증가함에 따라 증가합니다. 이는 색상이 중요한 애플리케이션에서 중요한 고려사항입니다. 순방향 전류 디레이팅 곡선은 열 설계에 매우 중요합니다. 이 곡선은 솔더 패드 온도의 함수로서 최대 허용 연속 순방향 전류를 보여줍니다. 접합 온도를 최대 125°C 미만으로 유지하려면 주변 또는 보드 온도가 증가함에 따라 구동 전류를 줄여야 합니다. 예를 들어, 솔더 패드 온도 100°C에서는 최대 허용 연속 전류가 25°C에서보다 현저히 낮습니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

LED는 컴팩트한 표면 실장 패키지에 장착되어 있습니다. 평면도에서의 주요 치수는 전체 패키지 크기가 길이 약 2.04 mm, 너비 약 1.64 mm입니다. 광학 중심은 패키지 가장자리를 기준으로 위치합니다. 칩 위치와 전기 연결을 위한 별도의 애노드 및 캐소드 패드가 표시됩니다. 모든 치수는 밀리미터 단위이며, 별도로 명시되지 않는 한 표준 허용 오차는 ±0.1mm입니다.

5.2 패드 설계 및 극성 식별

패키지는 명확하게 정의된 두 개의 솔더 패드를 특징으로 합니다. 애노드와 캐소드 패드는 명확하게 분리되어 있습니다. 장치가 역방향 바이어스를 위해 설계되지 않았으므로 역방향 연결을 방지하기 위해 조립 중 적절한 극성 식별이 필수적입니다. 치수 도면은 정확한 패드 형상과 간격을 제공하며, 이는 양호한 솔더 조인트 형성과 기계적 안정성을 보장하기 위한 PCB 랜드 패턴 설계에 매우 중요합니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

이 장치는 최대 솔더링 온도(TSol) 260°C의 리플로우 솔더링에 적합합니다. 최대 2회의 허용 리플로우 사이클에 적합하며, 이는 대부분의 SMT 구성 요소에 대한 표준입니다. Moisture Sensitivity Level(MSL)은 Class 1로, 리플로우 전 베이킹이 필요 없이 ≤30°C / 85% RH 조건에서 무기한 보관할 수 있음을 의미합니다. 이는 더 높은 MSL 구성 요소에 비해 물류와 핸들링을 단순화합니다. LED를 동작시킬 때는 장기적인 신뢰성을 보장하기 위해 최대 동작 온도를 1시간 이상 연속으로 초과하지 않도록 권장합니다.

7. 애플리케이션 제안 및 설계 고려사항

7.1 대표적인 애플리케이션 시나리오

• 휴대폰 카메라 플래시:높은 펄스 전류 처리 능력(1500mA)과 높은 광속으로 모바일 기기의 카메라 플래시/스트로브 애플리케이션에 이상적입니다. 설계는 높은 순간 전력 소산 관리를 중점적으로 다뤄야 합니다.
• DV용 토치 라이트:디지털 비디오 장비의 일정 또는 가변 밝기 토치 애플리케이션에 적합하며, 안정적인 색상과 출력이 요구됩니다.
• 일반 조명:실내 조명, 장식 조명 또는 건축 액센트 조명을 위한 어레이에 사용될 수 있습니다. 어레이 설계에서는 PCB(MCPCB - 금속 코어 PCB)의 열 관리가 가장 중요합니다.
• TFT 백라이트:높은 밝기와 작은 크기로 인해 가이드판과 함께 직하형 또는 측면형 백라이트 유닛에 사용될 수 있습니다.
• 자동차 조명:넓은 동작 온도 범위를 고려하여 실내 맵 라이트, 도어 라이트 또는 외부 보조 조명용으로 사용 가능합니다.

7.2 핵심 설계 고려사항

• 열 관리:이것은 가장 중요한 단일 요소입니다. 데이터시트는 1500mA 동작 시 모든 신뢰성 테스트가 1.0x1.0 cm² MCPCB를 사용한 "양호한 열 관리" 하에서 수행되었음을 명시합니다. 설계자는 솔더 패드에서 방열판까지 적절한 열 경로를 제공해야 합니다. 10 °C/W의 접합-케이스 열 저항은 패키지에서 열을 효과적으로 방출해야 함을 나타냅니다.
• 전류 구동:안정적인 광 출력을 보장하고 열 폭주를 방지하기 위해 정전압원이 아닌 정전류 드라이버를 사용하십시오. DC 및 펄스 전류에 대한 절대 최대 정격을 주의 깊게 관찰하십시오.
• 광학 설계:람베르시안 방사 패턴은 넓은 빔을 제공합니다. 집광 애플리케이션의 경우 2차 광학 요소(렌즈, 반사판)가 필요합니다. 광학 정렬을 위한 광학 중심의 위치는 기계 도면에 제공됩니다.
• ESD 보호:장치에 8kV ESD 보호 기능이 있지만, 조립 중 표준 ESD 처리 예방 조치를 여전히 권장합니다.

8. 기술 비교 및 차별화

직접 비교에는 특정 경쟁사 데이터가 필요하지만, 이 LED의 주요 차별화 기능은 사양에서 추론할 수 있습니다. 컴팩트한 2.04x1.64mm 패키지에서 상대적으로 높은 광속(200 lm)의 조합은 휴대폰과 같은 공간 제약이 있는 애플리케이션에서 상당한 이점입니다. 지정된 8kV ESD 보호는 일부 경쟁사 제품을 초과할 수 있는 견고한 기능으로, 조립 수율과 현장 신뢰성을 향상시킵니다. 광속, 전압 및 색상에 대한 상세한 빈닝 구조는 설계자에게 예측 가능한 성능을 제공하며, 일관성이 핵심인 대량 생산에 매우 중요합니다. 높은 펄스 전류(1500mA)를 처리할 수 있는 능력은 특히 까다로운 요구 사항을 가진 카메라 플래시 애플리케이션에 맞춤화되어 있습니다.

9. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 이 LED를 1000mA로 연속 구동할 수 있나요?

A: 데이터시트는 50ms 펄스 조건에서 1000mA에서의 전기-광학 특성을 명시합니다. 최대 연속 DC 전류 정격은 350 mA입니다. 따라서 1000mA에서의 연속 동작은 절대 최대 정격을 초과하며, LED가 과열되고 손상될 가능성이 있으므로 권장되지 않습니다. 고휘도 연속 동작의 경우 실제 솔더 패드 온도를 기반으로 한 열 디레이팅 곡선에 따라 전류를 디레이팅해야 합니다.

Q: "저전류 저 VF@10 µA" 파라미터는 무엇을 의미하나요?

A: 이 파라미터는 매우 작은 전류(10 마이크로암페어)가 인가될 때의 전형적인 순방향 전압을 나타냅니다. LED의 존재를 감지하거나 매우 저전력 대기 표시 시나리오에 작은 전류를 사용할 수 있는 회로 설계자에게 유용합니다. 이는 동작 전류에서의 VF보다 현저히 낮습니다.

Q: 부품 번호 ELCH06-BJ4J6Z10-N0을 어떻게 해석하나요?

A: 전체 명명 규칙이 명시적으로 상세히 설명되지는 않았지만, 빈닝 테이블을 기반으로 "J6"은 광속 빈(200-250 lm)을 가리키며, 다른 세그먼트는 색온도 빈, 순방향 전압 빈 및 기타 제품 변형을 인코딩할 수 있습니다. "CHIN Series" 및 "ELCH06" 접두사는 제품군을 식별합니다.

Q: 신뢰성 테스트가 1000시간 동안 IV 열화 30% 미만을 기준으로 하는 이유는 무엇인가요?

A: 이는 LED에 대한 표준 산업 신뢰성 벤치마크입니다. 이는 지정된 테스트 조건에서 1000시간 동작 후 광속 열화가 30% 미만으로 보장됨을 나타냅니다. 이 파라미터는 실제 사용에서 제품의 루멘 유지 및 수명을 추정하는 데 도움이 됩니다.

10. 실용적인 설계 및 사용 사례

사례: 휴대폰 카메라 플래시 모듈 설계

설계자는 스마트폰에 고출력 플래시를 통합하는 임무를 맡았습니다. 높은 펄스 출력과 작은 크기 때문에 ELCH06-BJ4J6Z10-N0을 선택합니다. 설계 과정은 다음을 포함합니다:

1. PCB 레이아웃:LED의 솔더 패드와 일치하는 열 랜드 패턴을 PCB에 생성하고, 열 확산을 위해 내부 구리층 또는 전용 금속 기판에 연결하는 큰 열 비아를 사용합니다.

2. 드라이버 회로:400ms 동안 필요한 1500mA 펄스를 전달할 수 있는 스위치 모드 또는 커패시터 기반 드라이버 회로를 구현하고, 휴대폰 카메라 프로세서의 적절한 제어 로직을 포함합니다.

3. 광학 요소:LED 위에 배치하여 빔 패턴을 넓히거나 형성하여 카메라의 시야각을 적절히 조명할 수 있는 플라스틱 렌즈 또는 확산판을 설계하거나 선택하고, LED의 광학 중심이 렌즈와 정렬되도록 합니다.

4. 열 시뮬레이션:반복적인 플래시 사용 중 휴대폰 케이싱과 내부 구성 요소가 과열되지 않도록 열 시뮬레이션을 실행하고, 플래시 지속 시간 또는 빈도에 대한 소프트웨어 제한을 구현할 수 있습니다.

5. 테스트:실제 사용을 시뮬레이션하기 위해 고온 챔버 조건에서 광 출력, 색상 일관성 및 신뢰성을 검증합니다.

11. 동작 원리 소개

ELCH06-BJ4J6Z10-N0은 형광체 변환 백색 LED입니다. 그 핵심은 인듐 갈륨 나이트라이드(InGaN)로 만들어진 반도체 칩으로, 전류가 통과할 때 청색 스펙트럼의 빛을 방출합니다(전계발광). 이 청색광은 직접 사용되지 않습니다. 대신, 칩 위 또는 주변에 증착된 형광체 물질(일반적으로 세륨이 도핑된 이트륨 알루미늄 가닛 또는 YAG:Ce) 층을 때립니다. 형광체는 청색 광자의 일부를 흡수하고 주로 황색 영역에서 더 긴 파장의 빛을 재방출합니다. 흡수되지 않은 나머지 청색광과 방출된 황색광의 조합이 혼합되어 백색광의 인식을 생성합니다. 백색의 정확한 색조(상관 색온도)는 청색광과 황색광의 비율에 의해 결정되며, 이는 형광체 구성과 두께에 의해 제어됩니다. 이 기술은 고품질 백색광을 고체 장치에서 효율적으로 생성할 수 있게 합니다.

12. 기술 트렌드 및 배경

이 장치는 고체 조명(SSL)이 기존 광원을 대체하는 더 넓은 트렌드 내에 존재합니다. 관련 주요 트렌드는 다음과 같습니다:

효율 증가(lm/W):이 LED는 54 lm/W를 제공하지만, 산업은 동일한 광 출력에 대한 에너지 소비를 줄이기 위해 더 높은 효율을 추구하고 있습니다.

색상 품질 및 일관성:정확한 색 재현이 중요한 소매 조명이나 사진과 같은 애플리케이션을 위해 높은 색 재현 지수(CRI)와 더 엄격한 색상 빈닝에 대한 강조가 증가하고 있습니다.

소형화 및 고광속 밀도:이 LED에서 볼 수 있듯이, 더 많은 빛을 더 작은 패키지에 집어넣기 위한 추진은 모바일 기기, 자동차 헤드램프, 초박형 디스플레이와 같은 애플리케이션을 위해 계속되고 있습니다.

신뢰성 및 수명:재료, 패키징 및 열 관리의 개선은 지속적으로 LED 수명과 루멘 유지를 연장하여 더 중요하고 장수명 애플리케이션에 적합하게 만듭니다.

스마트 및 연결 조명:LED는 디지털로 제어 가능한 조명 시스템을 가능하게 하는 기술입니다. 이는 구성 요소 수준의 장치이지만, 밝기와 색상을 동적으로 조정할 수 있는 시스템의 기초를 형성합니다.