Table of Contents
- 1. 제품 개요
- 2. 기술 파라미터 분석
- 2.1 전기적 및 광학적 특성
- 2.2 열 저항 및 최대 정격
- 3. Binning System
- 4. 성능 곡선 분석
- 4.1 순방향 전압 대 순방향 전류
- 4.2 온도 특성
- 4.3 스펙트럼 분포
- 4.4 방사 패턴
- 5. 기계적 사양 및 패키징 정보
- 5.1 패키지 치수
- 5.2 극성 및 취급 방법
- 6. 납땜 및 조립 가이드
- 6.1 리플로우 납땜 프로파일
- 6.2 수동 납땜 및 수리
- 7. 포장 및 주문 정보
- 8. 애플리케이션 권장 사항
- 9. 기술 비교
- 10. 자주 묻는 질문
- 11. 실용 설계 사례
- 12. 작동 원리
- 13. 개발 동향
- LED 사양 용어
- 광전 성능
- 전기적 파라미터
- Thermal Management & Reliability
- Packaging & Materials
- Quality Control & Binning
- Testing & Certification
1. 제품 개요
RF-P28Q3-IRJ-FT는 PPA(Polyphthalamide) 패키지에 담긴 고신뢰성 적외선 LED로, 크기는 2.80mm x 3.50mm x 2.60mm입니다. 피크 파장 850nm에서 발광하여 보안 감시, 카메라용 적외선 조명 및 머신 비전 시스템에 이상적입니다. 이 LED는 낮은 순방향 전압(50mA에서 일반 1.4V), 무연 리플로우 솔더링 호환성을 특징으로 하며, RoHS를 준수하고 습기 민감도 레벨 5입니다.
2. 기술 파라미터 분석
2.1 전기적 및 광학적 특성
25°C의 시험 온도와 50mA의 순방향 전류에서 LED는 일반적으로 1.4V(최대 1.6V)의 순방향 전압을 나타냅니다. 피크 파장은 850nm이며 스펙트럼 대역폭(Δλ)은 30nm입니다. 총 복사속(Φe)은 14mW(최소)에서 28mW(일반) 범위로, 근적외선 애플리케이션에 충분한 광 출력을 보장합니다. 역방향 전류는 무시할 수 있는 수준입니다(5V 역방향 전압에서 최대 10μA). 시야각(2θ1/2)은 17°로, 집중 조명에 적합한 좁은 빔을 제공합니다.
2.2 열 저항 및 최대 정격
접합부에서 납땜점까지의 열 저항(RTHJ-S)은 50°C/W로, 적절한 방열 성능을 나타냅니다. 절대 최대 정격은 전력 손실 80mW, 순방향 전류 50mA, 접합 온도 최대 105°C를 포함합니다. LED는 최대 2000V(HBM)의 ESD를 견딜 수 있습니다. 동작 및 보관 온도 범위는 -40°C에서 +85°C까지입니다.
3. Binning System
라벨 사양에 따라 각 릴은 총 복사속(Φe), 피크 파장(WLP) 및 순방향 전압(VF)에 따라 빈으로 분류됩니다. 빈 코드(BIN CODE)는 이러한 매개변수를 인코딩하여 선적 내에서 일관성을 보장합니다. 예를 들어, Φe 빈은 유사한 광 출력을 가진 LED를 그룹화하고, 파장 빈은 균일한 방출이 필요한 애플리케이션을 위해 좁은 스펙트럼 허용 오차를 보장합니다.
4. 성능 곡선 분석
4.1 순방향 전압 대 순방향 전류
순방향 전압은 전류에 따라 증가하며, 일반적으로 10mA에서 1.3V, 60mA에서 1.6V입니다. 이 비선형 관계는 정전류 드라이버 설계 시 열 폭주를 방지하기 위해 반드시 고려해야 합니다.
4.2 온도 특성
접합 온도가 상승함에 따라 상대 광도는 감소하며, 25°C 대비 105°C에서 약 25% 손실됩니다. 순방향 전류 대 온도 디레이팅 곡선은 주변 온도가 높을 때 접합 온도를 105°C 이하로 유지하기 위해 최대 전류를 낮춰야 함을 보여줍니다.
4.3 스펙트럼 분포
방출 스펙트럼은 850nm에서 최대치를 보이며, 반치폭은 30nm입니다. 800-900nm 범위 밖의 방출이 최소화되어 감시 카메라에 흔히 사용되는 실리콘 기반 CMOS 센서와의 호환성을 보장합니다.
4.4 방사 패턴
반치각은 17°로, 비교적 좁은 빔을 형성합니다. 방사 다이어그램은 부드러운 가우시안 분포를 보여주며, 제어된 조명이 필요한 응용 분야에서 효율적인 광 전달을 가능하게 합니다.
5. 기계적 사양 및 패키징 정보
5.1 패키지 치수
패키지 크기는 2.80mm(길이) x 3.50mm(너비) x 2.60mm(높이)입니다. 별도로 명시되지 않는 한 모든 치수의 공차는 ±0.2mm입니다. 하단 뷰에는 극성 표시(캐소드 노치)가 있으며, 애노드/캐소드 패드가 명확하게 식별됩니다. 도면에 권장된 솔더링 패턴(1.85mm x 1.25mm 패드, 1.80mm 간격)은 적절한 열적 및 전기적 연결을 보장합니다.
5.2 극성 및 취급 방법
LED는 상면에서 극성 표시가 보입니다(그림 1-2). 올바른 방향이 매우 중요하며, 역방향 바이어스는 즉각적인 고장 또는 장기적인 성능 저하를 초래할 수 있습니다.
6. 납땜 및 조립 가이드
6.1 리플로우 납땜 프로파일
리플로우 솔더링은 지정된 프로파일에 따라 수행해야 합니다: 160°C에서 200°C로 60-120초간 예열, 최대 3°C/s의 상승 속도로 피크 온도 260°C까지 도달(255°C 초과 상태 최대 5초), 이후 최대 6°C/s로 냉각. 리플로우 사이클은 2회만 허용되며, 사이클 간 24시간 이상 경과 시 LED를 재베이킹해야 합니다.
6.2 수동 납땜 및 수리
수동 솔더링의 경우 300°C 이하의 인두를 사용하여 3초 미만으로 작업하십시오. 수리는 가급적 피해야 하며, 필요한 경우 양면 인두를 사용하고 LED 특성이 저하되지 않았는지 확인하십시오.
7. 포장 및 주문 정보
LED는 테이프 및 릴 형태로 포장되며, 릴당 3000개가 포함됩니다. 릴 치수: 직경 330.2mm, 허브 79.5mm, 폭 12.7mm. 각 릴은 건조제 및 습도 지시 카드와 함께 방습 백에 밀봉됩니다. 보관 조건: 개봉 전에는 30°C 이하, 상대습도 75% 이하에서 최대 1년 보관 가능; 개봉 후에는 30°C 이하, 상대습도 60% 이하에서 48시간 이내에 사용해야 합니다. 이 시간을 초과하여 백이 개봉된 경우, 사용 전 60±5°C에서 24시간 동안 베이킹하십시오.
8. 애플리케이션 권장 사항
좁은 17° 빔과 850nm 피크 파장으로 이 LED는 보안 카메라, 번호판 인식 및 야간 투시 시스템의 장거리 IR 조명에 이상적입니다. 직렬/병렬 구성으로 배열할 수 있지만, 최대 정격을 초과하지 않도록 주의 깊은 전류 밸런싱과 열 관리가 필요합니다. 전류 쏠림을 방지하기 위해 LED 스트링당 직렬 저항을 강력히 권장합니다.
9. 기술 비교
2835 패키지의 유사한 850nm LED와 비교하여 RF-P28Q3-IRJ-FT는 경쟁력 있는 낮은 순방향 전압(일반 1.4V)을 제공하여 정전류 드라이버에서 전력 손실을 줄입니다. 좁은 17° 시야각은 광각 방출기보다 높은 온축 강도를 제공하여 스폿 조명에 적합합니다. PPA 패키지는 일부 저가형 에폭시 패키지보다 우수한 열 안정성을 제공하지만, 열 저항 50°C/W는 보통 수준입니다.
10. 자주 묻는 질문
Q: 이 LED를 짧은 펄스로 100mA에서 구동할 수 있습니까?
A: 절대 최대 순방향 전류는 DC 50mA입니다. 펄스 동작(예: 1/10 듀티, 0.1ms)은 더 높은 피크 전류를 허용할 수 있지만, 접합 온도는 절대 105°C를 초과해서는 안 됩니다.
Q: 취급 중 권장되는 ESD 보호 조치는 무엇입니까?
A: 이 LED는 2000V HBM 등급을 가지고 있지만, 적절한 ESD 예방 조치(접지된 작업대, 전도성 트레이)를 강력히 권장합니다.
Q: 역방향 바이어스에서 LED는 어떻게 동작합니까?
A: 역방향 전압은 5V를 초과해서는 안 됩니다. 5V 역방향 전압에서 최대 역방향 전류는 10μA이며, 장기간 역방향 바이어스는 마이그레이션 및 고장을 유발할 수 있습니다.
11. 실용 설계 사례
일반적인 감시 카메라 IR 조명기에서는 8개의 LED가 4개 직렬 2개 병렬 구조로 배열됩니다. 각 스트링은 3.3V 전원과 6.8Ω 저항으로 전류를 제한하며 50mA로 구동됩니다. 총 소비 전력(~1.28W)은 방열 비아가 있는 소형 알루미늄 PCB를 필요로 하여 주변 온도에서 접합 온도를 85°C 이하로 유지합니다. 17° 빔은 협각 렌즈로 집광되어 100m 이상의 유효 조사 거리를 달성합니다.
12. 작동 원리
이 LED는 순방향 바이어스 시 850nm에서 빛을 방출하는 반도체 다이오드입니다. 활성 영역은 III-V족 화합물 재료(일반적으로 AlGaAs 또는 GaAs)로 구성되어 전기 에너지를 근적외선 광자로 변환합니다. PPA(Polyphthalamide) 패키지는 기계적 보호, 방열 및 방사 패턴을 형성하는 렌즈 효과를 제공합니다.
13. 개발 동향
850nm IR LED의 미래 동향으로는 발열 감소를 위한 높은 wall-plug efficiency, 고밀도 어레이를 위한 소형 패키지(예: 1.6x1.6mm), 그리고 향상된 ESD 내구성이 포함됩니다. AI 기반 감시, 자율 주행 차량 및 제스처 인식 분야에서 IR 조명에 대한 수요는 제조업체로 하여금 좁은 스펙트럼 대역폭을 유지하면서 복사속을 증가시키도록 요구하고 있습니다.
LED 사양 용어
LED 기술 용어 완전 해설
광전 성능
| 용어 | 단위/표기 | 간단 설명 | 중요성 |
|---|---|---|---|
| 광효율 | lm/W (루멘/와트) | 전력 1와트당 광 출력으로, 수치가 높을수록 에너지 효율이 높습니다. | 에너지 효율 등급과 전기 비용을 직접 결정합니다. |
| 광속 | lm (lumens) | 광원에서 방출되는 총 빛의 양으로, 일반적으로 "밝기"라고 불립니다. | 빛이 충분히 밝은지 여부를 결정합니다. |
| Viewing Angle | ° (degrees), 예: 120° | 빛의 세기가 절반으로 감소하는 각도로, 빔 폭을 결정합니다. | 조명 범위와 균일도에 영향을 미칩니다. |
| CCT (색온도) | K (켈빈), 예: 2700K/6500K | 빛의 따뜻함/차가움, 낮은 값은 노란빛/따뜻함, 높은 값은 흰빛/차가움. | 조명 분위기와 적합한 시나리오를 결정합니다. |
| CRI / Ra | 단위 없음, 0–100 | 사물의 색상을 정확하게 재현하는 능력, Ra≥80이면 양호함. | 색상의 실제감에 영향을 미치며, 쇼핑몰, 박물관 등 고품질이 요구되는 장소에 사용됨. |
| SDCM | MacAdam 타원 단계, 예: "5-step" | 색상 일관성 지표, 단계가 작을수록 색상이 더 일관됨. | 동일 배치의 LED 간 색상 균일성을 보장합니다. |
| 주파장 | nm (나노미터), 예: 620nm (빨간색) | 컬러 LED의 색상에 해당하는 파장. | 빨간색, 노란색, 녹색 단색 LED의 색조를 결정합니다. |
| 스펙트럼 분포 | 파장 대 강도 곡선 | 파장에 따른 강도 분포를 보여줍니다. | 색 재현 및 품질에 영향을 미칩니다. |
전기적 파라미터
| 용어 | 기호 | 간단 설명 | 설계 고려 사항 |
|---|---|---|---|
| 순방향 전압 | Vf | LED를 켜기 위한 최소 전압, "시작 임계값"과 같음. | 드라이버 전압은 Vf 이상이어야 하며, 직렬 연결된 LED의 경우 전압이 합산됨. |
| 순방향 전류 | If | 일반 LED 작동을 위한 전류 값. | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| 최대 펄스 전류 | Ifp | 단시간 동안 견딜 수 있는 피크 전류로, 디밍 또는 플래싱에 사용됩니다. | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| 역전압 | Vr | LED가 견딜 수 있는 최대 역전압으로, 이를 초과하면 고장이 발생할 수 있습니다. | 회로는 역접속 또는 전압 스파이크를 방지해야 합니다. |
| 열 저항 | Rth (°C/W) | 칩에서 솔더로의 열전달 저항, 낮을수록 좋음. | 높은 열저항은 더 강력한 방열을 필요로 함. |
| ESD 내성 | V (HBM), 예: 1000V | 정전기 방전에 견디는 능력, 높을수록 취약성이 낮음. | 생산 시 정전기 방지 조치 필요, 특히 민감한 LED의 경우. |
Thermal Management & Reliability
| 용어 | 주요 지표 | 간단 설명 | 영향 |
|---|---|---|---|
| 접합 온도 | Tj (°C) | LED 칩 내부의 실제 작동 온도. | 10°C 감소 시 수명이 두 배로 늘어날 수 있으며, 너무 높으면 광속 저하 및 색상 변화가 발생합니다. |
| 광속 감소 | L70 / L80 (시간) | 밝기가 초기 대비 70% 또는 80%로 감소하는 시간. | LED의 "수명"을 직접 정의합니다. |
| 광속 유지율 | % (예: 70%) | 시간 경과 후 유지되는 밝기 비율. | 장기간 사용 시 밝기 유지 성능을 나타냄. |
| 색상 변화 | Δu′v′ 또는 MacAdam ellipse | 사용 중 색상 변화 정도. | 조명 장면에서 색상 일관성에 영향을 미칩니다. |
| 열 노화 | 재료 열화 | 장기간 고온으로 인한 성능 저하. | 밝기 저하, 색상 변화 또는 개방 회로 고장을 유발할 수 있습니다. |
Packaging & Materials
| 용어 | 일반 유형 | 간단 설명 | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| 패키지 유형 | EMC, PPA, Ceramic | 칩을 보호하고 광학/열 인터페이스를 제공하는 하우징 재질. | EMC: 내열성 우수, 저비용; Ceramic: 방열 성능 우수, 수명 연장. |
| 칩 구조 | 전면, 플립 칩 | 칩 전극 배열 | 플립 칩: 더 나은 방열, 더 높은 효율, 고출력용 |
| 형광체 코팅 | YAG, Silicate, Nitride | 블루 칩을 커버하며, 일부를 옐로우/레드로 변환하고, 혼합하여 화이트를 만듭니다. | 서로 다른 형광체는 효율, CCT 및 CRI에 영향을 미칩니다. |
| 렌즈/광학계 | 평면, 마이크로렌즈, TIR | 표면의 광학 구조가 광 분포를 제어합니다. | 시야각과 광 분포 곡선을 결정합니다. |
Quality Control & Binning
| 용어 | 비닝 콘텐츠 | 간단 설명 | 목적 |
|---|---|---|---|
| 광속 빈 | 코드 예: 2G, 2H | 밝기별로 그룹화되며, 각 그룹은 최소/최대 루멘 값을 가집니다. | 동일 배치 내에서 균일한 밝기를 보장합니다. |
| 전압 빈(Voltage Bin) | 코드 예시: 6W, 6X | 순방향 전압 범위별로 그룹화됨. | 드라이버 매칭을 용이하게 하여 시스템 효율을 향상시킵니다. |
| 색상 빈(Color Bin) | 5-step MacAdam ellipse | 색좌표별로 그룹화하여 좁은 범위를 보장함. | 색상 일관성을 보장하며, 조명기기 내 색상 불균일을 방지함. |
| CCT Bin | 2700K, 3000K 등. | CCT별로 그룹화되며, 각각 해당하는 좌표 범위를 가짐. | 다양한 장면의 CCT 요구 사항을 충족합니다. |
Testing & Certification
| 용어 | 표준/테스트 | 간단 설명 | 중요성 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 루멘 유지 테스트 | 일정 온도에서 장시간 조명을 유지하며 밝기 감쇠를 기록합니다. | LED 수명 추정에 사용됨 (TM-21 적용). |
| TM-21 | 수명 추정 기준 | LM-80 데이터를 기반으로 실제 조건에서의 수명을 추정합니다. | 과학적인 수명 예측을 제공합니다. |
| IESNA | 조명공학회 | 광학, 전기, 열적 시험 방법을 다룹니다. | 업계에서 인정받은 시험 기준입니다. |
| RoHS / REACH | 환경 인증 | 유해 물질(납, 수은)이 포함되지 않음을 보장합니다. | 국제 시장 진입 요구 사항입니다. |
| ENERGY STAR / DLC | 에너지 효율 인증 | 조명 기기의 에너지 효율 및 성능 인증입니다. | 정부 조달, 보조금 프로그램에 활용되며 경쟁력을 강화합니다. |