적외선 LED 735nm 사양서 - 2.8x3.5x0.65mm 규격 - 2.2V 전압 - 0.4W 출력 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 PLCC-2 표면 실장 패키지를 활용한 적외선 발광 다이오드(LED)에 대한 상세한 사양을 제공합니다. 본 장치는 근적외선 복사가 필요한 응용 분야, 특히 제어된 농업 및 원예 환경을 위해 설계되었습니다.

1.1 제품 포지셔닝과 핵심 이점

이 LED는 735nm 적외선을 방출하는 신뢰할 수 있는 광원으로 포지셔닝되며, 이 파장은 식물 생리학 연구 및 생장 자극에 자주 활용됩니다. 핵심 이점은 컴팩트한 PLCC-2 패키지에서 비롯되며, 넓은 120도 발광 각도, 표준 SMT 조립 공정과의 호환성, RoHS 환경 기준 준수를 제공합니다. 수분 감도 등급은 Level 3으로 지정되어 있어 표준 취급 주의가 필요함을 나타냅니다.

1.2 목표 시장

주요 목표 시장은 전문 원예(예: 화훼 재배, 조직 배양 실험실, 수직 농장/식물 공장) 및 적외선 방출기가 감지 또는 신호 목적으로 필요한 일반 전자 분야를 포함합니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

전기적 및 광학적 특성은 장치의 작동 범위와 성능 기대치를 정의합니다.

2.1 측광 및 복사 특성

순방향 전류(I_F) 가 150mA이고 접합 온도(T_s) 가 25°C일 때 주요 파라미터는 다음과 같습니다.

• 피크 파장(λ_p):735nm (전형적), 730nm에서 740nm 범위. 이는 방출을 근적외선 스펙트럼에 확실히 위치시킵니다.
• 총 복사 플럭스(Φ_e):112mW (전형적), 90mW에서 140mW 범위. 이는 총 광 출력을 측정합니다.
• 발광 각도(2θ_1/2):120도 (전형적), 넓은 영역 조명에 적합한 광범위한 방출 패턴을 제공합니다.

2.2 전기적 특성

• 순방향 전압(V_F):2.2V (전형적) at I_F=150mA, 1.8V에서 2.6V 범위 내. 이 파라미터는 구동 회로 설계에 매우 중요합니다.
• 역방향 전류(I_R):역방향 전압(V_R) 5V에서 10µA 미만, 우수한 다이오드 무결성을 나타냅니다.

2.3 열 및 신뢰성 특성

• 열저항(R_θJ-S):접합부터 납땜 지점까지 15°C/W (전형적). 이 값은 과열을 방지하기 위한 열 관리에 중요합니다.
• 절대 최대 정격:이는 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다.
  • 전력 소산(P_D): 0.4W
  • 연속 순방향 전류(I_F): 150mA
  • 피크 순방향 전류(I_FP): 200mA (1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)
  • 역방향 전압(V_R): 5V
  • 정전기 방전(ESD) 인체 모델(HBM): 2000V (90% 이상 수율 보장, 단 취급 중 보호 권장)
  • 동작 온도(T_OPR): -40°C ~ +85°C
  • 보관 온도(T_STG): -40°C ~ +100°C
  • 최대 접합 온도(T_J): 115°C

3. 빈닝 시스템 설명

본 문서에 공식적인 빈닝 코드가 명시적으로 제공되지는 않았지만, 제품 파라미터는 지정된 최소, 전형, 최대 값 내에서 보장됩니다. 이는 암묵적인 전기적 및 광학적 빈닝 시스템을 구성합니다. 이 변동의 대상이 되는 주요 파라미터는 순방향 전압(V_F), 피크 파장(λ_p), 총 복사 플럭스(Φ_e) 를 포함합니다. 설계자는 다음 허용 오차를 고려해야 합니다: V_F에 대해 ±0.1V, λ_p에 대해 ±2nm, Φ_e에 대해 ±10%. 엄격한 일관성이 필요한 응용 분야의 경우 개별 유닛의 선별 또는 테스트가 필요할 수 있습니다.

4. 성능 곡선 분석

전형적 특성 곡선은 다양한 조건에서의 장치 동작에 대한 통찰력을 제공합니다.

4.1 순방향 전압 대 순방향 전류 (V-I 곡선)

이 곡선은 다이오드에 전형적인 비선형 관계를 보여줍니다. 순방향 전압은 전류와 함께 증가하며, 저전류에서 약 1.65V부터 시작하여 최대 정격 150mA에서 약 1.9V에 접근합니다. 이 곡선은 동작 중 LED 양단의 전압 강하를 결정하는 데 필수적입니다.

4.2 상대 복사 전력 대 순방향 전류

이 그래프는 광 출력이 최대 정격까지 전류와 비교적 선형적임을 보여줍니다. 그러나 접합 온도 증가로 인해 더 높은 전류에서 효율이 감소할 수 있습니다.

4.3 상대 복사 전력 대 납땜 지점 온도

출력 전력은 납땜 지점 온도(T_s) 이 증가함에 따라 감소합니다. 이 열 담금 효과는 LED의 기본 특성이며, 일관된 광 출력을 유지하기 위해 효과적인 방열판의 중요성을 강조합니다.

4.4 순방향 전류 대 납땜 지점 온도

이 곡선은 주변 온도 상승에 따른 허용 순방향 전류의 감액을 보여줍니다. 접합 온도를 안전한 한계 내로 유지하기 위해, 고온 환경에서 허용 가능한 최대 연속 전류를 감소시켜야 합니다.

4.5 스펙트럼 분포

스펙트럼 플롯은 적외선 LED에 공통적인 전형적인 반치폭(FWHM)을 가진 약 735nm에서의 우세한 피크를 확인시켜 줍니다. 이 방출은 식물의 특정 광수용체 반응을 목표로 하는 응용 분야에 충분히 단색입니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

5.1 물리적 규격

이 장치는 PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier) 패키지를 사용합니다. 주요 규격은 다음과 같습니다 (모든 단위 mm, 달리 명시되지 않는 한 허용 오차 ±0.2mm).

• 전체 길이: 3.5 mm
• 전체 너비: 2.8 mm
• 전체 높이: 0.65 mm
• 리드 규격과 패드 간격은 사양서의 상세 도면에 따릅니다.

5.2 패드 설계 및 극성 식별

바닥면 보기에는 두 개의 솔더 패드가 표시됩니다. 극성은 명확하게 표시되어 있으며, 양극(+)과 연결된 패드는 일반적으로 더 크거나 풋프린트 다이어그램에 표시됩니다. 배치 시 정확한 방향은 기능에 매우 중요합니다.

5.3 권장 납땜 랜드 패턴

신뢰할 수 있는 솔더 필렛과 리플로우 후 기계적 안정성을 보장하기 위해 제안된 PCB 풋프린트(납땜 패턴)가 제공됩니다. 이 패턴을 따르면 적절한 열 및 전기적 연결을 달성하는 데 도움이 됩니다.

6. 납땜 및 조립 지침

6.1 SMT 리플로우 납땜 공정

이 장치는 표준 무연 리플로우 납땜 공정에 적합합니다. 피크 온도 260°C를 초과하지 않는 전형적인 리플로우 프로파일을 권장합니다. 용액선 이상의 구체적인 시간은 산업 표준(예: IPC/JEDEC J-STD-020)에 따라 패키지 손상을 방지하도록 제어되어야 합니다.

6.2 수동 납땜 및 리워크

수동 납땜이 필요한 경우, 팁 온도가 350°C 이하인 온도 제어 납땜 인두를 사용하십시오. LED 칩으로의 과도한 열 전달을 피하기 위해 접촉 시간을 최소화(3초 미만)해야 합니다. 리워크의 경우, 전체 보드를 재가열하는 것보다 국부 가열을 선호합니다.

6.3 주요 주의사항

• ESD 보호:이 장치는 정전기 방전에 민감합니다. 모든 취급 및 조립 단계에서 ESD 안전 관행을 사용하십시오.
• 수분 감도:MSL Level 3 구성요소로서, 제품은 드라이백 개봉 후 168시간 이내에 사용해야 하며, 표준 절차에 따라 베이킹하지 않는 한.
• 기계적 응력:패키지의 렌즈나 본체에 직접적인 기계적 힘을 가하지 마십시오.
• 세척:납땜 후 세척이 필요한 경우, 플라스틱 패키지나 렌즈를 손상시키지 않는 호환 용매를 사용하십시오.

7. 패키징 및 주문 정보

7.1 표준 패키징

제품은 자동 피크 앤 플레이스 조립을 위해 테이프 앤 릴로 공급됩니다. 캐리어 테이프 너비, 포켓 규격, 릴 크기(예: 7인치 또는 13인치 릴)는 SMT 장비와의 호환성을 보장하기 위해 EIA 표준 사양을 따릅니다.

7.2 방습 백 패키징

릴은 MSL Level 3 요구 사항에 따라 보관 및 운송 중 건조함을 유지하기 위해 건조제와 습도 표시 카드가 함께 들어 있는 알루미늄 방습 백에 밀봉됩니다.

7.3 외부 포장상자

여러 릴은 물리적 손상으로부터 보호하기 위해 견고한 판지 상자에 포장되어 출하됩니다.

8. 응용 권장사항

8.1 전형적인 응용 시나리오

• 식물 생장 및 원예:735nm 파장은 식물의 광형태형성에 영향을 미칠 수 있으며, 다른 광 스펙트럼과 결합하여 특정 종에서 줄기 신장 또는 개화를 촉진할 가능성이 있습니다.
• 생체 의학 및 과학 장비:분광학, 입자 감지 또는 비가시 조명이 필요한 의료 기기에서 광원으로 사용됩니다.
• 일반 적외선 조명:가시광선이 바람직하지 않은 야간 투시 시스템, 감시 카메라 또는 근접 센서용.

8.2 설계 고려사항

• 전류 구동:안정적인 광 출력을 위해 정전류 드라이버를 사용하십시오. 구동 회로 설계 시 순방향 전압 변동을 고려해야 합니다.
• 열 관리:PCB에 충분한 열 방출 설계를 보장하고, 필요한 경우 방열판을 사용하여 납땜 지점 온도를 가능한 한 낮게 유지하여 광 출력과 수명을 극대화하십시오.
• 광학 설계:120도 발광 각도는 넓은 커버리지를 제공합니다. 집속된 빔의 경우 보조 광학 요소(렌즈)가 필요할 수 있습니다.

9. 유사 제품과의 기술 비교

다른 패키지(예: 5mm 스루홀 또는 더 작은 칩 스케일 패키지)의 일반적인 적외선 LED와 비교하여, 이 PLCC-2 장치는 SMT 조립을 위한 용이한 취급성, 리드를 통한 우수한 열 경로, 표준화된 풋프린트 사이의 균형을 제공합니다. 150mA에서의 전형적인 112mW 복사 플럭스는 패키지 크기 대비 경쟁력이 있습니다. 주요 차별화 요소는 특정 735nm 파장, 자동화 조립에 적합한 견고한 패키지, 잘 정의된 열 특성의 조합입니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

10.1 이 LED의 주요 용도는 무엇인가요?

이 LED는 주로 735nm에서 적외선을 방출하도록 설계되어, 이 특정 파장이 유리한 제어 환경 농업 및 일반 적외선 감지/조명 응용 분야에 적합합니다.

10.2 정전압원으로 구동할 수 있나요?

권장하지 않습니다. LED는 전류 구동 장치입니다. 단순 구성을 위해 직렬 저항만 있는 정전압원을 사용할 수는 있지만, 전용 정전류 드라이버는 온도 및 유닛 간 변동에 걸쳐 일관된 성능을 유지하는 데 더 우수합니다.

10.3 열 관리는 얼마나 중요하나요?

매우 중요합니다. 과도한 접합 온도는 광 출력 효율을 감소시키고, 파장을 약간 이동시키며, 작동 수명을 현저히 단축시킬 것입니다. 제공된 열저항 값(15°C/W)은 귀하의 작동 조건 하에서 예상 온도 상승을 계산하는 데 사용해야 합니다.

10.4 이 LED는 눈에 안전한가요?

적외선 복사는 인간의 눈에는 보이지 않지만, 높은 전력 밀도에서는 여전히 위험을 초래할 수 있습니다. 응용 분야에 대한 적절한 레이저 및 LED 안전 표준(예: 외함 설계 또는 출력 전력 제한 포함)을 항상 준수하십시오.

11. 실제 사용 사례

11.1 사례 연구: 수직 농장의 보광 조명

다중층 수직 농장 시스템에서, 이러한 LED 배열을 생장 선반에 통합하여 상추 재배의 최종 단계에서 특정 원적색(735nm) 광 처리를 제공할 수 있습니다. 이 처리는 적절한 시기에 이루어질 때, 가시광선 강도를 증가시키지 않으면서도 식물 형태에 영향을 미치고 특정 품질을 향상시킬 가능성이 있어 에너지를 절약할 수 있습니다.

11.2 사례 연구: 가전제품의 근접 센서

이 LED는 광검출기와 짝을 이루어 가전제품(예: 자동 비누 디스펜서)에서 간단한 근접 또는 물체 감지 센서를 만들 수 있습니다. 빨간색 LED와 비교하여 735nm 파장은 주변 가시광선으로부터의 간섭을 덜 일으켜 신호 대 잡음비를 향상시킵니다.

12. 원리 소개

발광 다이오드는 전기발광을 통해 빛을 방출하는 반도체 장치입니다. p-n 접합에 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 재결합하여 광자 형태로 에너지를 방출합니다. 방출되는 빛의 파장(색상)은 사용된 반도체 재료의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. 이 적외선 LED의 경우, 알루미늄 갈륨 비소(AlGaAs)와 같은 재료가 730-740nm 범위의 방출을 달성하기 위해 일반적으로 사용됩니다. PLCC 패키지는 반도체 칩을 수용하고, 리드를 통해 전기적 연결을 제공하며, 광 출력 빔을 형성하는 플라스틱 렌즈를 포함합니다.

13. LED 기술의 발전 동향

광범위한 LED 산업은 이러한 구성 요소와 관련된 몇 가지 방향으로 계속 발전하고 있습니다.

• 효율 향상:지속적인 연구는 적외선 유형을 포함한 모든 LED의 전기-광 변환 효율을 향상시켜 동일한 광 출력에 대한 에너지 소비를 줄이는 것을 목표로 합니다.
• 향상된 열 성능:더 낮은 열저항을 가능하게 하는 새로운 패키지 설계와 재료가 개발 중이며, 이는 더 높은 구동 전류 또는 더 컴팩트한 설계를 과열 없이 가능하게 합니다.
• 정밀 파장 제어:에피택셜 성장 기술의 발전은 방출 파장에 대한 더 엄격한 제어를 가능하게 하며, 이는 특정 광반응을 목표로 하는 과학적 및 특수 농업 응용 분야에 매우 중요합니다.
• 통합 및 스마트 시스템:동향은 LED가 드라이버, 센서 및 통신 인터페이스와 통합되어 IoT 지원 농업 또는 산업 시스템을 위한 "스마트" 모듈이 되는 방향을 가리킵니다.
• 지속 가능성:LED 패키징에서 더 환경 친화적인 재료 사용과 재활용성 향상에 대한 강조가 증가하고 있습니다.

본 사양서는 이러한 지속적인 동향 내에 맞는 구성 요소를 상세히 설명하여, 현재의 기술적 요구에 맞는 표준화되고 신뢰할 수 있는 적외선 광원을 제공합니다.