LED 부품 기술 데이터시트 - 개정판 2 - 수명주기: 영구적 - 발행일: 2014-11-28 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 특정 LED 부품에 대한 포괄적인 기술 사양 및 응용 가이드라인을 제공합니다. 핵심 정보는 문서의 유효성과 개정 상태를 확립합니다. 수명주기 단계는개정판 2로 확인되어, 이는 부품 기술 데이터의 두 번째 공식 개정판임을 나타냅니다. 이 개정판의 발행일은2014년 11월 28일 10:08:02입니다. 결정적으로, 만료 기간은영구적으로 표시되어, 이 개정판에 포함된 사양이 영구적으로 유효하며, 예정된 구식화나 새로운 개정일자에 의한 자동 대체 대상이 아님을 의미합니다. 이 영구성은 장기적인 설계 및 제조 계획을 위한 핵심 특성입니다.

이 부품은 신뢰성과 일관된 성능을 위해 설계되었습니다. 목표 시장은 일반 조명, 표시등, 디스플레이 백라이트, 자동차 실내 조명과 같이 안정적이고 장기적인 광학 출력이 필요한 응용 분야를 포함합니다. 핵심 장점은 고정된 사양 세트에 있으며, 이를 통해 엔지니어는 향후 생산 배치에서 부품의 핵심 파라미터가 예상치 못하게 변경되지 않을 것이라는 확신을 가지고 시스템을 설계할 수 있습니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

제공된 발췌문은 문서 메타데이터에 초점을 맞추고 있지만, LED 부품에 대한 완전한 기술 데이터시트에는 상세한 객관적 파라미터가 포함됩니다. 다음 섹션은 일반적으로 포함되는 중요한 데이터와 그 중요성을 설명합니다.

2.1 광도 및 색상 특성

광도 특성은 LED의 광 출력을 정의합니다. 주요 파라미터는 다음과 같습니다:

• 광속 (Φ_v):루멘(lm)으로 측정되며, 이는 방출되는 빛의 총 지각된 파워를 나타냅니다. 데이터시트는 종종 지정된 테스트 전류(예: 20mA, 60mA) 및 접합 온도(T_j)에서의 전형값 및 최소값을 제공합니다.
• 광도 (I_v):밀리칸델라(mcd)로 측정되며, 단위 입체각당 광 파워를 설명합니다. 이는 방향성 조명 응용에 중요합니다. 시야각은 이 파라미터와 함께 지정됩니다(예: 120°).
• 주 파장 (λ_D) 또는 상관 색온도 (CCT):색상 LED(빨강, 초록, 파랑, 호박색)의 경우, 주 파장은 지각되는 색상을 정의합니다. 백색 LED의 경우, 상관 색온도(켈빈, K로 측정)는 빛이 따뜻한(예: 2700K), 중립적인(예: 4000K), 차가운(예: 6500K) 느낌인지 여부를 지정합니다.
• 색 재현 지수 (CRI - R_a):백색 LED의 경우, CRI는 자연광원과 비교하여 광원이 물체의 색상을 얼마나 정확하게 나타내는지를 나타냅니다. 더 높은 CRI(100에 가까울수록)는 색상 구별이 중요한 응용 분야에 더 좋습니다.

2.2 전기적 파라미터

이러한 파라미터는 전기 구동 요구사항과 전력 소비를 제어합니다.

• 순방향 전압 (V_F):지정된 순방향 전류(I_F)에서 동작할 때 LED 양단의 전압 강하입니다. 일반적으로 범위(예: 20mA에서 2.8V ~ 3.4V)로 제공됩니다. 이 파라미터는 전류 제한 회로 설계 또는 적절한 드라이버 선택에 필수적입니다.
• 순방향 전류 (I_F):권장 연속 동작 전류입니다. 최대 정격 순방향 전류를 초과하면 수명이 급격히 단축되거나 즉시 고장을 일으킬 수 있습니다.
• 역방향 전압 (V_R):역방향 바이어스로 연결될 때 LED가 견딜 수 있는 최대 전압입니다. 이 전압을 초과하면 되돌릴 수 없는 손상을 일으킬 수 있습니다.

2.3 열적 특성

LED 성능과 수명은 온도 관리에 크게 의존합니다.

• 접합 온도 (T_j):반도체 칩 자체의 온도입니다. 허용 가능한 최대 T_j(예: 125°C)는 중요한 설계 한계입니다.
• 열저항 (R_θJA):°C/W로 측정되며, 이는 열이 LED 접합에서 주변 공기로 얼마나 효과적으로 이동하는지를 나타냅니다. 더 낮은 값은 더 나은 방열을 의미하며, 이는 광 출력과 수명을 유지하는 데 중요합니다.
• 보관 온도 범위:전원이 공급되지 않을 때 부품의 허용 가능한 온도 범위입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

제조 변동으로 인해 LED는 성능 빈으로 분류됩니다. 이는 고객이 지정된 허용 오차 내의 부품을 받도록 보장합니다.

• 파장/색온도 빈닝:LED는 측정된 주 파장 또는 CCT를 기준으로 그룹화됩니다. 빈 코드(예: "3A")는 특정 파장 범위(예: 525-530nm)에 해당합니다.
• 광속 빈닝:LED는 표준 테스트 조건에서의 광 출력에 따라 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 응용 분야에 대한 최소 밝기 요구사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.
• 순방향 전압 빈닝:V_F범위에 따른 분류는 여러 LED가 직렬로 연결될 때 더 균일한 전류 분배를 설계하는 데 도움이 됩니다.

4. 성능 곡선 분석

그래픽 데이터는 다양한 조건에서의 부품 동작에 대한 더 깊은 통찰력을 제공합니다.

• I-V (전류-전압) 곡선:이 그래프는 순방향 전류와 순방향 전압 사이의 관계를 보여줍니다. 이는 다이오드 특성상 비선형입니다. 곡선은 LED의 동적 저항을 이해하는 데 도움이 됩니다.
• 온도 특성:그래프는 일반적으로 광속 또는 순방향 전압이 접합 온도 증가에 따라 어떻게 변하는지를 보여줍니다. 광속은 일반적으로 온도가 상승함에 따라 감소합니다.
• 상대 스펙트럼 파워 분포:이 플롯은 각 파장에서 방출되는 빛의 강도를 보여줍니다. 이는 색상 특성을 정의하며, 2차 피크(예: 형광체 변환 백색 LED)의 존재를 보여줄 수 있습니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

물리적 사양은 PCB 설계 및 조립에 중요합니다.

• 패키지 치수:길이, 너비, 높이 및 렌즈 곡률을 지정하는 상세한 기계 도면입니다. 허용 오차는 항상 제공됩니다.
• 패드 레이아웃 (풋프린트):솔더링을 위한 PCB 상의 권장 구리 패드 패턴입니다. 여기에는 적절한 솔더 접합 형성과 기계적 안정성을 보장하기 위한 패드 크기, 모양 및 간격이 포함됩니다.
• 극성 식별:애노드(+) 및 캐소드(-) 단자의 명확한 표시입니다. 이는 일반적으로 노치, 모서리 절단, 렌즈 표시 또는 다른 리드 길이로 표시됩니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

적절한 취급은 신뢰성을 보장합니다.

• 리플로우 솔더링 프로파일:권장 예열, 침지, 리플로우 및 냉각 단계를 지정하는 시간-온도 그래프입니다. 중요한 파라미터는 피크 온도(일반적으로 최대 260°C, 수 초간) 및 액상선 이상 시간을 포함합니다.
• 취급 주의사항:ESD(정전기 방전) 민감도, 수분 민감도 수준(MSL) 및 보관 권장사항(MSL > 1인 경우 종종 드라이 캐비닛에 보관)에 관한 지침입니다.
• 세척:일반 PCB 세척 용제와의 호환성.

7. 포장 및 주문 정보

조달 및 물류를 위한 정보입니다.

• 포장 사양:캐리어 테이프 너비, 포켓 치수, 릴 직경 및 릴당 수량(예: 13인치 릴당 4000개)을 설명합니다.
• 라벨링:릴 라벨에 인쇄된 정보(부품 번호, 수량, 날짜 코드, 빈 코드 포함)를 설명합니다.
• 부품 번호 시스템:부품 번호를 해독하여 색상, 밝기 빈, 전압 빈 및 패키지 유형과 같은 주요 속성을 나타냅니다.

8. 응용 권장사항

부품을 효과적으로 구현하기 위한 지침입니다.

• 전형적인 응용 회로:정전류 드라이버 회로, 직렬/병렬 저항 계산, 과도 전압 억제기와 같은 보호 요소를 보여주는 회로도입니다.
• 설계 고려사항:열 관리(PCB 구리 면적, 방열), 광학 설계(원하는 빔 패턴을 위한 렌즈 선택) 및 고온 환경을 위한 디레이팅 가이드라인에 대한 조언입니다.
• 전형적인 사용 사례:

  영구적 개정 상태와 일반적인 LED 특성을 기반으로, 이 부품은 긴 수명주기를 가진 제품이나 설계 안정성이 최우선인 곳에 적합합니다. 예시는 다음과 같습니다:

  • 산업 제어 패널:수십 년간 서비스될 수 있는 기계의 상태 표시등.
  • 인프라 조명:유지보수 및 부품 교체가 어려운 비상구 표시등, 비상 조명 또는 건축 조명.
  • 가전 제품:냉장고나 오븐과 같은 기기의 전원 표시등 또는 컨트롤 백라이트.
  • 자동차 실내 조명:차량 수명 동안 색상과 밝기 일관성이 중요한 맵 라이트, 계기판 백라이트 또는 스위치 조명.

  9. 기술 비교 및 차별화

  제공된 데이터에 의해 강조된 주요 차별화 요소는"영구적" 만료 기간입니다. 많은 전자 부품은 자주 업데이트될 수 있는 특정 개정판에 연결된 데이터시트를 가지고 있습니다. 이 부품의 문서는 영구적으로 유효함(개정판 2)을 선언합니다. 이는 상당한 이점을 제공합니다:

  • 장기 공급 보증:제조업체는 사양 변경에 대한 두려움 없이 비축하거나 장기 생산 계획을 세울 수 있습니다.
  • 설계 안정성:이 부품을 중심으로 설계된 제품은 데이터시트 변경으로 인한 재검증 또는 재인증이 필요하지 않습니다.
  • 위험 감소:개정판 간의 미묘한 성능 변화가 최종 제품 품질이나 규정 준수에 영향을 미칠 위험을 제거합니다.

  자주 업데이트되는 데이터시트를 가진 부품과 비교하여, 이 부품은 잠재적인 점진적 성능 향상보다 절대적 일관성을 우선시합니다.

  10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

  Q: "LifecyclePhase: Revision"은 무엇을 의미합니까?
  A: 이는 문서의 제어 프로세스 내 단계를 나타냅니다. "Revision"은 이전에 발행된 데이터시트의 업데이트된 버전(개정판 2)으로, 잠재적으로 수정되거나 향상된 정보를 포함함을 의미합니다.

  Q: 발행일이 2014년입니다. 이 부품은 구식입니까?
  A: 꼭 그렇지는 않습니다. "Expired Period: Forever"는 사양이 영구적으로 유효함을 명시적으로 명시합니다. 부품은 여전히 활발히 생산 중일 수 있습니다. 그 관련성은 기술 파라미터가 현재 응용 요구사항을 충족하는지 여부에 달려 있습니다.

  Q: 이 LED를 어떻게 구동해야 합니까?
  A> 정전류원 또는 직렬 전류 제한 저항이 있는 전압원을 사용해야 합니다. 정확한 회로는 순방향 전압(V_F) 및 순방향 전류(I_F) 사양에 따라 달라지며, 이는 전체 데이터시트에 상세히 설명될 것입니다. 전류 제어 없이 LED를 전압원에 직접 연결하지 마십시오.

  Q: LED에 열 관리가 중요한 이유는 무엇입니까?
  A> 높은 접합 온도는 반도체 재료와 형광체(백색 LED의 경우)의 열화를 가속화하여 광 출력의 영구적 감소(루멨 감소) 및 색상 변화를 초래할 수 있습니다. 또한 파괴적 고장을 일으킬 수 있습니다. 적절한 방열은 성능과 수명에 필수적입니다.

  11. 실용적 설계 및 사용 사례 연구

  시나리오: 장수명 산업 상태 표시 패널 설계.

  엔지니어가 20년 서비스 수명이 예상되는 산업 장비용 제어 패널을 설계하고 있습니다. 패널에는 빨강, 초록, 노랑 상태 LED가 필요합니다. 일관성과 신뢰성이 중요합니다.

  선택 근거:엔지니어는 다음과 같은 이유로 이 특정 LED 부품(개정판 2, 영구적 유효)을 선택합니다:

  1. 사양 보장:영구적 데이터시트는 초기 생산 및 15년차 예비 부품/서비스 키트용으로 구매한 LED가 동일한 성능 사양을 가질 것임을 보장하여 패널 균일성을 유지합니다.
  2. 공급망 계획:회사는 부품이 재설계를 요구하는 방식으로 "개선"되지 않을 것이라는 확신을 가지고 유통업체와 장기 구매 계약을 체결할 수 있습니다.
  3. 설계 구현:상세한 V_F및 I_F데이터를 사용하여, 엔지니어는 PCB 상의 각 LED 색상에 대해 간단한 저항 기반 구동 회로를 설계합니다. 열저항(R_θJA) 데이터는 생성된 적은 양의 열이 PCB 구리에 의해 안전하게 방산되어, 장비의 50°C 주변 환경에서도 접합 온도가 최대 정격을 훨씬 밑도는 것을 보장하는 데 사용됩니다.
  4. 결과:최종 제품은 전체 작동 수명 동안 안정적이고 예측 가능한 표시등 성능의 이점을 얻어, 보증 청구 및 유지보수 복잡성을 줄입니다.

  12. 동작 원리 소개

  LED(발광 다이오드)는 전류가 통과할 때 빛을 방출하는 반도체 소자입니다. 핵심 원리는전계발광.

  1. 입니다. 반도체 칩은 p-n 접합을 포함하며, 여기서 p형 재료(전자 정공 포함)는 n형 재료(자유 전자 포함)와 만납니다.
  2. 순방향 전압이 인가되면(p측에 양극, n측에 음극), n 영역의 전자는 접합을 가로질러 충분한 에너지를 얻어 p 영역의 정공과 재결합합니다.
  3. 이 재결합 과정은 에너지를 방출합니다. 표준 다이오드에서는 이 에너지가 열로 방출됩니다. LED에서는 이 에너지가 주로광자(빛 입자)로 방출되도록 반도체 재료(파랑/백색용 질화갈륨, 빨강/노랑용 인화비소갈륨 등)가 선택됩니다.
  4. 방출된 빛의 파장(색상)은 반도체 재료의 에너지 밴드 갭에 의해 결정됩니다. 더 큰 밴드 갭은 더 높은 에너지의 광자(더 짧은 파장, 예: 파란색 빛)를 생성합니다. 백색 LED는 일반적으로 노란색 형광체로 코팅된 파란색 LED 칩을 사용합니다; 일부 파란색 빛은 노란색으로 변환되고, 혼합물은 백색으로 인지됩니다.

  13. 기술 동향 및 발전

  LED 산업은 계속 발전하고 있지만, 영구적으로 고정된 데이터시트를 가진 부품은 성숙되고 안정화된 기술 지점을 나타냅니다. 더 넓은 시장에서 관찰 가능한 일반적인 동향은 다음과 같습니다:

  • 효율 증가 (lm/W):내부 양자 효율 및 광 추출 기술의 지속적인 개선으로 전기 입력 와트당 더 많은 루멘이 생성되어 동일한 광 출력에 대한 에너지 소비가 감소합니다.
  • 색상 품질 향상:백색 LED용 새로운 형광체 시스템 개발로 더 높은 색 재현 지수(CRI) 값과 생산 빈 간 더 일관된 색온도를 이끌어냅니다.
  • 소형화:패키지 크기의 지속적 감소(예: 3528에서 2016, 1010 미터법 코드로)로 더 높은 밀도의 조명 어레이와 더 작은 장치로의 통합이 가능해집니다.
  • 더 높은 전력 밀도:1A, 3A 또는 그 이상의 전류를 처리할 수 있는 고출력 LED 패키지 개발로, 종종 정교한 능동 냉각 솔루션이 필요합니다.
  • 스마트 및 연결 조명:제어 전자 장치, 센서 및 통신 인터페이스(Zigbee 또는 Bluetooth와 같은)를 LED 모듈에 직접 통합하여, 단순한 부품을 넘어 지능형 조명 시스템으로 이동합니다.

  이 문서에 설명된 부품은 영구적 개정판을 통해, 이 진화하는 기술 환경 내에서 검증된 일관성이 최신 성능 지표보다 중요한 응용 분야에 선택되는 신뢰할 수 있고 잘 특성화된 구성 요소로 자리 잡고 있습니다.

  LED 사양 용어

  LED 기술 용어 완전 설명

  광전 성능

  용어	단위/표시	간단한 설명	중요한 이유
  광효율	lm/W (루멘 매 와트)	전력 와트당 광출력, 높을수록 더 에너지 효율적입니다.	에너지 효율 등급과 전기 비용을 직접 결정합니다.
  광속	lm (루멘)	광원에서 방출되는 총 빛, 일반적으로 "밝기"라고 합니다.	빛이 충분히 밝은지 결정합니다.
  시야각	° (도), 예: 120°	광도가 절반으로 떨어지는 각도, 빔 폭을 결정합니다.	조명 범위와 균일성에 영향을 미칩니다.
  색온도	K (켈빈), 예: 2700K/6500K	빛의 따뜻함/차가움, 낮은 값은 노란색/따뜻함, 높은 값은 흰색/차가움.	조명 분위기와 적합한 시나리오를 결정합니다.
  연색성 지수	단위 없음, 0–100	물체 색상을 정확하게 재현하는 능력, Ra≥80이 좋습니다.	색상 정확성에 영향을 미치며, 쇼핑몰, 박물관과 같은 고수요 장소에서 사용됩니다.
  색차 허용오차	맥아담 타원 단계, 예: "5단계"	색상 일관성 메트릭, 작은 단계는 더 일관된 색상을 의미합니다.	동일 배치의 LED 전체에 균일한 색상을 보장합니다.
  주파장	nm (나노미터), 예: 620nm (빨강)	컬러 LED의 색상에 해당하는 파장.	빨강, 노랑, 녹색 단색 LED의 색조를 결정합니다.
  스펙트럼 분포	파장 대 강도 곡선	파장 전체에 걸친 강도 분포를 보여줍니다.	연색성과 색상 품질에 영향을 미칩니다.

  전기적 매개변수

  용어	기호	간단한 설명	설계 고려사항
  순방향 전압	Vf	LED를 켜기 위한 최소 전압, "시작 임계값"과 같습니다.	드라이버 전압은 ≥Vf이어야 하며, 직렬 LED의 경우 전압이 더해집니다.
  순방향 전류	If	정상 LED 작동을 위한 전류 값.	일반적으로 정전류 구동, 전류가 밝기와 수명을 결정합니다.
  최대 펄스 전류	Ifp	짧은 시간 동안 견딜 수 있는 피크 전류, 디밍 또는 플래싱에 사용됩니다.	손상을 피하기 위해 펄스 폭과 듀티 사이클을 엄격히 제어해야 합니다.
  역방향 전압	Vr	LED가 견딜 수 있는 최대 역전압, 초과하면 항복될 수 있습니다.	회로는 역연결 또는 전압 스파이크를 방지해야 합니다.
  열저항	Rth (°C/W)	칩에서 솔더로의 열전달 저항, 낮을수록 좋습니다.	높은 열저항은 더 강력한 방열이 필요합니다.
  ESD 면역	V (HBM), 예: 1000V	정전기 방전을 견디는 능력, 높을수록 덜 취약합니다.	생산 시 정전기 방지 조치가 필요하며, 특히 민감한 LED의 경우.

  열 관리 및 신뢰성

  용어	주요 메트릭	간단한 설명	영향
  접합 온도	Tj (°C)	LED 칩 내부의 실제 작동 온도.	10°C 감소마다 수명이 두 배가 될 수 있음; 너무 높으면 광감쇠, 색 변위를 유발합니다.
  루멘 감가	L70 / L80 (시간)	밝기가 초기 값의 70% 또는 80%로 떨어지는 시간.	LED "서비스 수명"을 직접 정의합니다.
  루멘 유지	% (예: 70%)	시간이 지난 후 유지되는 밝기의 비율.	장기 사용 시 밝기 유지 능력을 나타냅니다.
  색 변위	Δu′v′ 또는 맥아담 타원	사용 중 색상 변화 정도.	조명 장면에서 색상 일관성에 영향을 미칩니다.
  열 노화	재료 분해	장기간 고온으로 인한 분해.	밝기 감소, 색상 변화 또는 개방 회로 고장을 유발할 수 있습니다.

  패키징 및 재료

  용어	일반 유형	간단한 설명	특징 및 응용
  패키지 유형	EMC, PPA, 세라믹	칩을 보호하는 하우징 재료, 광학/열 인터페이스를 제공합니다.	EMC: 내열성 좋음, 저비용; 세라믹: 방열성 더 좋음, 수명 더 길음.
  칩 구조	프론트, 플립 칩	칩 전극 배열.	플립 칩: 방열성 더 좋음, 효율성 더 높음, 고출력용.
  인광체 코팅	YAG, 규산염, 질화물	블루 칩을 덮고, 일부를 노랑/빨강으로 변환하며, 흰색으로 혼합합니다.	다른 인광체는 효율성, CCT 및 CRI에 영향을 미칩니다.
  렌즈/광학	플랫, 마이크로렌즈, TIR	광 분포를 제어하는 표면의 광학 구조.	시야각과 배광 곡선을 결정합니다.

  품질 관리 및 등급 분류

  용어	빈닝 내용	간단한 설명	목적
  광속 빈	코드 예: 2G, 2H	밝기에 따라 그룹화되며, 각 그룹에 최소/최대 루멘 값이 있습니다.	동일 배치에서 균일한 밝기를 보장합니다.
  전압 빈	코드 예: 6W, 6X	순방향 전압 범위에 따라 그룹화됩니다.	드라이버 매칭을 용이하게 하며, 시스템 효율성을 향상시킵니다.
  색상 빈	5단계 맥아담 타원	색 좌표에 따라 그룹화되며, 좁은 범위를 보장합니다.	색상 일관성을 보장하며, 기기 내부의 고르지 않은 색상을 피합니다.
  CCT 빈	2700K, 3000K 등	CCT에 따라 그룹화되며, 각각 해당 좌표 범위가 있습니다.	다른 장면의 CCT 요구 사항을 충족합니다.

  테스트 및 인증

  용어	표준/시험	간단한 설명	의미
  LM-80	루멘 유지 시험	일정 온도에서 장기간 조명, 밝기 감쇠 기록.	LED 수명 추정에 사용됩니다 (TM-21과 함께).
  TM-21	수명 추정 표준	LM-80 데이터를 기반으로 실제 조건에서 수명을 추정합니다.	과학적인 수명 예측을 제공합니다.
  IESNA	조명 공학 학회	광학적, 전기적, 열적 시험 방법을 포함합니다.	업계에서 인정된 시험 기반.
  RoHS / REACH	환경 인증	유해 물질 (납, 수은) 없음을 보장합니다.	국제적으로 시장 접근 요구 사항.
  ENERGY STAR / DLC	에너지 효율 인증	조명 제품의 에너지 효율 및 성능 인증.	정부 조달, 보조금 프로그램에서 사용되며, 경쟁력을 향상시킵니다.