LED 부품 데이터시트 - 개정판 3 - 라이프사이클 단계 - 영구 배포판 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 기술 데이터시트는 발광 다이오드(LED) 부품에 대한 포괄적인 사양을 제공합니다. 이 문서는 현재 세 번째 개정판으로, 파라미터가 확정된 성숙하고 안정적인 제품 설계를 나타냅니다. 라이프사이클 단계는 "개정판"으로 지정되었으며, 제품의 출시일은 2014년 12월 5일입니다. 유효 기간은 "영구"로 표시되어, 이 버전의 데이터시트가 참조 및 설계 목적으로 무기한 유효함을 의미합니다. 단, 새로운 설계 시에는 항상 최신 문서를 확인할 것을 권장합니다.

이 부품의 핵심 장점은 명확하게 정의되고 안정적인 기술적 특성에 있으며, 성능과 신뢰성을 최적화하기 위해 여러 번의 개정을 거쳤습니다. 일관된 성능이 요구되는 다양한 일반 조명, 표시등, 백라이트 응용 분야에 적합합니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

제공된 PDF 발췌문은 문서 메타데이터에 초점을 맞추고 있지만, 이러한 성격의 일반적인 LED 데이터시트에는 상세한 기술 파라미터가 포함됩니다. 다음 섹션들은 부품의 성능을 정의하는 예상 및 핵심 파라미터들을 설명합니다.

2.1 광도 및 색상 특성

광도 특성은 조명 설계의 기본입니다. 주요 파라미터는 다음과 같습니다:

• 광속:LED가 방출하는 총 가시광선으로, 루멘(lm) 단위로 측정됩니다. 이 값은 일반적으로 표준 테스트 전류(예: 20mA, 65mA, 150mA) 및 접합 온도(예: 25°C)에서 지정됩니다.
• 주 파장 / 상관 색온도 (CCT):색상 LED의 경우, 주 파장(나노미터 단위)이 인지되는 색상을 정의합니다(예: 빨간색 630nm, 녹색 525nm, 파란색 470nm). 백색 LED의 경우, CCT(켈빈, K 단위)는 광원이 웜 화이트(예: 2700K-3500K), 뉴트럴 화이트(예: 4000K-5000K), 쿨 화이트(예: 5700K-6500K)인지를 나타냅니다.
• 색 재현 지수 (CRI):백색 LED의 경우, CRI (Ra)는 이상적인 광원과 비교하여 물체의 색상을 충실하게 나타내는 능력을 측정합니다. 정확한 색상 인지가 필요한 응용 분야에서는 높은 CRI(100에 가까울수록)가 바람직합니다.
• 시야각:광도가 최대 광도의 절반이 되는 각도(일반적으로 2θ½로 표시)입니다. 일반적인 시야각은 120°, 140° 또는 특정 협각 빔입니다.

2.2 전기적 파라미터

전기적 사양은 회로 설계 및 드라이버 선택에 매우 중요합니다.

• 순방향 전압 (V_F):지정된 순방향 전류에서 동작할 때 LED 양단에 걸리는 전압 강하입니다. 이는 전원 공급 설계 및 열 관리에 있어 중요한 파라미터입니다. V_F는 일반적으로 범위를 가지며(예: 20mA에서 2.8V ~ 3.4V), 온도에 따라 변합니다.
• 순방향 전류 (I_F):권장 연속 동작 전류입니다. 최대 정격 순방향 전류를 초과하면 수명이 급격히 단축되거나 즉시 고장날 수 있습니다.
• 역방향 전압 (V_R):LED를 손상시키지 않고 역방향으로 인가할 수 있는 최대 전압입니다. LED는 매우 낮은 역방향 전압 정격(일반적으로 5V)을 가집니다.
• 전력 소산:열로 변환되는 전기적 전력(V_F* I_F)으로, 적절한 방열 설계를 통해 관리되어야 합니다.

2.3 열적 특성

LED 성능과 수명은 온도에 매우 민감합니다.

• 접합 온도 (T_j):반도체 칩의 p-n 접합부 온도입니다. 허용 가능한 최대 T_j(예: 125°C)는 핵심 신뢰성 한계입니다.
• 열저항 (R_θJA 또는 R_θJC):접합부에서 주변 환경(JA) 또는 케이스(JC)로의 열 흐름에 대한 저항입니다. 낮은 열저항 값은 더 나은 방열 능력을 나타내며, 이는 성능과 수명을 유지하는 데 필수적입니다.
• 온도 디레이팅 곡선:접합 온도를 안전 한계 내로 유지하기 위해 주변 또는 케이스 온도가 증가함에 따라 최대 순방향 전류를 어떻게 감소시켜야 하는지를 보여주는 그래프입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

제조 공정의 변동으로 인해, LED는 성능 빈으로 분류됩니다. 이 시스템은 설계자가 지정된 허용 오차 내의 부품을 받을 수 있도록 보장합니다.

• 파장 / CCT 빈닝:LED는 좁은 파장 또는 CCT 범위(예: 백색 LED의 경우 3-스텝, 5-스텝 MacAdam 타원)로 그룹화되어 한 배치 내에서 색상 일관성을 보장합니다.
• 광속 빈닝:LED는 표준 테스트 조건에서 측정된 광 출력을 기준으로 분류되어, 특정 밝기 요구 사항에 맞는 부품 선택이 가능합니다.
• 순방향 전압 빈닝:V_F 범위에 따른 분류는 효율적인 드라이버 회로 설계 및 어레이 내 전력 분배 관리에 도움이 됩니다.

4. 성능 곡선 분석

그래픽 데이터는 다양한 조건에서의 부품 동작에 대한 깊은 통찰력을 제공합니다.

• I-V (전류-전압) 특성 곡선:순방향 전류와 순방향 전압 간의 관계를 보여줍니다. 비선형이며, 동작점은 드라이버 회로에 의해 설정됩니다.
• 상대 광속 대 순방향 전류:광 출력이 전류에 따라 어떻게 증가하는지를 보여주며, 일반적으로 높은 전류에서 효율 저하 및 발열로 인해 선형보다 낮은 비율로 증가합니다.
• 상대 광속 대 접합 온도:접합 온도가 상승함에 따라 광 출력이 감소하는 것을 보여줍니다. 이 열 담금 효과는 중요한 설계 고려 사항입니다.
• 스펙트럼 파워 분포 (SPD):각 파장에서 방출되는 빛의 강도를 그래프로 나타낸 것입니다. 백색 LED의 경우, 이는 블루 펌프 피크와 더 넓은 형광체 변환 스펙트럼을 보여줍니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

물리적 치수 및 조립 상세 사항은 PCB 레이아웃 및 기계적 통합에 필수적입니다.

• 패키지 치수:길이, 너비, 높이 및 허용 오차를 포함한 상세한 기계 도면(예: 2835 패키지의 경우 2.8mm x 3.5mm x 1.2mm).
• 패드 레이아웃 (풋프린트):신뢰할 수 있는 솔더링 및 열 연결을 보장하기 위한 권장 PCB 랜드 패턴(패드 크기, 모양 및 간격).
• 극성 식별:정확한 전기적 연결을 위한 애노드와 캐소드 단자를 나타내는 명확한 표시(예: 노치, 모서리 절단 또는 캐소드 마크).
• 렌즈 및 패키지 재질:광 분포에 영향을 미치는 캡슐화제(예: 실리콘, 에폭시) 및 렌즈 모양(돔형, 평면형)에 대한 설명.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

적절한 취급 및 조립은 신뢰성에 매우 중요합니다.

• 리플로우 솔더링 프로파일:무연(예: SnAgCu) 또는 주석-납 솔더링을 위한 권장 시간-온도 프로파일로, 예열, 소킹, 리플로우 피크 온도(일반적으로 260°C를 초과하지 않음) 및 냉각 속도를 포함합니다.
• 핸드 솔더링 지침:해당되는 경우, 수동 솔더링을 위한 온도 및 지속 시간에 대한 가이드라인.
• ESD (정전기 방전) 민감도:대부분의 LED는 ESD에 민감하며, 적절한 접지를 사용하여 ESD 보호 구역에서 취급해야 합니다.
• 보관 조건:수분 흡수 및 열화를 방지하기 위한 장기 보관 권장 온도 및 습도 범위(예:<40°C,<60% RH).

7. 포장 및 주문 정보

물류 및 조달과 관련된 정보.

• 릴/테이프 사양:캐리어 테이프 너비, 포켓 치수, 릴 직경 및 릴당 수량에 대한 상세 정보(예: 13인치 릴당 4000개).
• 모델 번호 규칙:색상, 광속 빈, 전압 빈, CCT 및 패키지 유형과 같은 주요 속성을 파트 번호가 어떻게 인코딩하는지에 대한 설명.
• 라벨링 및 추적성:릴 라벨에 인쇄된 정보(파트 번호, 로트 코드, 수량, 날짜 코드 포함)에 대한 설명.

8. 응용 권장사항

부품을 효과적으로 구현하기 위한 지침.

• 일반적인 응용 회로:정전류원으로 구동되거나 간단한 전류 제한 저항과 함께 사용되는 LED를 보여주는 회로도 예시.
• 열 관리 설계:방열을 위한 PCB 레이아웃에 대한 중요한 조언으로, 고전력 응용 분야의 경우 열 비아, 충분한 구리 면적 및 금속 코어 PCB(MCPCB) 사용 등을 포함합니다.
• 광학 설계 고려사항:2차 광학 요소(렌즈, 반사판) 및 LED의 시야각이 최종 광 분포에 미치는 영향에 대한 참고 사항.
• 신뢰성 및 수명:LED 수명(L70, L50)에 영향을 미치는 요인에 대한 논의로, 주로 동작 전류와 접합 온도에 의해 결정됩니다. 목표 수명을 달성하기 위한 디레이팅 가이드라인.

9. 기술 비교 및 차별화

특정 경쟁사 이름은 생략되었지만, 데이터시트는 세 번의 개정을 통해 정제된 제품을 암시합니다. 일반적인 업계 벤치마크를 기반으로 한 잠재적 차별화 포인트는 다음과 같습니다:

• 높은 광효율:이전 세대 또는 표준 제품에 비해 와트당 더 많은 루멘을 제공하여 더 높은 에너지 효율성을 제공할 수 있습니다.
• 우수한 색상 일관성:파장 및 CCT에 대한 엄격한 빈닝 허용 오차로, 다중 LED 어셈블리에서의 색상 편차를 줄입니다.
• 견고한 열 성능:낮은 열저항 패키지 설계로, 컴팩트한 공간에서 더 높은 구동 전류 또는 더 나은 수명을 가능하게 합니다.
• 높은 신뢰성 및 수명:성숙한 개정판으로 입증된 성능으로, 지정된 조건에서 장기적인 광속 유지에 대한 데이터를 지원합니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

기술 파라미터를 기반으로 한 일반적인 설계 질문에 대한 답변.

• Q: 이 LED를 전압원으로 구동할 수 있나요?A: 아니요. LED는 전류 구동 장치입니다. 열 폭주 및 파괴를 방지하기 위해 정전류 드라이버 또는 직렬 전류 제한 저항이 있는 전압원이 필수적입니다.
• Q: 내 LED 어레이의 광 출력이 유닛마다 다른 이유는 무엇인가요?A: 이는 순방향 전압(V_F) 빈닝을 고려하지 않았기 때문일 가능성이 높습니다. 개별 전류 제어 없이 LED를 병렬로 연결할 때, V_F의 차이로 인해 전류 분배가 불균일해집니다. 직렬 연결 또는 LED당 개별 드라이버 사용을 권장합니다.
• Q: LED가 시간이 지남에 따라 어두워집니다. 이것이 정상인가요?A: 예, 모든 LED는 광속 감소를 경험합니다. 그 속도는 주로 동작 접합 온도에 의해 결정됩니다. 권장 전류 이하에서 작동하고 효과적인 열 관리를 수행하면 수명을 최대화할 수 있습니다(예: L70 - 초기 광속의 70%까지의 시간).
• Q: PWM 디밍이 LED 수명에 미치는 영향은 무엇인가요?A: 충분히 높은 주파수(>100Hz)에서 적절하게 구현된 PWM(펄스 폭 변조) 디밍은 전류 진폭을 변경하지 않고 LED를 완전히 켜짐과 꺼짐 상태 사이에서 전환하므로 LED 수명에 부정적인 영향을 미치지 않습니다.

11. 실용적 설계 및 사용 사례

부품의 파라미터가 실제 설계로 어떻게 변환되는지에 대한 예시.

• 사례 1: 건축용 코브 조명을 위한 선형 LED 모듈:50개의 LED를 직렬로 연결하고 단일 정전류 드라이버로 구동하는 설계입니다. 총 순방향 전압은 각 LED의 일반적인 V_F를 합산하여 계산됩니다. 열 관리는 LED를 알루미늄 PCB 스트립에 장착하고, 50,000시간의 목표 L90 수명을 위해 접합 온도가 85°C 이하로 유지되도록 계산을 수행하여 달성합니다.
• 사례 2: 산업용 디스플레이 백라이트 유닛:표준 FR4 PCB에 10x10 매트릭스로 배열된 100개의 LED 어레이입니다. 균일한 밝기를 보장하기 위해 단일 광속 빈의 LED가 사용됩니다. 어레이 위에 확산층을 배치하여 빛을 균일하게 만듭니다. 이 설계는 V_F variations.

를 관리하기 위해 밸런싱 저항이 있는 직렬 연결 LED의 병렬 스트링을 사용합니다.

12. 동작 원리 소개

LED는 반도체 다이오드입니다. 순방향 전압이 인가되면, n형 물질의 전자가 접합부에서 p형 물질의 정공과 재결합하여 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 방출된 빛의 파장(색상)은 사용된 반도체 물질의 에너지 밴드갭(예: 블루/그린용 InGaN, 레드/앰버용 AlInGaP)에 의해 결정됩니다. 백색 LED는 일반적으로 블루 LED 칩을 형광체 물질로 코팅하여 일부 블루 빛을 더 긴 파장(노란색, 빨간색)으로 변환함으로써 생성됩니다.

13. 기술 동향 및 발전

• LED 산업은 계속 발전하고 있습니다. 이 데이터시트는 안정적인 제품을 나타내지만, 더 넓은 동향은 다음과 같습니다:효율 증가:
• 동일한 광 출력에 대해 에너지 소비를 줄이기 위해 와트당 더 많은 루멘을 생산하는 지속적인 연구가 진행 중입니다.색상 품질 향상:
• 더 높은 CRI 값과 특수 응용 분야를 위한 더 포화된 색상을 달성하기 위한 형광체 및 다중 칩 솔루션 개발.소형화 및 통합:
• 더 작은 패키지 크기(예: 마이크로 LED) 및 LED, 드라이버, 제어 회로를 결합한 통합 모듈(예: COB - 칩 온 보드)로의 추세.스마트 및 연결 조명: