LED 램프 3294-15UBGC/S400-A6 데이터시트 - 슈퍼 블루 505nm - 3.5V - 20mA - 90° 시야각 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

3294-15UBGC/S400-A6은 우수한 광 출력이 필요한 애플리케이션을 위해 설계된 고휘도 LED 램프입니다. 이 장치는 InGaN/SiC 칩 소재를 사용하여 워터클리어 렌즈를 통해 슈퍼 블루 발광 색상을 생성합니다. 신뢰성, 견고성, 테이프 및 릴을 포함한 다양한 패키징 옵션으로 제공되는 것이 특징입니다.

1.1 핵심 장점 및 목표 시장

이 LED 시리즈의 주요 장점은 향상된 밝기로, 높은 가시성이 중요한 백라이트 및 표시기 애플리케이션에 적합합니다. 주요 목표 시장 및 애플리케이션에는 일관되고 밝은 청색 조명이 필요한 텔레비전, 컴퓨터 모니터, 전화기 및 일반 컴퓨팅 장비가 포함됩니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

이 섹션에서는 데이터시트에 정의된 장치의 주요 전기적, 광학적 및 열적 파라미터에 대한 상세하고 객관적인 분석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

절대 최대 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이러한 조건에서 LED를 동작시키는 것은 권장되지 않습니다. 정격은 주변 온도(Ta) 25°C에서 지정됩니다.

• 연속 순방향 전류 (IF):25 mA. 이는 LED에 연속적으로 인가할 수 있는 최대 DC 전류입니다.
• 피크 순방향 전류 (IF(Peak)):100 mA. 이 정격은 일반적으로 짧은 펄스 조건을 위한 것이며 초과해서는 안 됩니다.
• 역방향 전압 (VR):5 V. 이 한계를 초과하는 역방향 전압을 인가하면 접합 파괴가 발생할 수 있습니다.
• 전력 소산 (Pd):120 mW. 이는 패키지가 소산할 수 있는 최대 전력으로, 순방향 전압(VF) * 순방향 전류(IF)로 계산됩니다.
• 동작 온도 (Topr):-40°C ~ +85°C. 신뢰할 수 있는 동작을 위한 주변 온도 범위입니다.
• 보관 온도 (Tstg):-40°C ~ +100°C.
• 정전기 방전 (ESD):1000 V (인체 모델). 이는 중간 수준의 ESD 민감도를 나타내며, 적절한 취급 절차가 필요합니다.
• 솔더링 온도 (Tsol):260°C에서 5초. 이는 리플로우 솔더링 프로파일 허용 오차를 정의합니다.

2.2 전기-광학 특성

전기-광학 특성은 표준 테스트 전류 IF=20mA 및 Ta=25°C에서 측정되며, 일반적인 동작 조건을 나타냅니다.

• 광도 (Iv):400 (최소) ~ 800 (일반) mcd. 이 넓은 빈닝 범위는 생산 편차를 나타냅니다. 설계자는 최악의 경우 밝기를 위해 최소값을 고려해야 합니다.
• 시야각 (2θ1/2):90° (일반). 이는 광도가 피크 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도를 정의하며, 넓은 방사 패턴을 제공합니다.
• 피크 파장 (λp):502 nm (일반). 스펙트럼 방사가 가장 강한 파장입니다.
• 주파장 (λd):505 nm (일반). 인간의 눈이 인지하는 단일 파장으로, 색상을 "슈퍼 블루"로 정의합니다.
• 스펙트럼 방사 대역폭 (Δλ):30 nm (일반). 최대 강도의 절반에서의 스펙트럼 폭입니다.
• 순방향 전압 (VF):20mA에서 3.5 V (일반), 4.3 V (최대). 이 파라미터는 드라이버 설계 및 전원 공급 장치 선택에 매우 중요합니다.
• 역방향 전류 (IR):VR=5V에서 50 μA (최대).

측정 허용 오차:데이터시트는 특정 불확실성을 기록합니다: VF에 대해 ±0.1V, Iv에 대해 ±10%, λd에 대해 ±1.0nm. 정밀 애플리케이션에서는 이를 고려해야 합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

이 제품은 주요 광학 및 전기적 파라미터를 기반으로 단위를 분류하는 빈닝 시스템을 사용하여 배치 내 일관성을 보장합니다. 라벨 설명은 이러한 빈을 정의합니다:

• CAT:광도(Iv) 등급. 400-800 mcd 범위에 해당합니다.
• HUE:주파장(λd) 등급. 약 505nm 주변의 특정 청색 색상점으로 LED를 그룹화합니다.
• REF:순방향 전압(VF) 등급. 전압 강하로 LED를 그룹화하며, 직렬 연결에서 전류 매칭에 중요합니다.

설계자는 색상 및 밝기 균일성을 유지하기 위해 애플리케이션에 필요한 빈을 지정하거나 인지해야 합니다.

4. 성능 곡선 분석

일반적인 특성 곡선은 다양한 조건에서 장치의 동작에 대한 통찰력을 제공합니다.

4.1 상대 강도 대 파장

이 곡선은 스펙트럼 전력 분포를 보여주며, 약 502nm에서 피크를 이루고 대역폭(Δλ)이 30nm로, 단색 청색 방사를 확인시켜 줍니다.

4.2 지향성 패턴

극좌표 플롯은 90° 시야각을 보여주며, 강도가 시야각의 코사인에 따라 감소하는 근사 람베르트 방사 패턴을 나타냅니다.

4.3 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

I-V 곡선은 다이오드에 일반적인 지수 함수 형태입니다. 테스트 전류 20mA에서 전압은 일반적으로 3.5V입니다. VF가 음의 온도 계수를 가지므로 이 곡선은 열 설계에 필수적입니다.

4.4 상대 강도 대 순방향 전류 (L-I 곡선)

광도는 전류와 함께 초선형적으로 증가하다가 더 높은 전류에서 포화될 수 있습니다. 권장 20mA 이상으로 동작하면 출력이 증가할 수 있지만 열 증가로 인해 효율과 수명이 감소합니다.

4.5 열적 특성

상대 강도 대 주변 온도:주변 온도가 상승함에 따라 광 출력이 감소합니다. 이 디레이팅은 고온 환경에서의 애플리케이션에 매우 중요합니다.
순방향 전류 대 주변 온도:일정 전압 구동의 경우, VF 감소로 인해 전류가 온도와 함께 증가합니다. 이는 안정적인 동작을 위한 정전류 드라이버의 중요성을 강조합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수 도면

기계 도면은 PCB 풋프린트 설계 및 조립 간극에 대한 중요한 치수를 제공합니다. 주요 참고 사항은 다음과 같습니다:
1. 모든 치수는 밀리미터 단위입니다.
2. 플랜지 높이는 1.5mm(0.059") 미만이어야 합니다.
3. 별도로 명시되지 않는 한 표준 허용 오차는 ±0.25mm입니다.

5.2 극성 식별

LED에는 캐소드와 애노드 리드가 있습니다. 일반적으로 긴 리드가 애노드(+)이고, 렌즈의 평평한 면 또는 플랜지의 표시가 캐소드(-)를 나타냅니다. PCB 풋프린트는 이 방향과 일치하도록 설계되어야 합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

적절한 취급은 LED 성능과 신뢰성을 유지하는 데 필수적입니다.

6.1 리드 성형

• 에폭시 불베이스에서 최소 3mm 떨어진 지점에서 리드를 구부리십시오.
• 솔더링 전에 성형을 수행하십시오.
• 패키지에 스트레스를 가하지 마십시오. 리드 스트레스를 유발하는 정렬되지 않은 PCB 구멍은 에폭시 수지를 열화시킬 수 있습니다.
• 상온에서 리드를 자르십시오.

6.2 보관 조건

• 출하 후 ≤30°C 및 ≤70% RH에서 보관하십시오. 유통 기한은 3개월입니다.
• 더 긴 보관(최대 1년)을 위해서는 질소와 건조제가 들어 있는 밀봉 용기를 사용하십시오.
• 습한 환경에서 급격한 온도 변화를 피하여 응결을 방지하십시오.

6.3 솔더링 공정

일반 규칙:솔더 접합부에서 에폭시 불베이스까지 최소 3mm 거리를 유지하십시오.
핸드 솔더링:인두 팁 온도 최대 300°C (최대 30W), 솔더링 시간 최대 3초.
웨이브/딥 솔더링:예열 최대 100°C (최대 60초). 솔더 목욕 최대 260°C에서 5초.
프로파일:권장 솔더링 온도 프로파일 그래프가 제공되며, 제어된 상승, 피크 및 냉각 단계를 강조합니다.
중요 참고 사항:
- 고온 단계에서 리드에 스트레스를 가하지 마십시오.
- 두 번 이상 솔더링(딥/핸드)하지 마십시오.
- LED가 상온으로 냉각될 때까지 충격/진동으로부터 보호하십시오.
- 피크 온도에서 급속 냉각을 피하십시오.
- 신뢰할 수 있는 솔더 접합을 달성할 수 있는 가능한 가장 낮은 온도를 사용하십시오.

6.4 세척

• 상온에서 이소프로필 알코올로만 ≤1분 동안 세척하십시오.
• 초음파 세척은 피하십시오. 절대적으로 필요한 경우, 손상이 발생하지 않도록 공정을 사전 검증하십시오.

6.5 열 관리

적절한 열 설계는 필수입니다. 동작 전류는 애플리케이션의 주변 온도와 장착 설정의 열 저항에 따라 적절히 디레이팅되어야 합니다. 지침을 위해 디레이팅 곡선(제공된 발췌문에 명시적으로 표시되지는 않았지만 암시됨)을 참조하십시오. 불충분한 방열은 광 출력 감소, 색상 변화 및 가속화된 열화로 이어질 것입니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 포장 사양

LED는 운송 및 보관 중 손상을 방지하기 위해 포장됩니다:
- 1차 포장:방전지 백.
- 2차 포장:4개의 백을 포함하는 내부 카톤.
- 3차 포장:10개의 내부 카톤을 포함하는 외부 카톤.
포장 수량:백당 최소 200개에서 1000개. 완전한 외부 카톤에는 40개의 백(내부 카톤당 4개 백 * 10개 내부 카톤)이 포함됩니다.

7.2 라벨 설명

포장의 라벨에는 추적성 및 식별을 위한 다음 정보가 포함됩니다: CPN(고객 부품 번호), P/N(제조업체 부품 번호: 3294-15UBGC/S400-A6), QTY(수량), CAT/HUE/REF(빈닝 코드), LOT No.(추적성을 위한 로트 번호).

8. 애플리케이션 제안

8.1 일반적인 애플리케이션 시나리오

이 LED는 다음에 이상적입니다:
- 백라이트:청색 백라이트 또는 RGB 백색광 시스템의 일부로 필요한 TV, 모니터 및 산업용 디스플레이의 LCD 패널용.
- 상태 표시기:통신 및 컴퓨팅 장비의 고휘도 전원, 활동 또는 모드 표시기.
- 장식 조명:생생한 청색이 원하는 액센트 조명.

8.2 설계 고려 사항

• 드라이버 선택:안정적인 광 출력과 색상을 보장하기 위해 20mA(또는 열 감소/수명 연장을 위해 더 낮게)로 설정된 정전류 드라이버를 사용하십시오. 일반적인 3.5V 순방향 전압 강하를 고려하십시오.
• 전류 제한 저항:전압 소스를 사용하는 경우, 최악의 조건에서 전류가 절대 최대 정격을 절대 초과하지 않도록 최대 VF(4.3V)를 사용하여 직렬 저항을 정확히 계산하십시오.
• 열 관리:충분한 구리 면적을 가진 PCB를 설계하거나 열을 방산하기 위해 금속 코어 PCB(MCPCB)를 사용하십시오, 특히 밀폐된 공간이나 높은 주변 온도에서.
• 광학 설계:90° 시야각은 넓은 영역 조명에 적합합니다. 집중된 빛을 위해서는 2차 광학(렌즈)가 필요할 수 있습니다.
• ESD 보호:입력 라인에 ESD 보호를 구현하고 조립 인력이 적절한 접지 스트랩을 사용하도록 보장하십시오.

9. 기술 비교 및 차별화

데이터시트에 직접적인 경쟁사 비교는 없지만, 이 LED의 주요 차별화 요소는 다음과 같이 추론할 수 있습니다:
- 고휘도 빈:20mA에서 일반 강도 800mcd로, 표준 3mm 또는 5mm LED 램프 패키지에 대해 높은 광 효율을 제공합니다.
- 특정 색상점:505nm "슈퍼 블루"는 로열 블루(~450nm) 또는 순수 블루(~470nm) LED와는 다른 독특한 색조입니다.
- 견고한 구조:신뢰성과 무연 구조에 중점을 두어 현대적인 환경 및 내구성 표준을 충족합니다.
- 포괄적인 문서화:상세한 취급, 솔더링 및 보관 지침은 애플리케이션 위험을 줄입니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q1: 이 LED를 25mA로 연속 구동할 수 있습니까?
A1: 절대 최대 정격이 25mA이지만, 전기-광학 특성은 20mA에서 지정됩니다. 신뢰할 수 있는 장기 동작과 열 효과를 고려하기 위해 20mA 이하로 동작하는 것을 강력히 권장합니다. 최대 정격은 동작점이 아닌 응력 한계로만 사용하십시오.

Q2: 광도(400-800 mcd) 범위가 왜 그렇게 넓습니까?
A2: 이는 반도체 에피택시 및 칩 제조 공정의 생산 편차 때문입니다. 장치는 생산 후 빈닝(CAT 코드)됩니다. 어레이에서 균일한 밝기를 위해서는 좁은 빈을 지정하거나 동일한 생산 로트의 LED를 사용하십시오.

Q3: 데이터시트의 "일반" 값을 어떻게 해석해야 합니까?
A3: "일반"은 생산에서의 평균 또는 가장 일반적인 값을 나타냅니다. 설계는 보장된 성능을 위해 "최소" 값(예: 최악의 경우 밝기를 위해 400 mcd 사용)과 응력 계산을 위해 "최대" 값(예: 저항 계산을 위해 4.3V 사용)을 기반으로 해야 합니다.

Q4: 방열판이 필요합니까?
A4: 중간 주변 온도(<50°C)에서 20mA로 동작하는 경우, 내부 열 소산(~70mW)은 리드와 표준 PCB 구리로 관리될 수 있습니다. 더 높은 주변 온도, 더 높은 전류 또는 밀폐형 조명기구의 경우, 과열과 조기 고장을 방지하기 위해 추가적인 열 관리(예: 더 많은 구리, MCPCB)가 필수적입니다.

11. 실제 사용 사례 예시

시나리오: 랙 마운트 네트워크 스위치용 상태 표시기 패널 설계.
1. 요구 사항:수 미터 떨어진 곳에서도 보이는 밝은 청색 "링크 활성" 표시기.
2. 선택:고휘도(일반 800mcd)와 적절한 시야각(90°)으로 인해 3294-15UBGC/S400-A6이 선택되었습니다.
3. 회로 설계:시스템은 5V 레일을 사용합니다. 직렬 저항 계산: R = (V_공급 - VF_최대) / IF = (5V - 4.3V) / 0.020A = 35 옴. 표준 36옴 저항이 선택되어 VF_일반에서 전류를 약 19.4mA로 제한하며, 이는 안전하고 충분한 밝기를 제공합니다.
4. PCB 레이아웃:LED 풋프린트는 캐소드 리드에 연결된 작은 구리 푸어와 함께 배치되어 약간의 열 방산을 합니다. 패널 설계에는 빛을 유도하고 확산시키는 라이트 파이프가 포함됩니다.
5. 조립:LED는 280°C로 설정된 온도 제어 인두로 핸드 솔더링되며, 본체에서 >3mm 떨어진 지점에서 접합이 이루어지고 2초 이내에 완료됩니다.

12. 기술 원리 소개

이 LED는 반도체 헤테로구조를 기반으로 합니다. 활성 영역은 실리콘 카바이드(SiC) 기판 위에 성장된 인듐 갈륨 나이트라이드(InGaN)를 사용합니다. 순방향 전압이 인가되면 전자와 정공이 활성 영역으로 주입되어 재결합하며, 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. InGaN 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 방출되는 빛의 파장을 정의합니다—이 경우 약 505nm(청색). 워터클리어 에폭시 렌즈는 칩을 캡슐화하고 기계적 보호를 제공하며 광 출력 빔(90° 시야각)을 형성합니다.

13. 기술 발전 동향

이 장치와 같은 LED 기술의 진화는 몇 가지 주요 동향을 따릅니다:
1. 효율 증가:지속적인 재료 과학 및 칩 설계 개선은 와트당 더 많은 루멘(lm/W)을 생산하여 동일한 광 출력에 대한 전력 소비를 줄이는 것을 목표로 합니다.
2. 색상 정밀도 및 일관성:에피택시 성장 및 빈닝 공정의 발전으로 파장 및 강도 분포가 더 좁아져 어레이의 색상 균일성이 향상됩니다.
3. 향상된 신뢰성 및 수명:더 나은 패키징 재료, 열 인터페이스 및 드라이버 통합은 가혹한 조건에서 더 긴 동작 수명에 기여합니다.
4. 소형화 및 통합:개별 램프는 여전히 인기가 있지만, 표면 실장 장치(SMD) 패키지 및 통합 모듈로의 추세는 더 높은 밀도와 자동화된 조립을 위해 진행 중입니다.
5. 확장된 색역:특정하고 좁은 파장 피크(이 505nm 청색과 같은)를 가진 LED의 개발은 적색 및 녹색 LED와 결합할 때 디스플레이 애플리케이션에서 더 넓은 색역을 가능하게 합니다.