LED 레드 3.45x3.45x2.20mm - 순방향 전압 2.0V - 전력 0.7W - 주파장 620-630nm - 기술 사양서

1. 제품 개요

RF-AL-C3535L2K1RE-03은 고출력 레드 LED로, 까다로운 조명 응용 분야에 적합합니다. 이 제품은 고급 세라믹 기판 패키징 기술(Chip on Substrate)을 사용하여 뛰어난 열 관리와 기계적 신뢰성을 제공합니다. 패키지 크기는 3.45mm × 3.45mm × 2.20mm로, 소형 조명 모듈에 적합합니다. 이 LED는 350mA에서 일반 광속 60-90lm을 제공하며, 주파장은 620-630nm(딥 레드)입니다. 넓은 시야각 120°로 균일한 광 분포를 보장합니다. 이 제품은 RoHS를 준수하며, MSL 1 등급으로 납땜 전 무제한 보관이 가능합니다.

2. 상세 기술 매개변수 분석

2.1 전기 및 광학 특성 (Ts=25°C, IF=350mA 조건)

• 순방향 전압 (VF):최소 1.8V, 일반 2.0V, 최대 2.4V. 이 낮은 순방향 전압은 저전압 전원 공급 장치에서 효율적인 구동을 가능하게 합니다. 엄격한 비닝(0.2V 단계)으로 다중 LED 어레이에서 일관된 밝기를 제공합니다.
• 광속 (Φv):최소 60lm, 일반 75lm, 최대 90lm. 최적화된 칩 설계와 세라믹 패키징을 통해 높은 광효율(350mA에서 약 215lm/W)을 달성했습니다.
• 총 복사속 (Φe):최소 200mW, 일반 350mW, 최대 500mW. 신호등과 같이 총 광 출력이 필요한 응용 분야에 유용합니다.
• 주파장 (λD):최소 620nm, 일반 625nm, 최대 630nm. 이 딥 레드는 인광체 변환 백색 LED와 함께 원예 조명 또는 교통 신호등 표준에 잘 맞습니다.
• 역방향 전류 (IR):VR=5V에서 최대 10 µA로, 역방향 바이어스에서 누설 전류가 거의 없습니다.
• 시야각 (2θ1/2):일반 120°로, 플러드 조명 응용 분야에 넓은 빔을 제공합니다.

2.2 절대 최대 정격

• 전력 소모 (PD):1920 mW.
• 순방향 전류 (IF):연속 800 mA, 피크 900 mA (1/10 듀티, 0.1ms 펄스).
• 역방향 전압 (VR): 5V.
• 정전기 내성 (HBM):>2000V (일반 수율 >80%).
• 동작 온도:-40°C ~ +85°C.
• 접합 온도 (TJ):최대 125°C.

열 설계 고려 사항:세라믹 패키지는 우수한 열 전도성을 제공합니다. 그러나 접합 온도를 125°C 미만으로 유지하려면 최대 전류 근처에서 작동할 때 적절한 방열판이 필수적입니다. 연속 350mA 작동의 경우 표준 FR4 보드에서 최소 50mm²의 구리 패드 면적이 권장됩니다.

3. 비닝 시스템 설명

일관된 색상 및 밝기 매칭을 위해 LED는 순방향 전압, 광속 및 파장별로 비닝됩니다. 빈 코드는 데이터시트의 표 1-3에 표시된 대로 릴 라벨에 인쇄됩니다.

주문 또는 설계 시 원하는 빈 코드를 지정하거나 애플리케이션 허용 오차에 따라 혼합 빈을 허용해야 합니다.

4. 성능 곡선 해석

4.1 순방향 전압 vs 순방향 전류 (그림 1-6)

곡선은 350mA에서 약 2.0V의 일반 순방향 전압을 보여주며, 800mA에서는 약 2.4V까지 상승합니다. 기울기는 약 0.8Ω의 직렬 저항을 나타냅니다. 고전류가 필요한 응용 분야에서는 드라이버에서 전압 보상이 필요합니다.

4.2 상대 광도 vs 순방향 전류 (그림 1-7)

상대 강도는 700mA까지 전류에 거의 선형적으로 증가하다가 약간 포화되기 시작합니다. 350mA에서 상대 강도는 1.0(기준)입니다. 700mA에서는 약 1.9로, 전류를 두 배로 늘리면 효율 저하로 인해 광 출력이 약 2배가 됩니다.<500mA 이상에서 작동하면 효율이 낮아집니다.

4.3 온도 vs 상대 강도 (그림 1-8)

Ts=25°C에서 상대 강도는 1.0입니다. 온도가 85°C로 상승하면 강도는 약 0.85로 떨어집니다. 이 15% 감소는 적색 AlInGaP LED에서 일반적입니다. 높은 주변 온도 조건에서 출력을 유지하려면 열 관리가 중요합니다.

4.4 최대 순방향 전류 vs Ts 온도 (그림 1-9)

Ts=25°C에서 최대 순방향 전류는 800mA입니다. Ts=75°C에서는 약 400mA로 감소합니다. 이 곡선은 접합 온도가 125°C 미만으로 유지되도록 보장합니다. 안정적인 작동을 위해 디레이팅 라인 아래에서 작동해야 합니다.

4.5 스펙트럼 분포 (그림 1-10)

방출 스펙트럼은 625nm를 중심으로 하며 반치폭(FWHM)은 약 20nm입니다. 2차 피크가 없어 순수한 적색을 보장합니다.

4.6 방사 패턴 (그림 1-11)

방사 다이어그램은 120° 시야각의 근사 램버시안 분포를 보여줍니다. 축에서 ±60°에서 상대 강도가 50%로 감소합니다. 이 넓은 패턴은 워시 라이트 및 다운라이트에 이상적입니다.

5. 기계적 및 패키징 치수

5.1 패키지 외형

• 상면도: 3.45mm × 3.45mm 정사각형 케이스.
• 측면도: 높이 2.20mm, 렌즈 돌출부 0.85mm(베이스 기준 총 높이).
• 하면도: 2개의 애노드 패드(대형)와 2개의 캐소드 패드(소형). 패드 치수: 1.30mm × 0.65mm (애노드), 1.30mm × 0.48mm (캐소드).
• 극성: 캐소드 측에 삼각형 마크 또는 모따기 모서리가 있습니다(그림 1-4 참조).

5.2 권장 납땜 패드 패턴

권장 PCB 랜드 패드는 부품 패드보다 약간 더 큽니다: 애노드의 경우 3.40mm × 1.30mm, 피치 0.50mm. 브리징을 방지하기 위해 적절한 솔더 마스크 정의 패드를 사용하십시오.

6. 납땜 및 조립 지침

6.1 리플로우 납땜 프로파일

권장 무연 리플로우 프로파일은 JESD22-B106을 따릅니다. 주요 매개변수:

• 예열: 150°C – 200°C에서 60-120초.
• 피크 온도: 최대 260°C, 217°C 이상 유지 시간: 최대 60초.
• 냉각 속도: 최대 6°C/s.
• 리플로우 사이클 수: 최대 2회. 사이클 간 24시간 이상 경과 시 베이킹이 필요합니다.

6.2 수동 납땜

수동 납땜이 필요한 경우 300°C 미만의 납땜 인두를 사용하고 3초 이내에 완료하십시오. 수동 납땜은 한 번만 허용됩니다.

6.3 수리

납땜 후 수리는 피하십시오. 불가피한 경우 이중 헤드 납땜 인두를 사용하여 두 패드를 동시에 가열하고 LED를 제거하십시오. 인접 부품에 손상이 없는지 확인하십시오.

6.4 보관 및 베이킹

알루미늄 백 개봉 전:<30°C,<75% RH에서 최대 1년 보관. 개봉 후:<30°C,<60% RH에서 168시간 이내에 사용. 시간 초과 시 60°C,<5% RH에서 24시간 베이킹.

7. 포장 및 주문 정보

• 표준 포장 수량:릴당 1000개.
• 캐리어 테이프:폭 8mm, 피치 4mm, 스프로킷 홀 5.5mm. 캐비티 크기 3.9×3.9mm.
• 릴 치수:외경 178mm, 허브 폭 14mm.
• 라벨:부품 번호, 사양 번호, 로트 번호, 빈 코드(Φ, WD, VF), 수량 및 날짜 포함.
• 방습 백:릴 및 건조제 포함, ESD 경고 라벨 부착.
• 골판지 상자:제품 라벨이 부착된 표준 배송 카톤.

8. 응용 권장 사항

8.1 일반 응용 분야

• 경고등, 다운라이트, 워시 월 라이트, 스포트라이트.
• 교통 신호등 및 신호등.
• 조경 조명, 무대 사진 조명, 의료 미용 장비.
• 호텔, 마트, 사무실, 가정용 실내 조명.
• 아트 컬러 램프 및 스트립 라이트.

8.2 설계 고려 사항

• 열 관리:적절한 방열판을 사용하십시오. 열 비아가 있는 PCB의 열 패드를 권장합니다.
• 정전기 방전(ESD) 보호:LED의 HBM 내성이 2000V 이상이지만, 항상 ESD 안전 취급을 수행하고 고ESD 환경에서는 LED에 제너 다이오드를 병렬로 연결하는 것을 고려하십시오.
• 전류 제어:항상 정전류 소스로 구동하십시오. 작은 전압 변화로 인해 큰 전류 변화가 발생할 수 있습니다(예: 낮은 동적 저항으로 인해 0.1V 변화로 전류가 약 125mA 변동).
• 황/염소 방지:주변 재료의 황 함량이 100ppm 미만이고 브롬 및 염소 각각<900ppm (총<1500ppm) 미만이어야 은도금 접점의 부식을 방지할 수 있습니다.
• 렌즈 세척:필요시 이소프로필 알코올을 사용하십시오. 초음파 세척은 사용하지 마십시오.

9. 기술 비교 및 장점

표준 PPA(폴리프탈아미드) 패키지 LED와 비교하여 세라믹 패키지는 다음과 같은 장점을 제공합니다:

• 더 나은 열 전도성:세라믹 기판의 열 전도율은 >10 W/mK인 반면,<플라스틱은 약 1 W/mK로, 열 저항을 30-50% 감소시킵니다.
• 고온에서의 높은 신뢰성:세라믹은 125°C 접합 온도에서도 열화 없이 견디는 반면, 플라스틱은 변색되거나 박리될 수 있습니다.
• 낮은 흡습성:MSL 1 등급(무제한 보관 수명) 대비 플라스틱 패키지는 일반적으로 MSL 3입니다.
• 더 넓은 시야각:120° 대비 일반 플라스틱 LED의 110°.

그러나 세라믹 패키지는 일반적으로 더 비쌉니다. 저전력 및 비용에 민감한 응용 분야에서는 플라스틱 대안을 고려할 수 있습니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

Q: 이 LED를 800mA로 연속 구동할 수 있나요?
A: 네, 단 접합 온도가 125°C 미만으로 유지되어야 합니다. 적절한 방열판이 필수적입니다. 800mA에서 순방향 전압은 약 2.4V, 전력은 약 1.92W입니다. 85°C 주변 온도에서 열 저항이 30 K/W인 방열판을 권장합니다.<30 K/W

Q: 광속 빈 범위가 비교적 넓은 이유는 무엇인가요(60-90lm)?
A: 표준 생산은 분포를 생성합니다. 비닝을 통해 더 좁은 범위를 선택할 수 있습니다. 단일 LED 응용 분야에서는 모든 빈이 작동합니다. 어레이의 경우 동일한 빈 코드를 사용하여 균일한 밝기를 확보하십시오.

Q: 빈 코드 'FB9'는 무엇을 의미하나요?
A: 광속이 60~65 루멘 사이임을 나타냅니다. 모든 코드는 표 1-3을 참조하십시오.

Q: 이 LED는 실외 사용에 적합한가요?
A: 네, IP 보호를 제공하는 조명기구에 적절히 밀봉하면 가능합니다. LED 자체는 방수가 아닙니다.

Q: 회로에 역전압을 사용할 수 있나요?
A: 절대 최대 역전압은 5V입니다. 역바이어스 가능성(예: 시동 시 또는 AC 구동)이 있는 경우 직렬로 차단 다이오드를 추가하십시오.

11. 실용 설계 사례 연구

사례: 적색 다운라이트 모듈 (10W 등가, LED 5개)
설계 목표: LED당 350mA에서 300루멘 출력. LED 5개 직렬: 총 순방향 전압 약 10V (각 2.0V). 드라이버: 정전류 350mA, 전압 컴플라이언스 12V. 열: LED 5개 총 소비 전력 약 3.5W. 50mm×50mm 방열판이 있는 알루미늄 PCB에 장착. 120° 시야각으로 어두운 부분 없이 디퓨저 사용 가능. 동일한 빈(예: 광속 FBC, 전압 C0)을 사용하여 균일한 밝기와 핫스팟 없음. 결과: 뛰어난 색상 일관성을 가진 딥 레드 악센트 조명.

12. 작동 원리

이 적색 LED는 GaAs 기판에 성장된 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 인화물) 반도체 재료를 기반으로 합니다. 순방향 바이어스가 인가되면 n형 층의 전자가 p형 층의 정공과 재결합하여 밴드갭 약 1.98eV에 해당하는 에너지를 가진 광자를 방출하여 625nm의 적색광을 생성합니다. 세라믹 기판은 전기 절연 및 칩에서 납땜 패드로의 직접적인 열 경로를 제공합니다. 실리콘 렌즈는 칩을 캡슐화하고 광 출력을 램버시안 패턴으로 형성합니다.

13. 기술 동향

업계는 더 높은 효율과 더 작은 패키지 크기로 이동하고 있습니다. 적색 LED의 향후 개발 방향은 다음과 같습니다:

• 더 높은 플럭스 밀도:개선된 칩 설계(멀티 접합, 플립 칩)로 패키지당 플럭스를 두 배로 늘릴 수 있습니다.
• 더 좁은 파장 빈:향후 표준에서는 고급 디스플레이를 위해 ±2nm 공차가 요구될 수 있습니다.
• 스마트 제어와의 통합:자가 보정을 위한 통합 컬러 센서가 있는 LED.
• 세라믹 패키지의 비용 절감:제조 규모가 확대됨에 따라 중전력 범위에서 세라믹 LED가 플라스틱과 경쟁력을 갖추게 됩니다.

이 제품은 현재 고체 조명 요구 사항에 대한 성능과 신뢰성 사이의 균형 잡힌 솔루션을 나타냅니다.

14. 신뢰성 및 품질 보증

이 제품은 다음 신뢰성 테스트를 통과했습니다(샘플 크기 10개, 불량 0 허용):

• 리플로우 납땜 (260°C, 2회)
• 열 충격 (-40°C ~ 100°C, 500 사이클)
• 고온 보관 (100°C, 1000h)
• 저온 보관 (-40°C, 1000h)
• 수명 테스트 (TA=25°C, 350mA, 1000h)
• HHHT (60°C/90%RH, 350mA, 1000h)

기준: 순방향 전압 변화<10% 미만, 광속 유지율 >80%, 개방/단락 없음. 이는 현장 응용에서 제품 신뢰성을 보장합니다.