2820 SMD LED 데이터시트 - 2.8x2.0mm - 앰버 색상 - 3.25V 전형 - 0.975W - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

2820-PA3001M-AM 시리즈는 까다로운 애플리케이션, 특히 자동차 조명 분야를 위해 설계된 고성능 표면 실장 장치(SMD) LED입니다. 이 LED는 형광체 변환 기술을 활용하여 독특한 앰버 색상 출력을 생성합니다. 그 핵심 장점은 컴팩트한 2820 패키지 크기, 자동차 환경에 적합한 견고한 구조, 그리고 AEC-Q102, RoHS, REACH 및 할로겐 프리 요구사항과 같은 엄격한 산업 표준 준수를 포함합니다. 주요 타겟 시장은 신뢰성, 색상 일관성 및 다양한 열 조건에서의 성능이 중요한 자동차 외부 및 내부 조명입니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 광도 및 전기적 특성

LED의 핵심 성능은 300 mA의 표준 테스트 전류 하에서 정의됩니다. 이 구동 전류에서 전형 광속은 75 루멘(lm)이며, 최소 60 lm, 최대 90 lm입니다. 주 파장은 색도 좌표에 의해 정의되며, 전형 CIE-x는 0.575, CIE-y는 0.418로 색 스펙트럼의 앰버 영역에 확실히 위치합니다. 순방향 전압(Vf)은 전형적으로 3.25볼트이며, 300 mA에서 2.75V에서 3.75V까지의 범위를 가집니다. 이 파라미터는 드라이버 설계 및 열 관리 계산에 매우 중요합니다. 이 장치는 넓은 120도 시야각을 제공하여 우수한 공간적 광 분포를 보장합니다.

2.2 절대 최대 정격 및 열적 특성

장기적인 신뢰성을 보장하기 위해 장치는 절대 최대 정격을 초과하여 작동해서는 안 됩니다. 최대 연속 순방향 전류는 350 mA이며, ≤10 μs 펄스에 대해 750 mA의 서지 전류 능력을 가집니다. 최대 소비 전력은 1225 mW입니다. 접합 온도(Tj)는 150°C를 초과해서는 안 되며, 작동 온도 범위는 -40°C에서 +125°C입니다. 열 관리는 핵심 설계 고려사항입니다. 접합에서 납땜 지점까지의 열 저항은 두 가지 값으로 명시됩니다: 전기적 측정(Rth JS el) 15 K/W 및 실제 측정(Rth JS real) 22 K/W. 더 높은 실제 값은 애플리케이션에서 정확한 열 모델링에 사용해야 합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

LED는 균일한 외관과 성능이 필요한 애플리케이션에 필수적인 핵심 파라미터의 일관성을 보장하기 위해 빈으로 분류됩니다.

3.1 광속 빈닝

광속은 빈 F6, F7 및 F8으로 분류되며, 각각 최소-최대 광속 범위 60-70 lm, 70-80 lm, 80-90 lm을 나타냅니다. 이를 통해 설계자는 특정 애플리케이션에 필요한 밝기 수준에 따라 LED를 선택할 수 있습니다.

3.2 순방향 전압 빈닝

순방향 전압은 회로 설계를 돕고 유사한 전기적 특성을 가진 LED를 그룹화하기 위해 빈닝됩니다. 빈에는 2730 (2.75V-3.00V), 3032 (3.00V-3.25V), 3235 (3.25V-3.50V) 및 3537 (3.50V-3.75V)이 포함됩니다. 일치하는 Vf 빈을 사용하면 다중 LED 어레이에서 더 균일한 전류 분배를 달성하는 데 도움이 될 수 있습니다.

3.3 색상 빈닝

앰버 색상은 CIE 1931 다이어그램의 특정 색도 영역 내에서 엄격하게 제어됩니다. 두 가지 주요 빈, YA와 YB가 정확한 좌표 경계로 정의됩니다. 빈 YA는 더 노란 앰버를, 빈 YB는 더 붉은 앰버를 포함합니다. 제공된 차트 및 좌표 테이블을 통해 설계자는 애플리케이션에 필요한 정확한 색상 포인트를 지정할 수 있어 여러 유닛 또는 제품 간의 시각적 일관성을 보장합니다.

4. 성능 곡선 분석

4.1 IV 곡선 및 광속 대 전류

순방향 전류 대 순방향 전압 그래프는 특성적인 지수 관계를 보여줍니다. 이 곡선을 이해하는 것은 전류 제한 회로 설계에 필수적입니다. 상대 광속 대 순방향 전류 그래프는 광 출력이 전류와 함께 증가하지만 더 높은 전류에서 포화 및 효율 저하의 징후를 보이기 시작함을 보여주며, 권장 조건 내에서 작동하는 것의 중요성을 강조합니다.

4.2 온도 의존성

LED의 성능은 온도에 크게 영향을 받습니다. 상대 광속 대 접합 온도 그래프는 접합 온도가 상승함에 따라 광 출력이 명확하게 감소함을 보여줍니다. 예를 들어, 125°C에서 광속은 25°C에서의 값의 70-80%에 불과할 수 있습니다. 순방향 전압 대 접합 온도 그래프는 음의 온도 계수를 보여주며, Vf는 온도가 증가함에 따라 선형적으로 감소합니다. 이 특성은 때때로 온도 감지에 사용됩니다. 색도 변화 대 접합 온도 그래프는 앰버 색상 포인트가 온도에 따라 약간 이동할 수 있는 방식을 나타내며, 이는 색상이 중요한 애플리케이션을 위한 고려사항입니다.

4.3 스펙트럼 분포 및 방사 패턴

상대 스펙트럼 분포 그래프는 앰버 색상을 확인하며, 형광체 변환 LED에서 예상되는 대로 청색 스펙트럼에서 최소 방출과 함께 황-주황 영역에서 넓은 피크를 보여줍니다. 방사 특성의 전형적인 다이어그램은 공간적 강도 분포를 설명하며, 중심선에서 ±60°에서 강도가 피크 값의 절반으로 떨어지는 120° 시야각을 확인시켜 줍니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

LED는 길이 2.8mm, 너비 2.0mm인 2820 패키지에 장착됩니다. 상세한 기계 도면은 렌즈 높이, 패드 크기 및 공차(전형적으로 ±0.1mm)를 포함한 모든 중요한 치수를 제공합니다. 이 정보는 PCB 풋프린트 설계 및 최종 조립에서 적절한 간격을 보장하는 데 필요합니다.

5.2 권장 납땜 패드 레이아웃

전용 도면은 최적의 PCB 랜드 패턴(납땜 패드) 설계를 보여줍니다. 이 권장사항을 따르는 것은 신뢰할 수 있는 납땜 접합, LED의 열 패드에서 PCB로의 적절한 열 전달, 리플로우 납땜 중 툼스토닝 또는 정렬 불량 방지에 매우 중요합니다. 설계는 일반적으로 방열을 위한 중앙 열 패드와 두 개의 작은 애노드/캐소드 패드를 포함합니다.

5.3 극성 식별

데이터시트는 장치 자체의 극성 표시를 나타냅니다. 배치 중 올바른 방향은 LED가 작동하기 위해 필수적입니다. 캐소드는 일반적으로 노치, 녹색 표시 또는 다른 패드 크기/모양으로 표시됩니다.

6. 납땜 및 조립 지침

6.1 리플로우 납땜 프로파일

이 장치는 최대 30초 동안 최고 온도 260°C의 리플로우 납땜에 적합합니다. 상세한 리플로우 프로파일 그래프가 일반적으로 제공되며, 권장 예열, 소킹, 리플로우 및 냉각 단계를 보여줍니다. 이 프로파일을 준수하면 LED 패키지, 납땜 접합 및 내부 다이에 대한 열 손상을 방지합니다.

6.2 사용 시 주의사항

일반적인 취급 주의사항에는 렌즈에 대한 기계적 스트레스 피하기, 정전기 방전(ESD 정격 8kV HBM)으로부터 장치 보호, 건조 환경(MSL 2)에서 보관이 포함됩니다. 이 장치는 역전압 작동을 위해 설계되지 않았습니다. 순방향 전류 디레이팅 곡선은 매우 중요합니다: 납땜 패드 온도가 증가함에 따라 허용 가능한 최대 연속 전류를 줄여야 합니다. 예를 들어, 패드 온도 125°C에서 최대 전류는 350 mA입니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 포장 사양

LED는 자동화 조립을 위해 테이프 및 릴에 공급됩니다. 포장 정보는 릴 치수, 테이프 너비, 포켓 간격 및 테이프 상의 부품 방향을 상세히 설명합니다. 이 데이터는 픽 앤 플레이스 기계 프로그래밍에 필요합니다.

7.2 부품 번호 및 주문 코드

부품 번호 2820-PA3001M-AM은 패키지 크기(2820), 색상(PA는 형광체 앰버), 정격 전류(300mA) 및 기타 내부 코드와 같은 핵심 속성을 인코딩하는 특정 구조를 따릅니다. 주문 정보는 필요한 정확한 성능을 얻기 위해 광속(F-코드), 순방향 전압(V-코드) 및 색상(C-코드)에 대해 원하는 빈을 지정하는 방법을 명확히 합니다.

8. 애플리케이션 제안

8.1 전형적인 애플리케이션 시나리오

주요 애플리케이션은 자동차 조명입니다. 여기에는 주간 주행등(DRL), 방향 지시등, 사이드 마커등, 내부 앰비언트 조명 및 센터 하이마운트 정지등(CHMSL)이 포함됩니다. 그 앰버 색상과 높은 신뢰성은 안전이 중요한 신호 기능에 이상적입니다.

8.2 설계 고려사항

핵심 설계 요소는 다음과 같습니다:

• 열 관리:접합 온도를 낮게 유지하고 광 출력 및 수명을 유지하기 위해 열 패드 아래에 적절한 열 비아가 있는 PCB를 사용하고, 구리 푸어 또는 방열판에 연결하는 것을 고려하십시오.
• 구동 회로:LED의 Vf 범위에 적합하고 최대 350 mA를 제공할 수 있는 정전류 드라이버를 구현하십시오. 인러시 전류 보호를 고려하십시오.
• 광학 설계:120° 시야각은 방향 지시등과 같은 특정 애플리케이션을 위해 빔을 형성하기 위해 2차 광학 요소(렌즈, 반사판)를 필요로 할 수 있습니다.
• 환경 보호:외부 애플리케이션의 경우, LED가 습기 및 오염 물질로부터 적절히 보호되도록 하십시오. 이는 종종 컨포멀 코팅 또는 밀봉된 램프 어셈블리 내 캡슐화를 통해 이루어집니다.

9. 기술 비교 및 차별화

표준 비자동차 등급 앰버 LED와 비교하여, 2820-PA3001M-AM 시리즈는 다음과 같은 뚜렷한 장점을 제공합니다:

• 자동차 인증(AEC-Q102):온도 사이클링, 습도, 고온 작동 수명(HTOL) 및 기타 스트레스에 대한 엄격한 테스트를 거쳐 가혹한 자동차 환경에서의 신뢰성을 보장합니다.
• 황 저항성(클래스 A1):황 함유 대기에 견딜 수 있도록 테스트 및 인증되었으며, 이는 특정 지리적 지역 또는 산업 환경에서 일반적인 고장 모드입니다.
• 할로겐 프리:브롬 및 염소 함량을 제한하는 환경 규정을 준수합니다.
• 일관된 빈닝:광속, 전압 및 색상에 대한 엄격한 빈닝은 다중 LED 애플리케이션에서 예측 가능한 성능과 균일한 외관을 보장하며, 이는 상업 등급 부품에서는 덜 보장됩니다.

10. 자주 묻는 질문(기술 파라미터 기반)

Q: 이 LED의 실제 전력 소비는 얼마입니까?

A: 300 mA 및 3.25V의 전형 작동점에서 전기적 전력은 0.975 와트입니다. 그러나 최대 소비 전력 정격 1.225W는 비방사(열) 부분을 포함한 총 에너지를 고려합니다.

Q: 두 가지 다른 열 저항 값(15 K/W 및 22 K/W)을 어떻게 해석해야 합니까?

A: 열 설계에는 더 높은 값(22 K/W, Rth JS 실제)을 사용하십시오. 더 낮은 값(15 K/W)은 전기적 측정 방법에서 도출된 것이며 실제 납땜된 애플리케이션의 열 경로를 완전히 나타내지 못할 수 있습니다.

Q: 이 LED를 정전압 소스로 구동할 수 있습니까?

A: 강력히 권장하지 않습니다. LED는 전류 구동 장치입니다. 순방향 전압의 작은 변화(온도 또는 빈 변동으로 인해)는 정전압 소스에서 전류의 큰 변화를 일으킬 수 있으며, 이는 열 폭주 및 장치 고장으로 이어질 수 있습니다. 항상 정전류 드라이버를 사용하십시오.

Q: 데이터시트에 서지 전류 정격이 표시되어 있습니다. 이것을 펄스 작동에 사용할 수 있습니까?

A: 예, 짧은 펄스의 경우 가능합니다. 허용 펄스 처리 능력 그래프는 다양한 펄스 폭(tp) 및 듀티 사이클(D)에 대한 허용 피크 전류(IFP)를 보여줍니다. 예를 들어, 1% 듀티 사이클에서 매우 짧은 펄스에 대해 350 mA보다 훨씬 높은 피크 전류가 허용됩니다.

11. 실용적인 설계 사례 연구

시나리오: 6개의 LED를 사용하여 자동차 후면 방향 지시등 클러스터 설계

1. 목표 사양:규제 광도 요구사항(강도, 색상) 충족

2. LED 선택:광속에 대해 빈 F7(70-80 lm) 및 특정 앰버 색조에 대해 빈 YB를 선택하십시오. 예측 가능한 드라이버 설계를 위해 Vf 빈 3032를 선택하십시오.

3. 열 설계:각 LED의 열 패드 바로 아래에 열 비아 배열이 있고 방열판 역할을 하는 큰 후면 구리 평면에 연결된 2-oz 구리층을 가진 PCB를 설계하십시오. 주변 온도 85°C에서 패드 온도가 100°C 미만으로 유지되어 전체 300mA 구동이 가능하도록 디레이팅 곡선을 사용하십시오.

4. 전기 설계:1.8A(6 * 300mA)를 제공할 수 있는 단일 정전류 드라이버를 사용하십시오. 각 LED를 통해 동일한 전류가 흐르도록 6개의 LED를 직렬로 연결하십시오. 이는 드라이버 출력 전압 > 6 * 3.75V (최대 Vf) = 22.5V를 필요로 합니다.

5. 광학/기계적:6개의 개별 광원에서 나오는 빛을 균일한 조명 영역으로 혼합하고 방향 지시등에 필요한 시야각을 준수하는 확산 렌즈가 있는 하우징을 설계하십시오.

12. 기술 원리 소개

이 LED는형광체 변환 앰버(PCA)장치입니다. 이는 아마도 청색 또는 근자외선 반도체 다이(칩)를 사용할 것입니다. 다이의 이 1차 빛은 직접 방출되지 않습니다. 대신, 다이 위 또는 주변에 증착된 형광체 재료 층을 여기시킵니다. 이 형광체는 더 높은 에너지의 청색/자외선 광자를 흡수하고 더 낮은 에너지의 광자를 더 넓은 스펙트럼, 주로 황색, 주황색 및 적색 영역에서 재방출합니다. 변환되지 않은 남은 청색광과 형광체의 황-적색 방출의 조합이 인지되는 앰버 색상을 생성합니다. 이 방법은 형광체 조성 및 두께를 조정하여 색도 좌표를 정밀하게 조정할 수 있게 하며, 직접 앰버 반도체 LED에 비해 색상 일관성 및 안정성에서 장점을 제공합니다.

13. 산업 동향 및 발전

자동차 LED 조명 시장은 2820 시리즈와 같은 장치에 영향을 미치는 몇 가지 명확한 동향과 함께 계속 발전하고 있습니다:

• 효율성 증가(lm/W):반도체 에피택시, 형광체 효율 및 패키지 설계의 지속적인 개선이 더 높은 발광 효율을 주도하여 더 밝은 조명 또는 더 낮은 전력 소비를 가능하게 합니다.
• 소형화:2820은 표준 패키지이지만, 더 세련되고 컴팩트한 램프 설계를 가능하게 하기 위해 더 작고 고출력 밀도 패키지(예: 2016, 1515)에 대한 추진이 있습니다.
• 향상된 신뢰성 및 견고성:AEC-Q102와 같은 표준이 기준이 되고 있습니다. 추가 개발은 정전기 방전(ESD), 역바이어스 및 가혹한 화학 환경과 같은 특정 스트레서에 대한 향상된 저항성에 초점을 맞추고 있습니다.
• 스마트 및 적응형 조명:LED는 적응형 주행 빔(ADB) 및 픽셀화 헤드라이트와 같은 고급 시스템에 필수적인 요소가 되고 있습니다. 이는 더 빠른 스위칭 능력과 더 엄격한 광학 제어를 가진 LED에 대한 수요를 주도하지만, 2820은 기존 신호 기능에 더 적합합니다.
• 색상 조정 및 확장된 색역:내부 앰비언트 조명을 위해, 이 앰버 장치와 같은 고정 색상 LED를 넘어서 다색 또는 조정 가능한 백색 LED에 대한 관심이 증가하고 있습니다.