PLCC-2 블루 LED 데이터시트 - 65-11-UB0200L-AM - 자동차 등급 - 120° 시야각 - 3.1V - 20mA - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

65-11-UB0200L-AM은 주로 까다로운 자동차 및 산업용 애플리케이션을 위해 설계된 고신뢰성 표면 실장 LED입니다. PLCC-2 패키지를 사용하여 자동화된 조립 공정에 적합한 견고하고 컴팩트한 폼 팩터를 제공합니다. 이 장치는 일반적인 주 파장 468 nm의 생생한 청색광을 방출합니다. 핵심 장점으로는 우수한 광 분산을 위한 넓은 120도 시야각, 자동차 부품을 위한 엄격한 AEC-Q101 표준 인증, RoHS 및 REACH와 같은 환경 지침 준수가 포함됩니다. 목표 시장은 일관된 성능과 장기적인 신뢰성이 중요한 자동차 실내 조명 시스템, 스위치 및 제어판의 백라이트, 계기판 조명을 포함합니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 광전 특성

주요 성능 지표는 순방향 전류(I_F) 20 mA의 표준 테스트 조건에서 정의됩니다. 일반적인 발광 강도는 355 밀리칸델라(mcd)이며, 지정된 최소값은 224 mcd, 최대값은 560 mcd로 생산 편차를 나타냅니다. 순방향 전압(V_F)은 일반적으로 3.1볼트로 측정되며, 범위는 2.75V에서 3.75V입니다. 이 파라미터는 적절한 전류 조절을 보장하기 위한 구동 회로 설계에 매우 중요합니다. 강도가 피크 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도로 정의되는 시야각은 넓은 120도로, 넓고 균일한 조명을 제공합니다. 주 파장은 약 468 nm를 중심으로 하여 방출되는 특정 청색 음영을 정의합니다.

2.2 절대 최대 정격 및 전기적 파라미터

이 정격은 영구적인 손상이 발생할 수 있는 작동 한계를 정의합니다. 절대 최대 연속 순방향 전류는 30 mA이며, 장치는 매우 짧은 펄스(<10 μs) 동안 최대 300 mA의 서지 전류를 처리할 수 있습니다. 최대 전력 소산은 112 mW입니다. 중요한 점은 이 장치는 역방향 바이어스 동작을 위해 설계되지 않았다는 것입니다. 접합 온도는 125°C를 초과해서는 안 되며, 작동 주변 온도 범위는 -40°C에서 +110°C로, 가혹한 자동차 환경에 대한 적합성을 확인합니다. 또한 견고한 8 kV ESD 정격(인체 모델)을 특징으로 하여 핸들링 신뢰성을 향상시킵니다.

2.3 열적 특성

열 관리는 LED 수명과 성능 안정성에 매우 중요합니다. 데이터시트는 두 가지 열저항 값을 지정합니다: 접합에서 솔더 포인트까지의 실제 열저항(R_{th JS real})은 최대 120 K/W이며, 전기적 방법으로 도출된 값(R_{th JS el})은 95 K/W입니다. 이 차이는 측정 기술의 중요성을 강조합니다. 낮은 열저항은 반도체 접합에서 PCB로의 더 효율적인 열 전달을 나타내며, 더 낮은 작동 온도를 유지하여 더 높은 광 출력과 더 긴 수명에 도움이 됩니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산 공정으로 인해 주요 파라미터에 자연적인 변동이 발생합니다. 최종 사용자에게 일관성을 보장하기 위해 LED는 빈으로 분류됩니다.

3.1 발광 강도 빈닝

발광 강도는 L1(11.2-14 mcd)부터 GA(18000-22400 mcd)까지의 상세한 알파벳 숫자 빈닝 구조로 분류됩니다. 일반적인 355 mcd를 가진 65-11-UB0200L-AM 부품은 T1 빈(280-355 mcd)에 속합니다. 설계자는 애플리케이션에서 원하는 밝기 수준을 보장하기 위해 주문 시 필요한 빈 또는 허용 범위를 지정해야 합니다.

3.2 주 파장 빈닝

마찬가지로, 청색 음영은 파장 빈닝을 통해 제어됩니다. 빈은 나노미터 단위의 최소 파장을 나타내는 네 자리 코드로 정의됩니다. 예를 들어, 빈 '6367'은 463 nm에서 467 nm까지의 파장을 포함합니다. 일반적인 468 nm 장치는 '6771' 빈(467-471 nm) 또는 '7175' 빈(471-475 nm)에 속할 것입니다. 이는 단일 조립체 내에서 여러 LED 간의 색상 일관성을 보장합니다.

4. 성능 곡선 분석

제공된 그래프는 다양한 조건에서 장치의 동작에 대한 깊은 통찰력을 제공합니다.

4.1 IV 곡선 및 발광 효율

순방향 전류 대 순방향 전압 그래프는 특징적인 지수 관계를 보여줍니다. 상대 발광 강도 대 순방향 전류 곡선은 광 출력이 전류와 함께 증가하지만 전류가 증가함에 따라 포화 징후를 보이기 시작함을 보여주며, 전압 구동이 아닌 적절한 전류 구동의 필요성을 강조합니다. 20 mA의 일반적인 작동점은 효율성과 출력의 균형을 위해 잘 선택되었습니다.

4.2 온도 의존성

온도 특성은 실제 성능에 매우 중요합니다. 상대 발광 강도 대 접합 온도 그래프는 LED의 일반적인 동작인 온도가 증가함에 따라 광 출력이 감소함을 보여줍니다. 상대 순방향 전압 대 접합 온도 곡선은 V_F가 온도 상승에 따라 떨어지는 음의 온도 계수를 보여줍니다. 이는 일부 모니터링 회로에서 접합 온도 추정에 사용될 수 있습니다. 파장 이동 그래프는 온도 상승에 따라 주 파장(적색 편이)이 약간 증가함을 보여줍니다.

4.3 스펙트럼 및 방사 패턴

상대 스펙트럼 분포 그래프는 다른 파장에서 최소한의 방출을 가진 약 468 nm 주변의 단색 청색 방출 피크를 확인시켜 줍니다. 방사 패턴 다이어그램은 120도 시야각을 시각적으로 나타내며, 이 패키지 유형에 일반적인 람베르트 분포를 보여주어 넓고 균일한 조명을 제공합니다.

4.4 디레이팅 및 펄스 동작

순방향 전류 디레이팅 곡선은 열 설계에 필수적입니다. 이는 솔더 패드 온도(T_S)를 기반으로 허용 가능한 최대 연속 전류를 규정합니다. 예를 들어, T_S가 110°C일 때 최대 전류는 30 mA입니다. 허용 가능한 펄스 처리 능력 차트는 설계자가 다양한 듀티 사이클과 펄스 폭에서 펄스 동작을 위한 안전한 전류 수준을 이해할 수 있게 하여, 멀티플렉싱 또는 디밍 방식에 유용합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

PLCC-2 패키지는 업계 표준 표면 실장 설계입니다. 기계 도면('기계적 치수' 섹션 참조에 의해 암시됨)은 일반적으로 전체 길이, 너비, 높이, 리드 간격 및 패드 위치와 같은 중요한 치수를 포함한 상면 및 측면도를 보여줍니다. 명확한 극성 식별(일반적으로 노치, 점 또는 잘린 모서리를 통한 캐소드 표시)은 올바른 PCB 방향에 필수적입니다. 이 패키지는 적외선 리플로우 솔더링 공정과의 호환성을 위해 설계되었습니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

이 장치는 최대 30초 동안 최대 260°C의 피크 리플로우 온도에 대해 정격이 지정되었습니다. 권장 리플로우 프로파일에는 온도를 점진적으로 높이고 플럭스를 활성화하기 위한 예열 단계, 균일한 가열을 보장하기 위한 소크 영역, 솔더 액상선 온도 이상의 짧은 피크, 제어된 냉각 단계가 포함됩니다. 이 프로파일을 준수하면 열 충격을 방지하고 신뢰할 수 있는 솔더 접합을 보장합니다.

6.2 권장 솔더 패드 레이아웃

데이터시트에는 권장 솔더 패드 풋프린트가 포함되어 있습니다. 이 설계는 솔더 필렛 형성을 최적화하고 적절한 기계적 강도를 제공하며, 장치의 열 패드(있는 경우)에서 PCB 구리로의 열 방출에 도움이 됩니다. 이 레이아웃을 따르는 것은 좋은 솔더링 수율과 장기적인 신뢰성을 달성하는 데 중요합니다.

6.3 사용 시 주의사항

일반적인 주의사항으로는 LED 렌즈에 대한 기계적 스트레스 피하기, 플라스틱을 손상시킬 수 있는 용제 노출 방지, 조립 중 적절한 ESD 핸들링 절차 구현이 포함됩니다. 장치는 건조하고 제어된 환경에 보관하고 지정된 정격 내에서 사용해야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

'포장 정보' 섹션은 LED가 일반적으로 자동 피크 앤 플레이스 머신과 호환되는 테이프 및 릴 형식으로 공급되는 방법을 자세히 설명합니다. 주요 세부 사항으로는 릴 치수, 포켓 간격 및 테이프 내 방향이 포함됩니다. '부품 번호' 및 '주문 정보' 섹션은 제품 코드 구조를 설명합니다. 코드 '65-11-UB0200L-AM'은 패키지 유형(PLCC-2), 색상(청색), 밝기 빈 및 기타 변형별 세부 사항에 대한 정보를 인코딩하여 정확한 사양을 허용할 가능성이 높습니다.

8. 애플리케이션 권장사항

8.1 일반적인 애플리케이션 시나리오

나열된 대로 주요 애플리케이션은 다음과 같습니다:
자동차 실내 조명:맵 라이트, 도어 패널 라이트 또는 앰비언트 라이트용입니다. 여기서는 AEC-Q101 인증이 필수입니다.
스위치:푸시 버튼 또는 로커 스위치의 백라이트로, 일관된 색상과 밝기가 필요합니다.
클러스터:계기판 아이콘 또는 표시등 조명으로, 넓은 시야각의 이점을 누릴 수 있습니다.

8.2 설계 고려사항

1. 전류 구동:항상 정전류 드라이버 또는 전압원과 직렬로 연결된 전류 제한 저항을 사용하여 I_F를 원하는 값(예: 20 mA)으로 설정하십시오.
2. 열 설계:특히 높은 주변 온도 또는 최대 전류 근처에서 작동할 경우 PCB에 적절한 열 방출이 있는지 확인하십시오. 디레이팅 곡선을 사용하십시오.
3. 광학 설계:120° 시야각은 특정 빔 패턴을 달성하거나 일부 애플리케이션에서 개별 LED 점을 숨기기 위해 확산판 또는 도광판이 필요할 수 있습니다.
4. ESD 보호:LED에 내장된 ESD 보호 기능이 있지만, 견고성을 위해 PCB 입력 라인에 추가 보호 장치를 통합하는 것이 좋은 관행입니다.

9. 기술 비교 및 차별화

일반적인 PLCC-2 블루 LED와 비교하여, 65-11-UB0200L-AM은 자동차 등급 인증(AEC-Q101)을 통해 차별화됩니다. 여기에는 온도 사이클링, 내습성 및 스트레스 조건 하에서의 장기 작동 수명에 대한 보다 엄격한 테스트가 포함됩니다. 지정된 8kV ESD 정격도 많은 상업 등급 부품보다 높습니다. 상세한 빈닝 구조와 광범위한 특성 그래프를 포함한 포괄적인 데이터시트는 설계자에게 고신뢰성 애플리케이션에 필요한 예측 가능성을 제공하는 반면, 최소 사양의 저렴한 부품과는 다릅니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 이 LED를 3.3V로 직접 구동할 수 있나요?
A: 신뢰할 수 없습니다. 일반적인 V_F는 3.1V이지만 최대 3.75V까지 높아질 수 있습니다. 3.3V 공급은 최대 V_F를 극복하지 못할 수 있으며, 특히 V_F가 증가하는 저온에서 그렇습니다. 항상 20mA로 설정된 전류 제한 회로를 사용하십시오.

Q: 실제 열저항과 전기적 열저항의 차이는 무엇인가요?
A: 실제 열저항(R_{th JS real})은 물리적 온도 센서를 사용하여 측정됩니다. 전기적 열저항(R_{th JS el})은 LED 자체의 순방향 전압을 온도 민감 파라미터로 사용하여 계산됩니다. 후자는 종종 더 낮습니다. 보수적인 열 설계를 위해 더 높은(실제) 값인 120 K/W를 사용하십시오.

Q: 발광 강도 빈닝 코드를 어떻게 해석하나요?
A: 알파벳 숫자 코드(예: T1)는 특정 밀리칸델라 범위에 해당합니다. 주문 시 필요한 빈을 지정하여 밝기 균일성을 보장해야 합니다. 데이터시트는 전체 변환 테이블을 제공합니다.

Q: 이 LED는 야외 사용에 적합한가요?
A: 작동 온도 범위(-40°C ~ +110°C)는 넓은 주변 온도 변화를 처리할 수 있음을 시사합니다. 그러나 직접적인 야외 노출의 경우, 표준 패키지로 다루지 않는 렌즈의 UV 열화 및 수분 침투에 대한 추가 보호를 고려하십시오.

11. 실용 설계 사례 연구

시나리오:자동차 대시보드 버튼 백라이트 설계.
요구사항:4개의 버튼에 걸쳐 균일한 청색 조명, 차량의 12V 시스템에서 작동, -30°C ~ 85°C의 실내 온도 범위에서 안정적인 밝기.
구현:
1. LED 선택:동일한 발광 강도(예: T1) 및 파장(예: 6771) 빈에서 나온 4개의 65-11-UB0200L-AM LED를 사용합니다.
2. 회로 설계:LED를 전류 제한 저항과 직렬로 연결합니다. 저항 값 계산: R = (V_supply- 4 * V_F) / I_F. 명목 12V(차량), 일반적인 V_F 3.1V, I_F 20mA 사용: R = (12 - 12.4) / 0.02 = 음수 값. 이는 12V로 4개의 직렬 연결이 불가능함을 보여줍니다. 3개의 LED를 직렬로 사용하거나, 더 일반적으로는 각 LED에 자체 저항을 사용하여 규제된 5V 또는 3.3V 레일에서 구동합니다.
3. 열 고려사항:주변 온도 85°C에서 디레이팅 곡선을 참조하십시오. PCB 레이아웃을 통해 솔더 패드 온도가 관리되도록 하십시오.
4. 광학 설계:LED 위에 도광판 또는 확산 필름을 사용하여 4개의 개별 광원에서 나오는 빛을 각 버튼 기호 뒤의 균일한 영역으로 혼합합니다.

12. 동작 원리 소개

발광 다이오드(LED)는 전기발광을 통해 빛을 방출하는 반도체 장치입니다. p-n 접합에 순방향 전압이 가해지면, n형 물질의 전자가 활성 영역에서 p형 물질의 정공과 재결합합니다. 이 재결합 과정은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 방출된 빛의 특정 파장(색상)은 사용된 반도체 물질의 에너지 밴드갭에 의해 결정됩니다. 청색 LED의 경우 일반적으로 인듐 갈륨 나이트라이드(InGaN)와 같은 물질이 사용됩니다. PLCC-2 패키지는 작은 반도체 칩을 수용하고, 두 개의 리드를 통해 전기적 연결을 제공하며, 광 출력을 형성하고 칩을 보호하는 성형 플라스틱 렌즈를 통합합니다.

13. 기술 트렌드

자동차 및 산업용 애플리케이션을 위한 LED의 트렌드는 더 높은 효율성(와트당 더 많은 루멘), 가혹한 조건에서의 개선된 신뢰성, 더 조밀하고 유연한 설계를 가능하게 하는 더 작은 패키지 크기로 계속 이어지고 있습니다. 또한 풀 컬러 디스플레이 및 고급 인간-기계 인터페이스와 같은 애플리케이션의 요구를 충족시키기 위한 정밀한 색상 제어 및 더 엄격한 빈닝에 대한 강조도 증가하고 있습니다. 더 나아가, LED 패키지 내 제어 전자 장치(예: 드라이버, 열 센서)의 통합은 최종 사용자를 위한 시스템 설계를 단순화하는 새로운 트렌드입니다. 65-11-UB0200L-AM은 이 진화하는 환경 내에서 성능, 비용 및 입증된 신뢰성을 목표 시장에 맞춰 균형 잡은 성숙하고 신뢰할 수 있는 솔루션을 나타냅니다.