PLCC-2 쿨 화이트 LED 데이터시트 - 패키지 3.2x2.8x1.9mm - 전압 3.1V - 전력 0.062W - 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 PLCC-2(Plastic Leaded Chip Carrier) 패키지를 활용한 표면 실장 LED 부품의 사양을 상세히 설명합니다. 이 소자는 쿨 화이트 빛을 방출하며, 까다로운 환경에서의 신뢰성과 성능을 위해 설계되었습니다. 주요 설계 목표는 일관된 색상, 밝기 및 장기적 안정성이 중요한 자동차 실내 조명 시스템입니다.

이 LED의 핵심 장점은 컴팩트한 폼 팩터, 확산 조명에 적합한 넓은 120도 시야각, 자동차 부품용 AEC-Q101 표준에 적합한 견고한 구조를 포함합니다. 또한 RoHS 및 REACH 환경 지침을 준수합니다. 표준 전류 20밀리암페어(mA)로 구동 시 전형적인 발광 강도는 1800밀리칸델라(mcd)입니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 광도 및 전기적 특성

주요 동작 파라미터는 표준 시험 조건에서 정의됩니다. 순방향 전류(I_F)의 권장 동작점은 20 mA이며, 최소 2 mA, 절대 최대 30 mA입니다. 20 mA에서 전형적인 순방향 전압(V_F)은 3.10볼트이며, 범위는 2.75V에서 3.75V입니다. 이로 인해 전형적인 소비 전력은 약 62밀리와트(0.062와트)입니다.

주요 광도 출력은 발광 강도로 특징지어집니다. 전형값은 1800 mcd이며, 20 mA에서 최소 1120 mcd, 최대 2800 mcd입니다. 색상은 CIE 1931 색도 좌표로 정의되며, 전형적인 목표는 (0.3, 0.3)입니다. 이 좌표의 허용 오차는 ±0.005로, 색상 일관성을 보장합니다. 발광 강도가 피크 값의 절반이 되는 시야각은 120도이며, 허용 오차는 ±5도입니다.

2.2 절대 최대 정격 및 열 관리

소자 수명을 보장하기 위해 동작 조건은 절대 최대 정격을 절대 초과해서는 안 됩니다. 허용 가능한 최대 연속 순방향 전류는 30 mA입니다. 이 소자는 펄스 ≤ 10마이크로초인 경우 250 mA의 단기 서지 전류(I_FM)를 견딜 수 있습니다. 최대 접합 온도(T_J)는 125°C입니다. 권장 동작 주변 온도 범위는 -40°C에서 +110°C입니다.

열 성능은 열 저항으로 정량화됩니다. 접합에서 납땜 지점까지의 실제 열 저항(R_th_JS_real)은 최대 180 K/W입니다. 순방향 전압 방법에서 도출된 전기적 열 저항(R_th_JS_el)은 최대 120 K/W입니다. 특히 더 높은 구동 전류나 상승된 주변 온도에서 접합 온도를 안전한 한도 내로 유지하려면 적절한 PCB 열 설계가 필수적입니다.

3. 성능 곡선 분석

3.1 스펙트럼 분포 및 방사 패턴

상대 스펙트럼 분포 그래프는 쿨 화이트 형광체 변환 LED의 방출 프로파일을 보여줍니다. 주 다이에서 나오는 청색 영역의 넓은 피크와 형광체에서 나오는 황색/녹색 영역의 더 넓은 2차 피크를 특징으로 하며, 결합하여 백색광을 생성합니다. 전형적인 방사 패턴 다이어그램은 지정된 120도 시야각을 가진 람베르트형 분포를 확인시켜 줍니다.

3.2 순방향 전류 대 순방향 전압 (IV 곡선)

순방향 전류 대 순방향 전압을 그린 그래프는 다이오드의 특성적인 지수 관계를 나타냅니다. 특히 온도 및 개별 유닛 간의V_F변동을 고려할 때, 드라이버가 필요한 전압을 제공할 수 있도록 하는 것이 회로 설계에 중요합니다.

3.3 온도 의존성

여러 그래프가 온도에 따른 소자의 거동을 설명합니다. 상대 발광 강도는 접합 온도가 증가함에 따라 감소하는데, 이는 모든 LED에 공통적인 현상입니다. 순방향 전압은 음의 온도 계수를 가지며, 온도 상승에 따라 선형적으로 감소합니다. 색도 좌표(CIE x, y)도 순방향 전류와 접합 온도에 따라 이동하는데, 이는 색상이 중요한 응용 분야에서 중요한 고려 사항입니다.

3.4 디레이팅 및 펄스 동작

순방향 전류 디레이팅 곡선은 납땜 패드 온도(T_S)를 기반으로 허용 가능한 최대 연속 전류를 규정합니다. 예를 들어, 패드 온도 110°C에서 최대 전류는 22 mA입니다. 허용 가능한 펄스 처리 능력 차트는 주어진 펄스 폭(I_FP)과 듀티 사이클(D)에 대해 허용되는 피크 펄스 전류(t_p)에 대한 지침을 제공합니다.

4. 빈닝 시스템 설명

이 제품은 생산 로트 내 성능 일관성을 보장하기 위해 발광 강도와 색도 좌표를 기준으로 빈으로 분류됩니다.

4.1 발광 강도 빈닝

발광 강도는 L1(11.2-14 mcd)부터 GA(18000-22400 mcd)까지의 영숫자 빈 코드로 분류됩니다. 이 특정 제품의 경우, 데이터시트에서 강조된 바와 같이 전형적인 출력은 AB(1400-1800 mcd) 및 BA(1800-2240 mcd) 빈 내에 속합니다. 광속 측정 허용 오차는 ±8%입니다.

4.2 색도 빈닝 (쿨 화이트)

쿨 화이트 색상은 CIE 1931 색도 다이어그램의 특정 영역 내에서 정의됩니다. 데이터시트는 여러 빈 코드(예: FK0, GK0, HK0, IK0, NK0, PK0, FL0, GL0)에 대한 코너 좌표를 제공합니다. 이를 통해 설계자는 정확한 색온도와 색조 요구 사항을 충족하는 빈을 선택할 수 있습니다. 전형적인 목표는 좌표 (0.3339, 0.3336)를 가진 NK0 빈입니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 기계적 치수

LED는 표준 PLCC-2 표면 실장 패키지를 사용합니다. 기계 도면은 전체 길이, 너비, 높이, 리드 간격 및 패드 위치를 포함한 주요 치수를 명시합니다. 이러한 치수를 준수하는 것은 PCB 풋프린트 설계 및 자동화 조립에 매우 중요합니다.

5.2 권장 납땜 패드 레이아웃 및 극성

신뢰할 수 있는 솔더 조인트 형성과 적절한 열 방출을 보장하기 위해 권장 솔더 패드 랜드 패턴이 제공됩니다. 다이어그램은 애노드와 캐소드 패드를 명확히 나타냅니다. 소자가 작동하려면 조립 중 올바른 극성 방향이 필수적입니다.

6. 납땜 및 조립 지침

6.1 리플로우 납땜 프로파일

이 부품은 리플로우 납땜 공정에 적합합니다. 데이터시트는 피크 온도 260°C의 프로파일을 명시하며, 이는 30초를 초과해서는 안 됩니다. 예열, 소킹, 리플로우 및 냉각 속도는 수분 민감 장치(MSL 2)에 대한 표준 IPC/JEDEC 지침에 따라 제어되어야 합니다.

6.2 사용 시 주의사항

일반 취급 주의사항에는 렌즈에 대한 기계적 스트레스 피하기, 정전기 방전(ESD 정격 8 kV HBM)으로부터 소자 보호, MSL 2 등급을 유지하기 위한 적절한 조건에서 보관 등이 포함됩니다. 이 LED는 역방향 전압 동작을 위해 설계되지 않았습니다.

7. 포장 및 주문 정보

부품 번호는 57-11-C70200H-AM입니다. 주문 정보에는 일반적으로 기본 부품 번호가 포함되며, 발광 강도와 색상에 대한 원하는 빈 지정이 포함될 수 있습니다. 포장은 일반적으로 고속 픽 앤 플레이스 조립 장비와의 호환성을 위해 테이프 및 릴에 제공됩니다. 정확한 릴 치수 및 부품 방향은 포장 정보 섹션에 상세히 설명되어 있습니다.

8. 응용 노트 및 설계 고려사항

8.1 전형적인 응용 분야

주요 응용 분야는 계기판 스위치, 제어판, 앰비언트 조명 및 표시등 조명과 같은 자동차 실내 조명입니다. 그 신뢰성과 인증은 다른 까다로운 환경에도 적합하게 만듭니다.

8.2 회로 설계 고려사항

설계자는 안정적인 광 출력을 보장하고 열 폭주를 방지하기 위해 정전류 드라이버 회로를 구현해야 합니다. 응용 분야의 열 환경을 기반으로 한 디레이팅 요구 사항을 고려하여 전형적인 동작 시 전류를 20 mA 이하로 설정해야 합니다. 전류 제한 저항은V_F변동으로 인해 정밀 응용 분야에는 부적합합니다. 넓은 시야각은 많은 확산 조명 시나리오에서 2차 광학 장치의 필요성을 제거합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

일반 PLCC-2 LED와 비교하여, 이 소자의 주요 차별점은 습도, 온도 사이클링 및 동작 수명에 대한 엄격한 스트레스 테스트를 포함하는 AEC-Q101 자동차 인증과 발광 강도 및 색상에 대한 더 엄격한 빈닝 구조입니다. 8 kV ESD 정격도 일반 상용 등급 제품을 초과하여 취급 및 조립 중 정전기 사건에 대한 향상된 견고성을 제공합니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

Q: LED가 켜지기 위한 최소 전류는 얼마입니까?

A: 순방향 전류는 2 mA까지 낮을 수 있지만, 발광 강도는 20 mA에서의 정격값보다 현저히 낮아집니다.

Q: 온도가 광 출력에 어떤 영향을 미칩니까?

A: 발광 강도는 접합 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 섹션 3.3의 그래프는 이 관계를 정량화하여, 접합 온도 140°C에서 실온 값의 약 40%로 감소함을 보여줍니다.

Q: 5V 전원과 저항으로 이 LED를 구동할 수 있습니까?

A: 예, 하지만 주의해서 가능합니다. 전형적인V_F가 3.1V일 때, 직렬 저항은 20 mA에서 1.9V를 강하시켜야 하므로 95옴 저항이 필요합니다. 이 방법은V_F및 공급 전압 변동에 민감하여 밝기 변화를 초래합니다. 안정적인 성능을 위해 정전류 드라이버를 권장합니다.

Q: 저장을 위한 MSL 2는 무엇을 의미합니까?

A: Moisture Sensitivity Level 2는 패키지가 공장 환경(

11. 설계 사례 연구

자동차 센터 콘솔 백라이트 응용 분야를 고려해 보십시오. 여러 LED가 반투명 플라스틱 패널 뒤에 배치됩니다. 120도 시야각을 사용하면 더 좁은 각도 소자에 비해 균일한 조명을 달성하는 데 더 적은 LED가 필요할 수 있습니다. 설계자는 모든 유닛에서 일관된 밝기와 색상을 보장하기 위해 BA 강도 빈과 NK0 색상 빈을 선택합니다. 전용 LED 드라이버 IC는 각 스트링에 일정한 18 mA 전류를 제공하여 수명을 연장하고 국부 가열을 고려하여 전형적인 20 mA보다 약간 낮게 설정합니다. PCB의 납땜 패드 아래에 열 비아를 배치하여 열을 내부 접지면으로 전도시켜 납땜 패드 온도를 85°C 이하로 유지하여 디레이팅 곡선에 따른 전체 전류 동작을 허용합니다.

12. 동작 원리

이는 형광체 변환 백색 LED입니다. 핵심은 순방향 바이어스 시(전기발광) 청색광을 방출하는 반도체 칩(일반적으로 InGaN 기반)입니다. 이 청색광은 칩을 코팅하는 이트륨 알루미늄 가닛(YAG) 형광체 층에 의해 부분적으로 흡수됩니다. 형광체는 이 에너지를 넓은 스펙트럼의 황색광으로 재방출합니다. 남은 청색광과 변환된 황색광의 조합은 인간의 눈에 백색광, 특히 "쿨 화이트" 색온도 범위로 인지됩니다.

13. 기술 동향

자동차 및 일반 조명용 SMD LED의 동향은 더 높은 효율(와트당 더 많은 루멘), 개선된 색 재현 지수(CRI), 더 높은 동작 온도에서의 더 큰 신뢰성을 지속적으로 향상시키는 방향으로 나아가고 있습니다. 패키지 기술은 더 높은 전력 밀도와 칩에서 보드로의 더 나은 열 관리를 가능하게 하도록 발전하고 있습니다. 전자 색상 보정의 필요성을 최소화하여 시스템 비용을 줄이기 위해 더 엄격한 색상 및 광속 빈닝에도 초점이 맞춰져 있습니다. 기본 반도체 및 형광체 재료는 효율성과 수명을 위해 지속적으로 개선되고 있습니다.