PLCC-2 아이스 블루 LED 데이터시트 - 자동차 등급 - 120° 시야각 - 355mcd @ 10mA - 3.0V - 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 PLCC-2 패키지의 고신뢰성 표면 실장 아이스 블루 LED에 대한 기술 사양을 상세히 설명합니다. 주로 까다로운 자동차 실내 애플리케이션을 위해 설계된 이 부품은 가혹한 환경에 적합한 견고한 구조와 일관된 광학 성능을 결합합니다. 주요 장점으로는 자동차 부품을 위한 AEC-Q101 표준 인증, RoHS 및 REACH 환경 지침 준수, 균형 잡힌 광도 및 전기적 특성 세트가 포함됩니다. 목표 시장은 자동차 전자제품, 특히 신뢰성과 일관된 색상 출력이 중요한 실내 앰비언트 조명, 스위치 백라이트, 표시기 및 기타 인간-기계 인터페이스 요소입니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 광도 및 전기적 특성

핵심 성능은 10mA 순방향 전류(IF)의 표준 테스트 조건에서 정의됩니다. 이 전류에서 일반적인 발광 강도는 355 밀리칸델라(mcd)이며, 빈닝 구조에 따라 최소 140 mcd, 최대 560 mcd 범위를 가집니다. 순방향 전압(VF)은 일반적으로 3.00V로 측정되며, 2.75V에서 3.75V 사이의 범위를 가집니다. 이 소자는 아이스 블루 색상을 방출하며, 일반적인 CIE 1931 색도 좌표는 x=0.19, y=0.25입니다. 넓은 120도 시야각은 다양한 각도에서 우수한 가시성을 보장합니다. 광속 측정 허용 오차는 ±8%이며, 색도 좌표 허용 오차는 ±0.005입니다.

2.2 절대 최대 정격 및 열적 특성

장기적인 신뢰성을 보장하기 위해 소자는 절대 최대 정격을 초과하여 작동해서는 안 됩니다. 최대 연속 순방향 전류는 20mA이며, 소비 전력 제한은 75mW입니다. 낮은 듀티 사이클에서 ≤10μs의 펄스에 대해 300mA의 서지 전류를 견딜 수 있습니다. 접합 온도(Tj)는 125°C를 초과해서는 안 됩니다. 작동 및 저장 온도 범위는 -40°C에서 +110°C로 지정되어 자동차 환경에 대한 적합성을 확인합니다. 두 가지 열저항 값이 제공됩니다: 전기적 RthJS(el) 125 K/W와 실제 RthJS(real) 200 K/W로, 애플리케이션 설계에서 열 관리에 중요합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산 로트 내 일관성을 보장하기 위해 소자 출력은 빈으로 분류됩니다.

3.1 발광 강도 빈닝

상세한 빈닝 테이블은 L1 (11.2-14 mcd)부터 GA (18000-22400 mcd)까지의 발광 강도 그룹을 정의합니다. 본 데이터시트에서 다루는 특정 부품 번호 57-11-IB0100L-AM은 테이블에서 강조된 범위 내의 빈에 해당하며, 355 mcd의 일반 값은 T1 빈 (280-355 mcd)에 속합니다. 이를 통해 설계자는 애플리케이션에 적합한 밝기 등급을 선택할 수 있습니다.

3.2 색상 빈닝

데이터시트는 표준 아이스 블루 색상 빈 구조 차트를 참조합니다(제공된 텍스트에 완전히 상세히 설명되지 않은 그래픽 표현). 이 차트는 CIE x 및 y 좌표의 허용 가능한 변동을 정의하여 "아이스 블루"로 표시된 모든 소자가 시각적으로 허용 가능한 색상 범위 내에 있도록 합니다. 일반적인 좌표 (0.19, 0.25)는 이 정의된 빈 내의 명목상 목표 역할을 합니다.

4. 성능 곡선 분석

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압 (IV 곡선)

그래프는 25°C에서 순방향 전류(IF)와 순방향 전압(VF)의 관계를 보여줍니다. 곡선은 다이오드의 특성을 나타내며, 순방향 전압이 임계값(약 2.7V)을 초과하면 전류가 기하급수적으로 증가합니다. 이 데이터는 전류 제한 회로 설계에 필수적입니다.

4.2 상대 발광 강도 대 순방향 전류

이 그래프는 광 출력이 순방향 전류와 함께 증가하지만, 특히 전류가 최대 정격에 가까워질 때 완벽하게 선형적인 방식으로 증가하지는 않음을 보여줍니다. 이는 설계자가 다른 전류 수준에서 LED를 구동할 때 효율성의 균형을 이해하는 데 도움이 됩니다.

4.3 상대 발광 강도 대 접합 온도

신뢰성을 위한 중요한 그래프로, 접합 온도가 증가함에 따라 광 출력이 어떻게 감소하는지 보여줍니다. 최대 정격 접합 온도 125°C에서는 상대 발광 강도가 25°C에서보다 현저히 낮습니다. 이는 일관된 밝기를 유지하기 위한 효과적인 열 관리의 중요성을 강조합니다.

4.4 색도 변화 대 온도 및 전류

별도의 그래프는 CIE x 및 y 좌표의 변화를 접합 온도와 순방향 전류에 대해 도표화합니다. 이러한 변화는 잠재적으로 작을 수 있지만, LED의 인지된 색상이 작동 조건에 따라 변할 수 있으므로 엄격한 색상 일관성이 필요한 애플리케이션에 중요합니다.

4.5 순방향 전류 감액 및 펄스 처리

감액 곡선은 솔더 패드 온도의 함수로서 허용 가능한 최대 연속 순방향 전류를 규정합니다. 예를 들어, 최대 패드 온도 110°C에서는 전류를 20mA로 줄여야 합니다. 펄스 처리 능력 차트는 다양한 펄스 폭과 듀티 사이클에 대해 허용 가능한 서지 전류를 정의하며, 이는 돌입 전류나 펄스 작동 방식을 견디는 데 중요합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

소자는 PLCC-2(Plastic Leaded Chip Carrier) 표면 실장 패키지를 사용합니다. 이 패키지 유형은 우수한 기계적 안정성과 낮은 프로파일을 제공합니다. 데이터시트에는 PCB 풋프린트 설계에 필요한 정확한 길이, 너비, 높이, 리드 간격 및 기타 중요한 물리적 치수를 지정하는 상세한 기계적 치수 도면이 포함됩니다(참조되지만 제공된 텍스트에 완전히 상세히 설명되지 않음).

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 권장 솔더 패드 레이아웃

적절한 솔더 조인트 형성, 신뢰할 수 있는 전기적 연결 및 작동 중 최적의 열 방산을 보장하기 위해 권장 솔더 패드 패턴이 제공됩니다. 이 레이아웃을 따르는 것은 제조 수율과 장기적인 신뢰성에 중요합니다.

6.2 리플로우 솔더링 프로파일

이 부품은 최대 30초 동안 최고 온도 260°C의 리플로우 솔더링에 적합합니다. 열 충격과 LED 다이 또는 패키지 손상을 방지하기 위해 제어된 온도 프로파일(예열, 침지, 리플로우, 냉각)을 준수해야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

소자는 테이프 및 릴과 같은 자동화 조립에 적합한 산업 표준 포장으로 공급됩니다. 부품 번호 57-11-IB0100L-AM은 특정 코딩 시스템을 따르며, "57-11"은 패키지 패밀리/크기를, "IB"는 아이스 블루 색상을, "0100"은 성능 빈닝과 관련될 수 있으며, "L-AM"은 포장 유형이나 기타 변형을 지정할 수 있습니다. 주문 정보 섹션은 릴 수량, 테이프 너비 및 방향을 상세히 설명합니다.

8. 애플리케이션 제안

8.1 일반적인 애플리케이션 시나리오

주요 애플리케이션은 자동차 실내 조명입니다. 이는 계기판 백라이트, 앰비언트 발판이나 콘솔 조명, 기계식 또는 정전식 터치 스위치 백라이트, 기어 변속 표시기 및 다양한 상태 표시등을 포함합니다. AEC-Q101 인증은 이 가혹하고 온도 변화가 심한 환경에 적합하게 만듭니다.

8.2 설계 고려 사항

전류 구동:항상 정전류 드라이버 또는 LED와 직렬로 연결된 전류 제한 저항을 사용하십시오. 명목 구동 전류는 10mA이지만, 허용 오차와 온도 효과를 고려하여 어떤 조건에서도 20mA 절대 최대값을 초과하지 않도록 회로를 설계해야 합니다.

열 관리:PCB 레이아웃은 열 방산을 용이하게 해야 합니다. 권장 솔더 패드 설계를 사용하고 가능하면 열 비아를 내부 접지면에 연결하며, LED를 다른 발열 부품 근처에 배치하지 마십시오. 솔더 패드 온도를 모니터링하여 감액 곡선 한계 내에 있도록 하십시오.

ESD 보호:소자가 8kV의 Human Body Model (HBM) ESD 정격을 가지고 있지만, 조립 중 표준 ESD 처리 예방 조치를 여전히 권장합니다. 민감한 애플리케이션에서는 PCB에 추가 외부 ESD 보호를 설치하는 것이 현명할 수 있습니다.

광학 설계:120° 시야각은 넓은 방사를 제공합니다. 집중된 빛을 위해서는 2차 광학 요소(렌즈, 도광판)가 필요합니다. 아이스 블루 색상 좌표는 원치 않는 색상 변화를 피하기 위해 도광판이나 확산판과 매칭할 때 고려해야 합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

일반적인 PLCC-2 LED와 비교하여, 이 소자의 주요 차별점은 자동차 등급 인증(AEC-Q101)과 RoHS/REACH 준수입니다. 강도와 색상 모두에 대한 상세한 빈닝 구조는 더 높은 일관성을 제공하며, 이는 여러 LED가 근접하여 사용되는 자동차 실내에서 중요합니다. 온도에 걸친 포괄적인 감액 및 성능 그래프 세트는 실온에서만 지정된 부품에 비해 더 강력하고 예측 가능한 설계를 가능하게 합니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 이 LED를 20mA로 연속 구동할 수 있나요?

A: 할 수 있지만, 솔더 패드 온도가 25°C 이하로 유지되는 경우에만 가능하며, 이는 종종 비현실적입니다. 순방향 전류 감액 곡선(섹션 4.5)을 참조해야 합니다. 더 현실적인 패드 온도 80°C에서는 허용 가능한 최대 연속 전류가 20mA보다 현저히 낮습니다.

Q: 왜 일반적인 발광 강도가 최대 전류가 아닌 10mA에서 주어지나요?

A: 10mA는 우수한 광 출력과 효율성 및 수명을 균형 있게 맞추는 표준 테스트 조건을 나타냅니다. 절대 최대 전류(20mA)에서 작동하면 스트레스가 증가하고 수명이 단축되며 더 많은 열이 발생하여, 이는 결국 광 출력을 감소시킵니다(온도 그래프에서 볼 수 있듯이).

Q: 두 가지 다른 열저항 값(125 K/W 및 200 K/W)을 어떻게 해석해야 하나요?

A: 전기적 열저항(125 K/W)은 온도에 민감한 전기적 파라미터(순방향 전압)에서 유도됩니다. 실제 열저항(200 K/W)은 케이스의 온도 상승을 통해 직접 측정됩니다. 최악의 경우 열 설계를 위해서는 더 높은 값(200 K/W)을 사용해야 합니다.

Q: 색도 좌표가 온도에 따라 변합니다. 제 애플리케이션에 이것이 얼마나 중요한가요?

A: 섹션 4.3 및 4.4의 그래프는 이 변화를 정량화합니다. 대부분의 일반 표시기 애플리케이션에서는 변화가 무시할 수 있을 수 있습니다. 그러나 여러 LED 간의 정확한 색상 매칭이 중요한 애플리케이션(예: 다중 LED 백라이트 패널)의 경우, 색상 균일성을 유지하기 위해 작동 중 모든 LED가 유사한 온도에 있는지 확인해야 합니다.

11. 실용적인 설계 및 사용 사례

시나리오: 자동차 스위치 백라이트 설계센터 콘솔의 네 개 스위치 클러스터에 아이스 블루 백라이트가 필요합니다. 설계는 균일한 밝기와 색상을 요구합니다.구현:1) 초기 변동을 최소화하기 위해 동일한 강도 및 색상 빈(예: T1 빈)에서 LED를 지정합니다. 2) 일치하는 구동 조건을 보장하고 수명을 연장하기 위해 8-10mA로 설정된 동일한 정전류 소스로 모든 LED를 구동합니다. 3) 각 LED의 솔더 패드 주변에 대칭적이고 충분한 구리 영역을 제공하여 열 방산을 균등화하도록 PCB 레이아웃을 설계합니다. 4) 120° 시야각에 맞게 설계된 도광판이나 확산 필름을 사용하여 네 개의 개별 광원에서 나오는 빛을 단일의 균일한 조명 영역으로 혼합합니다. 5) 전체 자동차 온도 범위(-40°C ~ +85°C 주변 온도)에서 설계를 검증하여 허용 가능한 수준의 밝기 변화와 색상 변화를 확인합니다.

12. 작동 원리 소개

이것은 반도체 발광 다이오드(LED)입니다. 애노드와 캐소드에 걸쳐 밴드갭 에너지를 초과하는 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 반도체 칩(일반적으로 청색/백색 색상의 경우 InGaN 기반)의 활성 영역 내에서 재결합합니다. 이 재결합 과정은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 반도체 층과 형광체(사용된 경우)의 특정 구성이 방출되는 빛의 파장, 즉 색상을 결정합니다. PLCC-2 패키지는 작은 반도체 다이를 수용하고 기계적 보호를 제공하며, 빛을 방향시키는 반사 컵을 포함하고, 빔을 형성하고 시야각을 결정하는 성형 플라스틱 렌즈를 포함합니다.

13. 기술 동향 및 맥락

LED 산업은 더 높은 효율성(와트당 더 많은 루멘), 개선된 색 재현성 및 더 큰 신뢰성을 지속적으로 발전하고 있습니다. 자동차 실내의 경우, 더 작은 패키지 크기(예: 칩 스케일 패키지) 채택, 더 높은 통합(내장 드라이버 또는 컨트롤러가 있는 LED), 고온에서 더 나은 성능을 위한 고급 재료 사용과 같은 동향이 있습니다. 또한 동적 앰비언트 조명 시스템을 위한 색상과 강도의 정밀한 디지털 제어에 대한 강조도 증가하고 있습니다. 이 PLCC-2 LED는 성숙하고 잘 이해되며 매우 신뢰할 수 있는 기술을 나타내며, 성능, 비용 및 입증된 현장 신뢰성을 균형 있게 맞추어 많은 현재 자동차 조명 설계의 중추를 형성합니다.