PLCC-2 적색 LED 67-21-UR0200L-AM 데이터시트 - 120도 시야각 - 300mcd @ 20mA - 2.0V - 자동차 등급

3. 절대 최대 정격

이는 어떤 조건에서도(순간적으로라도) 초과해서는 안 되는 스트레스 한계입니다. 이 정격을 초과하여 작동하면 영구 손상을 일으킬 수 있습니다.

• 서지 전류 (I_FM):매우 낮은 듀티 사이클(D=0.005)에서 \u2264 10 \u00b5s 펄스에 대해 100 mA입니다. 이 정격은 짧은 과도 현상을 견디는 것과 관련이 있습니다.
• 역방향 전압 (V_R):이 소자는역방향 작동을 위해 설계되지 않았습니다. 역방향 전압을 가하면 LED가 즉시 파괴될 수 있습니다. 회로에서 역방향 전압이 가능한 경우 보호(예: 병렬 다이오드)가 필요합니다.
• 정전기 방전 (ESD):2 kV(Human Body Model, HBM)로 정격되어 있습니다. 이는 중간 수준의 ESD 보호입니다. 조립 중에는 표준 ESD 취급 주의사항을 여전히 따라야 합니다.
• 리플로우 솔더링 온도:패키지는 리플로우 솔더링 공정 중 30초 동안 260\u00b0C의 피크 온도를 견딜 수 있습니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트의 그래프는 주요 파라미터가 작동 조건에 따라 어떻게 변하는지를 보여주며, 실제 설계에 필수적인 데이터를 제공합니다.

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

이 기본 그래프는 전류와 전압 사이의 지수 관계를 보여줍니다. 이 LED의 경우 20 mA에서 전압은 전형적으로 2.0V입니다. 이 곡선은 적절한 전류 제한 저항 선택 또는 정전류 구동기 설계에 필수적입니다. 전압은 전류와 비선형적으로 증가합니다.

4.2 상대 광도 대 순방향 전류

이 그래프는 광 출력이 전류와 함께 증가하지만 완벽하게 선형적이지 않으며, 특히 더 높은 전류에서 그렇다는 것을 보여줍니다. 이는 효율성을 고려하면서 원하는 밝기 수준을 달성하는 데 필요한 구동 전류를 결정하는 데 도움이 됩니다.

4.3 온도 의존성 그래프

세 가지 주요 그래프는 접합 온도(T_J)의 영향을 보여줍니다:

• 상대 광도 대 T_J:온도가 증가함에 따라 광 출력이 감소합니다. 이는 자동차 실내와 같은 고온 환경에서의 응용에 중요한 고려사항입니다.
• 상대 순방향 전압 대 T_J:순방향 전압은 온도가 상승함에 따라 선형적으로 떨어집니다(적색 LED의 경우 전형적으로 -2 mV/\u00b0C). 이 특성은 때때로 온도 감지에 사용될 수 있습니다.
• 상대 파장 이동 대 T_J:주 파장은 온도에 따라 약간(전형적으로 몇 나노미터) 이동하며, 이는 중요한 응용 분야에서 색상 인지에 영향을 줄 수 있습니다.

4.4 순방향 전류 감액 곡선

이것은 신뢰성을 위한 가장 중요한 그래프 중 하나입니다. 이는 솔더 패드 온도(T_S)의 함수로서 허용 가능한 최대 연속 순방향 전류를 보여줍니다. 주변/패드 온도가 상승함에 따라 최대 안전 전류가 감소합니다. 예를 들어, 최대 솔더 패드 온도 110\u00b0C에서 허용되는 최대 연속 전류는 30 mA입니다. 설계자는 응용 분야의 최악의 경우 온도를 기반으로 작동 전류가 이 감액 선 아래에 있도록 보장해야 합니다.

4.5 허용 펄스 처리 능력

이 그래프는 다양한 펄스 폭(t_p) 및 듀티 사이클(D)에 대한 허용 가능한 피크 펄스 전류를 정의합니다. 평균 전력 및 접합 온도 한계를 초과하지 않는 한, 매우 높은 순간 밝기를 달성하기 위해 짧고 높은 전류의 펄스로 LED를 구동할 수 있도록 합니다.

5. 빈닝 시스템 설명

제조 변동으로 인해 LED는 성능 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 고객은 특정 특성을 가진 부품을 선택할 수 있습니다.

5.1 광도 빈닝

LED는 20mA에서의 최소 광도에 따라 그룹으로 분류됩니다. 데이터시트는 L1(11.2-14 mcd)부터 GA(18000-22400 mcd)까지의 빈을 나열합니다. 67-21-UR0200L-AM의 경우, 전형적인 빈은 약 300 mcd를 중심으로 하며, 이는 T1(280-355 mcd) 또는 T2(355-450 mcd) 빈 내에 있을 가능성이 높습니다. "가능한 출력 빈"이 강조되어 이 부품 번호에 사용 가능한 특정 강도 범위를 나타냅니다.

5.2 주 파장 빈닝

LED는 또한 일관된 색상을 보장하기 위해 주 파장으로 빈닝됩니다. 빈은 3nm 또는 4nm 단계로 정의됩니다. 전형적인 파장 623 nm의 경우, 관련 빈은 2124(621-624 nm), 2427(624-627 nm) 및 2730(627-630 nm)입니다. 주문에 따른 특정 빈이 정확한 적색 색조를 결정합니다.

6. 기계적 및 패키지 정보

이 소자는 표준 PLCC-2 표면 실장 패키지를 사용합니다. 이 패키지는 두 개의 리드를 가지며 종종 성형 플라스틱 렌즈를 포함합니다. 정확한 치수(길이, 너비, 높이 및 리드 간격 포함)는 기계 도면(PDF의 섹션 7)에 제공됩니다. 권장 솔더 패드 레이아웃(섹션 8)은 신뢰할 수 있는 솔더 접합 및 PCB에 대한 적절한 열 연결을 달성하는 데 중요합니다. 이러한 치수를 준수하면 툼스토닝을 방지하고 좋은 방열을 보장하는 데 도움이 됩니다.

7. 솔더링 및 조립 지침

7.1 리플로우 솔더링 프로파일

데이터시트는 피크 온도 260\u00b0C에서 30초 동안의 리플로우 프로파일을 지정합니다. 이는 표준 무연(SnAgCu) 리플로우 프로파일입니다. 예열, 소킹, 리플로우 및 냉각 속도는 열 충격을 피하고 적절한 솔더 접합 형성을 보장하기 위해 표준 IPC/JEDEC 지침에 따라 제어되어야 합니다.

7.2 사용 시 주의사항

일반적인 취급 및 설계 주의사항은 다음과 같습니다:

• ESD 보호:취급 및 조립 중 표준 정전기 방지 조치를 사용하십시오.
• 전류 제어:항상 전류 제한 장치(저항 또는 구동기)와 함께 LED를 작동시키십시오. 전압원에 직접 연결하지 마십시오.
• 역방향 전압 보호:역방향 바이어스가 가능한 경우 회로 보호를 구현하십시오.
• 열 관리:특히 고전류 또는 고주변 온도에서 작동할 때 열을 방출하기 위해 충분한 구리 면적 또는 열 비아가 있는 PCB를 설계하십시오.
• 세척:플라스틱 패키지와 호환되는 적절한 세척 용매를 사용하십시오.

8. 응용 설계 고려사항

8.1 구동 회로 설계

가장 간단한 구동 방법은 직렬 저항입니다. 저항 값(R)은 R = (V_공급- V_F) / I_F로 계산됩니다. 데이터시트의 최대 V_F(2.75V)를 사용하여 높은 V_F 부품에서도 전류가 원하는 수준을 초과하지 않도록 보장하십시오. 예를 들어, 5V 공급 및 20 mA 목표: R = (5V - 2.75V) / 0.020A = 112.5\u03a9(110\u03a9 또는 120\u03a9 표준 값 사용). 저항 전력 정격은 최소 P = I²* R이어야 합니다. 특히 온도에 걸쳐 더 안정적인 밝기와 효율성을 위해 정전류 구동기를 권장합니다.

8.2 자동차 환경에서의 열 설계

자동차 실내는 극한 온도를 경험할 수 있습니다. 감액 곡선을 주의 깊게 적용해야 합니다. LED가 열원 근처(예: 햇빛을 받는 대시보드 뒤)에 배치되면 로컬 PCB 온도가 실내 공기 온도보다 훨씬 높을 수 있습니다. 열 시뮬레이션 또는 측정을 권장합니다. LED의 열 패드(있는 경우)에 연결된 내부 접지 평면이 있는 PCB를 사용하면 열 방출이 크게 향상됩니다.

8.3 광학적 통합

120도 시야각은 광역 조명에 적합합니다. 집중 표시등의 경우 2차 광학 소자(렌즈 또는 도광판)가 필요할 수 있습니다. 플라스틱 패키지 재료는 인접한 라이트 파이프 또는 확산판을 설계할 때 고려해야 할 특정 굴절률 특성을 가질 수 있습니다.

9. 기술 비교 및 차별화

일반 PLCC-2 적색 LED와 비교하여 이 부품의 주요 차별점은AEC-Q101 인증및상세한 빈닝 정보입니다. AEC-Q101 인증은 일반 구성 요소가 겪지 않는 일련의 스트레스 테스트(고온 작동 수명, 온도 사이클링, 내습성 등)를 포함합니다. 이는 자동차 응용 분야에서 장기 신뢰성에 대해 훨씬 더 높은 수준의 신뢰를 제공합니다. 광범위한 빈닝은 생산 런에서 밝기와 색상 일관성에 대한 더 엄격한 제어를 가능하게 하며, 모든 경고등이 일치해야 하는 자동차 계기판에 중요합니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 이 LED를 30 mA로 연속 구동할 수 있습니까?

A: 감액 곡선에 따라 솔더 패드 온도(T_S)가 30\u00b0C 이하인 경우에만 30 mA로 연속 구동할 수 있습니다. 더 현실적인 자동차 실내 온도 85\u00b0C에서는 최대 연속 전류가 약 22-24 mA로 감액됩니다. 특정 응용 온도에 대한 감액 그래프를 항상 참조하십시오.

Q: '전형' 광도와 '빈닝' 광도의 차이는 무엇입니까?

A: "전형"(300 mcd)은 데이터시트의 통계적 평균입니다. 주문할 때 특정빈(예: T1: 280-355 mcd)에서 부품을 받게 됩니다. 주문한 모든 LED는 해당 빈의 범위 내에서 최소 강도를 가지므로 일관성을 보장합니다. 전형값은 빈 범위 내에 있습니다.

Q: 열저항이 두 가지 다른 값으로 주어진 이유는 무엇입니까?

A: "실제" 값(160 K/W)은 직접 측정된 것입니다. "전기적" 값(125 K/W)은 순방향 전압의 온도 의존성에서 계산된 것입니다. 보수적인 열 설계를 위해서는 항상 더 높은 "실제" 값을 사용하십시오.

Q: 방열판이 필요합니까?

A: 중간 환경(주변 온도 \u2248 25\u00b0C)에서 20 mA로 연속 작동하는 경우, 전력 소산은 약 40 mW(20mA * 2.0V)이며, 이는 최대 82 mW 미만입니다. 기본 PCB 패드로도 일반적으로 충분합니다. 그러나 고온 자동차 환경(예: 85\u00b0C) 또는 더 높은 전류에서 작동할 때는 접합 온도를 125\u00b0C 이하로 유지하기 위해 PCB에 더 큰 구리 패드 또는 열 비아를 사용하여 열 경로를 개선하는 것이 필요합니다.

11. 실용 설계 사례 연구

시나리오:자동차 대시보드 계기판용 적색 "문 열림" 표시등 설계. LED는 차량의 12V 시스템(공칭, 9V에서 16V까지 범위 가능)으로 구동됩니다. 계기판 위치에서 예상되는 최대 PCB 온도는 85\u00b0C입니다.

설계 단계:

1. 전류 선택:T_S= 85\u00b0C에서 감액 곡선을 확인하십시오. 최대 연속 전류는 ~22 mA입니다. 여유를 제공하고 장수명을 보장하기 위해 구동 전류 15 mA를 선택합니다.
2. 구동 회로:간단함을 위해 직렬 저항을 사용합니다. 최악의 경우 전류 계산을 위해 최대 V_F(2.75V) 및 최소 공급 전압(엔진 시동 중 9V)을 사용합니다. R = (9V - 2.75V) / 0.015A = 416.7\u03a9. 표준 430\u03a9 저항을 사용합니다. 최대 공급(16V)에서 전류 확인: I = (16V - 1.75V_{최소 VF}) / 430\u03a9 = 33.1 mA. 이는 절대 최대 정격을 초과합니다! 따라서 이 넓은 전압 범위에서는 간단한 저항이 안전하지 않습니다.
3. 수정된 설계:9V-16V 입력 범위에서 안정적인 15 mA를 유지하기 위해 선형 정전류 레귤레이터 또는 소형 스위칭 LED 구동기가 필요합니다. 이는 일관된 밝기를 보장하고 LED를 보호합니다.
4. 열 설계:15 mA에서 LED의 전력 소산은 ~30 mW입니다. 85\u00b0C에서도 이는 한계 내에 있습니다. 열 설계 초점은 전류 레귤레이터로 이동합니다.
5. 빈 선택:모든 다른 차량의 "문 열림" 표시등이 유사한 밝기를 가지도록 광도 빈(예: T1)을 지정합니다.

12. 동작 원리

이것은 반도체 발광 다이오드(LED)입니다. 특성 임계값(적색의 경우 약 1.8V)을 초과하는 순방향 전압이 가해지면 전자와 정공이 반도체의 활성 영역(적색의 경우 일반적으로 알루미늄 인듐 갈륨 인화물, AlInGaP로 제작됨) 내에서 재결합합니다. 이 재결합 과정은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 반도체 층의 특정 구성이 방출되는 빛의 파장(색상)을 결정합니다. 플라스틱 PLCC 패키지는 반도체 칩을 캡슐화하고 기계적 보호를 제공하며, 120도 시야각을 달성하기 위해 광 출력을 형성하는 성형 렌즈를 통합합니다.

13. 기술 동향

자동차 LED의 동향은 더 높은 효율성(와트당 더 많은 루멘)을 향하고 있으며, 이는 전력 소비와 열 부하를 줄입니다. 이를 통해 더 밝은 디스플레이 또는 더 낮은 에너지 사용이 가능해집니다. 또한 광 출력을 유지하거나 증가시키면서 패키지의 소형화로의 이동도 있습니다. 더 나아가, 자동차 디스플레이가 더 정교하고 고급화됨에 따라 더 엄격한 색상 및 밝기 일관성(더 좁은 빈닝)에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 구동 전자 장치 및 다중 LED 칩을 단일 스마트 모듈로 통합하는 것은 또 다른 진행 중인 동향으로, 자동차 제조업체의 설계를 단순화합니다.