PLCC-2 슈퍼 레드 LED 0201H 데이터시트 - 패키지 3.2x2.8x1.9mm - 전압 2.0V - 전력 40mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 PLCC-2(Plastic Leaded Chip Carrier) 표면 실장 패키지의 고휘도 슈퍼 레드 발광 다이오드(LED)에 대한 사양을 상세히 설명합니다. 주요 설계 초점은 내부 및 외부의 까다로운 자동차 환경에서의 신뢰성과 성능입니다. 이 장치는 표준 구동 전류 20mA에서 800밀리칸델라(mcd)의 일반적인 광도를 제공하며, 넓은 120도의 시야각을 자랑합니다.

1.1 핵심 장점 및 목표 시장

이 LED의 핵심 장점은 자동차 등급 인증과 견고한 구조에서 비롯됩니다. AEC-Q102 표준에 적합하여 자동차 전자 부품의 신뢰성을 보장합니다. 또한 황산화 내성 등급 A1을 특징으로 하여 황 함유 가스 환경에서의 부식을 방지합니다. RoHS, REACH 및 할로겐 프리 지침을 준수하여 엄격한 환경 규제가 있는 글로벌 시장에 적합합니다. 주요 목표 시장은 자동차 조명, 특히 다음과 같습니다:

• 자동차 실내 조명:계기판 백라이트, 스위치 조명, 앰비언트 라이팅 및 인포테인먼트 시스템 표시등.
• 자동차 외부 조명:센터 하이마운트 스톱 램프(CHMSL), 사이드 마커 램프 및 높은 가시성과 신뢰성이 필요한 기타 신호 조명 응용 분야.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 광도 및 광학적 특성

주요 광학 파라미터는 LED의 광 출력과 색상을 정의합니다. 일반적인 조건(IF=20mA, Ts=25°C)에서 광도(Iv)는 명목값 800 mcd를 가지며, 생산 빈에 따라 최소 560 mcd에서 최대 1400 mcd까지 변동합니다. 인지되는 색상을 정의하는 주 파장(λd)은 627 nm에서 639 nm까지 범위를 가지며, 이는 확실히 슈퍼 레드 스펙트럼에 속합니다. 120도의 넓은 시야각(반감각)은 광범위한 영역에서 우수한 가시성을 보장하며, 이는 신호 응용 분야에 매우 중요합니다.

2.2 전기적 특성

순방향 전압(VF)은 회로 설계에 있어 중요한 파라미터입니다. 20mA에서 일반적인 VF는 2.00V이며, 범위는 1.75V에서 2.75V까지입니다. 설계자는 일관된 광 출력을 보장하기 위해 전류 제한 회로를 설계할 때 이 변동을 고려해야 합니다. 절대 최대 순방향 전류(IF)는 연속 작동 시 50 mA이며, 펄스 ≤10μs에 대해 100 mA의 서지 전류(IFM) 능력을 가집니다. 이 장치는 역방향 바이어스 작동을 위해 설계되지 않았습니다.

2.3 열적 특성

열 관리는 LED 수명과 성능 안정성에 필수적입니다. 접합부에서 납땜 지점까지의 열저항(Rth JS)은 두 가지 값으로 제공됩니다: '실제' 측정값 120 K/W(최대 160 K/W)와 '전기적' 측정값 100 K/W(최대 120 K/W). 이 파라미터는 반도체 접합부에서 PCB로 열이 얼마나 효과적으로 전달되는지를 나타냅니다. 값이 낮을수록 좋습니다. 허용 가능한 최대 접합 온도(Tj)는 125°C입니다. 작동 온도 범위는 -40°C에서 +110°C까지로, 가혹한 자동차 엔진룸 내부 또는 외부 환경에 적합합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

제조 공정상의 변동으로 인해 LED는 성능별로 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 일관된 특성을 가진 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 광도 빈닝

LED는 일반적인 테스트 전류에서의 광 출력에 따라 그룹화됩니다. 빈은 U2(560-710 mcd)에서 AA(1120-1400 mcd)까지 범위를 가집니다. 부품 번호 접미사 'H'는 이 장치가 '고'휘도 빈에 속함을 나타내며, 이는 일반적으로 V1, V2 또는 AA 그룹에 해당합니다.

3.2 주 파장 빈닝

색상(파장)은 3나노미터 단계로 빈닝되며, 2730(627-630 nm)에서 3639(636-639 nm)까지입니다. 이는 외관 균일성이 중요한 응용 분야에서 생산 배치 내 색상 일관성을 보장합니다.

3.3 순방향 전압 빈닝

순방향 전압은 약 0.25V 단계로 빈닝되며, 코드 1720(1.75-2.00V)에서 2527(2.50-2.75V)까지입니다. 동일한 VF 빈에서 LED를 선택하면 전원 공급 장치 설계를 단순화하고 병렬 배열에서 균일한 전류 분배를 보장할 수 있습니다.

4. 성능 곡선 분석

4.1 IV 곡선 및 상대 광도

순방향 전류 대 순방향 전압 그래프는 고전적인 다이오드 지수 관계를 보여줍니다. 상대 광도 대 순방향 전류 곡선은 비선형적입니다; 전류를 20mA 이상으로 증가시키면 광 출력 증가율이 감소하는 반면 더 많은 열이 발생합니다.

4.2 온도 의존성

성능 그래프는 온도 영향을 명확히 보여줍니다. 상대 광도 대 접합 온도 곡선은 온도가 증가함에 따라 광 출력이 감소함을 나타내며, 이는 LED의 일반적인 특성입니다. 상대 순방향 전압 대 접합 온도는 음의 계수를 가지며, 이는 온도가 상승함에 따라 VF가 감소함을 의미하며, 이는 온도 감지에 사용될 수 있습니다. 주 파장 또한 온도에 따라 이동하며, 그래프에 표시된 바와 같이 일반적으로 더 긴 파장(적색 편이)으로 이동합니다.

4.3 스펙트럼 분포 및 디레이팅

상대 스펙트럼 분포 그래프는 적색 영역(~630nm)에서 좁은 피크를 보여줍니다. 순방향 전류 디레이팅 곡선은 설계에 매우 중요합니다: 접합 온도가 상승함에 따라 허용 가능한 최대 연속 전류가 감소합니다. 예를 들어, 최대 작동 접합 온도 110°C에서는 순방향 전류를 약 34 mA로 디레이팅해야 합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 물리적 치수

이 LED는 표준 PLCC-2 패키지를 사용합니다. 기계 도면(섹션 7에 암시됨)은 전체 길이, 너비, 높이, 리드 간격 및 LED 칩을 포함하는 캐비티의 크기를 포함한 주요 치수를 보여줍니다. 이 패키지는 자동 픽 앤 플레이스 조립을 위해 설계되었습니다.

5.2 극성 식별 및 패드 설계

부품 번호에는 역극성을 나타내는 'R'이 포함됩니다. 신뢰할 수 있는 납땜 접합과 PCB에 대한 적절한 열 연결을 보장하기 위해 권장 납땜 패드 레이아웃(섹션 8)이 제공됩니다. 올바른 극성 방향은 매우 중요하며, 일반적으로 패키지의 표시 또는 비대칭 구조로 나타납니다.

6. 납땜 및 조립 가이드라인

6.1 리플로우 납땜 프로파일

권장 리플로우 납땜 프로파일이 제공됩니다(섹션 9). 이 LED는 최대 30초 동안 260°C의 피크 납땜 온도를 견딜 수 있으며, 이는 표준 무연(SnAgCu) 납땜 공정과 호환됩니다. 이 프로파일을 준수하면 플라스틱 패키지와 내부 와이어 본딩에 대한 열 손상을 방지할 수 있습니다.

6.2 사용 시 주의사항

일반적인 주의사항은 다음과 같습니다: 절대 최대 정격을 초과하여 작동하지 않기, 적절한 ESD 처리 절차 사용(HBM 정격 2kV), 지정된 온도 및 습도 범위(MSL 2) 내에서 장치 보관 보장.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 포장 사양

포장 정보(섹션 10)는 부품이 일반적으로 대량 조립을 위해 엠보싱 테이프 및 릴에 공급되는 방식을 상세히 설명합니다. 릴 치수, 테이프 너비 및 부품 방향은 표준 자동화 장비와 호환되도록 지정됩니다.

7.2 부품 번호 시스템

부품 번호 67-21R-SR0201H-AM은 다음과 같이 해독됩니다:67-21= 제품군;R= 역극성;SR= 슈퍼 레드 색상;020= 20mA 테스트 전류;1= 리드 프레임 유형;H= 고휘도 등급;AM= 자동차 응용 분야.

8. 응용 설계 제안

8.1 일반적인 회로 설계

안정적인 작동을 위해, 특히 공급 전압(예: 12V)이 크게 변동할 수 있는 자동차 환경에서는 단순한 직렬 저항보다 정전류 드라이버를 사용하는 것이 좋습니다. 드라이버는 선택된 빈의 최대 VF를 기반으로 원하는 값(예: 20mA)으로 전류를 제한하도록 설계되어 어떤 LED도 과구동되지 않도록 해야 합니다.

8.2 열 관리 고려사항

성능과 수명을 유지하기 위해, LED의 열 패드에 연결된 충분한 PCB 구리 면적(열 패드)을 확보하여 열을 발산시켜야 합니다. 열저항(Rth JS)과 전력 소산(Pd = VF * IF)을 사용하여 예상 온도 상승을 계산하십시오. 접합 온도를 최대 125°C보다 훨씬 낮게, 이상적으로는 장기 수명을 위해 85°C 이하로 유지하십시오.

8.3 광학 통합

120도의 시야각은 집속된 빔 또는 특정 광 패턴이 필요한 응용 분야에 대해 2차 광학 요소(렌즈, 도광판)가 필요할 수 있습니다. 슈퍼 레드 색상은 높은 시각적 영향력과 규제 준수로 인해 브레이크 및 경고 신호에 이상적입니다.

9. 기술 비교 및 차별화

표준 상업용 등급 LED와 비교하여, 이 장치의 주요 차별화 요소는AEC-Q102 인증및황산화 내성입니다. 이러한 요소는 일반 소비자용 부품에서는 일반적으로 테스트되거나 보장되지 않습니다. 넓은 작동 온도 범위(-40°C ~ +110°C) 또한 일반 LED를 초과합니다. PLCC-2 패키지는 더 작은 칩 스케일 패키지 또는 더 큰 스루홀 설계에 비해 크기, 납땜성 및 열 성능의 좋은 균형을 제공합니다.

10. 자주 묻는 질문(FAQ)

Q: '실제' 열저항과 '전기적' 열저항의 차이는 무엇입니까?

A: '실제' 열저항은 물리적 온도 센서를 사용하여 측정됩니다. '전기적' 열저항은 LED의 고유 온도 민감 파라미터를 사용하여 전력에 따른 순방향 전압 변화를 측정하여 계산됩니다. 전기적 방법은 사양에 자주 사용됩니다.

Q: 이 LED를 50mA로 연속 구동할 수 있습니까?

A: 절대 최대 정격이 50mA이지만, 이 전류에서 연속 작동은 상당한 열을 발생시킵니다(Pd ~ 100mW). 디레이팅 곡선과 열 계산을 사용하여 접합 온도가 125°C를 초과하지 않도록 해야 합니다. 신뢰할 수 있는 장기 작동을 위해서는 일반적인 20mA 이하로 구동하는 것이 권장됩니다.

Q: MSL 2는 무엇을 의미합니까?

A: Moisture Sensitivity Level 2(습기 민감도 레벨 2)입니다. 이 부품은 리플로우 납땜 전에 베이킹이 필요하기 전까지 최대 1년 동안 공장 환경(≤30°C/60% RH)에 보관할 수 있습니다.

11. 설계 적용 사례 연구 예시

시나리오:고휘도와 신뢰성이 필요한 CHMSL(센터 하이마운트 스톱 램프) 설계.

선택:이 슈퍼 레드 LED의 'H'(고)휘도 빈은 그 강도와 자동차 등급 신뢰성으로 선택되었습니다.

회로:LED 어레이는 LED당 20mA를 전달하도록 설정된 정전류 벅 드라이버 IC로 설계되었습니다. 드라이버 입력은 차량의 12V 명목 전압(부하 덤프 서지 억제됨)을 처리합니다.

열 관리:PCB는 2-oz 구리층을 사용하며 각 LED 패드 아래에 채워진 열 비아 패턴을 사용하여 열을 더 큰 보드 영역으로 확산시켜, 가장 뜨거운 주변 조건에서 계산된 Tj를 90°C 미만으로 유지합니다.

광학:특정 프리즘 패턴이 있는 적색 틴트 폴리카보네이트 렌즈가 어레이 위에 배치되어 스톱 램프에 필요한 광도 분포를 충족시킵니다.

12. 작동 원리 소개

LED는 반도체 p-n 접합 다이오드입니다. 순방향 전압이 인가되면, n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 접합부의 활성 영역에서 재결합합니다. 이 재결합은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 방출된 빛의 파장(색상)은 사용된 반도체 재료(예: 적색/주황색/호박색용 AlInGaP)의 에너지 밴드갭에 의해 결정됩니다. PLCC 패키지는 작은 반도체 칩을 캡슐화하고, 기계적 보호를 제공하며, 빛을 방향시키는 반사 컵을 포함하고, 1차 광학 요소 역할도 하는 성형 에폭시 렌즈를 포함합니다.

13. 기술 동향 및 배경

자동차 조명의 동향은 더 높은 효율성, 더 큰 통합 및 더 스마트한 기능을 향해 나아가고 있습니다. 이것은 개별 LED이지만, 기반 기술은 기본적입니다. 에너지 소비와 열 부하를 줄이기 위해 더 높은 광효율(전기 입력 와트당 더 많은 광 출력)을 위한 지속적인 추진이 있습니다. 적색광의 경우 AlInGaP 기술은 성숙하고 효율적입니다. 소형화를 위한 추진은 계속되지만, PLCC-2 패키지는 많은 응용 분야에 대해 성능, 비용 및 제조 가능성의 우수한 균형으로 인해 여전히 인기가 있습니다. LED를 드라이버 IC 및 센서와 함께 모듈식 '라이트 엔진' 유닛으로 통합하는 것은 고급 조명 시스템을 위한 성장하는 동향입니다.