PLCC-2 슈퍼 레드 LED 데이터시트 - 2.0x1.25x0.8mm - 전압 2.0V - 전력 40mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 PLCC-2(Plastic Leaded Chip Carrier) 패키지의 고휘도 표면 실장 슈퍼 레드 LED에 대한 기술 사양을 상세히 설명합니다. 주로 까다로운 자동차 실내 응용 분야를 위해 설계된 이 부품은 신뢰할 수 있는 성능과 산업 표준 준수를 결합합니다. 컴팩트한 폼 팩터와 견고한 구조는 차량 실내의 공간 제약이 있으면서도 중요한 조명 기능에 적합합니다.

이 LED의 핵심 장점으로는 균일한 조명을 위한 넓은 120도 시야각, 표준 20mA 구동 전류에서의 전형 광도 600 밀리칸델라(mcd), 그리고 AEC-Q102, RoHS, REACH 및 할로겐 프리 요구사항과 같은 엄격한 자동차 및 환경 표준 준수가 포함됩니다. 이러한 조합은 자동차 환경에서 장수명과 성능을 추구하는 설계자들에게 신뢰할 수 있는 선택지로 자리매김합니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 광도 및 전기적 특성

핵심 동작 파라미터는 LED의 성능 범위를 정의합니다. 순방향 전류(IF)의 전형 동작점은 20mA이며, 최소 5mA, 절대 최대 정격은 50mA입니다. 20mA에서 전형 순방향 전압(VF)은 2.0V이며, 최소 1.75V에서 최대 2.75V까지 범위를 가집니다. 이 낮은 전압 동작은 효율적인 전력 사용에 기여합니다.

주요 광도 출력은 표준 테스트 조건에서 광도(IV) 600 mcd(전형), 최소 450 mcd, 최대 1120 mcd에 도달하는 것으로 특징지어집니다. 빛 방출은 슈퍼 레드 스펙트럼으로, 주 파장(λd)은 전형적으로 630 nm이며, 627 nm에서 639 nm 사이에서 변동합니다. 120도(±5° 허용 오차)의 넓은 시야각은 패널 및 지시등 조명에 중요한 광범위하고 균일한 빛 분포를 보장합니다.

2.2 열 및 절대 최대 정격

열 관리는 LED의 수명에 매우 중요합니다. 이 장치는 두 가지 열저항 값을 특징으로 합니다: 실제 열저항(Rth JS real) 160 K/W(최대) 및 전기적 열저항(Rth JS el) 125 K/W(최대). 이 값들은 접합에서 솔더링 지점까지 소산되는 와트당 온도 상승을 나타냅니다.

절대 최대 정격은 영구적 손상을 방지하기 위해 초과해서는 안 되는 동작 한계를 정의합니다. 최대 전력 소산(Pd)은 137 mW입니다. 이 장치는 매우 낮은 듀티 사이클(0.005)로 펄스 ≤ 10 μs 동안 서지 전류(IFM) 100 mA를 견딜 수 있습니다. 접합 온도(TJ)는 125°C를 초과해서는 안 되며, 동작 및 저장 온도 범위는 -40°C에서 +110°C로 지정되어 자동차 응용 분야에 적합함을 확인시켜 줍니다. ESD 감도(HBM)는 2 kV로 정격되어 있습니다.

3. 성능 곡선 분석

3.1 스펙트럼 및 전류-전압 관계

상대 스펙트럼 분포 그래프는 630 nm를 중심으로 한 좁고 뾰족한 방출 곡선을 보여주며, 이는 고순도 레드 LED의 특징입니다. 순방향 전류 대 순방향 전압(IF-VF) 곡선은 다이오드의 지수적 특성을 보여줍니다. 상대 광도 대 순방향 전류 그래프는 전형적인 20mA 지점까지 전류에 따라 광 출력이 거의 선형적으로 증가하는 것을 보여주며, 더 높은 전류에서는 열 효과 증가로 인해 점진적으로 감소합니다.

3.2 온도 의존성

온도에 대한 성능은 핵심 설계 고려사항입니다. 상대 광도 대 접합 온도 그래프는 음의 상관관계를 보여줍니다; 온도가 증가함에 따라 광 출력이 감소합니다. 이는 LED의 전형적인 동작입니다. 반대로, 순방향 전압은 음의 온도 계수를 보여 접합 온도가 상승함에 따라 선형적으로 감소합니다. 주 파장도 온도에 따라 이동하며, 일반적으로 접합이 더 뜨거워질수록 증가(적색 편이)합니다. 이러한 곡선들은 일관된 밝기와 색상을 유지하기 위한 온도 보상 회로 설계에 필수적입니다.

3.3 디레이팅 및 펄스 동작

순방향 전류 디레이팅 곡선은 신뢰성에 매우 중요합니다. 이는 솔더 패드 온도(TS)를 기반으로 허용 가능한 최대 연속 순방향 전류를 규정합니다. 예를 들어, 솔더 패드 온도 110°C에서 허용되는 최대 연속 전류는 35mA입니다. 이 그래프는 또한 최소 동작 전류 5mA를 지정합니다. 허용 가능한 펄스 처리 능력 차트는 펄스 동작에 대한 지침을 제공하며, 다양한 펄스 폭과 듀티 사이클에 대한 허용 피크 펄스 전류를 보여주어 멀티플렉싱 또는 PWM 디밍 응용 분야에 유용합니다.

4. 빈닝 시스템 설명

LED는 생산 런의 일관성과 설계 매칭을 보장하기 위해 세 가지 핵심 파라미터를 기반으로 빈으로 분류됩니다.

4.1 광도 빈닝

광도는 L1(11.2-14 mcd)부터 GA(18000-22400 mcd)까지의 알파벳 숫자 빈으로 분류됩니다. 이 특정 부품 번호(65-21-SR0200H-AM)의 경우, 가능한 출력 빈은 강조 표시되며 U1(450-560 mcd) 및 U2(560-710 mcd) 범위 내에 속하여 전형적인 600 mcd 사양과 일치합니다. 이를 통해 설계자는 필요한 경우 더 엄격한 밝기 허용 오차를 가진 부품을 선택할 수 있습니다.

4.2 주 파장 빈닝

주 파장은 4자리 코드를 사용하여 빈닝됩니다. 빈은 459 nm에서 639 nm까지의 넓은 스펙트럼을 포함합니다. 이 슈퍼 레드 LED에 대한 관련 빈은 627-639 nm 범위에서 강조 표시되며, 특히 코드 2730(627-630 nm), 3033(630-633 nm), 3336(633-636 nm) 및 3639(636-639 nm)를 포함합니다. 이는 서로 다른 생산 배치 간의 색상 일관성을 보장합니다.

4.3 순방향 전압 빈닝

순방향 전압은 최소 및 최대 전압을 0.1V 단위로 나타내는 4자리 코드를 사용하여 빈닝됩니다. 빈은 1012(1.00-1.25V)부터 2730(2.70-3.00V)까지 범위를 가집니다. 전형적인VF가 2.0V인 이 LED의 경우, 관련 빈은 1720(1.75-2.00V) 및 2022(2.00-2.25V)일 가능성이 높습니다. 전압 빈을 일치시키면 병렬 배열에서 전류 제한 회로 설계를 단순화할 수 있습니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

LED는 표준 PLCC-2 표면 실장 패키지에 장착되어 있습니다. 기계적 도면("Mechanical Dimension" 섹션 참조에 의해 암시됨)은 일반적으로 반대쪽에 두 개의 리드를 가진 패키지를 보여줍니다. 중요한 치수로는 전체 길이, 너비, 높이, 리드 간격 및 성형된 렌즈의 크기/위치가 포함됩니다. 이 패키지는 대량 전자 제조에서 일반적으로 사용되는 자동 픽 앤 플레이스 및 리플로우 솔더링 공정과의 호환성을 위해 설계되었습니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

데이터시트는 리플로우 솔더링 온도를 리드/솔더 조인트에서 측정된 피크 온도로 최대 260°C, 30초로 지정합니다. 권장 리플로우 프로파일은 일반적으로 제공되며, 열 충격을 방지하고 LED의 내부 구조나 에폭시 렌즈를 손상시키지 않으면서 신뢰할 수 있는 솔더 조인트를 보장하기 위한 예열, 소킹, 리플로우 및 냉각 단계를 설명합니다.

6.2 권장 솔더링 패드 레이아웃

적절한 기계적 안정성과 솔더 필렛 형성을 보장하기 위해 권장 솔더 패드 풋프린트가 제공됩니다. 이 패드 설계는 LED의 열 패드(있는 경우) 또는 리드에서 인쇄 회로 기판(PCB)으로의 솔더 조인트 강도와 열 전달 경로를 최적화합니다. 이 레이아웃을 따르는 것은 제조 수율과 장기 신뢰성에 필수적입니다.

6.3 사용 시 주의사항

일반적인 주의사항으로는 취급 중 날카로운 도구 사용을 피하여 렌즈나 리드 손상을 방지하는 것이 포함됩니다. 저장은 MSL(Moisture Sensitivity Level) 3 등급에 따라 건조하고 정전기 방지 환경에서 이루어져야 하며, 이는 리플로우 솔더링 전에 부품이 보관 수명을 초과하여 주변 조건에 노출된 경우 베이킹이 필요함을 의미합니다. 고강도 자외선이나 특정 화학 물질에 직접 노출되는 것도 피해야 합니다.

7. 응용 제안

7.1 전형적인 응용 시나리오

PDF에 표시된 바와 같이, 주요 응용 분야는자동차 실내 조명입니다. 이는 계기판 스위치, 도어 핸들, 기어 변속기 지시기, 오디오 시스템 제어 및 앰비언트 라이팅을 위한 조명을 포함합니다. 두 번째 주요 응용 분야는클러스터조명으로, 계기판 클러스터나 대시보드 게이지를 가리키며, 아이콘, 바늘 및 경고 기호에 대한 일관되고 신뢰할 수 있는 백라이트가 필요한 곳입니다.

7.2 설계 고려사항

이 LED로 설계할 때 다음 사항을 고려하십시오: 항상 직렬 전류 제한 저항이나 정전류 드라이버를 사용하여 순방향 전류를 설정하십시오. 일반적으로 명목 밝기를 위해 20mA입니다. 저항 값이나 드라이버 출력 전압을 계산할 때 순방향 전압 빈과 그 허용 오차를 고려하십시오. 특히 밀폐된 공간이나 높은 주변 온도에서 열 관리를 고려하십시오; 디레이팅 곡선을 사용하여 최대 구동 전류를 조정하십시오. 여러 LED에 걸쳐 균일한 조명을 위해 동일하거나 인접한 광도 및 파장 빈의 부품을 선택하십시오. 넓은 시야각은 많은 확산 조명 응용 분야에서 2차 광학 장치의 필요성을 줄입니다.

8. 기술 비교 및 차별화

일반적인 비자동차용 PLCC-2 LED와 비교하여, 이 부품의 주요 차별화 요소는 공식 인증입니다. AEC-Q102 인증은 자동차 응용 분야에서 개별 광전자 장치에 대해 정의된 일련의 스트레스 테스트(고온 동작 수명, 온도 사이클링 및 내습성 포함)를 통과했음을 의미합니다. 부식 강건성 등급 B1 등급은 일부 자동차 환경에 존재할 수 있는 황과 같은 부식성 가스에 대한 향상된 내성을 나타냅니다. 넓은 120도 시야각과 전형적인 600mcd의 강도의 조합은 실내 응용 분야에 적합한 밝기와 분산의 좋은 균형을 제공합니다.

9. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 더 많은 밝기를 위해 이 LED를 30mA로 구동할 수 있나요?

A: 절대 최대 정격은 50mA이지만, 전형 동작 전류는 20mA입니다. 30mA로 구동하는 것은 가능하지만 접합 온도를 증가시키고 루멘 감소를 가속화할 것입니다. 접합 온도가 125°C 미만으로 유지되도록 하기 위해 응용 분야의 솔더 패드 온도를 기반으로 한 디레이팅 곡선을 참조해야 합니다.

Q: 실제 열저항과 전기적 열저항의 차이는 무엇인가요?

A: 실제 열저항(Rth JS real)은 물리적 온도 센서를 사용하여 측정됩니다. 전기적 열저항(Rth JS el)은 LED의 순방향 전압 온도 계수를 사용하여 계산됩니다. 설계 목적상, 더 보수적인(더 높은) 값, 이 경우 160 K/W를 최악의 경우 열 분석에 사용해야 합니다.

Q: 역방향 보호 다이오드가 필요한가요?

A: 데이터시트는 장치가 "역방향 동작을 위해 설계되지 않았음"을 명시합니다. 역방향 전압을 가하면 손상될 수 있습니다. 역방향 전압이 가능한 회로(예: 자동차 부하 덤프 시나리오)에서는 직렬 다이오드나 TVS 다이오드와 같은 외부 보호 장치를 강력히 권장합니다.

10. 실용 설계 사례

10개의 동일한 지시등이 있는 자동차 기후 제어 패널용 백라이트를 설계하는 것을 고려해 보십시오. 각 지시등은 하나의 LED를 사용합니다. 공급 전압은 차량의 12V 명목 시스템입니다. 장수명을 보장하기 위해 설계 목표는 최대 솔더 패드 온도 85°C입니다. 디레이팅 곡선에서 85°C에서 최대 연속 전류는 약 45mA입니다. LED당 안전한 동작점 15mA를 선택하면 여유를 제공하고 열 스트레스를 줄입니다. 전형적인VF가 2.0V일 때, 12V 공급에서 각 LED에 필요한 직렬 저항 값은 (12V - 2.0V) / 0.015A = 667 Ω(표준 값 680 Ω 사용)입니다. 저항당 전력 소산은 (10V)^2 / 680Ω ≈ 0.147W이므로 1/4W 저항으로 충분합니다. 색상과 밝기 균일성을 보장하기 위해 조달 시 동일한 광도 빈(예: U1) 및 주 파장 빈(예: 2730)의 LED를 지정하십시오.

11. 동작 원리

이는 발광 다이오드(LED), 즉 반도체 p-n 접합 장치입니다. 접합의 내장 전위를 초과하는 순방향 전압이 인가되면 전자와 정공이 접합을 가로질러 주입됩니다. 이러한 전하 캐리어가 재결합함에 따라 에너지는 광자(빛) 형태로 방출됩니다. 반도체 층의 특정 물질 구성(일반적으로 레드 LED의 경우 알루미늄 갈륨 비소 - AlGaAs 기반)이 방출되는 빛의 파장(색상)을 결정합니다. PLCC-2 패키지는 반도체 칩을 캡슐화하고, 기계적 보호를 제공하며, 120도 시야각을 달성하기 위해 빛 출력을 형성하는 성형된 에폭시 렌즈를 통합하고, 전기적 연결 및 열 방산을 위한 리드를 제공합니다.

12. 산업 동향

자동차 실내 조명의 동향은 더 높은 통합, 더 스마트한 제어 및 향상된 사용자 경험을 지속적으로 추구하고 있습니다. LED는 단순히 기능성을 위해 뿐만 아니라 분위기 조성과 브랜딩을 위해 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 이는 더 높은 효율(와트당 더 많은 루멘), 일관된 외관을 위한 더 엄격한 색상 및 밝기 빈닝, 더 긴 차량 보증 기간과 일치하는 향상된 신뢰성 지표를 가진 LED에 대한 수요를 촉진합니다. 또한 회로 설계를 단순화하고 동적 조명 효과를 위한 개별 주소 지정 가능성과 같은 고급 기능을 가능하게 하기 위해 내장 드라이버나 제어 IC(예: iC-LED)와의 LED 통합도 증가하고 있습니다. 여기에 설명된 부품은 자동차 인증과 일관된 성능을 통해 진화하는 이 생태계의 기초 계층에 적합하며, 단순하고 복잡한 조명 시스템 모두에 신뢰할 수 있는 원시 광원을 제공합니다.