PLCC-6 슈퍼 레드 LED A09K-SR1501H-AM 데이터시트 - 패키지 3.2x2.8x1.9mm - 전압 2.15V - 전력 0.32W - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

A09K-SR1501H-AM은 표면 실장 PLCC-6 패키지로 캡슐화된 고휘도 슈퍼 레드 발광 다이오드(LED)입니다. 이 제품의 주요 설계 초점은 까다로운 자동차 환경에서의 신뢰성과 성능에 맞춰져 있습니다. 구동 전류 150mA에서 일반적으로 4500 밀리칸델라(mcd)의 광도를 제공하여, 높은 가시성이 중요한 다양한 신호 및 조명 기능에 적합합니다. 핵심 특징은 자동차 사용을 위한 견고성을 검증하는 AEC-Q101 인증 표준을 준수한다는 점입니다. 또한, RoHS 및 REACH 환경 지침을 준수하며 황 내성을 보유하여 가혹한 작동 조건에서도 수명을 연장합니다.

1.1 핵심 장점 및 타겟 시장

이 LED의 핵심 장점은 높은 광 출력, 넓은 120도 시야각, 그리고 자동차 등급의 신뢰성이 결합된 데서 비롯됩니다. 높은 광도는 브레이크등과 같은 안전 관련 응용 분야에 필수적인 밝은 주간 조건에서도 우수한 가시성을 보장합니다. 넓은 시야각은 다양한 각도에서 신호의 인지성을 향상시키는 균일한 빛 분포를 제공합니다. 주요 타겟 시장은 자동차 산업, 특히 외부 조명 모듈입니다. 이 제품의 인증 사항은 엄격한 자동차 품질 및 수명 기준을 충족하는 부품을 요구하는 설계자들에게 선호되는 선택지가 되게 합니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

이 섹션은 데이터시트에 명시된 주요 전기적, 광학적, 열적 파라미터에 대한 상세하고 객관적인 해석을 제공합니다.

2.1 광도 및 전기적 특성

중심 광도 파라미터는광도(I_V)이며, I_F=150mA에서 일반값 4500 mcd, 최소 3550 mcd, 최대 7100 mcd로 명시되어 있습니다. 이 넓은 범위는 빈닝 시스템(후술)을 통해 관리됩니다. 광속 측정 허용 오차는 ±8%이며, 열 패드 온도가 25°C일 때 측정됩니다.순방향 전압(V_F)은 150mA에서 일반적으로 2.15V이며, 범위는 1.75V에서 3.0V입니다. 데이터시트는 이 V_F범위가 생산 출력의 99%를 나타내며, 측정 허용 오차는 ±0.05V라고 명시합니다.주 파장(λ_d)은 인지되는 색상을 정의합니다. 이 슈퍼 레드 LED의 경우 일반적으로 629 nm이며, 범위는 627 nm에서 639 nm 사이이고, 측정 허용 오차는 ±1 nm입니다.시야각(2φ)은 120도이며, 허용 오차는 ±5도입니다.

2.2 절대 최대 정격 및 열 관리

절대 최대 정격은 영구적 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다.최대 연속 순방향 전류(I_F)는 200 mA입니다.소비 전력(P_d)은 600 mW로 정격되어 있습니다. 핵심 열 파라미터는열저항입니다. 두 가지 값이 제공됩니다: 접합에서 납땜 지점까지의 전기적 측정값(R_{th JS el}) 최대 50 K/W와 실제 측정값(R_{th JS real}) 최대 60 K/W입니다. 더 높은 "실제" 값은 설계 시 더 보수적으로 적용됩니다.접합 온도(T_J)는 125°C를 초과해서는 안 됩니다. 작동 및 저장 온도 범위는 -40°C에서 +110°C입니다. 이 장치는 낮은 듀티 사이클(D=0.005)에서 펄스 ≤10 μs 동안서지 전류(I_FM) 1000 mA를 견딜 수 있습니다. 정전기 방전(ESD) 보호는 8 kV(Human Body Model)로 정격되어 있습니다.

3. 빈닝 시스템 설명

반도체 제조의 자연적 편차를 관리하기 위해 LED는 성능 빈으로 분류됩니다. 이는 최종 사용자에게 일관성을 보장합니다.

3.1 광도 빈닝

광도는 알파벳 코드(예: CB, DA, DB)를 사용하여 빈닝됩니다. 데이터시트는 광범위한 표를 제공합니다. A09K-SR1501H-AM의 경우, "강조된 검은색 상자"는 가능한 출력 빈을 나타냅니다. 일반 광도 4500 mcd와 범위(3550-7100 mcd)를 기준으로, 관련 빈은 CA (2800-3550 mcd), CB (3550-4500 mcd), DA (4500-5600 mcd), DB (5600-7100 mcd)입니다. 특정 생산 로트에 대한 구체적인 빈은 주문 정보에서 확인해야 합니다.

3.2 주 파장 빈닝

주 파장 또한 숫자 코드를 사용하여 빈닝됩니다. 이 슈퍼 레드 LED의 목표 범위는 627-630 nm(일반 629 nm)입니다. 빈닝 테이블을 참조하면, 코드 "2730"이 627-630 nm 범위에 해당합니다. "3033" (630-633 nm) 및 "2427" (624-627 nm)과 같은 인접 빈도 생산 편차의 일부일 수 있습니다. 허용 오차는 ±1 nm입니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트의 그래프는 주요 파라미터가 다양한 작동 조건에서 어떻게 변화하는지 보여주며, 이는 견고한 회로 설계에 중요합니다.

4.1 IV 곡선 및 상대 광도

The순방향 전류 대 순방향 전압그래프는 다이오드의 전형적인 비선형 관계를 보여줍니다. 전압은 전류와 함께 증가하며, 낮은 전류에서 약 1.4V에서 시작하여 150mA에서 약 2.15V에 도달합니다.상대 광도 대 순방향 전류그래프는 일반적인 150mA까지 거의 선형적이며, 권장 작동 범위 내에서 좋은 효율성을 나타냅니다.

4.2 온도 의존성

온도는 LED 성능에 큰 영향을 미칩니다.상대 광도 대 접합 온도그래프는 온도가 증가함에 따라 출력이 감소함을 보여줍니다. 최대 작동 납땜 패드 온도 110°C(디레이팅 곡선 참조)에서 상대 광도는 25°C에서의 값의 약 60%입니다. 이는 열 설계 시 고려해야 합니다.상대 순방향 전압 대 접합 온도그래프는 음의 기울기를 가지며, 이는 V_F가 온도 상승에 따라 감소함을 의미합니다(약 -1.5 mV/°C).상대 파장 대 접합 온도그래프는 양의 이동을 보여줍니다. 파장은 온도가 약간 상승함에 따라 증가합니다(약 +0.05 nm/°C).

3.3 스펙트럼 분포 및 디레이팅

The상대 스펙트럼 분포곡선은 LED의 단색 특성을 확인시켜 주며, 적색 스펙트럼(~629 nm)에서 날카로운 피크를 보입니다.순방향 전류 디레이팅 곡선은 신뢰성에 매우 중요합니다. 이는 납땜 패드 온도(T_S)에 기반하여 허용 가능한 최대 연속 순방향 전류를 규정합니다. 최대 주변/납땜 지점 온도 110°C에서 허용되는 최대 연속 전류는 약 84 mA로 떨어집니다. 이 곡선은 또한 최소 작동 전류 20 mA를 명시합니다.허용 펄스 처리 능력그래프는 설계자가 다양한 펄스 폭(t_p)과 듀티 사이클(D)에 대해 안전한 단일 펄스 또는 펄스 작동 전류를 계산할 수 있게 합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 물리적 치수 및 극성

이 LED는 표준 PLCC-6(Plastic Leaded Chip Carrier) 표면 실장 패키지를 사용합니다. 기계 도면은 주요 치수가 표시된 평면도와 측면도를 보여줍니다. 패키지 길이는 3.2 mm, 너비는 2.8 mm, 높이는 1.9 mm입니다. 도면은 캐소드에 해당하는 극성 표시(일반적으로 패키지 상단의 모서리 절단 또는 점)를 명확히 나타냅니다. 조립 시 올바른 방향은 필수적입니다.

5.2 권장 납땜 패드 레이아웃

PCB 설계를 위한 권장 랜드 패턴(풋프린트)이 제공됩니다. 이 패턴은 리플로우 중 적절한 솔더 조인트 형성을 보장하고 필요한 열 및 전기적 연결을 제공합니다. 이 레이아웃을 준수하는 것은 제조 수율 및 장기 신뢰성에 중요합니다.

6. 납땜 및 조립 지침

6.1 리플로우 납땜 프로파일

데이터시트는 무연(Pb-free) 공정과 호환되는 리플로우 납땜 프로파일을 명시합니다. 최대 납땜 온도는 260°C를 초과해서는 안 되며, 240°C 이상의 시간은 제한되어야 합니다. 예열, 소킹, 리플로우, 냉각 영역을 보여주는 특정 시간-온도 그래프가 제공됩니다. 이 프로파일을 따르면 LED 패키지 및 내부 다이에 대한 열 손상을 방지할 수 있습니다.

6.2 사용 시 주의사항

일반적인 주의사항으로는 렌즈에 대한 기계적 스트레스 피하기, 오염 방지, 장치가 절대 최대 정격을 초과하여 작동되지 않도록 보장하는 것이 포함됩니다. 8kV HBM 정격에 명시된 대로, 취급 및 조립 중 정전기 방전(ESD) 보호에 특별히 주의해야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

LED는 자동화 조립을 위해 테이프 및 릴에 공급됩니다. 포장 정보는 릴 치수, 테이프 너비, 포켓 간격, 테이프 상의 부품 방향을 상세히 설명합니다. 주문 정보에는 일반적으로 기본 부품 번호(A09K-SR1501H-AM)와 특정 광도 및 파장 빈에 대한 코드가 포함되지만, 제공된 발췌문에는 정확한 형식이 상세히 설명되어 있지 않습니다.

8. 응용 분야 권장사항

8.1 일반적인 응용 시나리오

기재된 주요 응용 분야는 모두 자동차 외부 조명 내에 있습니다:센터 하이마운트 스톱 램프(CHMSL), 테일 램프, 그리고스톱(브레이크) 램프입니다. 높은 밝기와 적색은 이러한 안전 신호 기능에 이상적입니다. 높은 신뢰성이 필요한 다른 적색 표시기 응용 분야에도 적합할 수 있습니다.

8.2 설계 고려사항

주요 설계 고려사항은 다음과 같습니다:
구동 회로:LED 밝기는 전압이 아닌 전류의 함수이므로 안정적인 광 출력을 유지하기 위해 정전류 드라이버를 권장합니다. 회로는 최대 200 mA 연속 전류로 제한해야 하며, 온도에 따른 디레이팅을 고려해야 합니다.
열 관리:PCB 레이아웃은 LED의 납땜 패드에서 히트싱크 또는 보드의 구리 평면으로의 적절한 열 경로를 제공하여, 특히 높은 주변 온도나 높은 구동 전류에서 접합 온도를 한계 내로 유지해야 합니다.
광학 설계:120° 시야각은 CHMSL과 같은 특정 응용 분야에 맞게 빔을 형성하기 위해 2차 광학 요소(렌즈, 반사판)가 필요할 수 있습니다.

9. 기술 비교 및 차별화

표준 비자동차용 적색 LED와 비교하여, A09K-SR1501H-AM의 주요 차별점은AEC-Q101 인증과황 내성입니다. 이는 일반적으로 상업 등급 LED에서 테스트되지 않습니다. 높은 일반 광도(4500 mcd) 또한 장거리 가시성이 필요한 응용 분야에서 성능상의 이점입니다. PLCC-6 패키지는 더 작거나 큰 패키지에 비해 크기, 열 성능, 조립 용이성의 좋은 균형을 제공합니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 이 LED를 12V 자동차 배터리로 직접 구동할 수 있나요?
A: 아니요. 전류 제한 회로나 정전류 드라이버를 사용해야 합니다. 12V에 직접 연결하면 과도한 전류가 흘러 LED가 즉시 파괴됩니다.
Q: 왜 고온에서 광 출력이 낮아지나요?
A: 이는 반도체 재료의 기본적인 특성입니다. 온도가 증가하면 LED 칩 내부의 비복사 재결합이 증가하여 내부 양자 효율(단위 전기 입력당 광 출력)이 감소합니다.
Q: "MSL: 2a"는 무엇을 의미하나요?
A: Moisture Sensitivity Level 2a는 패키지가 리플로우 납땜 전에 베이킹이 필요하기 전까지 최대 4주 동안 건조 환경(≤30°C/60% RH)에 보관될 수 있음을 나타냅니다. 이는 제조 공정 관리에 중요합니다.
Q: 내 응용 분야에 맞는 올바른 빈을 어떻게 선택하나요?
A: 색상이 중요한 응용 분야(예: 테일 램프에서 여러 LED 색상 일치)의 경우, 좁은 파장 빈(예: 2730)을 지정하세요. 최소 광도가 우려되는 밝기가 중요한 응용 분야의 경우, 설계 목표를 충족하는 최소 광도 빈을 지정하세요.

11. 실용적인 설계 및 사용 사례 연구

시나리오: CHMSL 모듈 설계.설계자는 규제 광도 요구사항을 충족하는 균일한 밝기의 CHMSL을 만들어야 합니다. 신뢰성을 위해 A09K-SR1501H-AM을 선택합니다. 수명을 보장하고 고온 디레이팅을 고려하기 위해 각 LED를 100 mA(일반 150mA 지점 미만)로 구동하기로 결정합니다. 디레이팅 곡선을 사용하여, 계산된 최대 납땜 지점 온도 85°C에서 100mA 구동은 안전합니다. 정전류 드라이버 어레이를 설계합니다. 색상과 밝기 일관성을 보장하기 위해 공급업체와 협력하여 특정 광도(예: DA 빈) 및 파장(2730 빈) 범위 내의 단일 생산 로트에서 LED를 조달합니다. PCB 레이아웃은 열 방출을 위해 내부 접지 평면에 연결되는 열 비아가 있는 권장 패드 설계를 사용합니다.

12. 작동 원리 소개

발광 다이오드는 전기 발광이라는 과정을 통해 전기 에너지를 직접 빛으로 변환하는 반도체 장치입니다. p-n 접합에 순방향 전압이 가해지면, n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 활성 영역으로 주입됩니다. 이 전하 캐리어들이 재결합할 때 에너지를 방출합니다. 이 LED에서 반도체 재료(적색/주황색/호박색의 경우 일반적으로 AlInGaP 기반)는 이 방출된 에너지가 적색광(~629 nm)에 해당하는 파장을 가진 광자(빛) 형태가 되도록 설계되었습니다. 플라스틱 패키지는 작은 반도체 칩을 캡슐화하고 보호하며, 전기적 연결을 위한 리드 프레임을 포함하고, 광 출력을 형성하고 시야각을 결정하는 성형 렌즈를 포함합니다.

13. 기술 동향

자동차 LED 조명의 동향은 더 높은 효율(와트당 더 많은 루멘), 더 높은 전력 밀도, 증가된 통합화를 향하고 있습니다. 이는 더 작고, 더 스타일리시하며, 에너지 소비가 낮은 램프 설계를 가능하게 합니다. 또한 개별 LED 또는 클러스터가 동적 기능을 위해 디지털로 제어될 수 있는 스마트, 적응형 조명 시스템으로의 이동도 있습니다. 기반 반도체 기술은 온도에 따른 더 나은 성능과 더 긴 작동 수명을 제공하며 계속 발전하고 있습니다. 패키징 기술 또한 컴팩트한 폼 팩터에서 더 나은 열 관리를 제공하기 위해 발전하고 있으며, 이는 공간이 제한된 자동차 응용 분야에서 성능과 신뢰성을 유지하는 데 중요합니다.