PLCC-6 노란색 LED 데이터시트 - 패키지 3.2x2.8x1.9mm - 전압 2.15V - 전력 0.32W - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 PLCC-6 패키지의 고성능 표면 실장형 노란색 LED에 대한 사양을 상세히 설명합니다. 이 소자는 주로 신뢰성, 밝기, 가혹한 환경 조건에서의 일관된 성능이 가장 중요한 방향지시등과 같은 까다로운 자동차 외부 조명 애플리케이션을 위해 설계되었습니다. 핵심 장점으로는 표준 구동 전류 150mA에서 5500 밀리칸델라(mcd)의 높은 일반 광도, 우수한 가시성을 위한 넓은 120도 시야각, 그리고 엄격한 자동차 등급 표준을 충족하는 견고한 구조를 포함합니다.

이 LED는 자동차 사용을 위한 신뢰성을 보장하는 AEC-Q101 인증을 획득했습니다. 또한 RoHS 및 REACH 환경 지침을 준수하며 황 내성을 갖추고 있어 부식성 가스가 존재할 수 있는 환경에 적합합니다. 목표 시장은 소형이면서도 밝고 신뢰할 수 있는 노란색 광원이 필요한 자동차 조명 제조업체 및 설계자입니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 광도 및 전기적 특성

핵심 동작 파라미터는 일반 조건(T_s=25°C)에서 LED의 성능을 정의합니다. 순방향 전류(I_F)의 권장 동작 범위는 20mA에서 200mA이며, 일반값은 150mA입니다. 이 일반 전류에서 광도(I_V)는 최소 3550 mcd에서 최대 7100 mcd까지 범위를 가지며, 일반값은 5500 mcd입니다. 150mA에서의 순방향 전압(V_F)은 일반적으로 2.15V이며, 1.75V에서 2.75V 사이의 범위를 가집니다. 이 상대적으로 낮은 순방향 전압은 시스템 효율성을 높이는 데 기여합니다. 주 파장(λ_d)은 582 nm에서 594 nm 사이로 지정되며, 일반값은 589 nm로 가시 스펙트럼의 노란색 영역에 확실히 위치합니다. 시야각(2θ_½)은 넓은 120도로, 광범위한 방사 패턴을 제공합니다.

2.2 절대 최대 정격 및 열 관리

이 정격은 영구적 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 절대 최대 순방향 전류는 200 mA입니다. 이 소자는 매우 낮은 듀티 사이클(D=0.005)에서 ≤10 μs의 펄스에 대해 1000 mA의 서지 전류(I_FM)를 처리할 수 있습니다. 최대 접합 온도(T_J)는 125°C이며, 동작 및 저장 온도 범위는 -40°C에서 +110°C입니다. 소비 전력(P_d) 정격은 550 mW입니다. 열 관리는 매우 중요합니다. 접합에서 납땜 지점까지의 열 저항이 지정됩니다. 실제 열 저항(R_{th JS real})은 ≤60 K/W이며, 전기적 방법 측정(R_{th JS el})은 ≤50 K/W입니다. 특히 높은 구동 전류나 높은 주변 온도 환경에서 접합 온도를 안전한 한계 내로 유지하려면 적절한 PCB 열 설계가 필요합니다.

2.3 신뢰성 및 환경 사양

이 LED는 높은 신뢰성을 위해 설계되었습니다. 핸들링 및 조립에 강력한 수준인 8 kV(Human Body Model)의 ESD 감도 등급을 가지고 있습니다. 자동차 부품의 핵심 요구 사항인 개별 반도체에 대한 AEC-Q101 표준 인증을 획득했습니다. 이 소자는 RoHS(유해 물질 제한) 및 REACH 규정을 준수합니다. 또한 황 내성 기능을 갖추고 있어 일부 LED 패키지에서 은 부식을 일으킬 수 있는 황 함유 대기에 대한 저항성을 나타냅니다.

3. 빈닝 시스템 설명

이 LED는 애플리케이션 내에서 색상과 밝기의 일관성을 보장하기 위해 분류된 빈으로 제공됩니다. 두 가지 주요 빈닝 파라미터가 정의됩니다.

3.1 광도 빈닝

광 출력은 여러 그룹으로 분류되며, 각 그룹은 두 글자 코드(예: L1, M2, DA, DB)를 가집니다. 빈은 최소 11.2 mcd(L1)에서 최대 22400 mcd(GA)까지 매우 넓은 범위를 포함합니다. 특정 부품 번호 A09K-UY1501H-AM의 경우, 가능한 출력 빈이 강조 표시되며, 3550 mcd에서 7100 mcd 사이의 범위에 속합니다. 이는 CA(2800-3550 mcd)부터 DB(5600-7100 mcd)까지의 빈에 해당합니다. 설계자는 밝기 요구 사항에 따라 적절한 빈을 선택해야 합니다.

3.2 주 파장 빈닝

색상(주 파장)도 네 자리 코드(예: 8285, 9194)를 사용하여 빈닝됩니다. 빈은 459 nm(보라색-파란색)에서 639 nm(빨간색-주황색)까지 걸쳐 있습니다. 이 노란색 LED의 경우, 관련 빈은 노란색 스펙트럼을 포함하는 빈으로, 대략 582 nm에서 597 nm까지입니다. 부품 번호의 지정된 범위인 582-594 nm는 8285(582-585 nm), 8588(585-588 nm), 8891(588-591 nm), 9194(591-594 nm)와 같은 빈과 일치합니다. 이를 통해 어셈블리 내 여러 LED 간의 정확한 색상 매칭이 보장됩니다.

4. 성능 곡선 분석

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압(I-V 곡선)

이 그래프는 순방향 전류와 순방향 전압 사이의 관계를 보여줍니다. 이는 다이오드의 전형적인 비선형 지수 곡선입니다. 일반 동작점인 150mA에서 전압은 약 2.15V입니다. 설계자는 이 곡선을 사용하여 원하는 밝기를 달성하면서 전압 및 전력 한계 내에 머물도록 적절한 전류 제한 저항 또는 정전류 드라이버 설정을 선택합니다.

4.2 상대 광도 대 순방향 전류

이 그래프는 광 출력이 전류와 함께 증가하지만, 특히 높은 전류에서 완벽하게 선형적으로 증가하지는 않음을 보여줍니다. 이는 다양한 구동 수준에서 효율성(단위 전력당 광 출력)을 이해하는 데 도움이 됩니다.

4.3 온도 의존성 특성

여러 그래프가 온도의 영향을 설명합니다.상대 광도 대 접합 온도곡선은 온도가 증가함에 따라 광 출력이 감소함을 보여줍니다. 이 열적 감가는 열 설계에서 고려되어야 합니다.상대 순방향 전압 대 접합 온도곡선은 음의 온도 계수를 보여줍니다. V_F는 온도가 상승함에 따라 감소합니다. 이는 전압 기반 조정을 사용하는 회로에서 중요합니다.주 파장 대 순방향 전류및상대 파장 대 접합 온도그래프는 동작 조건 변화에 따른 색상(파장)의 미세한 이동을 보여주며, 이는 LED의 전형적인 현상입니다.

4.4 순방향 전류 감가 곡선

이 중요한 그래프는 납땜 패드 온도(T_S)의 함수로서 허용 가능한 최대 연속 순방향 전류를 정의합니다. T_S가 증가함에 따라 최대 허용 I_F는 최대 접합 온도를 초과하지 않도록 감소되어야 합니다. 예를 들어, T_S가 110°C일 때, 최대 I_F는 약 91 mA입니다. 이 곡선은 자동차 조명과 같은 고온 환경에서 장기적인 신뢰성을 보장하는 데 필수적입니다.

4.5 허용 펄스 처리 능력

이 그래프는 다양한 듀티 사이클(D)에 대해 펄스 폭(t_{)의 함수로서 허용 가능한 최대 비반복 또는 반복 펄스 전류(I}F(A)_p)를 정의합니다. 이를 통해 설계자는 통신 또는 특별 신호 애플리케이션에 사용될 수 있는 짧고 높은 전류 펄스를 LED가 처리할 수 있는 능력을 이해할 수 있습니다.

4.6 스펙트럼 분포

상대 스펙트럼 분포 그래프는 다양한 파장에 걸쳐 방출되는 빛의 강도를 보여줍니다. 이 노란색 LED의 경우, 피크는 약 589 nm 부근에 있으며, 일반적으로 좁은 대역폭을 가져 포화된 노란색을 생성합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 기계적 치수

LED는 PLCC-6(Plastic Leaded Chip Carrier) 패키지에 장착되어 있습니다. 일반적인 치수는 길이 약 3.2mm, 너비 약 2.8mm, 높이 약 1.9mm입니다. 정확한 PCB 풋프린트 설계를 위해 공차가 포함된 상세한 치수 도면이 데이터시트에 제공됩니다.

5.2 권장 납땜 패드 레이아웃

PCB 설계를 위한 권장 랜드 패턴(풋프린트)이 제공됩니다. 여기에는 6개의 리드와 중앙 열 패드(해당되는 경우)에 대한 구리 패드의 크기와 간격이 포함됩니다. 이 권장 사항을 따르면 적절한 납땜, 기계적 안정성 및 LED에서 PCB로의 최적 열 전달이 보장됩니다.

5.3 극성 식별

패키지에는 일반적으로 핀 1 근처의 노치 또는 점과 같은 극성 표시기가 포함됩니다. 핀아웃 다이어그램은 애노드 및 캐소드 연결을 식별합니다. 조립 중에 올바른 극성을 준수하여 손상을 방지해야 합니다.

6. 납땜 및 조립 지침

6.1 리플로우 납땜 프로파일

상세한 리플로우 납땜 온도 프로파일이 지정됩니다. 최대 납땜 온도는 260°C를 초과해서는 안 되며, 240°C 이상의 시간은 제한되어야 합니다. 일반적인 프로파일에는 예열, 침지, 리플로우 및 냉각 단계가 포함됩니다. 플라스틱 패키지 및 내부 다이와 와이어 본드에 대한 열 손상을 방지하려면 이 프로파일을 준수하는 것이 중요합니다.

6.2 사용 시 주의사항

일반적인 핸들링 및 사용 주의사항이 설명되어 있습니다. 여기에는 리드에 대한 기계적 스트레스 피하기, 핸들링 중 정전기 방전(ESD) 방지(8kV 정격에도 불구하고), 동작 조건이 절대 최대 정격을 초과하지 않도록 보장, PCB에 적절한 열 설계 구현 등이 포함됩니다. 이 소자는 역전압 동작을 위해 설계되지 않았습니다.

6.3 저장 조건

부품은 지정된 저장 온도 범위인 -40°C에서 +110°C 내의 건조하고 제어된 환경에 보관해야 합니다. 장기 저장의 경우, 습기 민감도 등급(MSL) 2는 패키지가 리플로우 납땜 전에 베이킹이 필요하기 전까지 최대 1년 동안 공장 환경 조건에 노출될 수 있음을 나타냅니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 포장 정보

LED는 자동화 조립을 위해 테이프 및 릴에 공급됩니다. 포장 사양에는 릴 치수, 테이프 너비, 포켓 간격 및 테이프 상의 부품 방향이 포함됩니다. 이 정보는 픽 앤 플레이스 머신을 구성하는 데 필요합니다.

7.2 부품 번호 및 주문 정보

부품 번호 A09K-UY1501H-AM은 특정 코딩 시스템을 따릅니다. 전체 디코딩은 독점적일 수 있지만, 일반적으로 패키지 유형(PLCC-6), 색상(노란색 - Y), 광도 빈 및 파장 빈에 대한 정보를 전달합니다. 주문 정보는 릴당 수량 및 기타 상업적 세부 사항을 지정합니다.

8. 애플리케이션 노트 및 설계 고려사항

8.1 주요 애플리케이션: 자동차 외부 조명

주요이자 가장 중요한 애플리케이션은 자동차 외부 조명, 특히 방향지시등입니다. 이 역할에서 LED는 주간 가시성을 위한 높은 밝기, 다양한 각도에서 보이기 위한 넓은 시야각, 넓은 온도 범위(-40°C ~ +110°C)에서의 극한 신뢰성, 그리고 습기 및 황과 같은 환경 오염물질에 대한 저항성을 제공해야 합니다.

8.2 회로 설계 고려사항

설계자는 최적의 성능과 수명을 위해, 특히 자동차 전압 환경(예: 부하 덤프 과도 현상이 있는 12V 시스템)에서 단순한 저항보다 정전류 드라이버를 사용해야 합니다. 드라이버는 V_F의 음의 온도 계수와 온도 상승에 따른 광도 감소를 보상하도록 설계되어야 합니다. LED의 열 패드에 연결된 충분한 구리 면적 또는 열 비아를 사용한 PCB의 열 관리는 접합 온도를 낮게 유지하고 밝기를 유지하며 신뢰성을 보장하는 데 필수적입니다.

8.3 광학 설계 고려사항

120도 시야각은 람베르트 또는 근사 람베르트 분포입니다. 방향지시등과 같이 종종 각도별 강도 분포에 대한 규제 요구 사항이 있는 특정 애플리케이션을 위해 빔 패턴을 형성하기 위해 보조 광학(렌즈, 반사판)이 필요할 수 있습니다.

9. 기술 비교 및 차별화

표준 상업용 노란색 LED와 비교하여, 이 소자는 자동차 사용을 위한 주요 차별점을 제공합니다:AEC-Q101 인증은 자동차 스트레스 테스트에서 입증된 신뢰성을 보장하는 가장 중요한 요소입니다.더 높은 일반 광도(5500 mcd)는 소형 패키지에서 더 큰 밝기를 제공합니다.황 내성은 자동차 환경에서의 특정 고장 모드를 해결합니다.넓은 시야각(120°)과 높은 강도의 조합은 넓은 가시성이 필요한 신호 애플리케이션에 최적화되어 있습니다.상세한 빈닝 구조는 다중 LED 어레이에서 정확한 색상 및 밝기 매칭을 가능하게 합니다.

10. 자주 묻는 질문(FAQ)

Q: 이 LED의 권장 구동 전류는 얼마입니까?

A: 일반 동작 전류는 150mA로, 5500 mcd를 제공합니다. 20mA에서 200mA까지 동작할 수 있지만, 성능 파라미터는 150mA에서 지정됩니다.

Q: 광도 빈닝 코드(예: DA)를 어떻게 해석합니까?

A: 빈 코드는 특정 범위의 광도에 해당합니다. 예를 들어, 빈 DA는 4500에서 5600 mcd를 포함합니다. 설계에 적합한 강도 범위를 선택하려면 빈닝 테이블을 참조해야 합니다.

Q: 열 관리가 왜 그렇게 중요합니까?

A: LED 성능은 열에 따라 저하됩니다. 과도한 접합 온도는 광 출력을 감소시키고 색상을 이동시키며 수명을 극적으로 단축시킵니다. 신뢰할 수 있는 동작을 보장하려면 감가 곡선(섹션 4.4)을 따라야 합니다.

Q: 이 LED를 비자동차 애플리케이션에 사용할 수 있습니까?

A: 예, 높은 신뢰성으로 인해 환경 견고성이 필요한 산업용 표시기, 야외 간판, 안전 장비와 같은 다른 까다로운 애플리케이션에 적합하지만, 자동차 생산량에 맞춰 비용 최적화되었을 수 있습니다.

Q: 조립에 대해 MSL 2는 무엇을 의미합니까?

A: 습기 민감도 등급 2는 패키지된 소자가 리플로우 납땜 중 균열을 일으킬 수 있는 흡수된 수분을 제거하기 위해 베이킹이 필요하기 전까지 최대 1년 동안 주변 공장 조건(≤30°C/60% RH)에 노출될 수 있음을 의미합니다.

11. 설계 및 사용 사례 연구

시나리오: 고신뢰성 자동차 후방 방향지시등 설계설계 엔지니어가 승용차용 새로운 LED 기반 후방 방향지시등 클러스터를 설계하고 있습니다. 클러스터는 특정 패턴으로 배열된 12개의 노란색 LED를 사용합니다. 이 PLCC-6 LED를 사용하여 엔지니어는 먼저 모든 12개 LED 간의 균일성을 보장하기 위해 공급업체로부터 적절한 광도 빈(예: 가장 높은 밝기를 위한 DB)과 주 파장 빈(예: 일관된 노란색 색조를 위한 8891)을 선택합니다. 자동차 사용에 적합한 정격의 정전류 드라이버 IC가 선택되어 각 LED 스트링에 안정적인 150mA를 제공합니다. PCB는 2온스 구리층과 LED 풋프린트 바로 아래에 효율적으로 열을 전도하여 동작 중 납땜 패드 온도를 80°C 이하로 유지하기 위한 열 비아 배열로 설계됩니다. 이를 통해 실제 접합 온도가 최대 125°C보다 훨씬 낮게 유지되어 차량 수명 동안 루멘 유지가 보장됩니다. LED의 120도 방사 패턴을 사용하여 방향지시등 강도 및 각도 분포에 대한 규제 광도 요구 사항을 충족하는 보조 광학을 설계하기 위해 광학 시뮬레이션이 실행됩니다.

12. 동작 원리

이 LED는 반도체 광원입니다. 전류가 통과할 때 노란색 파장의 빛을 방출하도록 설계된 갈륨 비소 인화물(GaAsP) 또는 유사 물질로 만들어진 반도체 칩(다이)을 기반으로 합니다. 다이오드의 문턱값을 초과하는 순방향 전압이 인가되면 전자와 정공이 반도체의 활성 영역에서 재결합하여 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 이 과정을 전계발광이라고 합니다. 반도체 층의 특정 물질 구성과 구조가 방출되는 빛의 주 파장을 결정합니다. 다이는 반사형 PLCC-6 패키지 내부에 장착되며, 여기에는 연결 와이어 본드도 포함되어 있고, 다이를 보호하고 광 출력을 형성하는 노란색 틴트 또는 투명 실리콘 렌즈로 캡슐화됩니다.

13. 기술 동향

자동차 LED 조명의 일반적인 동향은더 높은 효율(와트당 더 많은 루멘)을 향해 가고 있어, 더 낮은 전력 소비와 열 부하로 더 밝은 신호를 가능하게 합니다.소형화는 계속되어 더 컴팩트하고 스타일리시한 조명 설계를 가능하게 합니다.개선된 색상 일관성 및 더 엄격한 빈닝은 LED 어레이가 더 일반화됨에 따라 중요합니다. 또한 동일한 패키지 내에 드라이버, 진단 및 통신 인터페이스를 포함하는통합 스마트 LED 모듈로의 이동도 있습니다. 더 나아가, 재료 과학은 극한의 열 사이클링, 고습도 및 부식성 가스와 같은 가혹한 환경 요인에 대한 더 큰 저항성을 제공하기 위해 발전하여 자동차 애플리케이션에서 신뢰성과 수명의 한계를 넓히고 있습니다.