PLCC-2 적색 LED 데이터시트 - 65-21-UR0200H-AM - 자동차 등급 - 1120mcd @ 20mA - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

65-21-UR0200H-AM은 소형 PLCC-2(Plastic Leaded Chip Carrier) 표면 실장 패키지에 장착된 고휘도 적색 발광 LED입니다. 이 부품은 까다로운 자동차 실내 조명 응용 분야를 위해 특별히 설계되었으며, 높은 광 출력, 넓은 시야각 및 견고한 신뢰성을 결합하고 있습니다. 주 설계 초점은 다양한 환경 조건에서 일관된 색상과 밝기가 중요한 계기판 조명, 계기 클러스터 및 일반 실내 분위기 조명에 맞춰져 있습니다.

이 LED의 핵심 장점은 자동차 응용 분야의 개별 광전자 소자에 대한 엄격한 AEC-Q102 표준을 충족하여 차량 실내의 가혹한 조건에서 성능과 수명을 보장한다는 점입니다. 표준 구동 전류 20mA에서 1120밀리칸델라(mcd)의 전형적인 광도를 특징으로 하며, 우수한 가시성을 위한 120도의 넓은 시야각과 결합됩니다. 또한, 이 제품은 RoHS, REACH 및 무할로겐 환경 지침을 준수하여 엄격한 재료 규정이 있는 글로벌 시장에 적합합니다.

목표 시장은 전적으로 자동차 부문이며, 응용 분야는 명시적으로 자동차 실내 조명 및 클러스터 디스플레이로 나열됩니다. 이러한 초점은 표준 상용 등급 LED에 비해 온도 범위, 정전기 방전(ESD) 보호 및 장기 신뢰성에 대한 향상된 사양을 규정합니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 광도 및 전기적 특성

전기적 및 광학적 성능은 표준 테스트 조건(Ts=25°C)에서 정의됩니다. 순방향 전류(I_F)의 절대 최대 정격은 50mA, 전형적인 동작점은 20mA, 최소 권장 동작 전류는 5mA입니다. 20mA에서 광도(I_V)는 최소 710mcd에서 전형적인 1120mcd까지 범위하며, 최대 1800mcd까지 지정되어 생산 빈에 따른 잠재적 성능 변동을 나타냅니다. 이 전류에서의 순방향 전압(V_F)은 1.75V에서 2.75V 사이이며, 전형적인 값은 2.0V입니다. 주 파장(λ_d)은 적색 스펙트럼에 있으며, 612nm에서 627nm까지 지정되고 전형적인 값은 622nm입니다. 시야각(2θ_½)은 일관된 120도이며, 명시된 허용 오차는 ±5°입니다.

2.2 열 및 신뢰성 파라미터

열 관리는 LED 성능과 수명에 매우 중요합니다. 이 장치는 두 가지 지정된 열저항 값을 가집니다: "실제" 열저항(R_{th JS real})은 최대 160 K/W이고 "전기적" 열저항(R_{th JS el})은 최대 125 K/W입니다. 이 차이는 측정 방법론에서 비롯될 가능성이 높으며, 전기적 방법은 추정을 위한 일반적인 산업 관행입니다. 절대 최대 접합 온도(T_J)는 125°C입니다. 동작 및 저장 온도 범위는 -40°C에서 +110°C까지 지정되어 있으며, 이는 극한 기후에서 작동해야 하는 자동차 응용 분야에 필수적입니다. 이 장치는 최대 2kV의 ESD(인체 모델) 펄스를 견딜 수 있어 기본적인 취급 보호를 제공합니다.

2.3 절대 최대 정격

이 정격은 영구적 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 최대 전력 소산(P_d)은 137 mW입니다. 서지 전류 능력(I_FM)은 매우 낮은 듀티 사이클(D=0.005)로 펄스 ≤10μs에 대해 100mA입니다. 이 장치는 역방향 바이어스 동작을 위해 설계되지 않았습니다. 리플로우 중 최대 솔더링 온도는 무연 솔더링 공정의 표준 프로파일인 30초 동안 260°C입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

대량 생산에서 일관성을 보장하기 위해 LED는 성능 빈으로 분류됩니다. 데이터시트는 세 가지 주요 파라미터에 대한 상세한 빈닝 테이블을 제공합니다.

3.1 광도 빈닝

광도는 알파벳 숫자 코드 시스템(예: L1, L2, M1... GA까지)을 사용하여 빈닝됩니다. 각 빈은 밀리칸델라(mcd) 단위의 최소 및 최대 광도의 특정 범위를 포함합니다. 65-21-UR0200H-AM의 경우, 가능한 출력 빈은 강조 표시되며 V1(710-900 mcd), V2(900-1120 mcd), AA(1120-1400 mcd) 및 AB(1400-1800 mcd)를 포함합니다. 이를 통해 설계자는 응용 분야에 필요한 밝기 수준에 따라 부품을 선택할 수 있으며, 관련 측정 허용 오차는 ±8%입니다.

3.2 주 파장 빈닝

적색광의 인지된 색상을 결정하는 주 파장도 빈닝됩니다. 빈은 네 자리 코드(예: 1215, 1518, 1821)로 식별됩니다. 각 코드는 3나노미터 파장 범위에 해당합니다. 이 특정 부품의 경우, 가능한 빈은 1215(612-615 nm), 1518(615-618 nm), 1821(618-621 nm), 2124(621-624 nm), 2427(624-627 nm) 및 2730(627-630 nm)입니다. 주 파장 측정의 허용 오차는 ±1nm입니다. 이 엄격한 빈닝은 디스플레이 또는 조명 어레이의 여러 LED 간 색상 균일성을 보장합니다.

3.3 순방향 전압 빈닝

순방향 전압은 1517, 1720, 2022 등과 같은 코드를 사용하여 빈닝되며, 0.25V 증분(예: 1.50-1.75V, 1.75-2.00V, 2.00-2.25V)의 전압 범위를 나타냅니다. V_F빈을 아는 것은 효율적인 전류 구동 회로 설계 및 전력 소산 관리에 중요합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 주요 파라미터가 동작 조건에 따라 어떻게 변하는지 보여주는 여러 그래프를 포함합니다.

4.1 IV 곡선 및 상대 광도

순방향 전류 대 순방향 전압 그래프는 적절한 전류 제한 저항 또는 정전류 드라이버 선택에 필수적인 전형적인 지수 관계를 보여줍니다. 상대 광도 대 순방향 전류 그래프는 광 출력이 어느 지점까지 전류와 함께 초선형적으로 증가하지만 권장 20mA 이상으로 동작하면 효율이 감소하고 열이 증가할 수 있음을 보여줍니다.

4.2 온도 의존성

여러 그래프가 열 효과를 상세히 설명합니다. 상대 광도 대 접합 온도 곡선은 온도가 증가함에 따라 광 출력이 감소함을 보여주며, 이는 주변 온도가 높을 수 있는 자동차 응용 분야에 중요한 고려사항입니다. 상대 순방향 전압 대 접합 온도 그래프는 V_F가 음의 온도 계수를 가지며, 온도 상승에 따라 선형적으로 감소함을 보여줍니다. 이 특성은 때때로 간접 온도 감지에 사용될 수 있습니다. 주 파장 대 접합 온도 그래프는 온도 상승에 따라 약간의 적색 편이(파장 증가)가 있음을 나타냅니다.

4.3 스펙트럼 분포 및 디레이팅

상대 스펙트럼 분포 그래프는 622nm를 중심으로 하는 단색 적색 출력을 확인시켜 줍니다. 순방향 전류 디레이팅 곡선은 열 설계에 매우 중요합니다. 이는 솔더 패드 온도가 증가함에 따라 최대 허용 연속 순방향 전류를 줄여야 함을 보여줍니다. 예를 들어, 패드 온도 110°C에서 최대 연속 전류는 35mA에 불과합니다. 허용 펄스 처리 능력 그래프는 다양한 듀티 사이클에서 펄스 전류로 LED를 구동하기 위한 지침을 제공하여 멀티플렉싱 응용 분야에서 더 높은 순간 밝기를 허용합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

LED는 표준 PLCC-2 표면 실장 패키지를 사용합니다. 15페이지의 정확한 기계 도면은 여기에 재현되지 않았지만, 일반적인 PLCC-2 치수는 업계에서 잘 알려져 있습니다. 패키지는 두 개의 리드를 가진 성형 플라스틱 본체를 포함합니다. 극성은 패키지의 모양이나 상단의 표시로 나타나며, 캐소드가 일반적으로 식별됩니다. 데이터시트에는 또한 16페이지에 "권장 솔더링 패드" 레이아웃이 포함되어 있으며, 이는 적절한 솔더링, 열 방출 및 기계적 안정성을 보장하기 위한 PCB 설계에 매우 중요합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

이 부품은 무연 솔더와 호환되는 리플로우 솔더링 공정을 위해 설계되었습니다. 16페이지에 지정된 프로파일(리플로우 솔더링 프로파일)은 최대 30초 동안 260°C의 피크 온도를 허용합니다. 이는 표준 IPC/JEDEC 프로파일입니다. 설계자는 패키지 손상이나 내부 다이 및 와이어 본드의 열화를 방지하기 위해 조립 공정이 이러한 한계 내에 머물도록 보장해야 합니다. "사용 시 주의사항" 섹션(19페이지)에는 신뢰성을 유지하기 위한 중요한 취급, 저장 및 청소 지침(예: 은도금 리드를 부식시킬 수 있는 황 함유 환경 노출 피하기 - 20페이지의 "황 테스트 기준" 참조)이 포함될 가능성이 높습니다.

7. 포장 및 주문 정보

"포장 정보"(17페이지)는 LED가 일반적으로 엠보싱된 캐리어 테이프에 감겨 릴로 공급되는 방식을 상세히 설명하며, 자동화 피크 앤 플레이스 조립 장비에 적합합니다. 부품 번호 65-21-UR0200H-AM은 패키지 유형, 색상, 성능 빈 및 기타 속성에 대한 정보를 캡슐화할 수 있는 내부 코딩 시스템을 따릅니다. "주문 정보" 섹션(14페이지)은 생산을 위한 정밀한 선택을 허용하는 광도, 파장 및 순방향 전압의 다른 빈에 해당하는 특정 주문 코드를 제공할 것입니다.

8. 응용 권장사항

8.1 대표적인 응용 시나리오

명시된 바와 같이, 주요 응용 분야는 자동차 실내 조명 및 계기 클러스터입니다. 여기에는 센터 콘솔의 버튼, 스위치 및 아이콘에 대한 백라이트, 도어 핸들 및 발판 조명, 그리고 가장 중요한 계기 클러스터 내의 표시 및 경고등이 포함됩니다. 넓은 120도 시야각은 LED가 정면으로 보이지 않을 수 있는 응용 분야에 적합합니다.

8.2 설계 고려사항

이 LED로 설계할 때, 엔지니어는 여러 요소를 고려해야 합니다:전류 구동:일관된 밝기와 수명을 보장하기 위해 20mA(전형적)로 설정된 정전류 드라이버 또는 전류 제한 저항을 사용하십시오.열 관리:디레이팅 곡선을 준수해야 합니다. 특히 직사광선 아래 자동차 계기판과 같은 고주변 온도 환경에서 솔더 패드에서 열을 전도하기 위해 충분한 PCB 구리 면적 또는 열 비아를 보장하십시오.광학 설계:넓은 시야각은 특정 표시 목적을 위해 빔을 형성하기 위해 도광판 또는 확산판이 필요할 수 있습니다.ESD 보호:2kV HBM에 정격이 지정되어 있지만, PCB에 기본 ESD 보호를 포함하는 것은 자동차 전자제품에 좋은 관행입니다.

9. 기술 비교 및 차별화

표준 상용 PLCC-2 적색 LED와 비교하여, 65-21-UR0200H-AM은 자동차 등급 자격을 통해 차별화됩니다. 주요 차별화 요소는 다음과 같습니다:AEC-Q102 자격:여기에는 상용 부품이 겪지 않는 일련의 스트레스 테스트(고온 동작 수명, 온도 사이클링, 내습성 등)가 포함됩니다.확장된 온도 범위:-40°C에서 +110°C까지의 동작은 상용 부품의 일반적인 -40°C에서 +85°C 또는 +100°C 범위를 초과합니다.부식 강건성:부식 강건성에 대한 "클래스 B1" 사양은 자동차 환경에서 흔한 특정 기체 오염물에 대한 테스트를 나타냅니다.더 엄격한 빈닝 및 사양:파라미터는 일반적으로 더 엄격한 허용 오차와 더 포괄적인 빈닝으로 지정되어 시스템 수준의 일관성을 보장합니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 이 LED를 50mA로 연속 구동할 수 있습니까?

A: 아니요. 50mA의 절대 최대 정격은 응력 한계입니다. 신뢰할 수 있는 장기 동작을 위해서는 솔더 패드 온도를 기반으로 한 디레이팅 곡선을 따라야 합니다. 일반적인 주변 조건에서 20mA는 권장 연속 전류입니다.

Q: "실제" 열저항과 "전기적" 열저항의 차이는 무엇입니까?

A: "전기적" 방법은 온도에 민감한 순방향 전압을 대리자로 사용하여 열저항을 계산하며, 일반적으로 사양에 사용됩니다. "실제" 방법은 더 직접적인 열 측정을 포함할 수 있습니다. 설계 목적을 위해 더 높은 값(160 K/W)을 사용하는 것이 열 계산에 더 보수적입니다.

Q: 주문에서 광도 빈 코드(예: AA)를 어떻게 해석합니까?

A: 빈 코드는 LED의 광도가 해당 빈의 지정된 범위 내에 있음을 보장합니다(예: AA = 1120-1400 mcd). 응용 분야의 밝기 일관성을 위해 필요한 특정 빈 코드를 주문해야 합니다.

Q: 역방향 보호 다이오드가 필요합니까?

A: 예. 데이터시트는 장치가 "역방향 동작을 위해 설계되지 않았음"을 명시적으로 언급합니다. 역전압이 가해질 가능성이 있는 경우(자동차 전원 시스템에서 흔함) LED와 직렬로 차단 다이오드 또는 LED 양단에 션트 다이오드를 사용하는 것이 필수적입니다.

11. 실용 설계 사례 연구

시나리오:자동차 계기 클러스터용 적색 "엔진 점검" 경고 표시등 설계.

선택:65-21-UR0200H-AM은 AEC-Q102 준수, 높은 밝기 및 적색으로 선택되었습니다. 표준 적색 외관을 위해 612-621nm 범위의 파장 빈이 선택될 수 있습니다.

회로 설계:클러스터의 전원 공급 장치는 공칭 12V입니다(9V에서 16V까지 범위 가능). 비용 효율성을 위해 간단한 직렬 저항이 선택되었습니다. 20mA에서 전형적인 V_F2.0V 사용: R = (12V - 2.0V) / 0.020A = 500Ω. 표준 510Ω 저항이 선택되어 약 19.6mA의 전류가 발생하며, 이는 허용 가능합니다. 저항 전력 정격 계산: P = I²R = (0.0196)²* 510 ≈ 0.2W, 따라서 1/4W 저항으로 충분합니다.

열 점검:LED는 클러스터의 PCB에 장착됩니다. 최대 차내 주변 온도 85°C 및 패드에서 계산된 PCB 온도 상승 15°C를 가정하면 패드 온도는 100°C입니다. 디레이팅 곡선을 참조하면, 100°C에서 허용되는 최대 연속 전류는 약 40mA입니다. 설계 전류 약 20mA는 이 한계 내에 잘 들어가며 좋은 안전 여유를 제공합니다.

광학 설계:도광관 또는 작은 확산 캡은 PCB의 SMD LED에서 클러스터 패시아의 전면 표시 아이콘으로 빛을 안내하도록 설계되며, 120도 시야각을 활용합니다.

12. 동작 원리

이 장치는 발광 다이오드(LED), 즉 반도체 p-n 접합 다이오드입니다. 다이오드의 내재 전위(이 적색 LED의 경우 약 1.75-2.75V)를 초과하는 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 접합을 가로질러 주입됩니다. 이들 전하 캐리어가 재결합하고, 이 특정 재료 구성(AlGaInP 기반일 가능성)의 경우 재결합 에너지의 일부가 반도체 재료의 밴드갭 에너지에 해당하는 파장을 가진 광자(빛)로 방출되어 주 파장 약 622nm의 적색광을 생성합니다. 플라스틱 PLCC-2 패키지는 반도체 다이를 캡슐화하고 기계적 보호를 제공하며, 방출된 빛을 지정된 120도 시야 패턴으로 형성하는 성형 렌즈를 포함합니다.

13. 기술 트렌드

자동차 LED 부문에서 몇 가지 트렌드가 관찰됩니다. 지속적인 추진력은더 높은 광 효율(전기 와트당 더 많은 광 출력)을 향해 있으며, 더 밝은 디스플레이 또는 더 낮은 전력 소비 및 열 발생을 가능하게 합니다.개선된 색상 일관성 및 더 엄격한 빈닝은 디스플레이가 더 정교해짐에 따라 중요합니다.향상된 신뢰성 및 강건성은 더 높은 온도와 더 가혹한 환경 스트레스를 견디기 위한 패키지 재료의 지속적인 발전과 함께 최우선으로 남아 있으며, 새로운 유형의 오염물에 대한 저항성을 포함합니다. 또한,드라이버 전자제품 및 제어를 LED 패키지와 직접 통합하는 것(예: PWM 디밍 또는 진단을 위한 통합 IC가 있는 스마트 LED)은 증가하는 트렌드이지만, 이 특정 부품은 여전히 개별적이고 드라이버가 없는 구성 요소로 남아 있습니다.