PLCC-4 슈퍼 레드 LED 데이터시트 - 3.5x3.0x1.9mm - 2.35V - 0.1175W - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 PLCC-4(Plastic Leaded Chip Carrier) 표면 실장 패키지의 고성능 슈퍼 레드 LED에 대한 사양을 상세히 설명합니다. 이 소자는 주로 까다로운 자동차 내/외부 조명 애플리케이션을 위해 설계되었습니다. 핵심 장점으로는 높은 발광 강도, 넓은 시야각, 그리고 AEC-Q102, 황산 저항성(Class A1), RoHS, REACH 및 무할로겐 요구사항 준수와 같은 엄격한 자동차 등급 신뢰성 표준을 충족하는 견고한 구조를 포함합니다. 목표 시장은 첨단 조명 시스템을 개발하는 자동차 OEM 및 1차 공급업체를 포괄합니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 광도 및 전기적 특성

LED의 성능은 일반적인 순방향 전류(IF) 50mA 조건에서 특성화됩니다. 일반적인 발광 강도(IV)는 1800밀리칸델라(mcd)이며, 최소 1400 mcd, 최대 2800 mcd로, 밝기에 따른 빈닝 가능성을 나타냅니다. 순방향 전압(VF)은 일반적으로 2.35V이며, 2.0V에서 2.75V 범위를 가집니다. 이는 구동 회로 설계 및 전력 소산 계산에 매우 중요합니다. 주 파장(λd)은 630 nm(슈퍼 레드 스펙트럼)를 중심으로 하며, 627 nm에서 639 nm 범위를 가집니다. 주요 특징은 매우 넓은 120도 시야각(φ)으로, 신호 및 주변 조명에 적합한 넓고 균일한 조명을 제공합니다.

2.2 절대 최대 정격 및 열 관리

소자의 수명을 보장하기 위해 임계 한계를 초과해서는 안 됩니다. 절대 최대 연속 순방향 전류는 70 mA이며, 펄스 ≤10 μs에 대한 서지 전류(IFM)는 100 mA입니다. 최대 접합 온도(TJ)는 125°C이며, 동작 온도 범위(Topr)는 -40°C에서 +110°C로, 가혹한 자동차 환경에 적합합니다. 열 관리는 매우 중요합니다. 접합에서 납땜 지점까지의 열저항(Rth JS)은 두 가지 값으로 명시됩니다: "실제" 측정값(일반 70 K/W, 최대 95 K/W)과 "전기적" 측정값(일반 50 K/W, 최대 67 K/W). 이 파라미터는 전력 소산(Pd = VF * IF)을 접합부의 온도 상승과 직접 연결합니다. 디레이팅 곡선은 패드 온도가 증가함에 따라 순방향 전류를 감소시켜야 함을 보여줍니다. 예를 들어, 패드 온도 110°C에서는 57 mA로 감소해야 합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산의 일관성을 보장하기 위해 LED는 주요 파라미터에 따라 빈으로 분류됩니다.

3.1 발광 강도 빈닝

세 가지 강도 그룹이 정의됩니다: AB (1400-1800 mcd), BA (1800-2240 mcd), BB (2240-2800 mcd). 참고용으로 해당 광속 범위도 제공됩니다.

3.2 주 파장 빈닝

파장은 3나노미터 단계로 빈닝되며, 2730 (627-630 nm)부터 3639 (636-639 nm)까지입니다. 이를 통해 매우 특정한 색상 포인트를 가진 LED를 선택할 수 있습니다.

3.3 순방향 전압 빈닝

전압 빈은 0.25V 증분으로 정의되며, 1720 (1.75-2.00V)부터 2527 (2.50-2.75V)까지입니다. 다중 LED 어레이에서 전류 균형을 위해 VF 빈을 일치시키는 것이 중요할 수 있습니다.

4. 성능 곡선 분석

4.1 IV 곡선 및 상대 강도

순방향 전류 대 순방향 전압 그래프는 특성적인 지수 관계를 보여줍니다. 상대 발광 강도 대 순방향 전류 곡선은 일반적인 50mA까지 거의 선형으로, 정상 작동 범위 내에서 좋은 효율을 나타냅니다.

4.2 온도 의존성

여러 그래프가 열 성능을 설명합니다. 상대 순방향 전압 대 접합 온도는 음의 계수를 가지며, 150°C 범위에서 약 0.2V 감소합니다. 이는 온도 감지에 사용될 수 있습니다. 상대 발광 강도 대 접합 온도는 온도 상승에 따라 출력이 감소함을 보여주며, 이는 열 설계에 있어 중요한 요소입니다. 주 파장 이동 대 접합 온도는 가열에 따라 적색 편이(파장 증가)를 나타내며, 이는 AlInGaP LED의 일반적인 특성입니다.

4.3 스펙트럼 분포 및 방사 패턴

파장 특성 그래프는 630 nm 근처의 좁은 스펙트럼 피크를 보여주며, 순수한 적색을 확인시켜 줍니다. 방사 특성의 일반적인 다이어그램은 120도 시야각 패턴을 시각적으로 나타냅니다.

4.4 펄스 처리 능력

다양한 듀티 사이클에 대해 허용 가능한 펄스 전류 대 펄스 폭을 상세히 설명하는 그래프가 있습니다. 이는 PWM 디밍 또는 통신 시스템과 같은 펄스 동작 회로 설계에 필수적입니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

LED는 표준 PLCC-4 패키지를 사용합니다. 기계적 도면(섹션 참조에 암시됨)은 정확한 치수(일반적으로 약 3.5mm x 3.0mm x 1.9mm), 리드 간격 및 렌즈 형상을 명시할 것입니다. 극성은 패키지 형상 및/또는 상단 또는 하단의 마킹으로 표시됩니다. 신뢰할 수 있는 솔더 조인트 형성 및 리플로우 중 적절한 열 방산을 보장하기 위해 권장 납땜 패드 레이아웃이 제공됩니다.

6. 납땜 및 조립 지침

본 소자는 피크 온도 260°C에서 30초 동안 리플로우 납땜이 가능하도록 등급이 매겨졌으며, 제어된 상승, 소킹 및 냉각 속도를 따르는 표준 프로파일을 따릅니다. 주의사항으로는 렌즈에 대한 기계적 스트레스 피하기, 오염 방지, 최적의 열 전달을 위해 열 패드가 적절히 납땜되었는지 확인하기가 포함됩니다. 저장 조건은 건조한 환경에서 지정된 -40°C ~ +110°C 범위 내여야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

포장은 일반적으로 자동화 조립을 위한 테이프 및 릴 형태입니다. 부품 번호 구조는 다음과 같이 해독됩니다: 67-41 (패밀리), SR (슈퍼 레드 색상), 050 (50mA 테스트 전류), 1 (골드 리드 프레임), H (고휘도 등급), AM (자동차 애플리케이션). 이 코딩을 통해 소자의 성능 특성을 정확히 식별할 수 있습니다.

8. 애플리케이션 권장사항

8.1 일반적인 애플리케이션 시나리오

주요 애플리케이션은 자동차 외부 조명(예: 센터 하이마운트 스톱 램프 - CHMSL, 후방 콤비네이션 램프, 사이드 마커) 및 내부 조명(예: 계기판 백라이트, 스위치 조명, 주변 조명)입니다. 높은 밝기와 넓은 각도로 인해 직접 시인 및 도광판/파이핑 애플리케이션 모두에 적합합니다.

8.2 설계 고려사항

설계자는 일반적으로 정전류 드라이버 또는 안정적인 전압원과 직렬로 연결된 저항을 사용하여 전류 제한을 고려해야 합니다. 열 관리가 가장 중요합니다. PCB 레이아웃은 적절한 열 패드와 열 방산을 위한 열 비아를 제공해야 합니다. 2kV(HBM)의 ESD 민감도는 조립 중 표준 ESD 처리 주의사항을 필요로 합니다. 황이 풍부한 환경의 경우, 특정 애플리케이션 환경에 대해 Class A1 황 내성 등급을 확인해야 합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

표준 레드 LED와 비교하여, 이 소자의 "슈퍼 레드" 포뮬레이션은 더 높은 발광 강도와 더 포화된 색상을 제공합니다. PLCC-4 패키지는 0603 또는 0805와 같은 더 작은 패키지보다 더 견고한 기계적 및 열적 인터페이스를 제공합니다. AEC-Q102 인증, 넓은 온도 범위 및 황 내성의 조합은 자동차 사용을 위해 특별히 타겟팅하여, 가혹한 자동차 수명 주기를 견디지 못할 수 있는 상업용 등급 구성 요소와 차별화됩니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 어떤 구동 전류를 사용해야 합니까?

A: 일반적인 동작 전류는 50mA로, 명시된 1800mcd를 제공합니다. 더 높은 출력을 위해 최대 70mA까지 연속 구동할 수 있지만, 그래프에 표시된 대로 열 디레이팅을 적용해야 합니다. 5mA 미만으로 동작하지 마십시오.

Q: 두 가지 다른 열저항 값을 어떻게 해석해야 합니까?

A: "실제" Rth JS는 물리적으로 측정된 값으로 더 보수적입니다. "전기적" Rth JS는 전기적 파라미터에서 도출된 값으로 더 낮을 수 있습니다. 신뢰할 수 있는 열 설계를 위해 더 높은 "실제" 값(최대 95 K/W)을 사용하는 것이 권장됩니다.

Q: PWM을 디밍에 사용할 수 있습니까?

A: 예, 펄스 처리 능력 그래프가 지침을 제공합니다. 예를 들어, 1% 듀티 사이클(D=0.01)에서 70mA보다 훨씬 높은 짧은 펄스가 허용되므로 효과적인 PWM 디밍이 가능합니다.

Q: 방열판이 필요합니까?

A: 50mA 이상의 연속 동작, 특히 높은 주변 온도에서의 경우, 접합 온도를 125°C 미만으로 유지하고 광 출력 및 수명을 유지하기 위해 PCB의 열 패드를 통한 효과적인 방열이 필수적입니다.

11. 실용적인 설계 및 사용 사례

사례: CHMSL(센터 하이마운트 스톱 램프) 설계

설계자는 CHMSL 어레이에 15개의 LED가 필요합니다. 색상 일관성을 위해 BA 강도 빈(1800-2240 mcd) 및 3033 파장 빈(630-633 nm)의 LED를 선택합니다. 13.8V 차량 전기 시스템을 사용하고 LED당 50mA를 목표로 하여, 각각 5개의 LED로 구성된 3개의 병렬 스트링이 있는 회로를 설계합니다. 일반적인 VF 2.35V(5 * 2.35V = 11.75V)를 기반으로 각 스트링에 대한 직렬 저항을 계산합니다. 저항 값은 (13.8V - 11.75V) / 0.05A = 41 옴입니다. LED의 열 패드 아래에 솔리드 구리 영역이 있는 PCB를 설계하여 방열판 역할을 하도록 하여, 디레이팅 곡선에 따라 완전한 50mA 동작을 허용하도록 패드 온도를 80°C 미만으로 유지합니다.

12. 동작 원리 소개

이것은 알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AlInGaP) 반도체 기반 발광 다이오드입니다. 밴드갭 에너지를 초과하는 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 활성 영역에서 재결합하여 광자 형태로 에너지를 방출합니다. AlInGaP 층의 특정 구성은 방출되는 빛의 적색 파장(약 630 nm)에 해당하는 밴드갭 에너지를 결정합니다. PLCC 패키지의 에폭시 렌즈는 광 출력을 형성하여 120도 시야각을 달성합니다.

13. 기술 동향 및 발전

자동차 LED의 동향은 더 높은 효율(와트당 더 많은 루멘), 증가된 전력 밀도 및 더 큰 통합(예: 멀티칩 패키지, 통합 드라이버)을 향하고 있습니다. 또한 온도 및 수명에 걸친 향상된 색상 안정성을 위한 추진이 있습니다. 더 나아가, 적응형 주행 빔(ADB) 및 마이크로 프로젝션과 같은 애플리케이션에 필요한 더 높은 전력 수준을 처리하기 위해 세라믹 기판 또는 고급 몰딩 패키지와 같이 개선된 열 성능을 가진 새로운 패키지 형식이 등장하고 있습니다. AEC-Q102 및 특정 화학적 저항성(황, 습도)과 같은 표준 준수는 자동차 등급 구성 요소에 대한 중요한 차별화 요소로 계속되고 있습니다.