RF-OMRB14TS-AK 적색 LED PLCC2 - 크기 2.2x1.4x1.3mm - 전압 1.8V - 전력 72mW - 자동차 등급

1. 제품 개요

RF-OMRB14TS-AK는 PLCC-2 패키지의 고성능 적색 표면 실장형 LED로, 까다로운 자동차 내부 조명 애플리케이션용으로 설계되었습니다. 이 부품은 기판 위에 첨단 AlGaInP 에피택셜 기술을 사용하여 주 파장이 약 615nm인 풍부한 적색 발광을 제공합니다. 패키지 크기는 2.2mm × 1.4mm × 1.3mm(길이 × 너비 × 높이)로 소형 PCB 설계에 적합합니다. 이 LED는 120도의 매우 넓은 시야각을 제공하여 균일한 광 분포를 보장합니다. 자동차 등급 개별 반도체에 대한 AEC-Q101 스트레스 테스트 표준에 따라 인증되어 혹독한 조건에서도 신뢰성을 보장합니다. 흡습 감도 수준은 Class 2이며, 장치는 RoHS 및 REACH를 완전히 준수합니다.

2. 기술 파라미터 해석

2.1 전기적 특성

순방향 전압(V_F)은 20mA 시험 전류에서 최소 1.8V, 일반적인 값 2.0V, 최대 2.4V입니다. 이 비교적 낮은 순방향 전압은 AlGaInP 적색 LED의 특징입니다. 역방향 전압 5V에서의 역방향 전류(I_R)는 10µA 미만으로 우수한 정류 특성을 나타냅니다. 허용 최대 순방향 전류는 DC 30mA이며, 1/10 듀티 사이클 및 10ms 펄스 폭에서 피크 순방향 전류는 100mA입니다. 총 소비 전력은 72mW로 제한되며, 열 손상을 방지하기 위해 이를 준수해야 합니다.

2.2 광학적 특성

20mA에서 일반적인 광도(I_V)는 800mcd이며, L2 빈 기준 최소 800mcd, 최대 1200mcd입니다. 주 파장(λ_D)은 612.5nm에서 620nm 범위이며, 일반적인 값은 615nm로, 심적색 영역에 해당합니다. 시야각(2θ_1/2)은 120도로, 실내 주변 조명에 적합한 넓은 방사 패턴을 제공합니다.

2.3 열적 특성

접합부에서 솔더 포인트까지의 열 저항(R_thJ-S)은 300 °C/W (최대)로 명시됩니다. 이 매개변수는 열 관리에 중요합니다. 접합부 온도(T_J)는 120 °C를 초과해서는 안 되며, 작동 온도 범위는 -40 °C에서 +100 °C입니다. LED를 안전 한계 내에서 유지하려면 적절한 방열이 필수적입니다.

3. 빈(Binning) 시스템 설명

3.1 순방향 전압 빈(Bins)

순방향 전압은 6개 그룹으로 비닝됩니다: B1 (1.8–1.9 V), B2 (1.9–2.0 V), C1 (2.0–2.1 V), C2 (2.1–2.2 V), D1 (2.2–2.3 V), D2 (2.3–2.4 V). 이를 통해 고객은 V_F 병렬 스트링 설계용.

3.2 광도 빈(Bins)

두 개의 광도 빈이 정의됩니다: L1 (800–1000 mcd) 및 L2 (1000–1200 mcd). 명시된 대표값(800 mcd)은 L1의 하한에 해당하지만, 생산 시 주문에 따라 두 빈 중 하나로 출하될 수 있습니다.

3.3 파장 빈(Bins)

주 파장은 세 개의 빈으로 나뉩니다: C2 (612.5–615.0 nm), D1 (615.0–617.5 nm), D2 (617.5–620.0 nm). 615 nm의 대표 파장은 D1 빈에 속합니다. 엄격한 빈 분류는 다중 LED 모듈에서 색상 일관성을 보장합니다.

4. 성능 곡선 분석

4.1 순방향 전압 대 순방향 전류

그림 1-6은 거의 선형적인 관계를 보여줍니다: 순방향 전류가 0mA에서 30mA로 증가함에 따라 순방향 전압은 약 1.7V에서 2.3V로 상승합니다. 이는 AlGaInP LED의 일반적인 특성이며, 설계자는 정전압 구동 시 V 변동을 반드시 고려해야 합니다._F (해당 없음)

4.2 상대 강도 대 순방향 전류

그림 1-7은 상대 광도가 전류에 따라 증가함을 보여줍니다. 20mA에서 광도는 정규화됩니다. 전류를 40mA로 두 배로 늘리면 출력도 대략 두 배가 됩니다(단, 절대 최대 전류는 30mA DC입니다).

4.3 온도 의존성

그림 1-8은 솔더 온도(T)가 상승함에 따라 상대 광속이 감소함을 보여줍니다._S100°C에서 출력은 25°C 값의 약 70%까지 떨어질 수 있습니다. 그림 1-9는 접합 온도 한계인 120°C를 초과하지 않도록 55°C 이상에서 최대 허용 순방향 전류를 감소시켜야 함을 나타냅니다. 그림 1-10은 순방향 전압이 온도에 따라 약 -2mV/°C의 비율로 감소함을 확인시켜 줍니다.

4.4 방사선 다이어그램

그림 1-11은 광축으로부터 반각 ±60°의 Lambertian 유사 방사 패턴을 보여줍니다. 상대 강도는 ±60°까지 50% 이상 유지되어 넓은 시야각 특성을 확인해 줍니다.

4.5 파장 대 전류

그림 1-12는 전류 증가에 따른 주 파장의 약간의 적색 편이(red-shift)를 나타냅니다: 5 mA에서 약 614 nm에서 30 mA에서 618 nm로 변화합니다. 그 영향은 미미하지만 정밀한 색상 매칭이 필요한 경우 고려해야 합니다.

4.6 스펙트럼 분포

그림 1-13은 정규화된 스펙트럼 출력 분포를 제공합니다. 방출 피크는 약 630 nm 근처에 있으며 반치전폭(FWHM)은 약 20 nm입니다. 2차 피크는 존재하지 않아 우수한 색 순도를 확인해 줍니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

5.1 패키지 치수

상면 치수는 2.2mm × 1.4mm, 높이는 1.3mm입니다. 양극(Anode)은 패키지의 점(dot)으로 표시됩니다(그림 1-4). 권장 솔더링 패드 레이아웃(그림 1-5)은 0.8mm × 1.2mm 크기의 직사각형 패드 2개를 1.4mm 간격으로 배치합니다. 별도 명시가 없는 한 모든 공차는 ±0.20mm입니다.

5.2 캐리어 테이프 및 릴

LED는 8mm 캐리어 테이프에 포장되며, 릴당 3000개가 포함됩니다. 주요 테이프 치수: 포켓 피치 P0 = 4.0mm, 부품 피치 P1 = 4.0mm, 스프로킷 홀 피치 P2 = 2.0mm, 테이프 폭 W = 8.0mm입니다. 릴 외경은 178mm, 허브 직경은 60mm입니다.

5.3 라벨 및 방습 배리어

각 릴에는 부품 번호, 사양 번호, 로트 번호, 빈 코드(VF 빈, 광도 빈, 파장 빈), 수량 및 데이트 코드가 표시된 라벨이 부착됩니다. 릴은 건조제와 습도 지시 카드가 포함된 방습 백에 진공 밀봉되어 MSL-2 요구 사항을 충족합니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드

6.1 리플로우 납땜 프로파일

권장 리플로우 프로파일은 JEDEC J-STD-020을 따릅니다. 주요 매개변수: 승온 속도 ≤ 3 °C/s, 150 °C에서 200 °C까지 60~120초 동안 예열, 217 °C(T_L) 이상 유지 시간 60~150초, 최고 온도(T_P)는 T_P에서 5 °C 이내에서 최대 10초 동안 260 °C이며, 냉각 속도 ≤ 6 °C/s입니다. 리플로우 사이클은 2회만 허용됩니다. 두 솔더링 단계 사이의 시간이 24시간을 초과하면 LED가 손상될 수 있습니다.

6.2 수동 납땜 및 수리

수동 솔더링이 필요한 경우, 인두 팁 온도를 300 °C 미만으로 사용하고 접촉 시간을 3초 이내로 유지하며, 재작업은 1회만 허용됩니다. 수리 시에는 양면 인두를 권장하며, 인두가 실리콘 렌즈에 닿지 않도록 주의하십시오.

6.3 보관 조건

밀봉 백을 개봉하기 전에는 30 °C 이하, 상대습도 75% 이하에서 밀봉일로부터 최대 1년까지 보관하십시오. 개봉 후에는 LED를 30 °C 이하, 상대습도 60% 이하에서 24시간 이내에 사용해야 합니다. 습도 지시 카드에 과도한 습기가 표시되거나 보관 시간이 초과된 경우, 사용 전에 부품을 60±5 °C에서 최소 24시간 동안 베이킹하십시오.

7. 포장 및 주문 정보

표준 포장 수량은 릴당 3000개입니다. 각 릴은 라벨이 부착된 방습 백에 넣어 포장됩니다. 라벨에는 부품 번호(예: RF-OMRB14TS-AK), 사양 번호, 로트 번호, 빈 코드(VF, IV, WLD), 수량 및 날짜가 포함됩니다. 최종 출하용 카톤에는 여러 개의 릴이 들어 있습니다. 정밀한 매칭이 필요한 경우 주문 코드는 특정 빈 요구 사항을 참조해야 합니다. 특정 V_F, intensity, and wavelength bins의 가용성에 대해서는 공장에 문의하는 것이 좋습니다.

8. 애플리케이션 권장 사항

8.1 일반적인 애플리케이션

주요 응용 분야는 자동차 내부 조명으로, 대시보드 백라이트, 앰비언트 라이트 스트립, 돔 라이트 및 표시등이 포함됩니다. 넓은 시야각은 균일한 패널 조명에 유리합니다. AEC-Q101 인증은 차량 수명 동안의 신뢰성을 보장합니다.

8.2 설계 고려 사항

• 전류 경감(Derating): 항상 30mA DC 이하로 작동하며, 주변 온도가 55°C 이상일 경우 그림 1-9에 따라 경감하십시오.
• 열 관리(Thermal Management): 최대 광 출력 안정성을 위해 솔더 포인트 온도를 85°C 미만으로 유지하도록 충분한 구리 패드와 서멀 비아를 사용하십시오.
• ESD 보호: LED는 HBM ESD 내전압 2000V를 보유하고 있습니다. 그러나 취급 및 조립 중에는 ESD 보호를 권장합니다. 접지된 작업대와 정전기 방지 포장을 사용하십시오.
• 회로 설계: 열 폭주를 방지하려면 LED당 전류 제한 저항 또는 정전류 드라이버를 사용하십시오. 서로 다른 V_F bin을 가진 LED를 병렬로 연결하면 전류 분포가 불균일해질 수 있습니다.
• 광학 설계: 램버시안 유사 방사 패턴은 라이트 가이드나 디퓨저에 쉽게 통합될 수 있도록 합니다. 120° 시야각은 넓은 영역을 커버합니다.
• 황 및 할로겐 제어: 접합 재료의 황 함량은 100ppm 미만으로 유지해야 합니다. 외부 재료의 브롬 및 염소 함량은 각각 900ppm 미만, 총합 1500ppm 미만이어야 하며, 이는 은도금 리드프레임의 부식을 방지하기 위함입니다.

9. 기술 비교

GaAsP 또는 GaP 기술을 사용하는 기존의 적색 LED와 비교하여, AlGaInP 기반의 RF-OMRB14TS-AK는 더 높은 광효율(20mA에서 최대 40lm/W)과 더 나은 온도 안정성을 제공합니다. PLCC-2 패키지는 기존 스루홀 부품보다 작은 면적을 차지하며 자동 SMT 조립과 호환됩니다. 120°의 시야각은 많은 경쟁 적색 LED(종종 110° 이하)보다 넓어 균일한 조명을 위한 설계 유연성을 높여줍니다. AEC-Q101 인증은 일반 소비자용 LED와 차별화되어 안전이 중요한 자동차 애플리케이션에 적합합니다.

10. 자주 묻는 질문

Q: 이 LED를 30mA로 연속 구동할 수 있나요?
A: 네, 절대 최대 순방향 전류는 DC 30mA이지만 접합 온도가 120°C 미만으로 유지되도록 해야 합니다. 최대 정격 전력 72mW(30mA × 2.4V)에서 온도 상승은 납땜점 기준 72mW × 300°C/W = 21.6°C입니다. 납땜점이 85°C라면 접합 온도는 106.6°C로 안전합니다. 그러나 더 높은 주변 온도에서는 디레이팅이 필요할 수 있습니다.

Q: 20mA에서의 일반적인 순방향 전압은 얼마인가요?
A: 일반적인 순방향 전압은 2.0V이지만, 빈(bin)에 따라 1.8V에서 2.4V까지 변동될 수 있습니다. 이 편차를 수용할 수 있도록 회로를 설계하십시오.

Q: 이 LED를 자동차 외부 조명에 사용할 수 있나요?
A: 데이터시트에는 자동차 내부용으로만 승인되었다고 명시되어 있습니다. 외부 적용 시 추가 인증(예: AEC-Q102)이 필요할 수 있습니다. 그러나 칩 자체는 습기와 열 스트레스로부터 적절히 보호된다면 사용 가능할 수 있습니다.

Q: 납땜 후 PCB를 어떻게 세척해야 하나요?
A: 이소프로필 알코올을 사용하세요. 초음파 세척은 LED를 손상시킬 수 있으므로 피하십시오. 다른 용제를 사용하는 경우 실리콘 봉지재와의 호환성을 확인하십시오.

11. 실제 사용 사례 연구

11.1 대시보드 앰비언트 라이팅 모듈

1차 자동차 부품 공급업체가 10 mm 간격으로 배치된 12개의 RF-OMRB14TS-AK LED를 사용하여 대시보드 앰비언트 스트립용 선형 라이트 가이드를 설계했습니다. 각 LED는 15 mA로 구동되어 세그먼트당 400 mcd를 달성했습니다. 넓은 120° 시야각은 핫스팟 없이 가이드를 따라 균일한 밝기를 보장했습니다. 이 모듈은 85 °C/85% RH 조건에서 1000시간 수명 테스트를 통과했으며, 광속 감소율은 10% 미만이었습니다.

11.2 센터 콘솔 백라이트

센터 콘솔 디자인에서 LED는 정전식 터치 버튼의 직접 백라이트로 사용되었습니다. 확산 필름은 LED 위 3mm 위치에 배치되었습니다. 그 결과 20mA에서 500cd/m²를 초과하는 휘도가 달성되었습니다. LED당 800mcd의 높은 광속 밀도 덕분에 이전 세대 LED에 비해 더 적은 부품을 사용할 수 있어 비용이 절감되었습니다.

12. 원리 설명

RF-OMRB14TS-AK는 활성층 재료로 AlGaInP(알루미늄 갈륨 인듐 인화물)를 사용합니다. 순방향 바이어스가 인가되면 양자 우물 영역에서 전자와 정공이 재결합하여 스펙트럼의 적색 부분에 해당하는 에너지를 가진 광자를 방출합니다. AlGaInP의 밴드갭은 알루미늄과 인듐 조성을 조정하여 튜닝할 수 있으며, 약 615nm의 적색 발광을 위해 내부 양자 효율이 높도록 조성이 최적화됩니다. 기판(아마 GaAs 또는 GaP)은 방출된 빛에 대해 투명하여 바닥에서도 광 추출이 가능합니다. PLCC-2 패키지는 투명 실리콘 봉지재를 사용하여 칩을 보호하고 렌즈 역할을 합니다. 캐소드와 애노드는 은도금 리드프레임을 통해 연결됩니다.

13. 개발 동향

The automotive LED market is moving toward higher efficiency and smaller packages. Future iterations of this product family may offer even higher luminous efficacy (e.g., >50 lm/W) through improved epitaxial design and better current spreading. Additionally, integration of ESD protection diodes in the package could simplify board-level design. The trend towards miniLED and microLED backlighting may eventually reach automotive interior, but PLCC-2 packages remain cost-effective for large-volume ambient lighting. Compliance with future automotive reliability standards (e.g., AEC-Q102 for photobiological safety) will be necessary.