적색 LED 3.50x2.80x1.85mm PLCC4 - 순방향 전압 2.4V - 소비 전력 196mW - 파장 621nm - 기술 사양

1. 제품 개요

1.1 일반 설명

이 제품은 기판 위에 AlGaInP 에피택셜 층으로 제조된 고성능 적색 발광 다이오드(LED)입니다. 3.50mm × 2.80mm × 1.85mm 크기의 표준 PLCC-4 패키지에 수납되어 있습니다. 이 소자는 표면 실장 기술(SMT) 조립용으로 설계되었으며 자동차 등급 표준(AEC-Q101)에 부합하여 자동차 실내 조명 및 스위치와 같은 까다로운 응용 분야에 적합합니다. LED는 주파장이 약 621nm인 진한 적색을 방출하며 120°의 매우 넓은 시야각을 제공합니다.

1.2 특징

• PLCC-4 패키지 (3.50mm × 2.80mm × 1.85mm)
• 매우 넓은 시야각 (120°)
• 모든 SMT 조립 및 납땜 공정에 적합
• 테이프 및 릴 형태로 제공 (2000개/릴)
• 내습성 수준: 레벨 2 (IPC/JEDEC J-STD-020 기준)
• RoHS 및 REACH 지침 준수
• 자동차 등급 개별 반도체에 대한 AEC-Q101 스트레스 시험 인증 획득
• 정전기 방전 내성: 2000V (HBM), 수율 90% 이상

1.3 응용 분야

• 자동차 실내 조명 (돔 라이트, 독서등, 분위기 조명)
• 스위치 및 표시등

2. 기술 파라미터

2.1 전기 및 광학 특성 (Ts = 25°C, IF = 50mA에서 측정)

다음 표는 특별히 명시되지 않은 경우 50mA의 순방향 전류에서 측정된 주요 전기 및 광학 파라미터를 요약합니다:

순방향 전압은 ±0.1V의 허용 오차로 측정되며, 광도 허용 오차는 ±10%입니다. 색좌표(주파장) 허용 오차는 ±0.5nm입니다.

2.2 절대 최대 정격

소자는 아래 나열된 절대 최대 정격을 초과하여 작동해서는 안 됩니다. 이 한계를 초과하면 영구적인 손상이 발생할 수 있습니다.

2.3 순방향 전압, 광도 및 주파장의 빈 범위

일관된 성능을 보장하기 위해 LED는 50mA의 테스트 전류에서 다음 범주로 빈(bin) 분류됩니다:

• 순방향 전압 (V_F) 빈:C1 (2.0–2.1V), C2 (2.1–2.2V), D1 (2.2–2.3V), D2 (2.3–2.4V), E1 (2.4–2.5V), E2 (2.5–2.6V), F1 (2.6–2.7V), F2 (2.7–2.8V).
• 광도 (I_V) 빈:N1 (1800–2300mcd), N2 (2300–2800mcd), O1 (2800–3500mcd).
• 주파장 (λ_d) 빈:D2 (617.5–620nm), E1 (620–622.5nm), E2 (622.5–625nm).

2.4 열 특성

접합부에서 납땜점까지의 열 저항 (Rth J-S)은 최대 130°C/W입니다. 적절한 열 관리는 접합부 온도를 120°C 미만으로 유지하는 데 필수적입니다. 높은 온도에서는 순방향 전압이 감소하고 광도가 저하됩니다. 설계자는 최대 정격(70mA)에 가까운 전류에서 작동할 때 충분한 방열을 보장해야 합니다._{th J-S}) is a maximum of 130 °C/W. Proper thermal management is essential to keep the junction temperature below 120 °C. At elevated temperatures, the forward voltage decreases and luminous intensity drops. Designers must ensure adequate heat sinking, especially when operating at currents close to the maximum rating (70 mA).

3. 성능 곡선

일반적인 광학 및 전기 특성은 다음 그림에 나와 있습니다 (자세한 그래프는 데이터시트 참조):

• 순방향 전압 vs. 순방향 전류 (그림 1-7):순방향 전압은 전류에 따라 비선형적으로 증가하며, 0mA에서 약 2.20V에서 150mA(펄스 조건)에서 2.60V까지 상승합니다. 테스트 전류 50mA에서 VF는 일반적으로 2.4V입니다._Fis typically 2.4 V.
• 상대 광도 vs. 순방향 전류 (그림 1-8):상대 광도는 70mA까지 순방향 전류에 거의 선형적으로 증가합니다. 70mA에서 광도는 20mA보다 약 80% 더 높습니다.
• 납땜 온도 vs. 상대 광도 (그림 1-9):주변 또는 납땜점 온도가 20°C에서 120°C로 상승하면 상대 광도가 약 15% 감소합니다. 고온 작동 시 열 감소가 필요합니다.
• 납땜 온도 vs. 순방향 전류 (그림 1-10):최대 접합부 온도 초과를 방지하기 위해 납땜 온도가 상승함에 따라 순방향 전류를 감소시켜야 합니다. 100°C에서 최대 허용 전류는 약 40mA입니다.
• 순방향 전압 vs. 납땜 온도 (그림 1-11):순방향 전압은 온도에 대해 약 –2mV/°C의 비율로 선형적으로 감소합니다.
• 방사 패턴 (그림 1-12):이 소자는 120°의 넓은 반치각을 가진 람베르트 유사 방사 패턴을 나타내며 균일한 조명을 제공합니다.
• 순방향 전류 vs. 주파장 (그림 1-13):주파장은 전류가 증가함에 따라 약간 더 긴 파장(적색 편이)으로 이동합니다. 70mA에서 10mA 대비 약 +2nm 이동합니다.
• 스펙트럼 분포 (그림 1-14):방출 스펙트럼은 약 621nm에서 피크를 이루며 반치폭(FWHM)은 약 20nm입니다. 색상은 포화된 적색입니다.

4. 기계적 패키지

4.1 패키지 치수

LED는 3.50mm × 2.80mm × 1.85mm PLCC-4 패키지에 포장됩니다. 상면도는 상단에 투명 실리콘 렌즈가 있는 직사각형 모양을 보여줍니다. 하면도에서 캐소드와 애노드는 모따기된 모서리(캐소드)와 키잉 마크로 표시됩니다. 모든 치수는 밀리미터 단위이며 달리 명시되지 않는 한 ±0.2mm의 공차가 있습니다.

4.2 납땜 패턴 (권장 랜드 패턴)

PCB 설계를 위한 권장 랜드 패턴은 적절한 솔더 조인트 형성과 방열을 보장하기 위해 제공됩니다. 패턴은 4.60mm 피치로 배치된 두 개의 직사각형 패드(2.40mm × 1.60mm)로 구성됩니다. 열 성능을 개선하려면 총 구리 면적을 최대화해야 합니다.

4.3 극성 식별

캐소드는 하면도에서 패키지 본체의 작은 노치 또는 모따기로 표시됩니다. 핀 구성은 한쪽에 핀 1(애노드)과 핀 2(캐소드), 반대쪽에 핀 3(애노드)과 핀 4(캐소드)입니다. 정확한 방향은 데이터시트를 참조하십시오.

5. 조립 및 납땜

5.1 리플로우 납땜 프로파일

LED는 다음 프로파일(JEDEC J-STD-020 기준)에 따라 리플로우 납땜을 견디도록 설계되었습니다:

리플로우 납땜은 2회 이상 수행해서는 안 됩니다. 두 납땜 주기 사이의 간격이 24시간을 초과하는 경우 LED를 베이킹(60°C, 24시간)하여 습기 손상을 방지해야 합니다.

5.2 수동 납땜

수동 납땜이 필요한 경우 온도가 300°C 미만이고 접촉 시간이 3초 미만인 납땜 인두를 사용하십시오. 수동 납땜은 한 번만 허용됩니다.

5.3 취급 및 공정 주의 사항

• 실리콘 렌즈에 과도한 압력을 가하지 마십시오. 실리콘 캡슐화 LED용으로 설계된 적절한 픽 앤 플레이스 노즐을 사용하십시오.
• 휘거나 평탄하지 않은 PCB 부분에 LED를 장착하지 마십시오.
• 납땜 후 보드가 점진적으로 냉각되도록 하십시오. 공기나 액체로 강제 냉각하지 마십시오.
• 납땜 후 PCB를 구부리거나 비틀지 마십시오.
• 권장 세척 용제(이소프로필 알코올)만 사용하십시오. 초음파 세척은 LED를 손상시킬 수 있으므로 권장하지 않습니다.

6. 포장 및 보관

6.1 포장 사양

LED는 다음 세부 사항으로 테이프 및 릴 포장으로 공급됩니다:

• 수량: 릴당 2000개.
• 캐리어 테이프: 8mm 폭, 포켓 피치 4.0mm, 커버 테이프 포함.
• 릴: 330mm 직경, 100mm 허브 직경, 13mm 스핀들 구멍.

6.2 라벨 정보

각 릴에는 부품 번호, 사양 번호, 로트 번호, 빈 코드(VF, IV, 파장), 수량 및 날짜 코드가 포함된 라벨이 부착됩니다.

6.3 방습 백 및 보관 조건

LED는 건조제와 함께 방습 백(MBB)에 밀봉됩니다. 보관 조건:

7. 신뢰성 시험

7.1 시험 항목 및 조건

LED는 나열된 표준에 따라 다음 신뢰성 시험을 거쳤습니다. 각 시험은 20개 샘플에 대해 수행되었으며 합격 기준은 0개 불량(0/1)입니다.

7.2 불량 기준

소자는 시험 후 다음 한계를 초과하는 경우 불량으로 간주됩니다:

• 50mA에서 순방향 전압: > 1.1 × 상한 사양(U.S.L.)
• 5V에서 역방향 전류: > 2.0 × U.S.L.
• 50mA에서 광속:<< 0.7 × 하한 사양(L.S.L.)

8. 응용 설계 고려 사항

최적의 성능과 신뢰성을 달성하려면 다음 설계 지침을 따라야 합니다:

• 전류 제한:순방향 전류를 70mA 이하로 제한하기 위해 직렬 저항이 필수입니다. 급격한 IV 곡선으로 인해 공급 전압의 작은 변화도 큰 전류 변동을 일으킬 수 있습니다.
• 역방향 전압 보호:LED의 최대 역방향 전압은 5V에 불과합니다. 회로가 작동 중 또는 스위칭 과도 상태에서 역방향 바이어스를 인가하지 않도록 하십시오.
• 열 관리:50mA에서 소비 전력은 약 120mW(일반 VF 2.4V)입니다. 열 저항이 130°C/W이면 접합부 온도 상승은 납땜점보다 15.6°C 높습니다. 높은 주변 온도에서는 그에 따라 전류를 감소시키십시오._F.4 V). With a thermal resistance of 130 °C/W, the junction temperature rise is 15.6 °C above the solder point. For high ambient temperatures, derate the current accordingly.
• ESD 보호:LED가 2000V HBM을 견딜 수 있지만 시스템이 정전기 방전에 취약한 경우 회로에 ESD 보호 소자(예: 제너 다이오드)를 사용하는 것이 좋습니다.
• 화학적 호환성:실리콘 캡슐화를 공격할 수 있는 황, 브롬, 염소 또는 휘발성 유기 화합물(VOC)을 포함하는 재료를 사용하지 마십시오. 환경 내 황 농도는 100ppm을 초과하지 않아야 하며, 할로겐(Br, Cl)은 각각 900ppm 미만, 총합 1500ppm 미만이어야 합니다.
• 세척:납땜 후 세척이 필요한 경우 이소프로필 알코올을 사용하십시오. 초음파 세척은 와이어 본드 손상을 일으킬 수 있으므로 사용하지 마십시오.

9. 비교 우위

유사한 패키지 크기의 표준 적색 LED와 비교하여 이 소자는 몇 가지 뚜렷한 장점을 제공합니다:

• 넓은 시야각:120° (일반 60°~90° 대비)로 균일한 실내 조명에 이상적입니다.
• 높은 밝기:50mA에서 최대 3500mcd로 주간에도 보이는 응용 분야에 사용 가능합니다.
• 자동차 인증:AEC-Q101 준수는 가혹한 자동차 조건(극한 온도, 진동, 고습)에서의 견고성을 보장합니다.
• 낮은 열 저항:130°C/W는 플라스틱 패키지에 대해 경쟁력이 있으며 적절한 방열로 더 높은 전류 작동이 가능합니다.
• 좁은 파장 공차:2.5nm 빈으로 분류되어 스위치 표시등의 색상 일관성을 보장합니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

1. Q: 최대 연속 순방향 전류는 얼마입니까?A: 절대 최대값은 70mA입니다. 장기적인 신뢰성을 위해 고온 환경에서는 60mA 미만으로 유지하는 것이 좋습니다.
2. Q: 저항 없이 LED를 구동할 수 있습니까?A: 아니요. 전류 제한 저항은 열 폭주를 방지하는 데 필수적입니다. VF가 온도에 따라 변하기 때문에 정전압 소스도 권장되지 않습니다._Fvaries with temperature.
3. Q: 사용하지 않는 LED는 어떻게 보관해야 합니까?A: 개봉하지 않은 방습 백에 30°C 이하, 75% RH 이하로 보관하십시오. 개봉 후 24시간 이내에 사용하거나 조립 전에 베이킹하십시오.
4. Q: 주파장과 피크 파장의 차이는 무엇입니까?A: 주파장은 사람이 인지하는 색상입니다(적색 LED의 경우 일반적으로 피크와 가깝습니다). 주파장은 CIE 표준에 따라 측정됩니다. 이 제품의 경우 617.5~625nm 범위입니다.
5. Q: 이 LED를 실외 자동차 조명에 사용할 수 있습니까?A: 이 소자는 실내 응용 분야용으로 지정되었습니다. 실외 사용(예: 후미등)의 경우 추가 환경 시험(자외선, 물 침투)이 필요할 수 있습니다.
6. Q: 실리콘 렌즈가 왜 부드럽습니까?A: 실리콘은 우수한 광 투과율과 고온 안정성 때문에 선택되었습니다. 그러나 에폭시보다 부드럽습니다. 날카로운 물체로 렌즈를 만지지 마십시오.

11. 실제 응용 사례

사례 1: 자동차 돔 라이트

단일 LED로 돔 라이트의 기존 백열 전구를 대체할 수 있습니다. 50mA 구동 시 LED는 약 2.9cd를 제공하여 소형 자동차 실내를 비추기에 충분합니다. 넓은 시야각은 균일한 광 분포를 보장합니다. 18Ω 저항(12V 공급 시)은 일반 VF 2.4V를 기준으로 전류를 약 50mA로 제한합니다. LED는 방열을 위해 알루미늄 코어 PCB(MCPCB)에 장착할 수 있습니다._Fof 2.4 V. The LED can be mounted on an aluminum-core PCB (MCPCB) for heat sinking.

사례 2: 스위치 백라이트

푸시 버튼 스위치의 경우 LED를 반투명 버튼 뒤에 배치할 수 있습니다. 더 낮은 구동 전류(20mA)에서 광도(약 1.5cd)는 주변 표시에 충분합니다. 이는 전력 소비와 발열을 줄입니다. 소형 PLCC-4 패키지는 표준 FR4 PCB에 잘 맞습니다.

12. 작동 원리

LED는 AlGaInP(알루미늄 갈륨 인듐 인화물) 재료 시스템을 기반으로 하는 반도체 광원입니다. p-n 접합에 순방향 바이어스가 인가되면 n측의 전자가 활성 영역에서 p측의 정공과 재결합합니다. 이 재결합은 AlGaInP 화합물의 밴드갭 에너지에 의해 결정된 파장의 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 조성을 신중하게 제어함으로써 방출은 스펙트럼의 적색 부분(약 621nm)으로 조정됩니다. PLCC-4 패키지는 투명 실리콘 렌즈를 사용하여 광 추출을 향상시키고 넓은 방사 패턴을 제공합니다.

13. 개발 동향

자동차 실내 조명의 추세는 더 높은 효율, 더 작은 패키지, 더 나은 색상 일관성을 향해 나아가고 있습니다. 향후 개발에는 다음이 포함될 수 있습니다:

- RGB 또는 조정 가능한 백색 솔루션을 위한 단일 패키지에 다중 LED 통합.

- 고급 패키지 설계(예: 금속 리드프레임 또는 세라믹 기판 사용)를 통한 열 저항 개선.

- 주간 가시 디스플레이를 지원하는 더 높은 밝기 수준.

- 적응형 조명 시스템에서 요구하는 더 엄격한 빈 공차.

- 분위기 제어를 위한 인간 중심 조명(HCL)에서 LED 사용 증가.

이 제품은 AEC-Q101 인증과 광각 방출로 차세대 자동차 실내 조명에 적합합니다.