LED PLCC4 적색 3.5x2.8x1.85mm 1.8-2.4V 0.168W 사양 데이터시트 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

RF-RSRA30TS-CD-G는 PLCC4 패키지의 고성능 적색 LED로, 까다로운 자동차 조명 응용 분야를 위해 설계되었습니다. 3.50mm x 2.80mm x 1.85mm 크기의 이 SMD 부품은 뛰어난 밝기와 신뢰성을 제공합니다. 이 장치는 기판 위에 AlGaInP(알루미늄 갈륨 인듐 인화물) 에피택셜 기술을 사용하여 627.5nm~637.5nm의 주 파장 범위에서 효율적인 광 방출을 보장합니다. 주요 장점으로는 120°의 매우 넓은 시야각, 자동차 등급 개별 반도체에 대한 AEC-Q101 스트레스 테스트 인증 준수, 습기 민감도 레벨 2가 있습니다. 이 LED는 ROHS 및 REACH를 준수하여 글로벌 시장에 적합합니다.

대상 응용 분야는 대시보드 표시등, 실내 분위기 조명, 브레이크등, 방향 지시등과 같은 자동차 내부 및 외부 조명 시스템을 포함합니다. 견고한 패키지는 모든 표준 SMT 조립 및 리플로 솔더링 공정을 지원하며, 자동 생산을 위해 테이프 및 릴 형태로 제공됩니다.

2. 기술 매개변수 해석

2.1 전기적 특성 (Ts=25°C)

50mA 테스트 전류에서 순방향 전압(VF)은 최소 1.8V, 일반 2.2V, 최대 2.4V로 지정됩니다. 이 비교적 낮은 순방향 전압은 적절한 전류 제한 저항과 함께 사용할 경우 자동차 12V 시스템에서 효율적인 전력 사용을 가능하게 합니다. VR=5V에서 역전류(IR)는 10µA 미만으로, 우수한 접합 무결성을 나타냅니다. 절대 최대 정격은 최대 순방향 전류 70mA DC, 피크 순방향 전류 100mA(1/10 듀티 사이클, 10ms 펄스 폭)를 나타내어 펄스 작동을 위한 여유를 제공합니다. 전력 손실은 168mW로 제한되며, 접합 온도는 120°C를 초과해서는 안 됩니다.

2.2 광학적 특성 (IF=50mA)

광도(IV)는 1200mcd(최소) ~ 2800mcd(최대), 일반값 1800mcd 범위입니다. 이 높은 밝기는 직사광선에서도 가시성을 보장합니다. 주 파장(Wd)은 627.5nm~637.5nm로 엄격하게 비닝되어 배치 간 색상 일관성을 보장합니다. 시야각(2θ1/2)은 일반적으로 120°로, 간판 및 분위기 조명에 적합한 넓은 조명 범위를 제공합니다. 열 저항(RTHJ-S)은 최대 150°C/W로 정격되어 열 관리 설계 시 고려해야 합니다.

2.3 절대 최대 정격

작동 온도 범위는 -40°C ~ +100°C, 보관 온도 범위도 -40°C ~ +100°C입니다. 정전기 방전(ESD) 내성은 2000V(HBM)이며, 이 레벨에서 수율 90% 이상이지만, 취급 시 ESD 보호를 권장합니다. 이 장치는 자동차 개별 반도체에 대한 AEC-Q101 지침에 따라 인증되었습니다.

3. 비닝 시스템

제품은 순방향 전압, 광도 및 주 파장에 대해 비닝되어 엄격한 성능 일관성을 보장합니다.

3.1 순방향 전압 비닝 (IF=50mA)

6개의 빈이 정의됩니다: B1(1.8-1.9V), B2(1.9-2.0V), C1(2.0-2.1V), C2(2.1-2.2V), D1(2.2-2.3V), D2(2.3-2.4V). 이 세분화된 단계를 통해 고객은 자체 드라이버 회로 설계에 맞는 장치를 선택할 수 있습니다.

3.2 광도 비닝 (IF=50mA)

4개의 빈: M1(1200-1500mcd), M2(1500-1800mcd), N1(1800-2300mcd), N2(2300-2800mcd). 더 높은 빈은 더 밝은 출력을 제공하여 설계 유연성을 높입니다.

3.3 주 파장 비닝 (IF=50mA)

4개의 빈: F2(627.5-630nm), G1(630-632.5nm), G2(632.5-635nm), H1(635-637.5nm). 엄격한 파장 제어는 다중 LED 어레이에서 균일한 색상 외관을 보장합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 설계 지침을 위해 Ts=25°C(특별 명시 제외)에서 몇 가지 일반적인 곡선을 제공합니다.

• 순방향 전압 대 순방향 전류 (그림 1-7):곡선은 LED의 특성인 비선형 관계를 보여줍니다. 1.8V에서 전류는 거의 0입니다. 2.2V에서 전류는 약 50mA에 도달합니다. 2.4V에서 전류는 70mA를 초과합니다. 설계자는 전류 제한 저항 또는 정전류 드라이버를 사용해야 합니다.
• 순방향 전류 대 상대 강도 (그림 1-8):상대 강도는 0~70mA의 순방향 전류에 따라 거의 선형적으로 증가하며, 50mA 기준 대비 70mA에서 약 120%에 도달합니다. 이는 PWM을 통한 디밍을 가능하게 합니다.
• 솔더 온도 대 상대 강도 (그림 1-9):솔더 포인트 온도(Ts)가 20°C에서 120°C로 상승함에 따라 상대 광속은 120°C에서 약 80%로 감소합니다. 광 출력을 유지하려면 열 관리가 중요합니다.
• 솔더 온도 대 순방향 전류 (그림 1-10):허용 최대 순방향 전류는 주변 온도가 증가함에 따라 감소해야 합니다. Ts=100°C에서 권장 최대 전류는 약 40mA입니다(25°C에서 70mA 대비).
• 순방향 전압 대 솔더 온도 (그림 1-11):순방향 전압은 온도가 증가함에 따라 약 -2mV/°C의 비율로 감소하여 정전압 설계에서 열 폭주를 방지하는 데 도움이 되지만 정전류 회로에서는 고려해야 합니다.
• 방사 다이어그램 (그림 1-12):각도별 강도 분포는 반각 ±60°의 거의 람베르트 분포로, 120° 시야각을 확인합니다. 상대 강도는 ±60°에서 50%로 떨어집니다.
• 순방향 전류 대 주 파장 (그림 1-13):전류가 0에서 70mA로 증가함에 따라 주 파장은 약 2nm 정도 더 긴 파장(적색 이동)으로 약간 이동합니다. 이 효과는 테스트 조건 부근의 전류에서 미미합니다(<1nm).
• 스펙트럼 분포 (그림 1-14):스펙트럼 전력 분포는 약 630nm에서 최대치를 가지며, AlGaInP 적색 LED의 특성인 약 20nm의 좁은 FWHM(반치전폭)을 나타냅니다.

5. 기계적 정보 및 패키징 정보

5.1 패키지 치수

LED 크기는 3.50mm x 2.80mm x 1.85mm(길이 x 너비 x 높이)입니다. 상단 뷰에 극성 표시가 있습니다. 하단 뷰는 4개의 단자를 보여줍니다: 핀 1(애노드), 핀 2(캐소드), 그리고 두 개의 추가 리드(핀 3과 4는 연결되지 않거나 기계적 지지 역할을 할 수 있음). 권장 솔더링 패턴(풋프린트) 치수는 각 패드에 대해 2.60mm(너비) x 1.60mm(높이), 전체 너비 4.60mm로 제공됩니다. 특별 명시 제외, 모든 치수 공차는 ±0.2mm입니다.

5.2 캐리어 테이프 및 릴 사양

LED는 피치 4.00mm, 너비 8.0mm, 포켓 치수 3.50mm x 3.50mm의 캐리어 테이프로 공급됩니다. 각 릴에는 2000개가 들어 있습니다. 릴 직경은 330mm ±1mm, 허브 직경 100mm ±1mm, 너비 13.0mm±0.5mm입니다. 릴 라벨에는 부품 번호, 로트 번호, 빈 코드, 수량이 표시됩니다.

5.3 내습성 포장

LED는 개봉 전 습도 수준을 유지하기 위해 건조제와 습도 표시 카드가 포함된 방습 백에 포장됩니다. 보관 조건: 개봉 전, 최대 1년 동안 ≤30°C 및 ≤75%RH에서 보관; 개봉 후, ≤30°C 및 ≤60%RH에서 24시간 이내에 사용. 24시간 이내에 사용하지 않을 경우, 60±5°C에서 >24시간 동안 베이킹.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 리플로 솔더링 프로파일

권장 리플로 프로파일은 JEDEC 표준을 기반으로 합니다. 주요 매개변수: 150°C~200°C로 60-120초 동안 예열; 상승 속도 ≤3°C/s; 217°C(TL) 이상 시간은 60초를 초과하지 않아야 함; 피크 온도(TP) 260°C, 피크 5°C 이내 최대 시간 10초; 냉각 속도 ≤6°C/s. 25°C에서 피크까지 총 시간은 ≤8분. 리플로 솔더링은 두 번 이상 수행해서는 안 됩니다. 솔더링 사이클 간 24시간 이상 경과하면 습기 흡수로 인해 LED가 손상될 수 있습니다.

6.2 수동 솔더링 및 수리

수동 솔더링이 필요한 경우, ≤300°C의 인두를 사용하여 3초 미만, 한 번만 사용하십시오. 리플로 후 수리는 권장되지 않습니다. 불가피한 경우, 이중 헤드 인두를 사용하고 LED 특성에 손상이 없는지 확인하십시오.

6.3 취급 주의사항

LED 봉지재는 실리콘으로 부드럽습니다. 픽앤플레이스 또는 취급 중 렌즈 표면에 과도한 압력을 가하지 마십시오. 휘어진 PCB에 장착하지 마십시오. 솔더링 후 냉각 중 기계적 응력이나 진동을 가하지 마십시오. 급속 냉각은 권장되지 않습니다. 결합 재료의 황 함량은 100PPM을 초과하지 않아야 하며, 브롬과 염소는 각각 <900PPM, 총 <1500PPM을 초과하지 않아야 합니다. 고정 장치 재료의 휘발성 유기 화합물(VOC)은 실리콘을 변색시킬 수 있으므로 호환되는 접착제를 사용하십시오.

7. 포장 및 주문 정보

표준 포장: 릴당 2000개 LED. 릴은 라벨이 부착된 방습 백에 넣은 후 판지 상자에 포장됩니다. 라벨에는 부품 번호, 사양 번호, 로트 번호, 빈 코드(광속, 색도, 순방향 전압, 파장), 수량 및 날짜가 포함됩니다. 주문 시 전체 부품 번호 RF-RSRA30TS-CD-G가 사용됩니다. 맞춤형 빈 선택은 요청 시 가능할 수 있습니다.

8. 응용 권장 사항

이 적색 LED는 자동차 내부 및 외부 조명에 이상적입니다. 내부 응용 분야(예: 대시보드 표시등, 분위기 조명)에서 넓은 시야각은 균일한 조명을 보장합니다. 외부 응용 분야(예: 브레이크등, 방향 지시등)에서 높은 광도(최대 2800mcd)는 필요한 밝기를 제공합니다. 설계자는 접합 온도를 120°C 미만으로 유지하기 위해 열 관리를 통합해야 합니다. 적절한 전류 제한 저항과 함께 정전류 드라이버를 사용하십시오. 펄스 작동(예: PWM 디밍)의 경우 피크 순방향 전류는 낮은 듀티 사이클에서 최대 100mA까지 가능합니다. 조립 및 취급 중 ESD 보호를 보장하십시오.

9. 기술 비교

표준 에폭시 봉지 적색 LED와 비교하여 이 PLCC4 장치는 더 넓은 시야각(120° 대 일반 90°)과 자동차 환경에서 더 높은 신뢰성을 제공합니다. AEC-Q101 인증은 상용 등급 LED와 차별화되어 열 사이클, 고온 및 습도 조건에서 성능을 보장합니다. 실리콘 봉지는 에폭시보다 열 응력 및 UV 열화에 대한 더 나은 내성을 제공합니다. 엄격한 비닝(VF 0.1V 단계, IV 300-500mcd 단계, 파장 2.5nm 단계)은 생산 배치 전반에 걸쳐 우수한 색상 및 밝기 일관성을 보장합니다.

10. 자주 묻는 질문

Q: 이 LED의 권장 순방향 전류는 얼마입니까?
A: 테스트 전류는 50mA이지만 절대 최대 DC 전류는 70mA입니다. 긴 수명을 위해 50mA를 권장합니다. 펄스 작동의 경우 10% 듀티 사이클(10ms 펄스)에서 최대 100mA까지 허용됩니다.

Q: 이 LED를 실외 자동차 응용 분야에 사용할 수 있습니까?
A: 네. AEC-Q101에 따라 자동차용으로 인증되었으며, 작동 온도 범위 -40°C ~ +100°C로 외부 조명에 적합합니다.

Q: 사용 전에 LED를 베이킹해야 합니까?
A: 방습 백이 24시간 이상 개봉되었거나 습도 표시기가 과도한 습기를 나타내는 경우에만 필요합니다. 60±5°C에서 >24시간 동안 베이킹하는 것을 권장합니다.

Q: 내 응용 분야에 맞는 올바른 빈을 어떻게 선택합니까?
A: 비닝 표를 사용하십시오. 일관된 적색을 위해 하나의 파장 빈을 선택하십시오(예: G1 630-632.5nm). 밝기를 위해 M2 이상을 선택하십시오. 전압 빈을 드라이버 출력에 맞추십시오.

11. 설계 사례 연구: 자동차 내부 분위기 조명

10개의 LED를 사용하는 자동차 센터 콘솔 분위기 조명 스트립 설계를 고려하십시오. 각 LED는 50mA(일반)로 구동됩니다. 순방향 전압 2.2V에서 스트립의 총 순방향 전압(직렬 연결 시)은 22V가 되어 12V 배터리에서 부스트 컨버터가 필요합니다. 또는 각각 2개의 LED로 구성된 5개의 병렬 스트링을 사용하면 각 스트링 전압은 약 4.4V이며 전류 제한 저항이 필요합니다. 열 분석: 총 전력 손실 = 10 * 50mA * 2.2V = 1.1W. 주변 온도가 85°C이면 LED당 접합 온도 상승 = 전력 * 열 저항(150°C/W) = 0.11W * 150°C/W = 16.5°C, 접합 온도 = 101.5°C(<120°C). 열 확산을 위한 PCB 구리 면적을 확보하십시오. 넓은 120° 시야각은 2차 광학 없이 균일한 광 분포를 보장합니다.

12. 작동 원리

이 적색 LED는 기판(일반적으로 GaAs 또는 투명 기판) 위에 성장된 AlGaInP(알루미늄 갈륨 인듐 인화물) 다중 양자 우물(MQW) 구조를 사용합니다. 활성층은 순방향 바이어스 시 전자-정공 재결합을 통해 빛을 방출합니다. 파장은 AlGaInP 재료의 밴드갭에 의해 결정되며, 알루미늄과 인듐 조성에 의해 조정됩니다. PLCC4 패키지는 광 추출을 향상시키는 반사 캐비티를 제공하며, 실리콘 렌즈는 방사 패턴을 지정된 120° 시야각으로 형성합니다.

13. 개발 동향

자동차 LED 기술은 더 높은 광효율(lm/W)과 더 나은 열 관리를 지향하며 계속 발전하고 있습니다. 적색 LED의 경우 AlGaInP 에피택시 개선으로 효율이 증가했으며, 새로운 패키징 설계(예: 칩 스케일 패키지)는 더 작은 폼 팩터를 가능하게 합니다. 적응형 조명 및 매트릭스 LED 헤드램프 추세는 더 엄격한 비닝과 더 높은 신뢰성을 요구합니다. 또한 AEC-Q101보다 더 엄격한 AEC-Q102 채택이 증가하고 있습니다. 이 LED의 AEC-Q101 준수는 현재 자동차 설계에 잘 부합하며, 향후 버전에는 통합 ESD 보호 및 더 높은 전류 용량이 포함될 수 있습니다.