블루 LED 3535 - 3.45x3.45x2.20mm - 전압 2.6-3.4V - 전력 5.1W - 주파장 465-475nm - 기술 데이터 시트

1. 제품 개요

RF-AL-C3535L2K1RB-05는 고급 InGaN-on-substrate 기술을 기반으로 제작된 고성능 청색 발광 다이오드(LED)입니다. 까다로운 일반 조명 및 특수 용도를 위해 설계된 이 3535 패키지(3.45mm x 3.45mm x 2.20mm)는 465-475nm의 주 파장 범위를 제공하여 진한 청색광을 생성합니다. 350mA에서 일반적인 순방향 전압은 2.6-3.4V이고 최대 순방향 전류는 1500mA이며, 우수한 광속(30-50루멘) 및 총 복사속(400-800mW)을 제공합니다. 세라믹 패키지는 뛰어난 열 관리와 신뢰성을 보장하여 표준 SMT 조립 및 고출력 조명 설계 모두에 적합합니다.

1.1 핵심 장점

• 낮은 열저항과 향상된 방열을 위한 세라믹 기판
• 균일한 광분포를 위한 초광각 시야각 (120도)
• 모든 SMT 조립 공정 및 솔더링 프로파일과 호환 가능
• 효율적인 제조를 위한 테이프 앤 릴 포장 (1000개/릴) 제공
• 내습성 등급 1 (MSL1) – 사용 전 베이킹 불필요
• RoHS 준수 – 유해 물질 미포함

1.2 주요 응용 분야

이 청색 LED는 컬러 악센트 조명, 플렉서블 LED 스트립, 식물 성장 조명(광합성용 청색 스펙트럼), 경관 조명, 무대 사진 조명, 호텔, 소매 공간, 사무실 및 일반 실내 조명을 포함한 다양한 응용 분야에 이상적입니다. 또한 높은 복사속(radiant flux) 덕분에 청색 파장이 필요한 UV 경화 및 특수 산업용 조명에도 적합합니다.

2. 기술 파라미터 분석

2.1 전기광학 특성 (25°C, IF=350mA 조건)

LED의 순방향 전압(VF)은 2.6V~3.4V 범위이며, 일반적인 값은 약 3.0V입니다. 광속(IV)은 30~50루멘, 총 복사속(Φe)은 400mW~800mW입니다. 주 파장(λD)은 465-475nm로 지정되며, 측정 오차는 ±1nm로 좁은 허용 오차를 가집니다. VR=5V에서의 역전류(IR)는 10µA 미만으로 누설을 최소화합니다. 시야각(2θ1/2)은 120도로 넓은 빔 범위를 제공합니다.

2.2 절대 최대 정격

• 전력 손실 (PD): 5100 mW
• 순방향 전류 (IF): 1500 mA
• 피크 순방향 전류 (IFP): 1650 mA (1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스)
• 역방향 전압 (VR): 5 V
• ESD (HBM): 2000 V
• 동작 온도 (TOPR): -40°C ~ +85°C
• 보관 온도 (TSTG): -40°C ~ +85°C
• 접합 온도 (TJ): 125°C

전력 소모가 절대 최대 정격을 초과하지 않도록 주의해야 합니다. 신뢰성 유지를 위해 접합 온도는 125°C 미만으로 유지해야 합니다.

3. 빈(Bin) 분류 시스템

3.1 순방향 전압 빈 (IF=350mA)

순방향 전압은 네 개의 빈(bin)으로 분류됩니다:

• F0: 2.6 – 2.8 V
• G0: 2.8 – 3.0 V
• H0: 3.0 – 3.2 V
• I0: 3.2 – 3.4 V

3.2 광속 빈 (IF=350mA)

• FA3: 30 – 35 lm
• FA4: 35 – 40 lm
• FA5: 40 – 45 lm
• FA6: 45 – 50 lm

3.3 주 파장 빈

• D00: 465 – 470 nm
• E00: 470 – 475 nm

측정 허용 오차: VF ±0.1V, λD ±1nm, 광도 ±10%. Binning을 통해 고객은 애플리케이션에 맞는 정확한 색상과 광속 조합을 선택할 수 있습니다.

4. 성능 곡선

4.1 순방향 전류 vs. 순방향 전압

순방향 전류는 턴온 임계값(~2.6V) 이후 전압에 따라 급격히 증가합니다. 3.0V에서 전류는 약 350mA이며, 3.4V에서는 1500mA에 근접합니다. 이러한 급격한 IV 특성으로 인해 과구동을 방지하기 위한 정밀한 전류 제어가 필요합니다.

4.2 상대 강도 vs. 순방향 전류

상대 광출력은 전류가 약 1000mA까지 증가함에 따라 거의 선형적으로 증가하다가 그 이후부터 포화되기 시작합니다. 1500mA에서 상대 강도는 350mA일 때 값의 약 3.0배입니다. 그러나 고전류에서의 열 효과는 효율을 감소시킬 수 있습니다.

4.3 온도 대 상대 강도

솔더 포인트 온도(Ts)가 25°C에서 105°C로 상승함에 따라 상대 강도는 약 20-30% 감소합니다. 고출력 작동에서 광출력을 유지하려면 적절한 방열이 필수적입니다.

4.4 Ts 온도 대 순방향 전류 (디레이팅)

허용되는 최대 순방향 전류는 온도가 증가함에 따라 디레이팅되어야 합니다: Ts 85°C에서 최대 전류는 (25°C에서의 1500mA에서) 약 800mA로 감소합니다. 이 디레이팅 곡선은 접합 온도가 125°C를 초과하지 않도록 보장합니다.

4.5 스펙트럼 분포

스펙트럼 출력 피크는 약 465-475nm에 위치하며, 반치폭(FWHM)은 약 25-30nm입니다. 이 스펙트럼은 InGaN 청색 LED의 전형적인 형태로, 유의미한 2차 방출은 없습니다.

4.6 방사선 도표

방사 패턴은 람베르트 유사(Lambertian-like) 형태로, 반각 60도(전각 120°)입니다. 상대 광도는 광축에서 ±60° 지점에서 50%로 감소합니다.

5. 기계적 정보 및 패키징 정보

5.1 패키지 치수

LED 패키지 크기는 3.45mm x 3.45mm x 2.20mm(길이 x 너비 x 높이)입니다. 상면에서 보면 정사각형 발광 영역이 나타나며, 측면에서는 세라믹 베이스와 실리콘 렌즈를 포함한 두께 2.20mm가 확인됩니다. 하면에는 각각 1.30mm x 0.65mm 및 0.50mm x 0.65mm 크기의 두 개의 전기 패드(애노드 및 캐소드)가 있으며, 극성 표시가 제공됩니다.

5.2 권장 솔더링 패턴

제안된 PCB 랜드 패턴은 두 개의 직사각형 패드로 구성됩니다: 애노드용 1.30mm x 0.85mm, 캐소드용 1.30mm x 0.50mm이며, 패드 간 간격은 0.45mm입니다. 방열을 위해 추가 서멀 패드(3.50mm x 3.40mm)를 권장합니다. 모든 치수는 ±0.2mm의 공차를 가집니다.

5.3 극성 식별

캐소드는 패키지 가장자리의 작은 노치로 표시됩니다. 하면에서 볼 때, 더 큰 패드가 일반적으로 애노드(양극)입니다. 극성을 잘못 연결하면 LED가 영구적으로 손상될 수 있습니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 리플로 솔더링 프로파일

권장 SMT 리플로우 프로파일은 J-STD-020을 따릅니다. 주요 매개변수:

• 램프업 속도: 최대 3°C/s
• 예열: 150°C ~ 200°C에서 60-120초
• 217°C(TL) 이상 유지 시간: 최대 60초
• 피크 온도(TP): 260°C, 최대 10초
• 피크 온도 ±5°C 이내 유지 시간: 최대 30초
• 램프다운 속도: 최대 6°C/s
• 25°C에서 피크까지 총 시간: 최대 8분

리플로우는 2회를 초과해서는 안 됩니다. 리플로우 간격이 24시간을 초과할 경우, 실리콘 렌즈가 흡수한 수분을 제거하기 위해 베이킹을 권장합니다.

6.2 수동 솔더링

수동 납땜의 경우, 인두 온도를 300°C 미만으로 유지하고 접촉 시간은 3초 미만으로 하십시오. 수동 납땜 작업은 한 번만 허용됩니다. 뜨거운 상태에서 실리콘 렌즈에 압력을 가하지 마십시오.

6.3 취급 및 보관

Store the LEDs in the original sealed bag at <30°C and <75% RH. After opening, the device should be used within 168 hours (30°C/60% RH). If storage exceeds 6 months or the moisture indicator changes color, bake at 60±5°C, <5% RH for at least 24 hours before use.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 포장 형식

표준 포장: 릴당 1000개. 캐리어 테이프 규격: 폭 12mm, 피치 8mm, 시작과 끝에 각각 50개의 빈 포켓. 릴 직경: 178mm ±1mm, 허브 직경 59mm. 라벨에는 부품 번호, 사양 번호, 로트 코드, 빈 코드(플럭스, 파장, 전압), 수량 및 데이트 코드가 포함됩니다. 건조제와 ESD 경고 라벨이 포함된 방습 백이 사용됩니다.

7.2 골판지 상자

릴은 운송 중 기계적 보호를 위해 골판지 상자에 포장됩니다. 고객은 라벨링 요구 사항을 지정할 수 있습니다.

8. 적용 권장 사항

8.1 Thermal Design

높은 전력 밀도(최대 5.1W)로 인해 효율적인 열 관리가 중요합니다. PCB에 큰 구리 영역 또는 방열판에 연결된 써멀 패드를 사용하십시오. 접합 온도는 125°C 미만으로 유지해야 합니다. 350mA에서 접합부에서 납땜 지점까지의 열 저항은 약 10-15°C/W(일반적)이어야 합니다. 높은 주변 온도에서 전류를 디레이팅하는 것이 필요합니다.

8.2 Circuit Design

작은 전압 변동으로 인한 과전류를 방지하기 위해 항상 전류 제한 저항 또는 정전류 드라이버를 사용하십시오. 회로가 역방향 바이어스를 인가할 수 있는 경우 역전압 보호(예: 쇼트키 다이오드)를 포함하십시오. 병렬 스트링의 경우 개별 저항을 사용하여 동일한 전류 분배를 보장하십시오.

8.3 Compatibility with Materials

Avoid exposing the LED to environments with high sulfur content (>100ppm), as sulfur can corrode the silver pads. Bromine and chlorine content in surrounding materials should each be below 900ppm, and total halogen below 1500ppm. Select adhesives and potting compounds that do not outgas volatile organic compounds (VOCs) which may fog the silicone lens.

9. Technical Comparison with Competing Solutions

표준 플라스틱 패키지 3535 LED(예: PLCC)와 비교하여, 이 LED의 세라믹 패키지는 더 낮은 열 저항(일반적으로 15-20°C/W 대비 5-10°C/W)을 제공하여 더 높은 구동 전류와 더 나은 루멘 유지율을 가능하게 합니다. 실리콘 렌즈는 에폭시 렌즈보다 더 높은 광 효율과 더 넓은 시야각을 제공합니다. 또한, MSL 1 등급은 조립 전 번거로운 베이킹 과정을 없애 생산 중단 시간을 줄여줍니다. 그러나 세라믹 패키지는 약간 더 비싸지만, 고전력 애플리케이션에서의 뛰어난 신뢰성으로 상쇄됩니다.

10. 자주 묻는 질문

10.1 이 LED를 1A로 연속 구동할 수 있나요?

네, 가능합니다. 단, 방열 설계로 접합 온도를 125°C 미만으로 유지해야 합니다. 1A(1000mA)에서 순방향 전압은 약 3.2-3.4V이며, 이는 약 3.2-3.4W의 소비 전력을 발생시킵니다. 우수한 방열이 필수적입니다. 디레이팅 곡선을 참조하십시오: 주변 온도 85°C에서 최대 전류는 약 800mA입니다.

10.2 이 LED의 일반적인 수명은 얼마인가요?

Under rated conditions (350mA, Tj<105°C), lumen maintenance of >70% after 50,000 hours is expected. Higher currents or temperatures will reduce lifetime. For detailed projections, consult the reliability test data (life test: 1000h at 350mA/25°C with no failures).

10.3 ESD 민감성은 어떻게 처리하나요?

이 LED는 2000V HBM의 ESD 등급을 가지고 있습니다. 접지된 작업대, 정전기 방지 손목 스트랩 및 전도성 포장재를 사용하십시오. 수동 취급 시 전기 접점을 만지지 마십시오.

11. 실용 설계 사례 연구

Consider a blue LED strip for a plant growth light fixture. Using 24 LEDs per meter, each driven at 350mA (total ~0.84A per meter), the total power per meter is about 24 * 3.0V * 0.35A = 25.2W. The PCB must have a thick copper layer (≥2 oz) and an aluminum core for heat dissipation. To achieve a uniform light distribution, the LEDs are spaced 41.6mm apart. A constant-current driver with a 24V output and current limiting per channel ensures stable operation. The blue wavelength (470nm) is selected for the vegetative growth stage. No additional phosphor is required. The fixture achieves >90% efficiency in converting electrical power to radiant flux.

12. 작동 원리

This LED uses InGaN (Indium Gallium Nitride) quantum wells as the active layer. When forward biased, electrons and holes recombine in the quantum wells, emitting photons with energy corresponding to the bandgap (approximately 2.6eV for 475nm blue). The substrate is typically sapphire or silicon carbide, on which the epitaxial layers are grown. The ceramic package acts as a heat spreader and provides electrical isolation. A silicone lens encapsulates the die to improve light extraction and protect the chip. The LED's direct bandgap ensures high internal quantum efficiency (>80% at low currents).

13. 개발 동향

The industry is moving towards higher efficacy and higher color rendering in white LEDs by combining blue LEDs with phosphors. However, dedicated blue LEDs remain essential for specialty applications such as plant lighting (blue + red spectra), medical phototherapy, and entertainment lighting. Trends include increasing luminous efficacy (target >200 lm/W for blue chips), reducing thermal resistance via improved package designs (e.g., thin-film flip-chip), and integrating ESD protection within the package. The adoption of automated binning at the wafer level allows tighter color and flux distributions, enabling consistent performance in mass production.