사이드 뷰 레드 LED 57-21-UR0200H-AM 데이터시트 - PLCC-2 패키지 - 2.0V - 1120mcd - 자동차 등급

1. 제품 개요

본 문서는 주로 자동차 실내 애플리케이션을 위해 설계된 고성능 사이드 뷰 발광 레드 LED의 사양을 상세히 설명합니다. 이 소자는 컴팩트한 PLCC-2(Plastic Leaded Chip Carrier) 표면 실장 패키지에 장착되어 백라이트 및 표시등 기능에 적합한 높은 광 출력과 넓은 시야각의 균형을 제공합니다.

이 부품의 핵심 장점은 자동차 등급 신뢰성에 있으며, AEC-Q101 표준에 적합하여 차량 환경에서 일반적인 엄격한 온도, 습도 및 진동 조건에서 성능을 보장합니다. RoHS 및 REACH 지침을 준수하므로 엄격한 환경 규정이 있는 글로벌 시장에 적합합니다.

목표 시장은 자동차 전자제품이며, 특정 애플리케이션으로는 일관되고 밝고 신뢰할 수 있는 적색광 출력이 필요한 계기판 백라이트, 스위치 조명 및 기타 실내 상태 표시등이 포함됩니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 광도 및 전기적 특성

핵심 작동 파라미터는 표준 테스트 조건(T_s=25°C)에서 LED의 성능을 정의합니다. 일반적인 순방향 전압(V_F)은 순방향 전류(I_F) 20mA에서 2.00V이며, 지정된 범위는 1.75V에서 2.75V입니다. 이 상대적으로 낮은 전압은 일반적인 자동차 전원 레일과 호환됩니다.

주요 광도 파라미터는 광도(I_V)이며, 20mA에서 일반적인 값은 1120 밀리칸델라(mcd)입니다. 이 배치의 최소 및 최대 한계는 각각 710 mcd 및 1400 mcd입니다. 이 높은 휘도는 광도가 피크 값의 절반으로 떨어지는 축외 각도로 정의되는 120도의 매우 넓은 시야각(φ)을 유지하면서 달성됩니다. 이 넓은 각도는 패널 백라이트에 중요한 광범위한 영역에 걸쳐 균일한 조명을 보장합니다.

주 파장(λ_d)은 622 nm(일반적)를 중심으로 하여 방출되는 적색광의 색조를 정의하며, 범위는 618 nm에서 627 nm입니다. 이 소자는 역방향 전압 작동을 위해 설계되지 않았습니다.

2.2 절대 최대 정격 및 열 관리

이 정격은 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 절대 최대 연속 순방향 전류는 50 mA이며, 최대 전력 소산은 137 mW입니다. 짧은 펄스(t ≤ 10 μs, 듀티 사이클 D=0.005)의 경우 100 mA의 서지 전류(I_FM)가 허용됩니다.

열 관리는 LED 수명 및 성능 안정성에 매우 중요합니다. LED 접합에서 솔더 포인트까지의 열 저항(R_thJS)은 두 가지 값으로 지정됩니다: 160 K/W(실제, 열 측정 기반) 및 120 K/W(전기적, 전기적 파라미터에서 유도). 이 파라미터는 반도체 접합에서 열이 얼마나 효과적으로 전달되는지를 나타냅니다. 최대 허용 접합 온도(T_J)는 125°C입니다. 작동 및 저장 온도 범위는 -40°C에서 +110°C이며, 가혹한 자동차 환경에 적합함을 확인합니다.

이 소자는 2 kV(Human Body Model)의 ESD(정전기 방전) 감도 등급을 가지며, 이는 많은 전자 부품의 표준 수준이지만 조립 중 표준 ESD 처리 주의사항이 필요합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산 변동을 관리하기 위해 LED는 주요 성능 파라미터에 따라 빈으로 분류됩니다. 이 데이터시트는 광도 및 주 파장에 대한 상세한 빈닝 정보를 제공합니다.

3.1 광도 빈닝

광도는 알파벳 숫자 코드(예: L1, M2, V1, AA)를 사용하여 빈닝됩니다. 각 빈은 밀리칸델라(mcd)로 측정된 최소 및 최대 광도 값의 특정 범위를 포함합니다. 빈은 로그 진행을 따르며, 각 단계는 약 25% 증가에 해당합니다. 이 특정 부품 번호(57-21-UR0200H-AM)의 경우 가능한 출력 빈이 강조 표시되며, 1120 mcd의 일반적인 값은 "AA" 빈(1120-1400 mcd)에 속합니다. 이 시스템을 통해 설계자는 애플리케이션에 일관된 밝기의 구성 요소를 선택할 수 있습니다.

3.2 주 파장 빈닝

마찬가지로, 적색광의 정확한 색상을 결정하는 주 파장도 빈닝됩니다. 빈은 나노미터(nm) 단위의 파장 범위를 나타내는 숫자 코드로 정의됩니다. 이 LED의 일반적인 값인 622 nm는 특정 파장 빈 내에 속하여 생산 런에서 여러 유닛에 걸쳐 색상 일관성을 보장합니다. 주 파장 측정의 허용 오차는 ±1 nm입니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에는 다양한 조건에서 LED의 동작을 설명하는 여러 그래프가 포함되어 있으며, 이는 회로 설계 및 열 관리에 필수적입니다.

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압 (IV 곡선)

이 그래프는 순방향 전류(I_F)와 순방향 전압(V_F) 사이의 지수 관계를 보여줍니다. 이는 전류 제한 회로 설계에 매우 중요합니다. 곡선은 일반적인 2.0V를 초과하는 작은 전압 증가가 전류의 상당하고 잠재적으로 손상적인 증가로 이어질 수 있음을 보여주며, 이는 정전압 공급보다는 정전류 드라이버의 필요성을 강조합니다.

4.2 상대 광도 대 순방향 전류

이 그래프는 광 출력이 구동 전류에 따라 어떻게 비례하는지 보여줍니다. 출력은 전류와 함께 증가하지만 완벽하게 선형적이지는 않으며, 특히 열 발생 증가로 인해 효율이 떨어질 수 있는 높은 전류에서 더욱 그렇습니다.

4.3 온도 의존 특성

여러 그래프가 접합 온도(T_J)의 영향을 상세히 설명합니다:

• 상대 광도 대 접합 온도:온도가 증가함에 따라 광 출력이 감소함을 보여줍니다. 이 디레이팅은 LED가 높은 주변 온도에서 작동할 수 있는 설계에서 고려되어야 합니다.
• 상대 순방향 전압 대 접합 온도:V_F가 음의 온도 계수를 가지며, 약 2 mV/°C씩 감소함을 보여줍니다. 이는 간단한 저항 기반 전류 제한기의 성능에 영향을 미칠 수 있습니다.
• 상대 파장 대 접합 온도:주 파장이 온도에 따라 약간 이동(일반적으로 증가)함을 나타내며, 이는 애플리케이션에서 약간의 색상 변화를 일으킬 수 있습니다.

4.4 순방향 전류 디레이팅 곡선

이것은 신뢰할 수 있는 설계를 위한 가장 중요한 그래프 중 하나입니다. 이 그래프는 솔더 패드 온도에 대한 최대 허용 연속 순방향 전류를 표시합니다. 솔더 포인트의 온도가 증가함에 따라 최대 안전 전류는 선형적으로 감소합니다. 예를 들어, 최대 솔더 패드 온도 110°C에서 최대 허용 연속 전류는 25°C에서의 절대 최대치 50 mA보다 훨씬 낮은 34 mA에 불과합니다. 설계자는 열 설계가 원하는 구동 전류를 허용할 수 있을 만큼 솔더 포인트를 충분히 시원하게 유지하도록 해야 합니다.

4.5 허용 펄스 처리 능력

이 그래프는 다양한 듀티 사이클(D)에 대한 펄스 폭(t_p)과 허용 서지 순방향 전류(I_F) 사이의 관계를 정의합니다. 이를 통해 설계자는 멀티플렉스 조명 시스템이나 깜빡임 효과 생성과 같은 펄스 작동의 한계를 이해할 수 있으며, LED가 열화를 일으킬 수 있는 전류 펄스를 받지 않도록 보장합니다.

4.6 스펙트럼 및 방사 분포

상대 스펙트럼 분포 그래프는 가시 스펙트럼 전체에 걸친 광 출력을 보여주며, 약 622 nm의 적색 영역에서 정점을 이룹니다. 방사 패턴 다이어그램(극좌표도)은 120도 시야각을 시각적으로 확인하며, 강도가 공간적으로 어떻게 분포하는지 보여줍니다.

5. 기계적, 조립 및 패키징 정보

5.1 기계적 치수 및 극성

이 구성 요소는 표준 PLCC-2 표면 실장 패키지를 사용합니다. 기계적 도면은 패키지 본체, 리드 간격 및 전체 높이에 대한 정확한 치수를 제공합니다. 극성은 일반적으로 패키지 및/또는 풋프린트 다이어그램에 노치나 마커로 명확히 표시됩니다. 올바른 방향은 정상 작동에 필수적입니다.

5.2 권장 솔더 패드 설계

PCB 설계를 위한 랜드 패턴(풋프린트) 권장 사항이 제공됩니다. 여기에는 LED의 리드가 솔더링될 구리 패드의 치수와 간격이 포함됩니다. 이 권장 사항을 따르면 좋은 솔더 접합 형성, 적절한 정렬 및 장치에서 PCB로의 최적 열 전달이 보장됩니다.

5.3 리플로우 솔더링 프로파일

데이터시트는 무연(Pb-free) 솔더 공정과 호환되는 리플로우 솔더링 프로파일을 지정합니다. 피크 온도는 260°C를 초과해서는 안 되며, 240°C 이상의 시간은 최대 30초로 제한해야 합니다. 이 프로파일을 준수하는 것은 표면 실장 조립 공정 중 LED의 플라스틱 패키지 및 내부 와이어 본드에 대한 열 손상을 방지하는 데 매우 중요합니다.

5.4 패키징 정보

LED는 자동 픽 앤 플레이스 머신에 적합한 테이프 및 릴 패키징으로 공급됩니다. 사양에는 릴 치수, 테이프 너비, 포켓 간격 및 테이프 상의 구성 요소 방향이 포함됩니다. 이 정보는 조립 라인 장비 설정에 필요합니다.

6. 애플리케이션 가이드라인 및 설계 고려사항

6.1 일반적인 애플리케이션 시나리오

주요 애플리케이션은자동차 실내 조명입니다. 여기에는 다음이 포함됩니다:

• 계기판 및 대시보드 백라이트:게이지, LCD 디스플레이 및 경고 심볼 조명.
• 스위치 및 컨트롤 조명:공조 시스템, 오디오 시스템, 창문 스위치 및 기어 선택기용 버튼 백라이트.
• 일반 상태 표시등:전원 켜짐 표시등, 문 미닫이 경고 또는 기타 기능 표시등.

6.2 주요 설계 고려사항

1. 구동 회로:항상 LED와 직렬로 정전류 드라이버 또는 전류 제한 저항을 사용하십시오. 저항(R)의 값은 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다: R = (V_공급- V_F) / I_F. 저항의 전력 정격이 충분한지 확인하십시오(P = I_F²* R).

2. 열 관리:이것은 신뢰성과 광 출력 유지에 가장 중요합니다. 디레이팅 곡선을 사용하여 예상 작동 온도에 대한 최대 구동 전류를 결정하십시오. 솔더 패드에 연결된 PCB에 열을 발산하기 위해 충분한 구리 면적(열 릴리프)을 확보하십시오. 높은 주변 온도 환경(예: 자동차 엔진 베이 전자제품 근처)에서는 추가적인 냉각 조치가 필요할 수 있습니다.

3. ESD 보호:조립 중 표준 ESD 처리 절차를 구현하십시오. 민감한 애플리케이션의 경우 입력 전원 라인에 과도 전압 억제(TVS) 다이오드 또는 기타 보호 회로를 추가하는 것을 고려하십시오.

4. 광학 설계:120도 시야각은 최종 제품에서 원하는 균일성과 외관을 달성하기 위해 확산판이나 도광판이 필요할 수 있습니다. 사이드 뷰 폼 팩터는 이러한 광학 요소에 효율적으로 결합되도록 특별히 선택되었습니다.

7. 사용 시 주의사항

데이터시트에는 표준 주의사항 섹션이 포함되어 있습니다. 주요 사항은 다음과 같습니다:

• 역방향 전압을 가하지 마십시오.
• 전류, 전력 및 온도에 대한 절대 최대 정격을 초과하지 마십시오.
• 패키지 손상을 방지하기 위해 권장 리플로우 솔더링 프로파일을 따르십시오.
• 습기 흡수를 피하기 위해 적절한 조건에서 보관하십시오(MSL 2 등급은 건조 팩 개봉 후 ≤30°C/60% RH 조건에서 1년의 플로어 라이프를 나타냅니다).
• 패키지 재료와 호환되는 방법으로 청소하십시오(특정 주파수의 초음파 청소는 피하십시오).

8. 주문 정보

부품 번호 57-21-UR0200H-AM은 특정 코딩 시스템을 따릅니다. 전체 분류는 독점적일 수 있지만 일반적으로 패키지 유형(57-21은 PLCC-2를 나타낼 가능성이 높음), 색상(UR은 적색), 휘도 빈 및 기타 속성과 같은 정보를 인코딩합니다. 특정 빈 선택 또는 패키징 옵션(예: 테이프 및 릴 크기)의 경우 주문 정보 섹션에서 사용할 정확한 코드를 제공합니다.

9. 기술 파라미터 기반 FAQ

Q: 이 LED를 5V 또는 12V 자동차 레일에서 직접 구동할 수 있습니까?

A: 아니요. 항상 직렬 전류 제한 저항 또는 정전류 드라이버를 사용해야 합니다. 순방향 전압보다 높은 전압 소스에 직접 연결하면 과도한 전류가 흐르며, LED가 즉시 파괴될 수 있습니다.

Q: 데이터시트에는 일반적인 광도가 1120mcd로 표시되어 있습니다. 제 측정값이 다른 이유는 무엇입니까?

A: 측정된 광도에 영향을 미치는 몇 가지 요인이 있습니다: 구동 전류(정확히 20mA여야 함), 측정 중 LED의 온도, 측정 장비의 보정 및 고유한 빈닝 변동(샘플이 AA 빈의 하한 또는 상한에서 나올 수 있음).

Q: 이 LED는 미등과 같은 자동차 외부 애플리케이션에 적합합니까?

A: AEC-Q101 인증을 받았지만 주요 애플리케이션은 실내 조명으로 나열되어 있습니다. 외부 조명은 종종 더 높은 휘도, 다른 색좌표 및 날씨와 UV 노출에 대한 더 엄격한 보호에 대한 다른 요구 사항을 가집니다. 전용 외부 등급 LED가 더 적합할 것입니다.

Q: 보관을 위한 MSL 2는 무엇을 의미합니까?

A: Moisture Sensitivity Level 2는 패키지가 리플로우 솔더링 전에 베이킹이 필요하기 전까지 최대 1년 동안 공장 플로어 조건(≤30°C/60% RH)에 노출될 수 있음을 의미합니다. 테이프 및 릴에 있는 구성 요소는 습도 표시 카드가 있는 건조 백으로 배송됩니다.