2820-C02001M-AM 시리즈 LED 데이터시트 - SMD 패키지 - 화이트 색상 - 80lm @ 200mA - 3.0V - 120° 시야각 - 기술 문서

. Product Overview

The 2820-C02001M-AM series is a high-performance, surface-mount device (SMD) LED designed primarily for demanding automotive lighting applications. It is built to meet stringent automotive-grade reliability standards, including AEC-Q102 qualification. The LED emits a cool white light and is offered in a compact 2820 package footprint, making it suitable for space-constrained designs where consistent, bright illumination is required.

이 시리즈의 주요 장점은 높은 신뢰성이 요구되는 환경을 위한 견고한 구조, 우수한 발광 효율, 그리고 넓고 균일한 빛 분포를 보장하는 넓은 120도 시야각을 포함합니다. RoHS, REACH 및 할로겐 프리 지침을 준수하여 현대적이고 환경을 고려한 전자 조립에 적합함을 강조합니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 광도 및 전기적 특성

핵심 성능은 200 mA 순방향 전류(IF)의 일반적인 동작 조건에서 정의됩니다. 이 전류에서 LED는 일반적으로 80 루멘(lm)의 광속(IV)을 생성하며, 최소 70 lm, 최대 100 lm입니다. 200 mA에서의 순방향 전압(VF)은 일반적으로 3.00 볼트이며, 2.75V에서 3.5V 범위입니다. 이 파라미터는 구동 회로 설계 및 열 관리 계산에 매우 중요합니다.

주요 색도 좌표는 CIE x=0.3227 및 CIE y=0.3351로 지정되어 쿨 화이트 포인트를 정의합니다. 이 좌표의 허용 오차는 ±0.005로, 배치 내 색상 일관성을 보장합니다. 장치는 광도가 피크 축 값의 절반으로 떨어지는 각도인 120도의 넓은 시야각(φ)을 제공합니다.

2.2 절대 최대 정격 및 열 관리

장기적인 신뢰성을 보장하기 위해 장치는 절대 최대 정격을 초과하여 동작해서는 안 됩니다. 최대 연속 순방향 전류(IF)는 350 mA입니다. 장치는 낮은 듀티 사이클로 ≤ 10 µs의 펄스에 대해 750 mA의 서지 전류(IFM)를 견딜 수 있습니다. 최대 접합 온도(TJ)는 150°C입니다.

열 관리는 매우 중요합니다. 접합에서 솔더 포인트까지의 열저항(Rth JS)에는 두 가지 지정 값이 있습니다: 실제 측정값 20-22 K/W와 전기적 측정값 최대 16 K/W입니다. 순방향 전류 디레이팅 곡선은 솔더 패드 온도(Ts)가 25°C 이상 증가함에 따라 허용 가능한 연속 전류를 반드시 줄여야 함을 명확히 보여줍니다. 예를 들어, Ts가 125°C일 때 허용 최대 IF는 350 mA이며, 그 지점부터 선형적으로 감소합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

최종 사용자에게 성능 일관성을 보장하기 위해 LED는 빈으로 분류됩니다. 광속, 순방향 전압 및 색도의 세 가지 주요 파라미터가 빈닝됩니다.

3.1 광속 빈

광속 빈은 F7, F8, F9와 같은 코드로 지정됩니다. 예를 들어, 빈 F7은 IF=200mA에서 측정 시 광속이 70 lm(최소)에서 80 lm(최대) 사이인 LED를 포함합니다. 이를 통해 설계자는 애플리케이션에 적합한 밝기 등급을 선택할 수 있습니다.

3.2 순방향 전압 빈

순방향 전압 빈은 전기적 호환성을 보장합니다. 예로는 빈 2730(VF: 2.75V - 3.00V) 및 빈 3032(VF: 3.00V - 3.25V)가 있습니다. 동일한 전압 빈의 LED를 매칭하면 병렬 구성에서 균일한 전류 분배를 달성하는 데 도움이 될 수 있습니다.

3.3 색도 빈

제공된 색도 다이어그램은 56M, 58M, 61M, 63M과 같은 쿨 화이트 빈의 구조를 보여줍니다. 각 빈은 CIE 1931 색도 차트상의 사각형 영역으로 정의되며, 네 세트의 (x, y) 좌표로 지정됩니다. 이 정밀한 빈닝은 엄격한 색상 제어를 보장하며, 여러 LED 간 색상 매칭이 필요한 자동차 조명에서 매우 중요합니다.

4. 성능 곡선 분석

4.1 IV 곡선 및 광속 대 전류

순방향 전류 대 순방향 전압 그래프는 일반적인 다이오드 지수 관계를 보여줍니다. 200 mA에서 VF는 약 3.0V를 중심으로 합니다. 상대 광속 대 순방향 전류 그래프는 빛 출력이 전류와 함께 비선형적으로 증가함을 나타냅니다. 전류를 증가시키면 출력이 증가하지만, 전력 소산과 접합 온도도 증가시켜 수명과 색상 안정성에 영향을 줄 수 있습니다.

4.2 온도 의존성

상대 광속 대 접합 온도 그래프는 열 설계에 매우 중요합니다. 광 출력은 접합 온도가 상승함에 따라 감소합니다. 100°C에서 상대 광속은 25°C에서의 값의 약 85%입니다. 이는 효과적인 방열판의 중요성을 강조합니다.

색도 좌표 이동 대 접합 온도 그래프는 -50°C에서 +125°C 범위에서 최소 이동(Δx, Δy가 ±0.01 이내)을 보여주며, 온도에 따른 우수한 색상 안정성을 나타냅니다. 순방향 전압은 음의 온도 계수를 가지며, 약 2 mV/°C씩 감소합니다.

4.3 스펙트럼 분포

상대 스펙트럼 분포 그래프는 형광체 변환 화이트 LED의 전형적인 파장 영역(약 450-455 nm)에서 피크를 보여주며, 형광체에서 나오는 노란색 영역에서 넓은 2차 피크가 있어 합쳐져 백색광을 생성합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

LED는 표준 2820 SMD 패키지를 사용합니다. 기계 도면은 밀리미터 단위의 물리적 치수를 지정합니다. 주요 특징으로는 애노드 및 캐소드 패드 위치와 전체 패키지 높이가 포함됩니다. 적절한 기계적 부착, 전기적 연결 및 LED의 열 패드에서 PCB로의 최적 열 전달을 보장하기 위해 권장 솔더링 패드 레이아웃이 제공됩니다. 이 랜드 패턴을 준수하는 것은 특히 자동차 환경에서 경험하는 열 사이클링 조건 하에서 신뢰성에 필수적입니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

이 장치는 IPC/JEDEC J-STD-020 프로파일에 따라 최대 30초 동안 최고 온도 260°C의 리플로우 솔더링에 적합한 등급입니다. Moisture Sensitivity Level(MSL)은 2로, 부품을 사용하기 전에 주변 조건에 1년 이상 노출된 경우 베이킹해야 함을 의미합니다. 패키지 균열이나 솔더 조인트 결함을 방지하기 위해 권장 리플로우 프로파일 및 취급 주의사항을 준수해야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

LED는 자동화 조립을 위해 테이프 및 릴에 공급됩니다. 포장 정보는 릴 치수, 테이프 너비, 포켓 간격 및 테이프 상의 부품 방향을 상세히 설명합니다. 파트 넘버 구조(예: 2820-C02001M-AM)는 패키지 크기(2820), 색상/칩 타입(C02001M) 및 시리즈 지정(AM)과 같은 주요 속성을 인코딩합니다. 주문 시 광속, 순방향 전압 및 색도에 대한 필요한 빈을 지정해야 합니다.

8. 애플리케이션 권장사항

8.1 대표적인 애플리케이션 시나리오

주요 애플리케이션은 자동차 조명입니다. 이는 실내 조명(도어 램프, 맵 램프, 앰비언트 라이팅), 외부 신호등(센터 하이마운트 스톱 램프 - CHMSL) 및 잠재적으로 일부 보조 조명 기능을 포함합니다. AEC-Q102 인증 및 황화 저항(Class A1)으로 인해 가혹한 후드 아래 또는 차량 외부 환경에 적합합니다.

8.2 설계 고려사항

구동 회로:안정적인 빛 출력을 유지하고 열 폭주를 방지하기 위해 정전류 구동기는 필수적입니다. 구동기는 순방향 전압 빈 범위를 수용하고 최대 350 mA까지 적절한 전류 제한을 제공하도록 설계되어야 합니다.

열 설계:효과적인 열 관리는 필수입니다. PCB는 LED의 열 패드 아래에 열 비아를 사용하여 대형 구리 평면 또는 외부 방열판에 연결하여 솔더 포인트(Ts)의 온도 상승을 최소화해야 합니다. 항상 순방향 전류 디레이팅 곡선을 참조하십시오.

광학 설계:120도 시야각은 넓은 커버리지를 제공합니다. 집중 애플리케이션의 경우 2차 광학(렌즈, 반사판)이 필요합니다. 기계 도면은 이러한 광학 설계에 필요한 치수를 제공합니다.

ESD 보호:LED는 8 kV(HBM)의 견고한 ESD 등급을 가지고 있지만, 조립 중 표준 ESD 취급 주의사항을 여전히 권장합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

일반 상용 등급 LED와 비교하여 이 시리즈의 주요 차별점은 자동차 등급 신뢰성 인증(AEC-Q102), 명시적인 황화 가스 저항 테스트(Class A1) 및 확장된 동작 온도 범위(-40°C ~ +125°C)입니다. 색상 및 광속에 대한 상세한 빈닝 구조는 단일 조립체에 여러 LED가 사용되는 자동차 애플리케이션에 필요한 수준의 일관성을 제공합니다. 우수한 발광 효율(200mA에서 80lm은 약 0.6W 입력을 고려할 때 ~133 lm/W에 해당)과 컴팩트 패키지의 넓은 시야각이 결합되어 공간 및 성능이 중요한 설계에 균형 잡힌 솔루션을 제공합니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

10.1 MSL 2 등급의 의미는 무엇인가요?

MSL 2(Moisture Sensitivity Level 2)는 포장된 LED가 공장 현장 주변 조건(

10.2 두 가지 다른 열저항(Rth JS) 값을 어떻게 해석해야 하나요?

데이터시트에는 "실제" Rth JS 20-22 K/W와 "전기적" Rth JS 최대 16 K/W가 나열되어 있습니다. "실제" 값은 일반적으로 물리적 온도 센서를 사용하여 측정되며 열 모델링에 더 정확한 것으로 간주됩니다. "전기적" 방법은 온도에 민감한 순방향 전압을 접합 온도의 대리 지표로 사용합니다. 보수적인 열 설계를 위해 충분한 안전 마진을 보장하기 위해 더 높은 "실제" 값(22 K/W)을 사용하는 것이 권장됩니다.

10.3 이 LED를 전류 밸런싱 없이 병렬로 사용할 수 있나요?

추가 조치 없이 직접 병렬 연결은 일반적으로 권장되지 않습니다. 순방향 전압의 자연적 변동(빈 내에서도)으로 인해 병렬 연결된 LED는 전류를 균등하게 공유하지 않습니다. 약간 낮은 VF를 가진 LED는 더 많은 전류를 끌어당겨 과열 및 가속화된 성능 저하를 초래할 수 있습니다. 각 LED에 별도의 전류 제한 저항을 사용하거나 전용 다중 채널 정전류 구동기를 사용하는 것이 여러 LED를 구동하는 선호 방법입니다.

11. 실용적인 설계 사례 연구

시나리오:2820-C02001M-AM LED 10개를 사용하여 자동차 CHMSL(센터 하이마운트 스톱 램프) 모듈 설계.

설계 단계:

1. 전기 설계:LED당 목표 동작 전류: 최적 효율 및 수명을 위한 200 mA. 총 전류: 2.0A. 2.0A를 공급할 수 있는 정전류 LED 드라이버 IC를 선택하고, 입력 전압 범위가 자동차 배터리 시스템(정격 9V-16V, 부하 덤프 과도 현상 포함)을 포함하도록 합니다. 모든 LED가 직렬로 연결된 단일 채널 드라이버를 사용하는 경우 전류 불균형을 최소화하기 위해 동일한 순방향 전압 빈(예: 3032)에서 LED를 선택합니다.
2. 열 설계:총 전력 소산 추정: 10 LED * (3.0V * 0.2A) = 6.0W. 보수적인 Rth JS 22 K/W를 사용하고 목표 최대 접합 온도(Tj)를 110°C(최대 150°C 미만)로 가정할 때 필요한 최대 솔더 포인트 온도를 계산합니다: Ts_max = Tj_max - (LED당_전력 * Rth JS) = 110 - (0.6 * 22) = 96.8°C. PCB는 예상 주변 환경(예: 뜨거운 차 트렁크 내부)에서 Ts를 이 값 아래로 유지하기 위해 열 패드와 충분한 구리 면적/열 비아로 설계되어야 합니다.
3. 광학/기계 설계:120도 시야각은 CHMSL에 충분할 수 있지만, 특정 광도 강도 요구 사항(예: SAE 표준)을 충족시키기 위해 반사판이나 렌즈가 추가될 수 있습니다. 기계 도면은 PCB 레이아웃을 위한 풋프린트와 홀더 또는 렌즈 클립 설계를 위한 치수를 제공합니다.
4. 부품 선택:라이트 바 전체에 걸쳐 균일한 밝기와 색상을 보장하기 위해 동일한 광속 빈(예: F8)과 동일한 색도 빈(예: 58M)에서 10개의 LED를 모두 주문합니다.

12. 동작 원리 소개

이 LED는 형광체 변환 화이트 LED입니다. 핵심은 순방향 바이어스(전류가 흐를 때) 시 청색광을 방출하는 일반적으로 인듐 갈륨 나이트라이드(InGaN)로 만들어진 반도체 칩입니다. 이 청색광은 칩 위 또는 근처에 증착된 세륨 도핑된 이트륨 알루미늄 가닛(YAG:Ce) 형광체 코팅층에 의해 부분적으로 흡수됩니다. 형광체는 일부 청색 광자를 흡수하고 노란색 영역을 중심으로 넓은 스펙트럼으로 빛을 재방출합니다. 흡수되지 않은 나머지 청색광과 방출된 노란색광의 조합은 인간의 눈에 백색광으로 인지됩니다. 정확한 화이트 색조(쿨, 뉴트럴, 웜)는 청색광과 노란색광의 비율에 의해 결정되며, 이는 형광체 구성과 두께에 의해 제어됩니다.

13. 기술 트렌드

자동차 LED 조명의 트렌드는 더 높은 발광 효율(와트당 더 많은 루멘)을 지향하여 더 밝은 조명 또는 더 낮은 전력 소비 및 열 부하를 가능하게 합니다. 특히 사용자 경험이 핵심인 실내 앰비언트 라이팅을 위해 개선된 색 재현 지수(CRI)와 색상 일관성에 대한 강력한 추진력도 있습니다. 소형화는 지속되며, 패키지는 더 작아지면서 빛 출력을 유지하거나 증가시킵니다. 더 나아가, 통합이 성장하는 트렌드로, LED 패키지에 스마트 조명 시스템을 위한 드라이버 IC, 센서 또는 통신 인터페이스가 통합됩니다. 가혹한 환경(고온, 습도, 진동, 화학 노출)에 대한 신뢰성 및 인증 강조는 자동차 부문에서 여전히 최우선입니다.