SMD 저전력 LED 45-21S PLCC-2 데이터시트 - 패키지 3.5x2.8x1.9mm - 전압 2.9-3.6V - 전력 0.27W - 백색광 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

45-21S/XK2C 시리즈는 PLCC-2(Plastic Leaded Chip Carrier) 패키지에 장착된 표면 실장 장치(SMD) 저전력 백색 발광 다이오드(LED) 제품군입니다. 본 제품은 컴팩트한 폼 팩터, 높은 효율 및 안정적인 성능이 요구되는 일반 조명 애플리케이션을 위해 설계되었습니다. 패키지는 백색 LED 다이와 투명 수지 렌즈를 특징으로 하여 높은 광 출력과 넓은 시야각에 기여합니다.

본 LED 시리즈의 핵심 장점은 장기적인 신뢰성과 성능 일관성을 보장하는 LM-80 표준(루멘 유지율) 인증을 포함합니다. 무연 재료로 제작되었으며 RoHS(유해물질 제한) 지침을 완전히 준수합니다. 이 장치는 색도 및 플럭스에 대해 ANSI(American National Standards Institute) 표준 빈닝을 사용하여 생산 로트 간 색상 일관성과 예측 가능한 광 출력을 보장합니다. 주요 타겟 시장은 일반 환경 조명, 장식 및 액센트 조명, 엔터테인먼트 조명, 상태 표시등, 백라이트, 스위치 조명 등을 포함하되 이에 국한되지 않는 광범위한 조명 애플리케이션을 포괄합니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

장치의 동작 한계는 솔더링 접점 온도(T_솔더링)가 25°C로 유지되는 조건에서 정의됩니다. 이 정격을 초과하면 영구적인 손상이 발생할 수 있습니다.

• 순방향 전류(I_F):75 mA (연속)
• 피크 순방향 전류(I_FP):100 mA (듀티 사이클 1/10, 펄스 폭 10ms의 펄스 조건에서 허용)
• 전력 소산(P_d):270 mW
• 동작 온도(T_opr):-40°C ~ +85°C
• 보관 온도(T_stg):-40°C ~ +100°C
• 열 저항(R_{th J-S}):50 °C/W (접합부에서 솔더링 접점까지)
• 접합부 온도(T_j):125 °C (최대)
• 솔더링 온도:리플로우 솔더링의 경우, 피크 온도 260°C에서 10초가 지정됩니다. 핸드 솔더링의 경우, 최대 350°C에서 3초까지 허용됩니다.

중요 참고사항:이 LED는 정전기 방전(ESD)에 민감합니다. 잠재적 또는 치명적인 고장을 방지하기 위해 조립 및 취급 중 적절한 ESD 처리 절차를 따라야 합니다.

2.2 전기-광학 특성

다음 파라미터는 표준 테스트 조건인 T_솔더링= 25°C 및 일반 동작점인 순방향 전류(I_F) 60 mA에서 측정됩니다.

• 광속(Φ):전체 가시광 출력입니다. 최소값은 16루멘(lm)부터 시작하며, 특정 빈 코드에 따라 최대 27 lm까지 가능합니다. 광속에는 ±11%의 허용 오차가 적용됩니다.
• 순방향 전압(V_F):LED가 60 mA에서 동작할 때 양단에 걸리는 전압 강하입니다. 최소 2.9 V에서 최대 3.6 V까지 범위를 가지며, 빈 그룹에 대한 허용 오차는 ±0.1V입니다.
• 색재현지수(Ra 또는 CRI):광원이 자연광원과 비교하여 물체의 색상을 얼마나 정확하게 나타내는지 측정하는 지표입니다. 제공된 대량 생산 목록의 경우, 최소 CRI는 80이며, 허용 오차는 ±2입니다.
• 시야각(2θ_1/2):광도가 0°(온-액시스)에서의 값의 절반이 되는 각도입니다. 이 LED는 일반적으로 120도의 넓은 시야각을 특징으로 합니다.
• 역방향 전류(I_R):5V의 역방향 바이어스가 인가될 때의 누설 전류입니다. 명시된 최대값은 50 µA입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

본 제품은 핵심 성능 파라미터를 분류하기 위한 포괄적인 빈닝 시스템을 채택하여, 설계자가 애플리케이션에 맞는 정밀한 특성을 가진 LED를 선택할 수 있도록 합니다.

3.1 제품 번호 및 빈닝 코드 해독

파트 넘버는 특정 구조를 따릅니다:45–21S / X K 2 C – H XX XX XX XX XXZ6 / 2T. 핵심 빈닝 정보는 "HXX XX XX XX XX" 세그먼트와 접미사에 내포되어 있습니다.

• 순방향 전류 지수 (Z6):정격 순방향 전류가 60 mA임을 나타냅니다.
• 예시 해독 (45-21S/KK2C-H2727L7M4B2Z6/2T):
  • KK:최소 80 이상의 색재현지수(CRI)를 나타냅니다.
  • H2727:상관 색온도(CCT)를 지정합니다. 처음 두 자리(27)는 켈빈(K) 단위의 최소 CCT(2700K)를, 마지막 두 자리(27)는 최대 CCT(2700K)를 나타내며, 좁은 2700K 빈임을 의미합니다.
  • L7:최소 광속(16-17 lm)에 대한 빈 코드입니다.
  • M4:최대 광속(21-24 lm)에 대한 빈 코드입니다.
  • B2:순방향 전압(2.9-3.0V)에 대한 빈 그룹입니다.

3.2 색재현지수(CRI) 빈닝

CRI는 최소값을 나타내는 단일 문자 코드를 사용하여 빈닝됩니다.

• M: CRI(최소) = 60
• N: CRI(최소) = 65
• L: CRI(최소) = 70
• Q: CRI(최소) = 75
• K: CRI(최소) = 80
• H: CRI(최소) = 90

CRI 허용 오차는 ±2입니다.

3.3 광속 빈닝

플럭스 빈은 문자-숫자 조합(예: L7, M4)으로 정의됩니다. 표는 I_F=60mA로 구동 시 각 빈 코드에 대한 최소 및 최대 광속(루멘)을 명시합니다.

• L7: 16 - 17 lm
• L8: 17 - 18 lm
• L9: 18 - 19 lm
• M3: 19 - 21 lm
• M4: 21 - 24 lm
• N3: 24 - 27 lm

전체 광속 허용 오차는 ±11%입니다.

3.4 순방향 전압 빈닝

순방향 전압은 메인 그룹(예: B2) 아래에 그룹화되고, 빈 코드(36에서 42)로 세분화됩니다. 각 코드는 0.1V 범위에 해당합니다.

• 그룹 B2, 빈 36: 2.9 - 3.0 V
• 그룹 B2, 빈 37: 3.0 - 3.1 V
• ... 빈 42까지: 3.5 - 3.6 V

빈 내 순방향 전압 허용 오차는 ±0.1V입니다.

3.5 색도 및 CCT 빈닝

데이터시트는 2700K, 3000K, 3500K, 4000K를 포함한 다양한 CCT에 대한 CIE 1931 다이어그램 상의 상세한 색도 좌표(CIE x, y) 박스를 제공합니다. 각 CCT는 여러 빈(예: 2700K의 경우: 27K-A, 27K-B, 27K-C, 27K-D, 27K-F, 27K-G)으로 나뉩니다. 각 빈은 색도 차트 상에서 사각형을 형성하는 네 쌍의 좌표 세트로 정의됩니다. 이를 통해 매우 정밀한 색상 선택과 일관성을 확보할 수 있습니다. 각 메인 빈 그룹(예: 27K-A/B는 2580K-2870K를 포함)의 유효 CCT에 대한 참조 범위가 제공됩니다.

4. CRI > 80 대량 생산 목록

다음 표는 대량 생산 가능한 표준 제품 구성을 나열하며, 모두 최소 CRI 80 이상입니다.

5. 적용 제안 및 설계 고려사항

5.1 일반적인 적용 시나리오

• 일반 조명:높은 효율과 우수한 색재현성이 요구되는 LED 전구, 튜브, 패널에 이상적입니다.
• 장식 및 엔터테인먼트 조명:넓은 시야각과 일관된 색상 빈으로 인해 액센트 조명, 코브 조명, 무대 조명에 적합합니다.
• 표시등 및 스위치 조명:백라이트 스위치, 가전 제품 상태 표시등, 패널 조명에 사용할 수 있습니다.
• 건축 및 소매 조명:높은 CRI 옵션(80+ 최소)은 정확한 색상 재현이 중요한 소매 디스플레이나 미술 조명과 같은 애플리케이션에 적합하게 합니다.

5.2 설계 고려사항

• 전류 구동:항상 정전류 드라이버 또는 LED와 직렬로 연결된 전류 제한 저항을 사용하십시오. 일반 동작점은 60mA이지만, 회로는 절대 최대 정격인 75mA 연속 전류를 절대 초과하지 않도록 설계되어야 합니다.
• 열 관리:접합부에서 솔더링 접점까지의 열 저항이 50°C/W이므로, 적절한 PCB 열 설계가 중요합니다. 특히 높은 주변 온도 또는 최대 전류에서 동작할 때 열을 방출하기 위해 충분한 구리 면적(열 패드) 및 가능하면 장치 아래에 비아를 확보하십시오. 최대 접합부 온도(125°C)를 초과하면 수명이 급격히 단축되고 고장을 일으킬 수 있습니다.
• 광학 설계:120° 시야각은 패키지 고유의 특성입니다. 더 좁은 빔이 필요한 애플리케이션의 경우, 2차 광학 장치(렌즈)가 필요합니다.
• ESD 보호:조립 환경 또는 최종 사용 시나리오에서 ESD 위험이 있는 경우, LED 애노드/캐소드에 연결된 PCB 라인에 ESD 보호 장치를 구현하십시오.
• 빈닝 선택:색상 일관성이 요구되는 애플리케이션(예: 다중 LED 조명기구)의 경우, 좁은 CCT 빈(예: 2700K용 H2727)을 지정하고 동일한 플럭스 빈에서 선택하십시오. 제공된 ANSI 표준 빈을 사용하면 예측 가능한 성능을 보장합니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

플라스틱 패키지와 내부 와이어 본드에 손상을 방지하기 위해 지정된 솔더링 프로파일을 준수하는 것이 중요합니다.

• 리플로우 솔더링 (권장):피크 온도 260°C를 초과하지 않고 지속 시간이 10초를 초과하지 않는 표준 무연 리플로우 프로파일이 지정됩니다. 240°C 이상의 시간은 표준 IPC/JEDEC 가이드라인에 따라 제어되어야 합니다.
• 핸드 솔더링:수동 솔더링이 불가피한 경우, 인두 팁 온도를 최대 350°C로 제한하고 패드당 접촉 시간을 3초로 제한하십시오. 다이를 보호하기 위해 솔더링 중인 리드에 히트싱크(예: 핀셋)를 사용하십시오.
• 세척:솔더링 후 세척이 필요한 경우, 플라스틱 패키지와 호환되는 용매를 사용하십시오. 내부 구조를 손상시킬 수 있으므로 초음파 세척은 피하십시오.
• 보관 조건:LED는 원래의 방습 백에 -40°C ~ +100°C 사이의 온도, 저습도 환경에서 보관하십시오. 백이 개봉되고 장치가 주변 습도에 노출된 경우, 리플로우 솔더링 전에 "팝콘" 크랙을 방지하기 위해 베이킹이 필요할 수 있습니다.

7. 기술 비교 및 차별화 요소

데이터시트에서 직접적인 경쟁사 비교는 제공되지 않지만, 45-21S/XK2C 시리즈의 주요 차별화 요소는 다음과 같이 추론할 수 있습니다:

• LM-80 인증:이는 검증된 루멘 유지율 데이터를 요구하는 에너지 스타 또는 기타 인증 프로그램을 준수해야 하는 조명 제조업체에게 상당한 이점입니다. LED의 장기적인 광 출력 안정성에 대한 신뢰를 제공합니다.
• ANSI 표준 빈닝:ANSI C78.377 색도 빈 준수는 전문 조명 산업에서 중요한 요구사항인 색상 일관성과 호환성을 보장합니다. 이는 조명기구 제조업체의 설계 및 제조 공정을 단순화합니다.
• 넓은 시야각 (120°):고유의 넓은 빔은 2차 광학 장치 없이 균일하고 확산된 조명이 필요한 애플리케이션에 유리하며, 시스템 비용과 복잡성을 줄입니다.
• 포괄적인 빈닝:플럭스, 전압 및 색도(정밀한 CIE 좌표 박스 포함)에 대한 상세한 빈닝의 가용성은 매우 높은 선택성을 허용하여, 비용 효율적인 일반 솔루션과 고성능, 엄격한 사양의 애플리케이션 모두를 가능하게 합니다.

8. 자주 묻는 질문(FAQ)

Q: 이 LED의 일반적인 수명은 얼마입니까?

A: 정확한 L70/B50 수명(샘플의 50%가 70% 루멘 유지율에 도달하는 시간)은 명시되지 않았지만, LM-80 인증은 제조업체가 통제된 조건에서 루멘 유지율 데이터를 테스트하고 보고했음을 나타냅니다. 애플리케이션에서의 실제 수명은 동작 접합부 온도(T_j)에 크게 의존합니다. 최대 T_j인 125°C보다 훨씬 낮게 유지하는 것이 장수명에 필수적입니다.

Q: 이 LED를 75mA로 연속 구동할 수 있습니까?

A: 연속 순방향 전류에 대한 절대 최대 정격은 75mA입니다. 그러나 신뢰할 수 있는 장기 동작과 수명 극대화를 위해, 일반 테스트 전류인 60mA 이하에서 동작하는 것을 강력히 권장합니다. 75mA에서 동작하면 더 많은 열이 발생하고 접합부 온도가 상승하며 루멘 감소가 가속화됩니다.

Q: CCT 코드 "H2727"을 어떻게 해석해야 합니까?

A: 파트 넘버에서 "H2727"은 LED의 상관 색온도가 2700K(최소)와 2700K(최대) 사이로 빈닝되었음을 의미하며, 효과적으로 단일 단계의 2700K 빈입니다. "H3030"은 3000K 빈, "H3535"는 3500K 빈이 됩니다. "H4040"과 같은 코드는 4000K 빈을 나타냅니다.

Q: 히트싱크가 필요합니까?

A> 단일 LED를 보통의 주변 조건에서 60mA로 동작시킬 경우, 내부 열 저항(50°C/W)과 PCB 구리 면적이 충분할 수 있습니다. 그러나 LED 어레이, 높은 주변 온도 또는 최대 전류 근처에서 동작하는 경우, 접합부 온도를 관리하기 위해 PCB를 금속 코어 PCB(MCPCB) 또는 외부 히트싱크에 부착하는 것이 필요합니다.

9. 동작 원리 및 기술

45-21S LED는 반도체 기술을 기반으로 합니다. 장치의 핵심은 InGaN(인듐 갈륨 나이트라이드) 재료로 만들어진 칩입니다. 다이오드의 문턱 전압(약 2.9V)을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 반도체의 활성 영역 내에서 재결합하며 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. InGaN 층의 특정 구성과 인광체 변환(아마도 청색 LED 칩 위의 황색 인광체 코팅)의 사용이 출력 색상을 결정하여, 설명된 백색광 방출을 만들어냅니다. 투명 수지 캡슐러트는 칩과 와이어 본드를 보호하는 동시에 1차 렌즈 역할을 하여 초기 광 출력을 형성하여 120도 시야각을 달성합니다.

10. 산업 동향 및 트렌드

45-21S 시리즈는 저전력 SMD LED 시장에서 성숙되고 최적화된 제품을 대표합니다. 그 사양에 반영된 주요 산업 트렌드는 다음과 같습니다:

• 고품질 광원에 대한 수요:높은 CRI(80+ 최소) 옵션의 가용성은 단순한 효율성을 넘어 빛의 질을 제공하는 LED에 대한 시장 수요 증가를 해결합니다.
• 표준화 및 신뢰성:LM-80 인증 및 ANSI 빈닝과 같은 기능은 이제 전문 조명 제품에 사용되는 구성 요소에 대한 산업 기대치이며, 검증된 성능과 상호 운용성에 대한 트렌드를 강조합니다.
• 소형화 및 통합:PLCC-2 패키지는 컴팩트하고 산업 표준 형식으로, PCB 상에 고밀도 배치를 가능하게 하여 세련되고 효율적인 조명기구 설계를 가능하게 합니다.
• 효율성과 지속 가능성:높은 광 효율(60mA에서의 플럭스 출력으로 암시됨), RoHS 준수 및 무연 구조는 에너지 효율적이고 환경 친화적인 전자제품에 대한 글로벌 트렌드와 일치합니다.

이 분야의 향후 발전은 효율성(와트당 루멘)을 더욱 증가시키고, 우수한 효율로 더 높은 CRI 값(예: >90)을 달성하며, 온도 및 구동 전류 변화에 따른 색상 일관성을 개선하는 데 초점을 맞출 수 있습니다.