SMD 미들 파워 딥 레드 LED 67-21S 데이터시트 - PLCC-2 패키지 - 150mA - 405mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 PLCC-2 패키지로 구성된 표면 실장 장치(SMD) 미들 파워 LED의 딥 레드 발광 사양을 상세히 설명합니다. 본 장치는 AlGaInP 칩 기술을 사용하여 제작되었으며, 투명 수지로 캡슐화되어 있습니다. 중간 전력 소비 범위 내에서 높은 효율, 넓은 시야각, 컴팩트한 폼 팩터가 필요한 애플리케이션에 적합하도록 설계되었습니다. 본 부품은 무연이며 RoHS 지침을 준수합니다.

1.1 핵심 장점 및 타겟 시장

본 LED의 주요 장점은 높은 발광 효율로, 이는 소비 전력 대비 효율적인 광 출력을 의미합니다. 120도의 넓은 시야각은 균일한 광 분포를 보장하여 광범위한 조명이 중요한 애플리케이션에 적합합니다. 컴팩트한 PLCC-2 패키지는 고밀도 PCB 레이아웃을 가능하게 합니다. 이러한 특징들은 딥 레드 스펙트럼 출력이 필요한 장식 및 엔터테인먼트 조명, 농업 조명(예: 식물 생장 보조), 일반 조명 목적에 이상적인 선택지로 만듭니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 동작은 이 경계 내에서 유지되어야 합니다.

• 순방향 전류 (I_F): 150 mA (연속).
• 피크 순방향 전류 (I_FP): 300 mA (펄스, 듀티 사이클 1/10, 펄스 폭 10ms).
• 소비 전력 (P_d): 405 mW. 이는 접합부에서 허용 가능한 최대 전력 손실입니다.
• 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 납땜 지점까지). 이 파라미터는 열 관리 설계에 매우 중요합니다.
• 접합 온도 (T_j): 115 °C (최대).
• 납땜 온도: 리플로우: 최대 260°C, 10초. 핸드 솔더링: 최대 350°C, 3초. 본 장치는 정전기 방전(ESD)에 민감합니다.

2.2 전기-광학 특성

납땜 지점 온도 (T_soldering) 25°C에서 측정. 참고용으로 전형값이 제공되며, 최소/최대값은 보장된 성능 범위를 정의합니다.

• 복사 파워 (Φ_e): 80 mW (최소), 180 mW (최대) at I_F=150mA. 이는 총 광 출력으로, 밀리와트 단위로 측정됩니다. 허용 오차는 ±11%입니다.
• 순방향 전압 (V_F): 1.8V (최소), 2.7V (최대) at I_F=150mA. 전형값은 이 범위 내에 있습니다. 빈 값으로부터의 허용 오차는 ±0.1V입니다.
• 시야각 (2θ_1/2): 120도 (전형) at I_F=150mA. 이는 광도가 피크 값의 절반이 되는 전체 각도입니다.
• 역방향 전류 (I_R): 50 µA (최대) at 역방향 전압 (V_R) 5V.

3. 빈닝 시스템 설명

LED는 애플리케이션 설계의 일관성을 보장하기 위해 주요 파라미터별로 빈으로 분류됩니다. 특정 빈 코드는 제품 주문 번호의 일부입니다.

3.1 복사 파워 빈

I_F=150mA에서 빈닝. 코드 C1부터 C5는 증가하는 출력 파워 범위를 나타냅니다.

• C1: 80 - 100 mW
• C2: 100 - 120 mW
• C3: 120 - 140 mW
• C4: 140 - 160 mW
• C5: 160 - 180 mW

3.2 순방향 전압 빈

I_F=150mA에서 빈닝. 코드 25부터 33은 증가하는 순방향 전압 범위를 나타냅니다.

• 25: 1.8 - 1.9 V
• 26: 1.9 - 2.0 V
• ... 최대33: 2.6 - 2.7 V

3.3 피크 파장 빈

I_F=150mA에서 빈닝. 딥 레드 발광의 스펙트럼 피크를 정의합니다.

• DA2: 650 - 660 nm
• DA3: 660 - 670 nm
• DA4: 670 - 680 nm

주/피크 파장 측정 허용 오차는 ±1nm입니다.

4. 성능 곡선 분석

4.1 스펙트럼 분포

제공된 스펙트럼 곡선은 AlGaInP 반도체의 특징인 딥 레드 영역(빈에 따라 약 650-680nm)에서 좁고 명확한 피크를 보여줍니다. 다른 스펙트럼 대역에서의 발광은 최소화되어 순수한 적색광이 필요한 애플리케이션에 적합합니다.

4.2 순방향 전압 대 접합 온도

그림 1은 순방향 전압 (V_F)이 음의 온도 계수를 가짐을 보여줍니다. 접합 온도 (T_j)가 25°C에서 115°C로 증가함에 따라, V_F는 약 0.25V 선형적으로 감소합니다. 이는 온도 변화에 걸쳐 안정적인 동작을 보장하기 위한 정전류 드라이버 설계에 있어 중요한 고려 사항입니다.

4.3 상대 복사 파워 대 순방향 전류

그림 2는 비선형 관계를 보여줍니다. 복사 파워는 전류와 함께 증가하지만, 증가된 열 효과와 효율 저하로 인해 더 높은 전류(~100mA 이상)에서 포화되기 시작합니다. 최대 정격 전류(150mA)에서 동작하는 것은 약간 낮은 전류에 비해 비례적으로 더 높은 출력을 산출하지 않을 수 있습니다.

4.4 상대 광도 대 접합 온도

그림 3은 열 담금 효과를 보여줍니다. T_j가 상승함에 따라, 광 출력이 감소합니다. 115°C에서의 광도는 25°C에서 값의 약 70-80%입니다. 광 출력을 유지하기 위해서는 효과적인 방열 설계가 필수적입니다.

4.5 순방향 전류 대 순방향 전압 (IV 곡선)

그림 4는 25°C에서의 고전적인 다이오드 IV 특성을 나타냅니다. 곡선은 저전류 영역에서 지수 관계를 보여주며, 동작 전류 150mA에서는 더 선형적이고 저항적인 거동을 보여 동적 저항을 추론할 수 있습니다.

4.6 최대 구동 전류 대 납땜 온도

그림 5는 디레이팅 곡선입니다. 납땜 지점 온도 (T_S)가 약 70°C를 초과하는 경우, 허용 가능한 최대 연속 순방향 전류를 감소시켜야 함을 나타냅니다. 예를 들어, T_S=90°C에서, 최대 I_F는 약 110mA로 디레이팅됩니다. 이 그래프는 높은 주변 온도 환경에서의 신뢰성에 매우 중요합니다.

4.7 방사 패턴

그림 6 (방사 다이어그램)은 120° 시야각을 가진 근사 램버시안 방사 패턴을 확인시켜 줍니다. 광도는 넓은 중심 영역에서 거의 균일하며, 기계적 축으로부터 ±60도에서 50%로 떨어집니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

PLCC-2 패키지는 표준 풋프린트를 가집니다. 주요 치수(mm, 별도 명시 없으면 허용 오차 ±0.1mm)는 전체 길이, 너비, 높이 및 패드 간격과 크기를 포함합니다. 캐소드는 일반적으로 패키지의 마커나 모따기된 모서리로 식별됩니다. PCB 랜드 패턴 설계를 위해서는 정확한 치수 도면을 참조해야 합니다.

5.2 극성 식별

정확한 동작을 위해서는 올바른 방향이 필요합니다. 데이터시트의 패키지 도면은 애노드와 캐소드 패드를 명확히 표시합니다. 납땜 중 잘못된 극성 연결은 LED가 점등되지 않게 하며 역방향 바이어스에 노출시킬 수 있습니다.

6. 납땜 및 조립 지침

6.1 리플로우 납땜 프로파일

최대 내구 조건은 260°C, 10초입니다. 피크 온도 260°C 미만이고 액상선 위 시간(TAL)이 제어된 표준 무연 리플로우 프로파일을 권장합니다. PCB 상의 열 질량 차이를 고려하여 모든 LED가 유사한 열 노출을 경험하도록 해야 합니다.

6.2 핸드 솔더링

핸드 솔더링이 필요한 경우, 인두 팁 온도는 350°C를 초과하지 않아야 하며, LED 단자와의 접촉 시간은 패드당 3초 이하로 제한해야 합니다. 저열질량 기술을 사용하십시오.

6.3 보관 조건

장치는 건조제와 함께 방습 베리어 백에 포장됩니다. 밀봉된 백이 개봉되면, 부품은 수분 흡수에 민감합니다(MSL 등급). 지정된 플로어 라이프 내에 사용하거나 초과 시 IPC/JEDEC 표준에 따라 리플로우 전 베이킹해야 합니다. 장기 보관은 -40°C에서 100°C 사이의 온도에서 건조한 환경에서 이루어져야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 릴 및 테이프 사양

LED는 엠보싱된 캐리어 테이프에 실장되어 릴에 감겨 공급됩니다. 표준 릴 치수와 테이프 너비가 제공됩니다. 릴당 일반 수량은 250, 500, 1000, 2000, 3000, 4000개로, 자동 피크 앤 플레이스 조립을 용이하게 합니다.

7.2 라벨 설명

릴 라벨에는 중요한 정보가 포함됩니다: 복사 파워(CAT), 파장(HUE), 순방향 전압(REF)에 대한 특정 빈 선택을 인코딩하는 제품 번호(P/N); 포장 수량(QTY); 추적성을 위한 로트 번호(LOT No).

8. 애플리케이션 제안

8.1 전형적인 애플리케이션 시나리오

• 장식 및 엔터테인먼트 조명: 딥 레드 색상이 필요한 건축물 액센트 조명, 무대 조명 및 사인.
• 농업 조명: 원예용 보조 조명, 특히 적색 및 원적색광에 민감한 식물의 광형태형성 반응(예: 개화, 줄기 신장 영향)을 위한 용도.
• 일반 용도: 표시등, 백라이트 및 신뢰할 수 있고 효율적인 적색 광원이 필요한 모든 애플리케이션.

8.2 설계 고려 사항

• 열 관리: R_{th J-S}가 50°C/W이므로, PCB는 효과적인 방열판 역할을 해야 합니다. 열 패드 아래 및 주변에 충분한 구리 면적을 사용하고, 고출력 또는 고주변 온도 애플리케이션의 경우 내부 레이어 또는 금속 코어 PCB로의 열 비아를 고려하십시오.
• 전류 구동:** 항상 정전압원이 아닌 정전류 드라이버를 사용하십시오. 드라이버는 V_F빈 범위와 그 음의 온도 계수를 수용하도록 설계되어야 합니다. 필요한 경우 디밍 기능을 고려하십시오.
• 광학 설계: 넓은 시야각은 빔 형성이나 포커싱이 필요한 경우 2차 광학 요소(렌즈, 반사판)를 필요로 할 수 있습니다. 투명 수지는 좋은 광 추출을 가능하게 합니다.

9. 신뢰성 및 테스트

본 데이터시트는 90% 신뢰 수준과 10% 로트 허용 불량률(LTPD)로 수행된 포괄적인 신뢰성 테스트 계획을 설명합니다. 테스트는 다음을 포함합니다:

• 리플로우 납땜 저항성
• 열 충격 (-10°C ~ +100°C)
• 온도 사이클링 (-40°C ~ +100°C)
• 고온/고습 보관 (85°C/85% RH)
• 다양한 전류 및 온도 조건에서의 고/저온 보관 및 동작 수명 테스트.

이러한 테스트들은 전형적인 제조 및 동작 스트레스 하에서 LED의 견고성을 검증하여 장기적인 성능을 보장합니다.

10. 기술 비교 및 차별화

PLCC-2 패키지의 미들 파워 딥 레드 LED로서, 그 핵심 차별점은 성능과 크기의 균형에 있습니다. 저전력 LED와 비교하여 상당히 높은 복사 플럭스를 제공합니다. 고전력 LED와 비교하여 일반적으로 보드에 대한 열 저항이 더 낮고 더 낮은 전류로 구동될 수 있어 드라이버 설계를 단순화합니다. AlGaInP 기술의 사용은 형광체 변환 적색과 같은 다른 기술에 비해 적색 스펙트럼에서 높은 효율을 제공합니다. 150mA 구동 전류, 405mW 소비 전력, 120° 각도의 특정 조합은 이 컴팩트한 폼 팩터로 조명 시장의 특정 틈새를 목표로 합니다.

11. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

11.1 어떤 드라이버 전류를 사용해야 합니까?

명시된 전체 출력을 위해서는 150mA 정전류를 사용하십시오. 그러나 수명 향상이나 낮은 열 부하를 위해 더 낮은 전류(예: 100-120mA)에서 구동하는 것도 가능하며, 출력은 상대 복사 파워 대 전류 곡선(그림 2)을 참조하십시오. 150mA 연속을 절대 초과하지 마십시오.

11.2 파트 번호의 빈 코드를 어떻게 해석합니까?

파트 번호(예: NDR3C-P5080C1C51827Z15/2T)는 특정 빈을 인코딩합니다. 해당 주문 가능 항목에 대해 보장된 복사 파워, 순방향 전압 및 피크 파장의 최소 및 최대값을 결정하기 위해 영숫자 코드를 3.1, 3.2, 3.3절의 빈 테이블과 교차 참조해야 합니다.

11.3 LED가 뜨거워지면 광 출력이 감소하는 이유는 무엇입니까?

이는 그림 3에 표시된 바와 같이 열 담금 또는 효율 저하로 알려진 반도체 재료의 고유 특성 때문입니다. 온도가 상승함에 따라 비방사 재결합이 증가하여 내부 양자 효율이 감소합니다. 적절한 방열 설계는 접합 온도 상승을 최소화하여 더 높은 광 출력을 유지합니다.

11.4 여러 LED를 직렬 또는 병렬로 연결할 수 있습니까?

직렬 연결은 동일한 전류가 모든 LED를 통해 흐르므로 정전류 드라이버를 사용할 때 일반적으로 선호됩니다. 그러나 순방향 전압 허용 오차(빈)가 누적되므로 충분한 컴플라이언스 전압을 가진 드라이버가 필요합니다. 병렬 연결은 개별 전류 제한 저항이나 전용 채널 없이는 V_F불일치로 인해 전류 편중과 불균일한 밝기 또는 고장을 일으킬 수 있으므로 권장되지 않습니다.

12. 실용적인 설계 사례 연구

시나리오: 주변 온도 최대 40°C의 온실에서 보조 적색광을 위한 원예용 라이트 바 설계.

설계 단계:

1. 선택: 목표 스펙트럼(예: 피토크롬 활성화와 관련된 빈 DA3: 660-670nm)을 위해 본 딥 레드 LED를 선택합니다.
2. 열 분석: 좋은 수명을 위해 최대 접합 온도 (T_j)를 85°C로 목표로 합니다. 주변 온도 T_ambient=40°C, R_{th J-S}=50°C/W, P_d≈ V_F*I_F(예: 2.2V * 0.15A = 0.33W)라고 가정합니다. 납땜 지점에서 접합부까지의 온도 상승: ΔT = P_d* R_{th J-S}= 0.33W * 50°C/W = 16.5°C. 따라서 납땜 지점 온도 (T_S)는 T_j- ΔT = 85°C - 16.5°C = 68.5°C 미만으로 유지되어야 합니다.
3. PCB 설계: LED의 열 패드에 연결된 크고 연속적인 구리 패드로 PCB를 설계합니다. 주변 온도 T_Sambient_{=40°C일 때 T}를 68.5°C 미만으로 유지하기 위해 내부 접지 평면 또는 전용 열층으로의 다중 열 비아를 사용하십시오. 계산된 T_S.
4. 에 대해 구동 전류가 허용 가능한지 확인하기 위해 그림 5를 참조하십시오.드라이버 설계_F: 스트링당 150mA를 전달할 수 있는 정전류 드라이버를 선택합니다. 10개의 LED를 직렬로 연결하는 경우, 드라이버의 출력 전압 컴플라이언스는 선택된 빈의 최대 V
5. 의 합(예: 10 * 2.3V = 23V)과 약간의 헤드룸을 커버해야 합니다.광학 레이아웃

: 120° 시야각을 고려하여, 식물 캐노피 전체에 걸쳐 원하는 광도 균일성을 달성하기 위해 바 위에 LED를 적절히 간격을 두고 배치합니다.

13. 동작 원리

본 LED는 Aluminium Gallium Indium Phosphide (AlGaInP) 재료를 기반으로 한 반도체 p-n 접합 다이오드입니다. 다이오드의 턴-온 임계값을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 활성 영역으로 주입됩니다. 이들 전하 캐리어는 방사적으로 재결합하여 광자의 형태로 에너지를 방출합니다. AlGaInP 합금의 특정 밴드갭 에너지는 방출되는 빛의 파장을 결정하며, 이 경우 딥 레드 스펙트럼(650-680 nm)에 있습니다. 투명 에폭시 수지 캡슐러트는 반도체 칩을 보호하고 기계적 안정성을 제공하며 광 출력 패턴을 형성합니다.

14. 기술 동향

• 이와 같은 미들 파워 LED는 저전력 표시 LED와 고전력 조명 LED 사이의 간극을 메우는 고체 조명의 중요한 트렌드를 나타냅니다. 이 분야에 영향을 미치는 주요 산업 동향은 다음과 같습니다:효율 증가
• : 지속적인 재료 및 패키징 연구는 전기 입력(mA) 단위당 더 높은 복사 파워(mW)를 제공하여 동일한 광 출력에 대한 에너지 소비를 줄이는 것을 목표로 합니다.향상된 열 관리
• : 패키지 설계(예: 향상된 열 패드) 및 PCB 재료(예: 절연 금속 기판, 열 클래드 보드)의 발전으로 더 나은 방열이 가능해져 더 높은 구동 전류 또는 표준 전류에서 향상된 신뢰성을 가능하게 합니다.더 좁은 스펙트럼 피크 및 새로운 파장
• : 원예에서는 식물 광수용체(예: 660nm, 730nm)와 일치하는 매우 특정하고 좁은 방출 피크를 가진 LED에 대한 수요가 있습니다. 이러한 목표 파장에서 효율을 최적화하기 위한 개발이 계속되고 있습니다.소형화 및 통합