SMD3528 화이트 LED 데이터시트 - 크기 3.5x2.8mm - 전압 3.2V - 전력 0.108W - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

SMD3528은 일반 조명 적용을 위해 설계된 표면 실장형 화이트 발광 다이오드(LED)입니다. 이 단일 칩 LED는 컴팩트한 크기를 제공하며 백라이트, 표시등, 장식 조명에 적합합니다. 이 부품의 핵심 장점은 표준화된 패키지 크기로, 자동화된 조립 공정을 용이하게 하고 일반 PCB 레이아웃과의 호환성을 보장합니다. 목표 시장은 신뢰할 수 있고 비용 효율적인 조명 솔루션을 찾는 소비자 가전, 자동차 실내 조명 및 상업용 간판 제조업체를 포함합니다.

2. 기술 파라미터 심층 해석

2.1 광도 및 전기적 특성

LED의 성능은 표준 테스트 조건(T_s=25°C)에서 특성화됩니다. 주요 파라미터는 작동 한계와 일반적인 동작을 정의합니다.

2.1.1 절대 최대 정격

이 정격은 영구적 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 한계를 벗어난 작동은 권장되지 않습니다.

• 순방향 전류(I_F):30 mA (연속)
• 순방향 펄스 전류(I_FP):60 mA (펄스 폭 ≤10ms, 듀티 사이클 ≤1/10)
• 전력 소산(P_D):108 mW
• 작동 온도(T_opr):-40°C ~ +80°C
• 저장 온도(T_stg):-40°C ~ +80°C
• 접합 온도(T_j):125°C
• 솔더링 온도(T_sld):200°C 또는 230°C에서 10초간 리플로우 솔더링.

2.1.2 일반 기술 파라미터

이 값은 정상 작동 조건에서 예상되는 성능을 나타냅니다.

• 순방향 전압(V_F):3.2 V (일반), 3.6 V (최대) at I_F=20mA
• 역방향 전압(V_R):5 V
• 역방향 전류(I_R):10 μA (최대)
• 시야각(2θ_1/2):120° (일반)

3. 빈닝 시스템 설명

제품은 색상과 밝기의 일관성을 보장하기 위해 빈으로 분류됩니다. 빈닝은 제품 명명 규칙에 의해 정의됩니다.

3.1 모델 번호 구조

모델 번호 T3200SL(C,W)A는 속성을 정의하는 특정 코딩 시스템을 따릅니다. 전체 코드 분류는 소스에 제공되지만, 주요 요소에는 칩 수(S는 단일 소전력 칩), 패키지 코드(32는 3528), 색상 코드(C는 중립 백색, W는 쿨 백색)가 포함됩니다.

3.2 상관 색온도(CCT) 빈닝

화이트 광은 여러 표준 CCT 빈으로 제공되며, 각각 CIE 다이어그램의 특정 색도 영역과 연관됩니다.

• 2725K ±145K (빈: 27M5)
• 3045K ±175K (빈: 30M5)
• 3985K ±275K (빈: 40M5)
• 5028K ±283K (빈: 50M5)
• 5665K ±355K (빈: 57M7)
• 6530K ±510K (빈: 65M7)

참고: 주문은 최소 광속 빈을 지정하며, 최대값이 아닙니다. 출하된 제품은 주문된 광속 값을 초과할 수 있지만, 항상 지정된 CCT 색도 영역을 준수합니다.

3.3 광속 빈닝

광속은 CCT와 색 재현 지수(CRI)에 따라 빈닝됩니다. 표는 20mA에서의 최소 및 일반 값을 정의합니다. 예를 들어, 70 CRI 중립 백색(3700-5300K) LED에는 B6 (7.0-7.5 lm 최소), B7 (7.5-8.0 lm 최소), B8 (8.0-8.5 lm 최소), B9 (8.5-9.0 lm 최소)와 같은 빈이 있습니다. 더 높은 CRI 버전(80 및 90)은 인광체 시스템의 트레이드오프로 인해 상응적으로 더 낮은 광속 빈을 가집니다.

3.4 순방향 전압 빈닝

직렬 연결 시 전류 매칭을 돕기 위해 순방향 전압도 빈닝됩니다. 코드는 B (2.8-2.9V)에서 J (3.5-3.6V)까지 범위하며, 측정 허용 오차는 ±0.08V입니다.

3.5 색도 영역

각 CCT 빈은 CIE 1931 색도 다이어그램의 타원형 영역에 해당합니다. 사양은 중심 좌표(x, y), 장반경(b) 및 단반경(a)의 길이, 타원 회전 각도(Φ)를 제공합니다. 이 타원들은 ANSI C78.377 표준(5단계 또는 7단계 MacAdam 타원)에 따라 정의되어, 동일한 빈 내의 LED에서 나오는 빛이 인간의 눈에 균일한 색상으로 보이도록 보장합니다.

4. 성능 곡선 분석

4.1 전류-전압(I-V) 특성 곡선

순방향 전압은 순방향 전류에 따라 비선형적으로 증가합니다. 설계자는 이 곡선을 사용하여 적절한 전류 제한 저항 또는 구동 회로를 선택하여 안정적인 작동을 보장하고 최대 전류 정격을 초과하지 않도록 해야 합니다.

4.2 상대 광속 대 순방향 전류

광 출력은 전류와 함께 증가하지만 결국 포화 상태에 도달합니다. 권장 20mA 테스트 전류보다 상당히 높게 작동하면 접합 온도 증가로 인해 효율이 감소하고 루멘 감소가 가속화될 수 있습니다.

4.3 스펙트럼 파워 분포(SPD)

상대 스펙트럼 에너지 곡선은 화이트 LED의 방출 스펙트럼을 보여주며, 이는 반도체 칩의 청색광과 인광체 코팅의 더 넓은 황색/적색광의 조합입니다. 곡선은 CCT 변화에 따라 약간 이동합니다: 따뜻한 화이트(2600-3700K)는 더 긴(적색) 파장에서 더 많은 에너지를 가지며, 차가운 화이트(5000-10000K)는 더 두드러진 청색 피크를 가집니다.

4.4 접합 온도 대 상대 스펙트럼 에너지

접합 온도가 상승하면 인광체와 칩 자체의 효율이 변할 수 있어, SPD 이동과 인지된 색상의 약간의 변화(색도 이동) 및 광 출력 감소를 초래할 수 있습니다. 일관된 성능을 유지하기 위해 적절한 열 관리가 중요합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

SMD3528 패키지는 길이 3.5mm, 너비 2.8mm의 공칭 치수를 가집니다. 허용 오차가 포함된 정확한 치수 도면이 제공됩니다: .X 치수는 ±0.10mm의 허용 오차를, .XX 치수는 ±0.05mm의 허용 오차를 가집니다.

5.2 패드 레이아웃 및 스텐실 설계

PCB 설계를 위한 권장 랜드 패턴(풋프린트)과 솔더 페이스트 적용을 위한 해당 스텐실 패턴이 제공됩니다. 이 권장 사항을 준수하면 리플로우 중 신뢰할 수 있는 솔더 접합 형성을 보장합니다.

5.3 극성 식별

부품에는 극성을 나타내는 캐소드 마크(일반적으로 패키지의 녹색 선, 노치 또는 기타 표시)가 있습니다. 올바른 방향은 회로 작동에 필수적입니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 습기 민감도 및 베이킹

SMD3528 LED는 IPC/JEDEC J-STD-020C에 따라 습기 민감성으로 분류됩니다. 원래의 습기 차단 백이 열리고 부품이 주변 습도에 노출된 경우, 고온 공정 중 "팝콘 현상" 또는 내부 손상을 방지하기 위해 리플로우 솔더링 전에 베이킹해야 합니다.

• 베이킹 조건:60°C에서 24시간.
• 베이킹 후:부품은 1시간 이내에 솔더링하거나 상대 습도 <20%의 용기에 보관해야 합니다.
• 하지 마세요60°C 이상의 온도에서 베이킹하지 마세요.

6.2 리플로우 솔더링 프로파일

이 LED는 최대 10초 동안 최고 온도 200°C 또는 230°C의 표준 리플로우 솔더링 프로파일을 견딜 수 있습니다. 특정 프로파일(상승 속도, 소킹 시간, 최고 온도, 냉각 속도)은 전체 어셈블리에 맞게 최적화되어야 하지만 이 한계 내에 머물러야 합니다.

6.3 저장 조건

• 개봉되지 않은 패키지:5-30°C, 습도 <85%에서 보관.
• 개봉된 패키지:5-30°C, 습도 <60%에서 보관. 개봉된 패키지의 장기 보관을 위해서는 습기 흡수를 방지하기 위해 건조제가 있는 밀봉 용기 또는 질소 분위기를 사용하는 것이 강력히 권장됩니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 포장 사양

LED는 일반적으로 자동 픽 앤 플레이스 기계용 테이프 및 릴에 공급됩니다. 특정 릴 크기, 포켓 수 및 테이프 너비는 산업 표준(예: EIA-481)을 준수합니다.

7.2 주문 모델 번호

T3200SLWA와 같은 완전한 모델 번호를 지정하여 원하는 속성 조합(패키지(3528), 칩 유형, 색상(쿨 백색), 내부 코드)을 얻어야 합니다. 비표준 광속 및 CCT 조합의 경우 제조업체에 문의해야 합니다.

8. 적용 제안

8.1 일반 적용 시나리오

• 백라이트:가전제품, 산업용 제어 장치 및 자동차 계기판의 LCD 패널용.
• 일반 표시등:전자 장치의 상태 표시기.
• 장식 조명:소비자 제품의 액센트 조명.
• 간판 및 채널 레터:실내 간판용 저전력 조명.

8.2 설계 고려사항

• 전류 구동:항상 정전류 구동기 또는 전류 제한 저항을 사용하세요. 전압 소스에 직접 연결하지 마세요.
• 열 관리:저전력이지만, 특히 최대 전류 근처에서 작동할 때 PCB에 적절한 열 방출이 있는지 확인하세요. 높은 주변 온도는 광 출력과 수명을 감소시킵니다.
• 광학 설계:120° 시야각은 넓은 조명을 제공합니다. 집중된 빔을 위해서는 2차 광학(렌즈)가 필요합니다.
• 일관성을 위한 빈닝:균일한 외관이 필요한 적용의 경우, 엄격한 CCT 및 광속 빈을 지정하세요. 동일한 제품에서 다른 빈의 LED를 사용하면 눈에 띄는 색상 또는 밝기 차이가 발생할 수 있습니다.

9. 기술 비교

SMD3528은 레거시 패키지로, 대부분 2835 및 3030과 같은 더 효율적인 패키지로 대체되었습니다. 주요 차별점은 광범위한 가용성, 낮은 비용 및 설계에서의 광범위한 역사적 사용에 있습니다. 새로운 패키지와 비교할 때 일반적으로 더 낮은 발광 효율(와트당 루멘)을 가지며 더 큰 열 저항을 가질 수 있습니다. 그러나 비용에 민감한 적용 또는 기존 제품의 직접 교체를 위해서는 여전히 실행 가능한 옵션입니다.

10. 자주 묻는 질문(기술 파라미터 기반)

10.1 CCT 빈(예: 27M5 대 30M5)의 차이는 무엇인가요?

숫자(27, 30)는 공칭 상관 색온도를 100으로 나눈 값(예: 2700K, 3000K)을 나타냅니다. 문자/숫자 조합(M5, M7)은 CIE 다이어그램의 색도 타원 크기를 나타내며, M7은 M5보다 더 큰 허용 색상 변동을 나타냅니다. 더 엄격한 빈(M5)은 더 나은 색상 일관성을 보장합니다.

10.2 이 LED를 30mA로 연속 구동할 수 있나요?

절대 최대 정격이 30mA이지만, 일반 테스트 조건과 대부분의 성능 데이터는 20mA에서 지정됩니다. 30mA에서 작동하면 더 많은 빛을 생성하지만 상당히 더 많은 열을 발생시켜 수명을 단축시키고 색도 이동을 일으킬 수 있습니다. 신뢰성과 효율성을 위해 더 낮은 작동 전류(예: 15-20mA)로 설계하는 것이 좋습니다.

10.3 베이킹이 왜 필요하며, 내 LED가 필요한지 어떻게 알 수 있나요?

플라스틱 패키지는 공기 중의 습기를 흡수할 수 있습니다. 리플로우 솔더링 중에 이 습기는 빠르게 증기로 변하여 박리 또는 균열을 일으킬 수 있습니다. 습기 차단 백을 열자마자 내부의 습도 표시 카드를 확인하세요. 카드가 지정된 임계값(예: 민감도 수준에 따라 10% 또는 30%)보다 높은 습도 수준을 표시하거나, 백이 습한 환경에서 장시간 열려 있었다면 베이킹이 필요합니다.

10.4 광속 빈 코드(예: B7)를 어떻게 해석하나요?

광속 빈 코드(A9, B1, B2... B9)는 최소 광속 값의 범위를 정의합니다. 예를 들어, 70 CRI 중립 백색 LED의 B7 빈은 20mA에서 최소 7.5 루멘의 광속을 보장하며, 일반 값은 최대 8.0 루멘입니다. 실제 출하 부품은 해당 빈의 최소값 이상이 될 것입니다.

11. 실용 설계 사례

11.1 정전류 LED 어레이 설계

20개의 SMD3528 LED를 직병렬 구성으로 사용하여 라이트 패널을 설계하는 것을 고려해 보세요. 균일한 밝기를 보장하기 위해 동일한 CCT 및 광속 빈의 LED를 사용해야 합니다. 선택한 빈이 20mA에서 일반 V_F가 3.2V이고, 24V DC 전원 공급 장치가 사용 가능한 경우, 10개의 LED를 직렬로 배열할 수 있습니다(10 * 3.2V = 32V, 이는 24V를 초과함). 더 나은 구성은 4개의 LED가 직렬로 연결된 5개의 스트링일 수 있습니다. 각 스트링은 약 12.8V(4 * 3.2V)를 강하시킵니다. 각 스트링에 대한 전류 제한 저항은 R = (V_supply- V_string) / I_F= (24V - 12.8V) / 0.020A = 560 Ω으로 계산됩니다. 각 저항에서 소산되는 전력은 P = I²R = (0.02)²* 560 = 0.224W이므로, 0.25W 또는 0.5W 저항을 권장합니다. 이 설계는 중복성을 제공하며(한 LED가 개방 고장 시 해당 스트링만 꺼짐) LED 간의 전압 허용 오차를 관리하는 데 도움이 됩니다.

12. 원리 소개

화이트 SMD LED는 반도체 물질의 전계 발광 원리와 인광체 변환의 조합으로 작동합니다. 일반적으로 인듐 갈륨 나이트라이드(InGaN)로 만들어진 칩은 순방향 바이어스 시 청색광을 방출합니다. 이 청색광은 칩 위 또는 주변에 코팅된 인광체 물질(예: 세륨이 도핑된 이트륨 알루미늄 가닛, YAG:Ce) 층에 의해 부분적으로 흡수됩니다. 인광체는 청색 광자를 흡수하고 황색 영역의 넓은 스펙트럼에서 빛을 재방출합니다. 남은 청색광과 변환된 황색광의 혼합물은 인간의 눈에 화이트로 인지됩니다. 인광체 구성과 두께에 의해 제어되는 청색광과 황색광의 정확한 비율이 방출된 화이트광의 상관 색온도(CCT)를 결정합니다.

13. 발전 동향

LED 기술의 일반적인 동향은 더 높은 효율(와트당 더 많은 루멘), 개선된 색 재현, 더 낮은 비용에서의 더 높은 신뢰성으로 향하고 있습니다. 이 크기 범주의 패키지의 경우, 산업은 대부분 2835 패키지 풋프린트로 이전했으며, 이는 유사한 크기의 엔벨로프에서 더 나은 열 성능과 더 높은 광 출력을 제공하는 경우가 많습니다. 특히 R9(포화 적색)에 대한 더 높은 색 재현 지수(CRI) 값을 위해 인광체 시스템을 개선하고 각도와 온도에 걸쳐 더 일관된 색상을 달성하기 위한 지속적인 노력도 있습니다. 또한, 조정 가능한 화이트(조정 가능한 CCT)를 위한 지능형 구동기 및 제어와의 LED 통합은 성장하는 적용 동향이지만, 이는 일반적으로 다중 칩 패키지를 필요로 합니다.