SMD5050 화이트 LED 데이터시트 - 치수 5.0x5.0x1.6mm - 전압 3.2V - 전력 0.306W - 기술 문서

1. 제품 개요

SMD5050 시리즈는 일반 조명 응용 분야를 위해 설계된 고휘도, 표면 실장형 화이트 LED입니다. 이 시리즈는 웜 화이트부터 쿨 화이트까지 다양한 색온도 범위와 다른 색 재현 지수(CRI) 옵션을 제공합니다. 패키지는 컴팩트한 5.0mm x 5.0mm의 공간을 차지하여 균일하고 효율적인 조명이 필요한 공간 제약 설계에 적합합니다.

1.1 핵심 특징 및 목표 응용 분야

SMD5050 LED의 주요 장점은 높은 광속 출력, 120도의 넓은 시야각, 그리고 지정된 온도 범위에서의 견고한 성능을 포함합니다. 이 제품은 건축 조명, 장식 조명, 디스플레이 백라이트, 그리고 사인보드 등 다양한 조명 기구에서의 신뢰성을 위해 설계되었습니다. 제품 설계는 효율적인 열 관리와 자동화된 표면 실장 기술(SMT) 공정에서의 쉬운 조립을 용이하게 합니다.

2. 기술 파라미터 분석

이 섹션은 SMD5050 LED에 대해 명시된 주요 전기적, 광학적, 열적 파라미터에 대한 상세하고 객관적인 해석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

다음 파라미터들은 LED에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이러한 조건에서의 동작은 보장되지 않습니다.

• 순방향 전류(IF): 90 mA (연속)
• 순방향 펄스 전류(IFP): 120 mA (펄스 폭 ≤10ms, 듀티 사이클 ≤1/10)
• 전력 소산(PD): 306 mW
• 동작 온도(Topr): -40°C ~ +80°C
• 보관 온도(Tstg): -40°C ~ +80°C
• 접합 온도(Tj): 125°C
• 솔더링 온도(Tsld): 200°C 또는 230°C, 10초 동안 (리플로우 솔더링)

2.2 전형적인 전기적 및 광학적 특성

표준 테스트 조건 T_s= 25°C 및 I_F= 60mA에서 측정됨.

• 순방향 전압(V_F): 전형적 3.2V, 최대 3.4V (허용 오차: ±0.08V)
• 역방향 전압(V_R): 5V
• 역방향 전류(I_R): 최대 10 µA
• 시야각(2θ_1/2): 120°

3. 빈닝 시스템 설명

SMD5050 시리즈는 색상과 밝기의 일관성을 보장하기 위해 포괄적인 빈닝 시스템을 사용하며, 이는 조명 응용 분야에 매우 중요합니다.

3.1 색온도(CCT) 빈닝

LED는 표준 상관 색온도(CCT) 빈으로 분류되며, 각 빈은 CIE 다이어그램 상의 특정 색도 영역과 연관됩니다. 표준 주문 빈은 다음과 같습니다:

• 2700K (영역: 8A, 8B, 8C, 8D)
• 3000K (영역: 7A, 7B, 7C, 7D)
• 3500K (영역: 6A, 6B, 6C, 6D)
• 4000K (영역: 5A, 5B, 5C, 5D)
• 4500K (영역: 4A, 4B, 4C, 4D, 4R, 4S, 4T, 4U)
• 5000K (영역: 3A, 3B, 3C, 3D, 3R, 3S, 3T, 3U)
• 5700K (영역: 2A, 2B, 2C, 2D, 2R, 2S, 2T, 2U)
• 6500K (영역: 1A, 1B, 1C, 1D, 1R, 1S, 1T, 1U)
• 8000K (영역: 0A, 0B, 0C, 0D, 0R, 0S, 0T, 0U)

참고: 제품 주문은 최대 광속 값이 아닌 최소 광속과 정확한 색도 영역을 지정합니다.

3.2 광속 빈닝

광속은 색온도와 색 재현 지수(CRI)에 따라 빈닝됩니다. 다음 표는 I_F=60mA에서의 표준 광속 빈을 설명합니다. 광속 허용 오차는 ±7%, CRI 허용 오차는 ±2입니다.

• 70 CRI, 웜 화이트 (2700-3700K): 코드 1E (18-20 lm), 1F (20-22 lm)
• 70 CRI, 뉴트럴 화이트 (3700-5000K): 코드 1E (18-20 lm), 1F (20-22 lm), 1G (22-24 lm)
• 70 CRI, 쿨 화이트 (5000-10000K): 코드 1E (18-20 lm), 1F (20-22 lm), 1G (22-24 lm), 1H (24-26 lm)
• 80-85 CRI, 웜 화이트 (2700-3700K): 코드 1D (16-18 lm), 1E (18-20 lm)
• 80-85 CRI, 뉴트럴 화이트 (3700-5300K): 코드 1D (16-18 lm), 1E (18-20 lm), 1F (20-22 lm)
• 80-85 CRI, 쿨 화이트 (5300-10000K): 코드 1E (18-20 lm), 1F (20-22 lm)
• 90-93 CRI, 웜 화이트 (2700-3700K): 코드 1C (14-16 lm), 1D (16-18 lm)

4. 성능 곡선 분석

전기적 구동, 광학적 출력 및 온도 간의 관계를 이해하는 것은 최적의 회로 설계와 열 관리를 위해 필수적입니다.

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압(I-V 곡선)

I-V 곡선은 반도체 다이오드의 특성입니다. SMD5050의 경우, 60mA에서 전형적인 순방향 전압은 3.2V입니다. 설계자는 안정적인 광 출력을 유지하고 과도한 전력 소산을 방지하기 위해 지정된 전압 범위 내에서 동작하도록 전류 제한 회로(예: 정전류 드라이버 또는 저항)를 설계해야 합니다.

4.2 순방향 전류 대 상대 광속

이 곡선은 광 출력이 순방향 전류와 함께 증가하지만 선형적으로는 아니라는 것을 보여줍니다. 테스트 전류(60mA)를 크게 초과하여 동작하면 효율성(와트당 루멘)이 감소하고 접합 온도 증가로 인한 성능 저하가 가속화될 수 있습니다. 최대 연속 전류 90mA는 상위 설계 한계로 고려해야 합니다.

4.3 접합 온도 대 상대 스펙트럼 파워 분포

LED 접합 온도가 상승함에 따라 스펙트럼 출력이 이동할 수 있습니다. 화이트 LED의 경우, 이는 종종 색온도의 변화와 광속의 잠재적 감소로 나타납니다. 제품 수명 동안 안정적인 색상과 밝기를 유지하기 위해서는 효과적인 방열판이 중요합니다.

4.4 상대 스펙트럼 파워 분포

스펙트럼 그래프는 다른 CCT 범위(예: 2600-3700K, 3700-5000K, 5000-10000K)에 대한 방출 특성을 보여줍니다. 웜 화이트 LED는 더 긴(빨간색/노란색) 파장에서 더 많은 에너지를 가지는 반면, 쿨 화이트 LED는 블루 영역에서 피크를 가지며 인광체 변환된 노란색 빛으로 보완됩니다. 이 정보는 특정 색상 요구사항이 있는 응용 분야에 매우 중요합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수 및 외형도

SMD5050 패키지는 공칭 치수 5.0mm (L) x 5.0mm (W) x 1.6mm (H)를 가집니다. 상세한 기계 도면은 렌즈 크기, 리드 프레임 배치 및 전체 허용 오차(예: .X 치수에 대해 ±0.10mm, .XX 치수에 대해 ±0.05mm)를 포함한 중요한 치수를 지정합니다.

5.2 패드 레이아웃 및 스텐실 설계

데이터시트는 리플로우 중 신뢰할 수 있는 솔더 접합 형성을 보장하기 위해 권장 패드 레이아웃(풋프린트) 및 솔더 페이스트 스텐실 설계를 제공합니다. 이러한 권장 사항을 준수하는 것은 적절한 정렬, 열 전달 및 기계적 강도를 위해 필수적입니다. 패드 설계는 일반적으로 솔더링과 방열을 용이하게 하기 위해 특정 치수를 가진 6개의 패드(3-칩 구성용)를 포함합니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 습기 민감도 및 베이킹

SMD5050 LED는 습기에 민감합니다(IPC/JEDEC J-STD-020C에 따른 MSL 등급).

• 보관: 개봉되지 않은 백은 30°C 미만 및 85% RH 이하로 보관해야 합니다. 개봉 후에는 30°C 미만 및 60% RH 이하, 바람직하게는 건조 캐비닛 또는 건조제가 있는 밀폐 용기에 보관하십시오.
• 플로어 라이프: 습기 차단 백 개봉 후 12시간 이내에 사용하십시오.
• 베이킹 요구사항: 장치가 플로어 라이프를 초과하여 노출되거나 습도 표시 카드에 과도한 습기가 표시된 경우, 리플로우 전에 베이킹이 필요합니다.
• 베이킹 방법: 60°C에서 24시간 동안 베이킹하십시오. 60°C를 초과하지 마십시오. 베이킹 후 1시간 이내에 리플로우를 수행하거나 부품을 건조 보관 환경(<20% RH)으로 되돌려야 합니다.

6.2 리플로우 솔더링 프로파일

LED는 최대 10초 동안 200°C 또는 230°C의 피크 리플로우 온도를 견딜 수 있습니다. 무연 솔더에 대한 표준적이고 제어된 리플로우 프로파일을 따르는 것이 중요하며, 예열, 소킹, 리플로우 및 냉각 속도가 허용 가능한 한계 내에 있도록 하여 에폭시 렌즈와 내부 다이에 대한 열 충격 또는 손상을 방지해야 합니다.

7. 정전기 방전(ESD) 보호

LED는 ESD 손상에 취약한 반도체 장치이며, 특히 화이트, 그린, 블루 및 퍼플 타입이 그렇습니다.

• ESD 발생: 마찰, 유도 또는 전도를 통해 발생할 수 있습니다.
• 잠재적 손상: ESD는 잠재적 결함(누설 전류 증가, 밝기/색상 변화 감소) 또는 치명적 고장(완전 비동작)을 일으킬 수 있습니다.
• 주의사항: 표준 ESD 제어 조치를 구현하십시오: 접지된 작업대, 손목 스트랩, 전도성 바닥 매트 및 정전기 방지 포장재를 사용하십시오. ESD 보호 구역에서만 LED를 다루십시오.

8. 모델 번호 규칙

제품 코드는 주요 속성을 나타내기 위해 특정 구조를 따릅니다. 일반적인 형식은 다음과 같습니다:T□□ □□ □ □ □ – □□□ □□. 분류는 다음에 대한 코드를 포함합니다:

• 패키지 외형: 예: 5050N의 경우 '5A'.
• 칩 수: 예: 3-칩 설계의 경우 '3'.
• 광학 코드: 예: 렌즈 없음의 경우 '00', 렌즈 포함의 경우 '01'.
• 색상 코드: 예: 웜 화이트(<3700K)의 경우 'L', 뉴트럴 화이트(3700-5000K)의 경우 'C', 쿨 화이트(>5000K)의 경우 'W'.
• 내부 코드: 제조사의 내부 참조.
• CCT 코드: 색온도 빈을 지정합니다.
• 광속 코드: 광속 빈(예: 1E, 1F)을 지정합니다.

9. 응용 제안 및 설계 고려사항

9.1 전형적인 응용 시나리오

• 건축 및 장식 조명: 높은 밝기와 균일한 광 분포가 필요한 코브 조명, 액센트 조명 및 선형 스트립.
• 백라이트: 사인보드, 디스플레이 및 제어판을 위한 엣지 라이트 또는 다이렉트 라이트 패널.
• 일반 조명: 다운라이트, 패널 라이트 및 기타 조명 기구용 모듈에 통합되며, 종종 어레이 형태로 사용됩니다.

9.2 중요한 설계 고려사항

• 열 관리: 최대 접합 온도는 125°C입니다. 적절한 열 비아를 갖춘 PCB 설계와 필요한 경우 외부 방열판은 T_j를 안전한 한계 내로 유지하기 위해 필수적이며, 특히 더 높은 전류로 구동하거나 높은 주변 온도에서 그렇습니다. 이는 장기적인 신뢰성과 안정적인 광 출력을 보장합니다.
• 전류 구동:** 항상 정전류 드라이버 또는 전류 제한 저항을 사용하십시오. 정전압 소스로 구동하는 것은 열 폭주를 일으킬 수 있으므로 권장되지 않습니다. 드라이버는 순방향 전압 변동(허용 오차)을 수용하도록 설계되어야 합니다.
• 광학 설계: 120도의 시야각은 넓은 조명을 제공합니다. 집중된 빔을 위해서는 5050 풋프린트용으로 설계된 2차 광학(렌즈 또는 반사판)이 필요할 수 있습니다.
• 일관성을 위한 빈닝: 균일한 색상과 밝기가 필요한 응용 분야(예: 다중 LED 어레이)의 경우, 공급업체로부터 CCT와 광속 모두에 대해 엄격한 빈닝을 지정하십시오.

10. 자주 묻는 질문(기술 파라미터 기반)

10.1 전형적인 순방향 전압과 최대 순방향 전압의 차이는 무엇인가요?

전형적인 순방향 전압(3.2V)은 표준 테스트 조건에서 예상되는 값입니다. 최대값(3.4V)은 제품 빈의 상한선입니다. 귀하의 드라이버 회로는 최대 V_F에서 LED가 켜지고 올바르게 작동하도록 충분한 전압을 제공할 수 있어야 합니다.

10.2 이 LED를 90mA로 연속 구동할 수 있나요?

90mA는 절대 최대 연속 전류이지만, 이 수준에서 동작하면 상당한 열을 발생시키고 접합 온도 상승으로 인해 LED의 수명을 단축시킬 가능성이 높습니다. 최적의 신뢰성과 효율성을 위해 60mA 테스트 조건 또는 귀하의 열 관리 능력에 의해 결정된 값과 같은 더 낮은 구동 전류로 설계하는 것이 좋습니다.

10.3 솔더링 전에 베이킹이 왜 필요한가요?

플라스틱 패키지는 대기 중의 습기를 흡수할 수 있습니다. 고온 리플로우 솔더링 공정 중에 갇힌 이 습기는 빠르게 팽창하여 내부 박리, 균열 또는 "팝콘 현상"을 일으켜 즉각적이거나 잠재적인 고장으로 이어질 수 있습니다. 베이킹은 이 흡수된 습기를 제거합니다.

10.4 광속 빈 코드(예: 1F)를 어떻게 해석하나요?

광속 빈 코드(1F와 같은)는 60mA에서 루멘으로 측정된 특정 범위의 광 출력에 해당합니다. 예를 들어, 70-CRI 쿨 화이트 LED의 코드 1F는 최소 20루멘, 전형적인 최대 22루멘을 보장하며, 측정에 대한 허용 오차는 ±7%입니다. 귀하는 응용 분야의 밝기 요구사항에 따라 빈을 선택합니다.