Shwo(F) 1W 시리즈 LED 데이터시트 - SMT 패키지 - 350mA/1000mA/1500mA 구동 전류 - 쿨/뉴트럴/웜 화이트 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

Shwo(F) 시리즈는 컴팩트한 폼 팩터에서 높은 광 출력을 제공하도록 설계된 표면 실장 고출력 LED 소자입니다. 이 제품 라인은 현대 고체 조명(SSL) 애플리케이션의 엄격한 요구 사항을 충족하도록 설계되어 성능과 신뢰성을 균형 있게 제공합니다. 시리즈 이름은 "반짝임"을 의미하는 단어에서 유래하여, 천체에 비유할 수 있는 밝고 집중된 빛 출력을 적절히 설명합니다.

이 시리즈의 핵심 장점은 작은 패키지 면적과 높은 광 효율의 결합에 있습니다. 이는 공간이 제한적이지만 높은 광 출력이 필요한 애플리케이션에 이상적인 솔루션입니다. 이 소자는 내장된 ESD 보호 기능을 갖춘 견고한 구조로 제작되었으며, 주요 환경 및 안전 표준을 준수합니다.

1.1 목표 애플리케이션

Shwo(F) 시리즈의 다용도성은 광범위한 조명 시나리오에 배치될 수 있게 합니다. 주요 애플리케이션은 다음과 같습니다:

• 일반 조명:일상 사용을 위한 효율적이고 밝은 빛을 제공합니다.
• 장식 및 엔터테인먼트 조명:미적 조명 효과가 요구되는 환경에서 사용됩니다.
• 신호 및 상징 조명기구:비상구 표지판, 계단 표지 등 명확하고 일관된 조명이 중요한 방향 또는 안전 조명에 이상적입니다.
• 농업 조명:원예 및 농업 환경에서의 특수 조명 요구 사항을 지원합니다.
• 플래시 및 스포트 조명:지향성 고강도 광속이 필요한 애플리케이션에 적합합니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

이 섹션은 Shwo(F) 시리즈 LED의 성능과 작동 한계를 정의하는 주요 기술 사양에 대한 상세하고 객관적인 분석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 소자에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 한계 또는 그 근처에서 장시간 작동하는 것은 권장되지 않습니다.

• 최대 DC 순방향 전류 (I_F):표준 Shwo(F) 시리즈는 열 패드 온도 25°C에서 1000mA로 정격화되어 있습니다. 시리즈 내 "고휘도" 및 "초고휘도" 변형은 동일 조건에서 1500mA로 증가된 정격을 가집니다.
• 최대 피크 펄스 전류 (I_Pulse):펄스 작동(1/10 듀티 사이클 @ 1kHz)의 경우, 표준 시리즈는 1250mA를 처리할 수 있으며, 고휘도 버전은 1500mA로 정격화되어 있습니다.
• 최대 접합 온도 (T_J):반도체 접합은 150°C를 초과해서는 안 됩니다. 작동 중 이 한계를 유지하기 위해서는 적절한 열 관리가 필수적입니다.
• 작동 및 저장 온도 (T_Opr, T_Stg):이 소자는 주변 온도 범위 -40°C ~ +100°C로 지정되어 있습니다.
• 열 저항 (R_th):5 °C/W의 핵심 파라미터는 소비 전력 와트당 온도 상승을 나타냅니다. 낮은 값이 열 방출에 유리합니다.
• ESD 보호 (V_B):이 소자는 최대 8000V(HBM)의 정전기 방전에 대한 보호 기능을 제공하여 취급 견고성을 향상시킵니다.
• 솔더링:리플로우 중 허용 가능한 최대 솔더링 온도는 260°C이며, 최대 2회의 리플로우 사이클이 권장됩니다.

2.2 광도 및 전기적 특성

LED의 성능은 일반적으로 열 패드가 25°C로 안정화된 특정 테스트 조건에서 특성화됩니다.

광속:데이터시트는 최소 광속에 대한 상세한 빈 정보를 제공합니다. 예를 들어, 쿨 화이트 LED는 350mA로 구동 시 130 lm(J41CX)부터 175 lm(JJ1CX)까지의 빈으로 제공됩니다. 뉴트럴 화이트 및 웜 화이트 변형은 각각 해당하는 광속 빈을 가지며, 웜 화이트는 동일 구동 전류에서 인광체 변환 효율로 인해 일반적으로 약간 낮은 출력 값을 보입니다.

순방향 전압 (V_F):제공된 발췌문에는 나열되지 않았지만, 제품 명명법에는 순방향 전압 빈을 위한 "V" 코드가 포함되어 있습니다. 이 파라미터는 주어진 전류에 필요한 공급 전압을 결정하므로 드라이버 설계에 중요합니다.

색상 특성:화이트 LED는 상관 색온도(CCT)에 따라 분류됩니다: 쿨 화이트(4745-7050K), 뉴트럴 화이트(3710-4745K), 웜 화이트(2580-3710K). 제공된 발췌문에는 컬러 LED 옵션으로 로얄 블루(445-460nm)도 언급되어 있습니다. 색도 빈은 CIE 색도도 상에서 정의된 범위 내의 색상 일관성을 보장합니다.

2.3 열 관리

효과적인 방열은 LED 성능과 수명에 가장 중요합니다. 5 °C/W의 열 저항 정격은 LED 접합에서 열 패드로 열이 얼마나 효율적으로 전달되는지를 지정합니다. 안전한 접합 온도를 유지하기 위해서는 이 패드에서 주변 환경(PCB 및 가능한 방열판을 통해)으로의 열 경로가 낮은 열 임피던스로 설계되어야 합니다. 최대 접합 온도를 초과하면 루멘 감가가 가속화되고 치명적인 고장으로 이어질 수 있습니다.

3. 빈 시스템 설명

Shwo(F) 시리즈는 최종 사용자에게 일관된 성능과 색상을 보장하기 위해 포괄적인 빈 구조를 채택합니다. 빈은 측정된 특정 파라미터에 따라 분류된 LED 그룹입니다.

3.1 광속 빈

LED는 표준 테스트 전류(350mA)에서의 최소 광 출력을 기준으로 분류됩니다. 빈 코드(예: 쿨 화이트의 경우 JJ, J8, JH)는 보장된 최소 광속(루멘)에 직접 대응합니다. 이를 통해 설계자는 애플리케이션에 필요한 밝기 수준을 확실하게 선택할 수 있습니다.

3.2 색상/색도 빈

화이트 LED의 경우, 주요 빈은 "색상 제공" 테이블(C, N, M)에 정의된 대로 상관 색온도(CCT)에 의한 것입니다. 각 CCT 범위 내에서 추가적인 색도 빈(부품 번호의 "1234" 코드)은 방출된 백색광이 색상 차트 상에서 엄격하게 제어된 영역 내에 있도록 보장하여, 조명기구 내 개별 LED 간의 가시적인 색상 차이를 최소화합니다.

3.3 순방향 전압 빈

LED는 또한 지정된 전류에서의 순방향 전압 강하에 따라 빈으로 분류됩니다. 이는 부품 번호의 "V" 코드로 표시됩니다. V_F에 따라 LED를 그룹화하는 것은 특히 여러 LED가 직렬로 연결될 때 더 효율적이고 일관된 드라이버 회로 설계에 도움이 됩니다.

4. 성능 곡선 분석

그래픽 데이터는 발췌문에 완전히 상세히 설명되지는 않았지만, 실제 조건에서의 소자 동작을 이해하는 데 중요합니다.

4.1 일반 광 출력 대 열 패드 온도

LED 광 출력은 열 패드(결과적으로 접합)의 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 디레이팅 곡선은 일반적으로 25°C에서 100%인 상대 광속이 고온(예: 85°C)에서 낮은 백분율로 떨어지는 것을 보여줍니다. 이 곡선은 LED를 25°C로 유지할 수 없는 애플리케이션에서 실제 광 출력을 계산하는 데 필수적입니다.

4.2 일반 상대 광속 대 순방향 전류

이 곡선은 광 출력이 구동 전류에 따라 어떻게 변하는지를 보여줍니다. 출력은 일반적으로 전류와 함께 증가하지만, 관계는 완벽하게 선형적이지 않으며, 효율(와트당 루멘)은 증가된 열 부하와 드루프 효과로 인해 더 높은 전류에서 종종 감소합니다. 데이터시트는 설계자가 밝기와 효율 사이의 균형을 최적화하는 데 도움이 되도록 이 그래프를 제공할 가능성이 높습니다.

4.3 전류 디레이팅 곡선

과열을 방지하기 위해, 최대 허용 순방향 전류는 주변 또는 열 패드 온도가 상승함에 따라 감소되어야 합니다. 디레이팅 곡선은 25°C 이상의 온도에서 안전한 작동 전류를 지정하여 최대 접합 온도를 절대 초과하지 않도록 합니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

5.1 패드 구성

이 소자는 표면 실장 기술(SMT) 패드 레이아웃을 사용합니다. 특정 치수 도면은 발췌문에 없지만, 패드 구성은 데이터시트의 중요한 부분입니다. 이는 PCB 설계를 위한 풋프린트를 정의하며, 전기 연결 패드의 위치와 크기, 그리고 결정적으로 큰 열 패드를 포함합니다. 열 패드는 LED 다이에서 인쇄 회로 기판으로 열을 전달하는 데 필수적입니다.

5.2 극성 식별

SMT LED는 패키지 또는 풋프린트 다이어그램에 명확한 극성 표시(일반적으로 캐소드 마크)가 있어야 조립 중 올바른 방향을 보장합니다. 잘못된 극성은 소자가 발광하지 못하게 합니다.

5.3 에미터 패키징

LED는 자동 픽 앤 플레이스 조립 기계에 적합한 테이프 및 릴 패키징으로 공급됩니다. 부품 번호의 "P" 코드는 "테이프" 패키징을 나타냅니다. 이 형식은 소자를 보호하고 대량 생산 중 효율적인 취급을 보장합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 리플로우 솔더링 파라미터

이 소자는 최대 솔더링 온도 260°C로 정격화되었으며 최대 2회의 리플로우 사이클을 견딜 수 있습니다. 표준 무연 리플로우 프로파일(피크 온도 일반적으로 240-260°C 사이)이 적용 가능합니다. 패키지, 특히 열 패드의 열 질량은 모든 솔더 접합이 적절히 리플로우되도록 하기 위해 리플로우 프로파일을 개발할 때 고려되어야 합니다.

6.2 습기 민감도

Shwo(F) 시리즈는 JEDEC 표준에 따라 습기 민감도 수준(MSL) 1로 정격화되어 있습니다. 이는 가장 강력한 수준으로, ≤30°C/85% RH 조건에서 무제한 바닥 수명을 나타냅니다. 패키징 실란이 손상되지 않은 경우 사용 전 베이킹이 필요하지 않습니다. 이는 저장 및 취급 물류를 단순화합니다.

6.3 저장 조건

권장 저장 온도는 -40°C ~ +100°C 사이입니다. MSL 1은 관대하지만, 잠재적인 오염이나 열화를 방지하기 위해 구성 요소를 건조하고 제어된 환경에 저장하는 것이 좋은 관행입니다.

7. 주문 정보 및 제품 라벨링

7.1 모델 번호 명명법

부품 번호는 상세한 구조를 따릅니다: ELSWF–ABCDE–FGHIJ–V1234. 각 세그먼트는 특정 정보를 전달합니다:

• AB:최소 광속 또는 복사 파워 코드.
• C:방사 패턴(예: 람베르시안의 경우 "1").
• D:색상 코드(C, N, M, L).
• E:제안 작동 전력(1W의 경우 "1").
• H:패키징 유형(테이프의 경우 "P").
• V:순방향 전압 빈.
• 1234:색도 또는 CCT 빈.

이 시스템을 통해 애플리케이션에 필요한 정확한 LED 변형을 정밀하게 선택할 수 있습니다.

7.2 제품 라벨링

릴 및 테이프 패키지에는 전체 부품 번호, 수량, 날짜 코드 및 기타 추적 정보가 포함된 라벨이 부착되어 올바른 자재 취급 및 재고 관리를 보장합니다.

8. 애플리케이션 설계 고려 사항

8.1 드라이버 선택

파워 LED를 작동시키기 위해서는 정전류 드라이버가 필수적입니다. 드라이버의 전류 출력은 LED의 의도된 작동 지점(예: 350mA, 700mA 또는 최대 정격 전류까지)과 일치해야 합니다. 드라이버의 전압 준수 범위는 전압 빈(V 코드)과 온도가 V_F.

8.2 열 설계

이는 고출력 LED 설계에서 가장 중요한 측면입니다. PCB는 방열판 역할을 하도록 설계되어야 합니다. 이는 다음을 포함합니다:

• 충분한 구리 두께(예: 2 oz)를 가진 PCB 사용.
• 다중 열 비아를 통해 LED의 열 패드에 연결된 큰 구리 영역 설계.
• 고출력 애플리케이션의 경우 PCB를 외부 알루미늄 방열판에 부착 가능.
• 층간 열 저항을 최소화하기 위한 열 인터페이스 재료 사용.

최악의 작동 조건에서 LED의 열 패드 온도에 대한 시뮬레이션 또는 측정을 강력히 권장합니다.

8.3 광학 설계

람베르시안 방사 패턴은 넓고 균일한 시야각을 제공합니다. 집중된 빔이 필요한 애플리케이션의 경우, 보조 광학 장치(렌즈 또는 반사판)를 사용해야 합니다. Shwo(F) 시리즈의 작은 패키지 크기는 컴팩트한 광학 어셈블리를 가능하게 합니다.

9. 규정 준수 및 환경 표준

이 제품은 여러 주요 국제 표준을 준수하도록 설계되었습니다:

• RoHS(유해 물질 제한):이 소자는 납, 수은, 카드뮴 및 기타 제한 물질이 없습니다.
• 할로겐 프리:브롬(Br<900ppm), 염소(Cl<900ppm) 및 그 합계(Br+Cl<1500ppm)에 대한 엄격한 제한을 준수합니다.
• EU REACH:화학물질의 등록, 평가, 허가 및 제한 규정을 준수합니다.

이러한 규정 준수는 특히 유럽을 포함한 글로벌 시장에서 판매를 목표로 하는 제품에 필수적입니다.

10. 신뢰성 및 작동 수명

특정 L70 또는 L90 수명 수치(초기 광 출력의 70% 또는 90%까지의 시간)는 발췌문에 제공되지 않았지만, LED의 수명은 작동 조건과 직접적으로 연결됩니다. 주요 요인은 접합 온도입니다. LED를 최대 정격 내에서 잘 작동시키고, 특히 효과적인 열 관리를 통해 낮은 접합 온도를 유지하는 것은 긴 작동 수명과 느린 루멘 감가를 보장하는 가장 중요한 조치입니다. 정격 최대 접합 온도 150°C는 한계이며 목표가 아닙니다. 신뢰성을 위해서는 낮을수록 항상 좋습니다.

11. 기술 비교 및 차별화

Shwo(F) 시리즈는 몇 가지 주요 속성을 통해 SMT 고출력 LED의 경쟁 환경에서 자신의 위치를 확보합니다:

• 컴팩트 사이즈의 고휘도:패키지 면적당 유리한 루멘 비율을 제공합니다.
• 견고한 ESD 보호:8kV HBM 보호는 더 낮거나 보호 기능이 없는 소자에 비해 취급 및 조립 중 내구성을 향상시킵니다.
• 포괄적인 빈:상세한 광속, 전압 및 색도 빈은 설계자에게 높은 예측 가능성과 일관성을 제공합니다.
• 유리한 습기 민감도:MSL 1 정격은 건조 포장 및 베이킹이 필요한 더 높은 MSL 정격의 구성 요소에 비해 상당한 물류 및 저장 이점을 제공합니다.
• 광범위한 규정 준수:RoHS, 할로겐 프리 및 REACH 표준을 즉시 충족함으로써 최종 제품 제조업체의 규정 준수 프로세스를 단순화합니다.

12. 자주 묻는 질문(기술 파라미터 기반)

Q: 이 LED를 정전압 소스로 구동할 수 있나요?

A: 아니요. LED는 전류 구동 소자입니다. 정전압 공급은 전류를 조절하지 않아 열 폭주 및 LED 파괴로 이어집니다. 항상 정전류 드라이버를 사용하십시오.

Q: 데이터시트는 25°C에서의 성능을 보여줍니다. 60°C에서는 어떤 출력을 기대할 수 있나요?

A: "일반 광 출력 대 열 패드 온도" 곡선을 참조해야 합니다. 광 출력은 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 60°C에서는 상대 광속이 25°C 값의 백분율(예: ~85-90%)이 될 것입니다. 귀하의 열 설계는 이 디레이팅을 고려해야 합니다.

Q: 표준, 고휘도 및 초고휘도 시리즈의 차이점은 무엇인가요?

A: 주요 차이점은 최대 허용 구동 전류(1000mA 대 1500mA)와 그에 따라 사용 가능한 더 높은 광속 빈에 있습니다. 고휘도 버전은 더 높은 전력 밀도를 처리하기 위해 더 발전된 다이 기술 또는 패키징을 사용할 가능성이 높습니다.

Q: 방열판이 항상 필요한가요?

A: 구동 전류와 애플리케이션 환경에 따라 다릅니다. 전체 정격 전류(1000mA/1500mA)에서는 전용 방열판이 거의 확실히 필요합니다. 더 낮은 전류(예: 350mA)에서 그리고 좋은 PCB 열 설계를 갖춘 경우, 독립형 방열판이 필요하지 않을 수 있지만 여전히 신중한 열 분석이 필요합니다.

13. 실용적 설계 및 사용 예시

예시 1: 비상구 표지 조명기구

엔지니어가 낮은 프로파일의 에너지 효율적인 비상구 표지판을 설계하고 있습니다. 그들은 뉴트럴 화이트(예: ELSWF-J71NX-...)의 Shwo(F) LED를 선택하여 350mA로 구동하여 높은 효율로 필요한 밝기를 달성합니다. 컴팩트한 SMT 패키지는 광 엔진을 매우 얇게 만듭니다. MSL 1 정격은 공장의 조립 프로세스를 단순화합니다. 그들은 LED의 열 패드에 비아 배열을 통해 연결된 큰 하층 구리 평면을 가진 2층 PCB를 설계하여 장기 신뢰성을 위해 접합 온도를 낮게 유지합니다.

예시 2: 하이 베이 산업 조명

고출력 산업용 조명기구의 경우, 설계자는 1200mA로 구동되는 초고휘도 시리즈 변형을 선택합니다. 여러 LED가 금속 코어 PCB(MCPCB)에 배열된 다음 큰 알루미늄 압출 방열판에 부착됩니다. 드라이버는 일정한 1200mA를 제공하도록 선택되며, 12개의 LED가 직렬로 연결된 스트링에 전력을 공급할 수 있을 만큼 충분히 높은 전압 범위를 가집니다. 상세한 색도 빈("1234" 코드)은 구매한 모든 LED에 대해 동일하도록 지정되어 조명기구 전체에 걸쳐 가시적인 색상 변동 없이 균일한 백색광을 보장합니다.

14. 작동 원리 소개

발광 다이오드(LED)는 전기발광을 통해 빛을 방출하는 반도체 소자입니다. p-n 접합에 순방향 전압이 가해지면, 전자와 정공이 반도체 물질 내에서 재결합하여 광자의 형태로 에너지를 방출합니다. 방출된 빛의 파장(색상)은 반도체 물질의 에너지 밴드갭에 의해 결정됩니다. Shwo(F) 시리즈와 같은 화이트 LED의 경우, 청색 LED 칩이 인광체 층으로 코팅됩니다. 청색광의 일부는 인광체에 의해 더 긴 파장(노랑, 빨강)으로 변환되며, 청색과 변환된 빛의 혼합물은 인간의 눈에 백색으로 인지됩니다. 인광체의 특정 혼합은 백색광의 상관 색온도(CCT)를 결정합니다.

15. 기술 동향 및 발전

고체 조명 산업은 Shwo(F) 시리즈와 같은 구성 요소와 관련된 몇 가지 주요 궤적을 따라 계속 발전하고 있습니다:

• 증가된 효율(와트당 루멘):LED 칩 설계, 인광체 기술 및 패키지 효율의 지속적인 개선으로 동일한 전기 입력 전력에 대해 더 높은 광 출력을 이끌어냅니다.
• 더 높은 전력 밀도:패키지는 더 높은 구동 전류를 처리하고 축소된 풋프린트에서 더 많은 열을 방출할 수 있게 되고 있으며, 이는 "고휘도" 및 "초고휘도" 변형에서 볼 수 있습니다.
• 향상된 색상 품질 및 일관성:더 엄격한 색도 빈 및 높은 색 재현 지수(CRI) 및 특정 스펙트럼 파워 분포(예: 원예용)를 위한 인광체 개발.
• 향상된 신뢰성 및 견고성:더 높은 온도와 더 가혹한 환경 조건을 견딜 수 있는 재료 및 패키징 기술의 개선으로 작동 수명을 연장합니다.
• 통합 및 스마트 기능:이 개별 구성 요소에는 존재하지 않지만, 더 넓은 추세에는 지능형 조명 시스템을 위한 드라이버, 센서 및 통신 인터페이스와 통합된 LED가 포함됩니다.

Shwo(F) 시리즈는 고휘도, 견고한 보호 및 포괄적인 빈에 초점을 맞춰 전문 조명 애플리케이션을 위한 신뢰할 수 있고 고성능이며 일관된 광원에 대한 시장의 수요와 일치합니다.