2820 SMD LED 데이터시트 - 2.8x2.0mm 패키지 - 앰버 색상 - 3.0V 정격 - 0.45W @ 150mA - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

2820-PA1501M-AM 시리즈는 까다로운 자동차 조명 애플리케이션을 위해 설계된 고성능 표면 실장 LED입니다. 이 장치는 안정적인 앰버 색상 출력을 생성하기 위해 형광체 변환 기술을 활용합니다. 컴팩트한 2.8mm x 2.0mm SMD 패키지에 장착되어 크기와 광 출력 사이의 균형을 제공합니다. 핵심 장점으로는 엄격한 AEC-Q102 자동차 인증 표준 준수, 8KV(HBM)의 높은 정전기 방전(ESD) 보호, RoHS, REACH 및 할로겐 프리 요구사항과 같은 환경 규정 준수가 포함됩니다. 목표 시장은 신뢰성, 색상 일관성 및 가혹한 조건에서의 성능이 가장 중요한 자동차 내장 및 외장 조명입니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 광도 및 전기적 특성

LED의 성능은 150 mA의 표준 테스트 전류 하에서 특성화됩니다. 전형 광속은 45 루멘(lm)이며, 빈닝 구조에 따라 최소 39 lm, 최대 60 lm 범위를 가집니다. 이 전류에서의 순방향 전압(Vf)은 전형적으로 3.00볼트이며, 2.75V에서 3.5V 사이입니다. 이 파라미터는 드라이버 설계 및 열 관리에 매우 중요합니다. 장치는 120도의 넓은 시야각을 제공하여 넓고 균일한 광 분포를 제공합니다. 색도 좌표는 CIE x=0.575 및 CIE y=0.418을 중심으로 하여 특정 앰버 색조를 정의합니다. 모든 광도 측정은 ±8%의 허용 오차를 가지며, 순방향 전압 측정은 ±0.05V의 허용 오차를 가집니다.

2.2 절대 최대 정격 및 열적 특성

장기적인 신뢰성을 보장하기 위해 장치는 절대 최대 정격을 초과하여 작동해서는 안 됩니다. 최대 연속 순방향 전류는 350 mA이며, 피크 서지 전류(tp ≤ 10 μs) 능력은 750 mA입니다. 최대 전력 소산은 1225 mW입니다. 접합 온도(Tj)는 150°C를 초과해서는 안 되며, 작동 온도 범위는 -40°C에서 +125°C입니다. 두 가지 열저항 값이 제공됩니다: 접합에서 솔더 포인트까지의 실제 열저항(Rth JS 실제)은 최대 22 K/W이며, 전기적 방법으로 유도된 값(Rth JS 전기)은 최대 15 K/W입니다. 이러한 값은 작동 중 Tj를 안전한 한도 내로 유지하기 위해 필요한 방열 설계를 계산하는 데 중요합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

LED는 애플리케이션 설계를 위한 핵심 파라미터의 일관성을 보장하기 위해 빈으로 분류됩니다.

3.1 광속 빈닝

광속 빈은 F3, F4, F5로 지정됩니다. F3 빈은 39 lm에서 45 lm까지의 광속을 포함하고, F4는 45 lm에서 52 lm까지, F5는 52 lm에서 60 lm까지 포함합니다. 이를 통해 설계자는 특정 애플리케이션에 필요한 밝기 수준에 따라 LED를 선택할 수 있습니다.

3.2 순방향 전압 빈닝

전압 빈은 다중 LED 어레이에서 전류 분배를 위한 LED 매칭에 도움이 됩니다. 빈은 2730(2.75V - 3.00V), 3032(3.00V - 3.25V), 3235(3.25V - 3.50V)입니다. 동일하거나 밀접하게 일치하는 전압 빈의 LED를 사용하면 전류 불균형을 최소화할 수 있습니다.

3.3 색상 빈닝

앰버 색상은 두 가지 주요 빈인 YA와 YB 내에서 엄격하게 제어됩니다. 각 빈은 CIE 1931 색도도상의 사변형 영역으로 정의됩니다. 빈 YA와 YB는 방출된 앰버 색상이 시각적으로 일관되고 허용 가능한 범위 내에 있도록 보장하는 특정 좌표 경계를 가집니다. 제공된 전형 좌표(x=0.575, y=0.418)는 중심 기준점 역할을 합니다.

4. 성능 곡선 분석

4.1 IV 곡선 및 상대 광속

순방향 전류 대 순방향 전압 그래프는 LED의 전형적인 지수 관계를 보여줍니다. 150 mA에서 Vf는 약 3.0V를 중심으로 합니다. 상대 광속 대 순방향 전류 그래프는 광 출력이 전류와 함께 비선형적으로 증가함을 나타냅니다. 더 높은 전류로 구동하면 더 많은 빛을 얻을 수 있지만, 더 많은 열을 발생시켜 효율성과 수명에 영향을 미칩니다.

4.2 온도 의존성

접합 온도에 대한 성능 그래프는 자동차 애플리케이션에 매우 중요합니다. 상대 광속 대 접합 온도 곡선은 온도가 증가함에 따라 광 출력이 감소함을 보여줍니다. 125°C에서 상대 광속은 25°C에서의 값의 약 70-80%입니다. 순방향 전압은 음의 온도 계수를 가지며, 온도 상승에 따라 선형적으로 감소합니다. 색도 좌표 이동 그래프는 전류와 온도 증가에 따른 최소한의 변화를 보여주어 우수한 색상 안정성을 나타냅니다.

4.3 스펙트럼 분포 및 방사 패턴

상대 스펙트럼 분포 그래프는 앰버 LED에 전형적인 넓은 방출 피크를 가진 형광체 변환 스펙트럼을 확인시켜 줍니다. 시야각 다이어그램은 120°의 반치폭(FWHM)을 가진 램버시안과 유사한 방출 패턴을 보여주어 넓고 균일한 광 분포를 확인시켜 줍니다.

4.4 디레이팅 및 펄스 처리

순방향 전류 디레이팅 곡선은 솔더 패드 온도(Ts)에 기반한 최대 허용 연속 전류를 규정합니다. 예를 들어, Ts=125°C에서 최대 IF는 350 mA입니다. 이 곡선은 최소 작동 전류 20 mA를 요구합니다. 허용 가능한 펄스 처리 능력 그래프는 매우 짧은 펄스 폭(tp)과 다양한 듀티 사이클(D)에 대해 허용되는 피크 펄스 전류(IFP)를 정의하며, 이는 PWM 디밍 또는 스트로브 애플리케이션에 유용합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 물리적 치수

LED 패키지의 치수는 길이 2.8mm, 너비 2.0mm입니다. 기계 도면은 전체 높이, 렌즈 형상 및 리드 치수를 포함한 상세 측정값을 제공합니다. 달리 명시되지 않는 한 모든 허용 오차는 ±0.1mm입니다. 컴팩트한 크기는 고밀도 PCB 레이아웃을 용이하게 합니다.

5.2 권장 솔더 패드 레이아웃

신뢰할 수 있는 솔더링과 최적의 열 성능을 보장하기 위해 랜드 패턴 설계가 제공됩니다. 설계에는 두 개의 전기 단자용 패드와 중앙 열 패드가 포함됩니다. 열 패드는 LED 접합부에서 PCB로의 효율적인 열 전달에 필수적입니다. 이 권장 레이아웃을 준수하면 툼스토닝을 방지하고, 솔더 접합부의 신뢰성을 향상시키며, 열 방산을 극대화하는 데 도움이 됩니다.

5.3 극성 식별

캐소드는 일반적으로 장치에 표시되며, 기계 도면에 표시된 대로 패키지 하단의 노치, 점 또는 녹색 표시로 표시됩니다. 장치 손상을 방지하기 위해 조립 중 올바른 극성 방향이 필수적입니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

이 LED는 30초 동안 최대 260°C의 솔더링 온도를 견딜 수 있도록 등급이 매겨져 있습니다. 일반적으로 예열, 열 침지, 리플로우(최대 온도 260°C 초과 금지), 냉각 단계를 포함하는 상세한 리플로우 프로파일을 따라야 합니다. 프로파일은 습기 민감도 레벨(MSL) 2 부품에 대한 JEDEC 표준과 호환되어야 하며, 이는 장치가 리플로우 전에 플로어 라이프를 초과하는 주변 조건에 노출된 경우 베이킹해야 함을 의미합니다.

6.2 사용 시 주의사항

주요 주의사항은 다음과 같습니다: 렌즈에 대한 기계적 스트레스 피하기, 광학 표면 오염 방지, 적절한 ESD 처리 절차 사용, 황 유도 부식을 방지하기 위해 PCB 및 솔더 페이스트 청결 유지(이 장치는 황 테스트 클래스 A1을 충족함).

6.3 보관 조건

보관 온도 범위는 -40°C에서 +125°C입니다. 장기 보관의 경우, 부품은 원래의 습기 차단 백에 보관해야 하며, 백이 개봉되고 노출 시간이 MSL 2 플로어 라이프를 초과한 경우에는 건조제와 함께 보관해야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 포장 사양

LED는 자동화 조립을 위해 테이프 및 릴에 공급됩니다. 포장 정보는 릴 치수, 테이프 너비, 포켓 간격 및 테이프상의 부품 방향을 상세히 설명합니다.

7.2 부품 번호 및 모델 명명 규칙

부품 번호 2820-PA1501M-AM은 논리적 구조를 따릅니다: "2820"은 패키지 크기를 나타내고, "PA"는 형광체 변환 앰버를 의미할 가능성이 있으며, "150"은 명목 테스트 전류(mA)를 나타낼 수 있고, "1M"은 특정 광속/색상 빈 또는 버전을 나타낼 수 있으며, "AM"은 앰버 색상을 확인시켜 줍니다. 주문 정보를 통해 정확한 애플리케이션 요구사항을 충족하기 위해 광속(F3/F4/F5) 및 순방향 전압(2730/3032/3235)에 대한 특정 빈을 선택할 수 있습니다.

8. 애플리케이션 권장사항

8.1 전형적인 애플리케이션 시나리오

주요 애플리케이션은 자동차 조명입니다. 이는 계기판 백라이트, 스위치 조명, 앰비언트 조명과 같은 내장 애플리케이션을 포함합니다. 외장 애플리케이션에는 사이드 마커 램프, 방향 지시등(지역 규정 및 필요한 광도에 따라), 클러스터로 사용하거나 적절한 광학 장치와 함께 사용할 때 주간 주행등(DRL)이 포함됩니다.

8.2 설계 고려사항

설계자는 여러 가지 요소를 고려해야 합니다:열 관리:열저항 값과 디레이팅 곡선을 사용하여 적절한 PCB 방열판(구리 영역)을 설계하고, 고전력 또는 고주변 온도 애플리케이션의 경우 금속 코어 PCB(MCPCB) 사용을 고려해야 합니다.전류 구동:안정적인 광 출력을 위해 정전류 드라이버를 사용하십시오. 드라이버는 순방향 전압 빈 범위를 수용하도록 설계되어야 합니다.광학:120° 시야각은 특정 애플리케이션에 대해 원하는 빔 패턴을 달성하기 위해 2차 광학 장치(렌즈, 도광판)가 필요할 수 있습니다.PCB 레이아웃:권장 솔더 패드 설계를 면밀히 따르십시오, 특히 열 패드 연결의 경우, 열 확산을 위해 내부 또는 하단 레이어로의 다중 비아를 가진 큰 구리 영역에 연결되어야 합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

표준 상업용 등급 LED와 비교하여, 2820-PA1501M-AM 시리즈는 자동차 등급 인증(AEC-Q102)을 통해 차별화됩니다. 이는 온도 사이클링, 내습성, 고온 작동 수명(HTOL) 및 기타 스트레스 요인에 대한 보다 엄격한 테스트를 포함합니다. 8KV ESD 등급은 일반적인 상업용 부품보다 높습니다. 황 저항성(클래스 A1)은 대기 중 황이 도금된 부품을 부식시킬 수 있는 자동차 및 산업 환경에서 핵심적인 장점입니다. 작은 2820 패키지에서 상대적으로 높은 광속 출력(45 lm 전형)의 조합은 우수한 발광 효율과 설계 유연성을 제공합니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 이 LED를 350 mA로 연속 구동할 수 있습니까?

A: 디레이팅 곡선에 따르면 솔더 패드 온도(Ts)가 25°C 이하일 때만 350 mA로 구동할 수 있습니다. 실제 애플리케이션에서 더 높은 Ts에서는 허용 가능한 최대 연속 전류가 더 낮아집니다. 항상 디레이팅 곡선을 참조하십시오.

Q: Rth JS 실제와 Rth JS 전기의 차이점은 무엇입니까?

A: Rth JS 실제는 온도 민감 파라미터(예: 순방향 전압)를 사용하여 측정되며 실제 열 경로를 나타냅니다. Rth JS 전기는 전기적 파라미터로부터 계산되며 종종 더 낮습니다. 보수적인 열 설계를 위해서는 더 높은 Rth JS 실제 값(최대 22 K/W)을 사용하십시오.

Q: 올바른 빈을 어떻게 선택합니까?

A: 일관된 밝기가 필요한 애플리케이션의 경우, 엄격한 광속 빈(예: F4)을 지정하십시오. 전류 분배가 중요한 어레이의 경우, 엄격한 순방향 전압 빈을 지정하십시오. 색상이 중요한 애플리케이션의 경우, 색상 빈(YA 또는 YB)을 지정하십시오.

Q: 이 LED는 PWM 디밍에 적합합니까?

A: 예, 펄스 처리 능력 그래프는 낮은 듀티 사이클에서 높은 피크 전류를 처리할 수 있음을 보여줍니다. 과열을 피하기 위해 펄스 폭과 주파수가 지정된 한도 내에 있는지 확인하십시오.

11. 실용적 설계 및 사용 예시

예시 1: 자동차 내장 앰비언트 조명 스트립:설계는 플렉서블 PCB에 20개의 LED를 직렬로 사용합니다. 설계자는 일관된 밝기를 위해 F4 광속 빈을 선택하고, 좋은 매칭을 위해 3032 전압 빈을 선택합니다. 150 mA를 공급하는 정전류 드라이버가 사용됩니다. 플렉서블 PCB는 방열을 위해 금속 섀시에 부착되어 Ts를 80°C 이하로 유지하며, 이는 디레이팅 곡선에 따라 안전한 작동 전류를 허용합니다.

예시 2: 외장 사이드 마커 램프:설계는 3개의 LED를 사용합니다. 후드 아래 더 높은 주변 온도로 인해 설계자는 금속 코어 PCB(MCPCB)를 사용합니다. 열 시뮬레이션은 Rth JS 실제 = 22 K/W와 예상 주변 온도를 사용하여 Tj가 125°C 이하로 유지되도록 합니다. 넓은 120° 시야각은 2차 확산 렌즈가 필요 없어 하우징 설계를 단순화합니다.

12. 동작 원리 소개

이 LED는 형광체 변환 유형입니다. 코어 반도체 칩은 짧은 파장(일반적으로 청색 또는 근자외선)에서 빛을 방출합니다. 이 빛은 칩 위 또는 주변에 증착된 형광체 재료 층에 흡수됩니다. 그런 다음 형광체는 더 긴 파장에서 빛을 재방출합니다. 형광체 조성을 신중하게 선택함으로써 칩과 형광체의 결합된 빛은 앰버로 인식됩니다. 이 방법은 색상점에 대한 정밀한 제어를 가능하게 하며, 직접 방출 색상 LED(앰버/적색용 AlInGaP와 같은)에 비해 종종 더 나은 안정성과 일관성을 제공합니다. 표면 실장 패키지는 칩, 형광체 및 광 출력을 형성하고 환경 보호를 제공하는 성형된 실리콘 또는 에폭시 렌즈를 통합합니다.

13. 기술 동향 및 발전

자동차 LED 조명의 동향은 더 높은 효율성(와트당 더 많은 루멘), 더 큰 전력 밀도(더 작은 패키지에서 더 많은 빛), 극한 조건에서의 개선된 신뢰성으로 향하고 있습니다. 형광체 기술은 계속 발전하여 더 높은 변환 효율과 온도 및 시간에 따른 더 나은 색상 안정성을 제공합니다. 패키징 기술은 열 성능을 개선하여 수명을 저해하지 않고 더 높은 구동 전류를 허용하도록 발전하고 있습니다. 더욱이, 드라이버 전자 장치와 다중 LED 칩을 단일 모듈로 통합하는 것이 증가하는 추세입니다. AEC-Q102 및 특정 황 저항성 테스트와 같은 표준 준수는 가혹한 자동차 환경에서 정량화되고 보장된 신뢰성을 위한 산업의 추진력을 반영합니다.