T3B 시리즈 3014 싱글 칩 0.2W 백라이트 LED 데이터시트 - 치수 3.0x1.4x0.8mm - 전압 3.1V - 전력 0.2W - 기술 문서

1. 제품 개요

T3B 시리즈는 주로 백라이트 응용 분야를 위해 설계된 고성능 싱글 칩 표면 실장 LED 제품군입니다. 컴팩트한 3014 패키지 풋프린트(3.0mm x 1.4mm)를 활용하여, 현대 전자 디스플레이 및 표시 시스템에 적합한 광 효율, 신뢰성 및 설계 유연성의 균형을 제공합니다.

이 장치의 핵심은 최대 0.2W의 광 출력을 제공할 수 있는 단일 반도체 칩입니다. 이 시리즈는 넓은 시야각, 다양한 색온도 범위에서 안정적인 색상 성능, 그리고 리플로우 솔더링과 같은 자동화 조립 공정에 적합한 견고한 구조를 특징으로 합니다.

2. 기술 파라미터 및 사양

2.1 절대 최대 정격

다음 파라미터는 LED에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 작동 한계를 정의합니다. 모든 값은 주변 온도(Ts) 25°C에서 지정됩니다.

• 순방향 전류 (IF):80 mA (연속)
• 순방향 펄스 전류 (IFP):120 mA (펄스 폭 ≤10ms, 듀티 사이클 ≤1/10)
• 소비 전력 (PD):288 mW
• 작동 온도 (Topr):-40°C ~ +80°C
• 보관 온도 (Tstg):-40°C ~ +80°C
• 접합 온도 (Tj):125°C
• 솔더링 온도 (Tsld):230°C 또는 260°C, 10초 (리플로우 프로파일)

2.2 전기-광학적 특성

표준 테스트 조건(Ts=25°C, IF=60mA)에서 측정된 대표 성능 파라미터입니다.

• 순방향 전압 (VF):대표 3.1V, 최대 3.5V
• 역방향 전압 (VR):5V
• 역방향 전류 (IR):최대 10 µA (VR=5V)
• 시야각 (2θ1/2):110° (대표)

3. 제품 등급 분류 시스템

3.1 모델 번호 규칙

제품 코드는 구조화된 형식을 따릅니다:T □□ □□ □ □ □ – □□□ □□. 이 코드는 주요 속성을 포함합니다:

• 패키지/폼 팩터 코드:예: '3B'는 3014 패키지를 나타냅니다.
• 칩 구성:'S'는 단일 소전력 칩을 나타냅니다(본 시리즈와 같이).
• 광학 설계 코드:'00'은 보조 렌즈가 없음을 나타냅니다.
• 색상 코드:발광 색상 또는 백색점을 정의합니다.
  • 따뜻한 백색: L (<3700K)
  • 중성 백색: C (3700-5000K)
  • 차가운 백색: W (>5000K)
  • 기타 색상: R (빨강), Y (노랑), G (초록), B (파랑) 등.
• 광속 코드:최소 광 출력 등급을 지정합니다(예: D2, D3).
• 색온도 코드:백색 LED의 경우, 상관 색온도(CCT) 등급을 지정합니다.
• 순방향 전압 코드:VF 등급을 지정합니다(예: B, C, D).

3.2 광속 등급

색 재현 지수(CRI) 60이고 CCT 범위가 10,000K에서 40,000K인 백라이트 백색 LED의 경우, 광속은 테스트 전류 60mA에서 등급이 분류됩니다. 등급 분류는최소값을 지정하며, 실제 광속은 더 높을 수 있습니다.

• 코드 D2:18 lm (최소) ~ 20 lm (최대)
• 코드 D3:20 lm (최소) ~ 22 lm (최대)
• 코드 D4:22 lm (최소) ~ 24 lm (최대)
• 코드 D5:24 lm (최소) ~ 26 lm (최대)

광속 측정 허용 오차는 ±7%입니다.

3.3 순방향 전압 등급

순방향 전압(VF)은 정밀한 등급으로 분류되어, 전류 조절 및 다중 LED 어레이의 균일성을 위한 회로 설계에 도움을 줍니다.

• 코드 B:2.8V ~ 2.9V
• 코드 C:2.9V ~ 3.0V
• 코드 D:3.0V ~ 3.1V
• 코드 E:3.1V ~ 3.2V
• 코드 F:3.2V ~ 3.3V
• 코드 G:3.3V ~ 3.4V
• 코드 H:3.4V ~ 3.5V

전압 측정 허용 오차는 ±0.08V입니다.

3.4 색도 등급

백색 LED는 색상 일관성을 보장하기 위해 CIE 1931 색 공간 다이어그램의 특정 색도 영역으로 분류됩니다. 3014 백라이트 시리즈의 경우, BG1부터 BG5까지 레이블이 지정된 영역이 정확한 (x, y) 좌표 경계로 정의됩니다. 제품은 주문된 색도 영역 제한을 준수하여 출하됩니다.

색도 좌표 허용 오차는 ±0.005입니다. CRI 허용 오차는 ±2입니다.

4. 성능 곡선 및 특성

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

I-V 특성은 반도체 다이오드의 전형적인 특성을 보입니다. 곡선은 순방향 전압이 문턱값(약 2.7V-2.9V)을 초과하면 전류가 급격히 증가함을 보여줍니다. 권장 60mA에서 작동하면 지정된 전압 등급 내에서 안정적인 성능을 보장합니다.

4.2 상대 광속 대 순방향 전류

광 출력은 순방향 전류와 함께 증가하지만, 접합 온도 증가 및 효율 저하로 인해 더 높은 전류에서 비선형 관계를 나타냅니다. 이 곡선은 효율(루멘/와트)을 극대화하기 위한 최적의 구동 전류 범위를 강조합니다.

4.3 상대 스펙트럼 파워 대 접합 온도

LED 형광체 시스템의 스펙트럼 출력은 접합 온도(Tj)에 따라 이동합니다. 이 곡선은 안정적인 색상점이 필요한 응용 분야에 매우 중요합니다. Tj가 25°C에서 125°C로 증가함에 따라, 상대 스펙트럼 에너지는 일반적으로 감소하며, 이는 광속과 색도 모두에 영향을 미칠 수 있습니다.

4.4 상대 스펙트럼 파워 분포

이 그래프는 백색 LED의 정규화된 방출 스펙트럼을 나타내며, 블루 칩 방출 피크와 더 넓은 형광체 변환된 노랑/초록/빨강 방출의 조합을 보여줍니다. 이 곡선의 모양은 색 재현 지수(CRI)와 인지된 색상 품질을 결정합니다.

5. 기계적 및 포장 정보

5.1 외형 치수 및 풋프린트

LED는 표준 3014 패키지 치수를 준수합니다:

• 길이 (L): 3.0 mm ±0.10 mm
• 너비 (W): 1.4 mm ±0.10 mm
• 높이 (H): 0.8 mm ±0.10 mm

PCB 레이아웃을 위한 허용 오차(.X: ±0.10mm, .XX: ±0.05mm)가 포함된 상세 치수 도면이 제공됩니다.

5.2 권장 PCB 랜드 패턴 및 스텐실 설계

신뢰할 수 있는 솔더링, 적절한 열 관리 및 기계적 안정성을 보장하기 위해 전용 솔더 패드 레이아웃을 권장합니다. 랜드 패턴은 일반적으로 두 개의 애노드/캐소드 패드를 포함합니다. 표면 실장 기술(SMT) 조립 중 솔더 페이스트 양을 제어하여 툼스토닝 또는 불충분한 솔더 접합을 방지하는 데 중요한 역할을 하는 해당 솔더 페이스트 스텐실 설계도 지정됩니다.

극성 식별:캐소드는 일반적으로 LED 본체에 표시됩니다. PCB 실크스크린은 역방향 장착을 방지하기 위해 극성을 명확하게 표시해야 합니다.

6. 조립, 취급 및 보관 지침

6.1 습기 민감도 및 베이킹 요구사항

3014 LED 패키지는 IPC/JEDEC J-STD-020C에 따라 습기 민감성으로 분류됩니다. 밀봉된 습기 차단 백을 연 후 주변 습도에 노출되면 고온 리플로우 솔더링 공정 중 팝콘 크랙 또는 박리 현상이 발생할 수 있습니다.

• 보관:개봉되지 않은 백은 30°C 미만 및 85% RH 미만에서 보관해야 합니다. 개봉 후에는 <30°C 및 <60% RH에서 보관하며, 건조 캐비닛 또는 건조제가 있는 밀폐 용기에 보관하는 것이 좋습니다.
• 공정 수명:밀봉 백을 개봉한 후, 주변 공장 조건(>30% RH)에 노출된 경우 12시간 이내에 부품을 사용해야 합니다.
• 베이킹:공정 수명을 초과하거나 습도 표시 카드에 높은 습도가 표시되면 베이킹이 필요합니다: 60°C에서 24시간. 60°C를 초과하지 마십시오. 베이킹 후 1시간 이내에 리플로우를 수행하거나, 부품을 건조 보관(<20% RH) 상태로 되돌려야 합니다.

6.2 리플로우 솔더링 프로파일

LED는 표준 무연 리플로우 솔더링 프로파일을 견딜 수 있습니다. 최대 피크 온도는 260°C이며, 액상선 온도(예: 217°C) 이상에서 권장 시간은 10초입니다. 패키지에 가해지는 열 응력을 최소화하기 위해 제어된 상승 및 냉각 속도가 필수적입니다.

6.3 정전기 방전 (ESD) 보호

LED는 반도체 소자이며, 특히 백색, 초록, 파랑, 보라색 유형은 정전기 방전에 민감합니다. ESD는 즉각적인 고장 또는 잠재적 손상을 일으켜 수명 단축 및 성능 저하(예: 색상 변화, 누설 전류 증가)를 초래할 수 있습니다.

• 예방:접지된 손목 스트랩, 도전성 매트 및 이온화기를 사용하여 ESD 보호 구역(EPA)에서 LED를 취급하십시오.
• 포장:운송 및 취급 중 ESD 안전 용기 및 트레이를 사용하십시오.
• 조립 장비:SMT 픽 앤 플레이스 머신 및 기타 취급 장비가 적절하게 접지되어 있는지 확인하십시오.

7. 적용 노트 및 설계 고려사항

7.1 일반적인 적용 분야

• LCD 백라이트:모니터, TV, 노트북 및 자동차 디스플레이용 엣지 라이트 또는 다이렉트 라이트 백라이트 유닛.
• 일반 표시등:컴팩트하고 밝은 광원이 필요한 상태 표시기, 패널 조명 및 장식 조명.
• 소비자 가전:키보드, 스위치 및 사인보드용 백라이트.

7.2 구동 회로 설계

정전류 구동:LED는 전류 구동 소자입니다. 일관된 밝기와 색상을 유지하고 열 폭주를 방지하기 위해 정전압원이 아닌 정전류원으로 구동해야 합니다. 전압원과 함께 사용되는 전류 제한 저항은 간단한 방법이지만, 온도 및 전압 변동에 따라 효율이 낮고 안정성이 떨어집니다.

전류 설정:권장 작동 전류는 60mA입니다. 절대 최대 정격(80mA) 근처에서 작동하면 수명이 단축되고 특별한 방열 설비가 제공되지 않는 한 색상 파라미터가 변할 수 있습니다.

열 관리:전력이 상대적으로 낮지만(0.2W), LED 솔더 패드에서 PCB 구리로의 효과적인 열 방출은 성능과 수명을 유지하는 데 중요합니다. PCB에 충분한 열 릴리프와 구리 면적을 사용하십시오. 고밀도 어레이의 경우 PCB의 전체 열 부하를 고려하십시오.

7.3 광학 설계 고려사항

넓은 110도 시야각은 이 LED가 넓고 균일한 조명이 필요한 응용 분야에 적합하게 만듭니다. 더 방향성이 있는 빛을 위해서는 보조 광학 소자(반사판, 도광판)를 사용해야 합니다. 도광판을 설계할 때는 균일한 출력을 달성하기 위해 LED의 방출 패턴 및 강도 분포를 모델링해야 합니다.

8. 기술 비교 및 제품 차별화

3014 패키지는 SMD LED 분야에서 뚜렷한 장점을 제공합니다:

• vs. 3528/2835:3014는 너비가 더 컴팩트하여 선형 어레이에서 더 높은 밀도 또는 백라이트 설계에서 더 좁은 피치를 허용합니다. 더 높은 효율을 위한 더 현대적인 칩 및 패키지 설계를 특징으로 하는 경우가 많습니다.
• vs. 5050:3014는 단일 다이 솔루션이며, 5050 패키지는 종종 세 개의 다이를 포함합니다. 3014는 더 작은 점 광원을 제공하여 도광판에서 광학 제어에 유리할 수 있으며, 일반적으로 패키지당 열 저항이 더 낮습니다.
• vs. 0201/0402:마이크로 LED보다 크기가 커서 조립 시 취급이 더 쉽고, 더 높은 광 출력을 제공하며, 일반 조명 응용 분야에서 더 견고합니다.

이 특정 T3B 시리즈의 주요 차별화 요소는 색상 및 광속에 대한 정의된 등급 분류 구조, 습기 민감도 표준 준수, 그리고 제조 가능성 및 신뢰성을 위한 설계를 지원하는 상세한 적용 지침입니다.

9. 자주 묻는 질문 (FAQ)

9.1 등급 분류표의 광속 '최소' 값과 '대표' 값의 차이는 무엇인가요?

'최소' 값은 해당 등급 코드에 대해 보장된 하한값입니다. '대표' 값은 대표적인 평균값이지만 보장되지는 않습니다. D3 등급을 주문하면 60mA에서 최소 20 lm이 보장되지만, 실제 부품은 최대 22 lm까지 측정될 수 있습니다. 이 시스템은 최소 밝기 요구사항을 충족하도록 보장합니다.

9.2 베이킹이 왜 필요한가요, 더 높은 온도로 빨리 구울 수 있나요?

베이킹은 플라스틱 패키지에서 흡수된 수분을 제거하여 리플로우 중 증기압 손상을 방지합니다.60°C를 초과하지 마십시오.더 높은 온도는 내부 재료(에폭시, 형광체, 와이어 본드)와 테이프 앤 릴 포장 자체를 열화시켜 조기 고장 또는 취급 문제를 일으킬 수 있습니다.

9.3 이 LED를 3.3V 전원 공급 장치와 저항으로 구동할 수 있나요?

예, 하지만 중요한 주의사항이 있습니다. 대표 VF가 3.1V일 때, 직렬 저항은 60mA에서 단 0.2V만 떨어뜨려야 하므로 매우 작은 저항(~3.3 옴)이 필요합니다. 이는 공급 전압 또는 LED VF의 변동을 위한 여유가 거의 없습니다. 공급 전압의 작은 증가 또는 더 낮은 VF 등급 LED는 전류를 크게 증가시켜 LED를 손상시킬 수 있습니다. 신뢰할 수 있는 작동을 위해 정전류 드라이버를 강력히 권장합니다.

9.4 색도 영역 코드(BG1, BG2 등)는 어떻게 해석하나요?

이 코드들은 CIE 색도 다이어그램의 작은 사각형 영역을 정의합니다. 특정 배치의 모든 LED는 측정 시 (x,y) 색상 좌표가 해당 특정 영역의 경계 내에 떨어집니다. 이를 통해 설계자는 색상이 서로 매우 가깝게 일치하는 LED를 선택할 수 있으며, 이는 백라이트 균일성에 매우 중요합니다. 데이터시트는 각 영역에 대한 정확한 모서리 좌표를 제공합니다.

10. 동작 원리 및 기술 동향

10.1 기본 동작 원리

발광 다이오드(LED)는 고체 반도체 소자입니다. p-n 접합에 순방향 전압이 가해지면 전자와 정공이 재결합하여 광자의 형태로 에너지를 방출합니다. 이 과정을 전계 발광이라고 합니다. 방출된 빛의 파장(색상)은 반도체 재료의 에너지 밴드갭에 의해 결정됩니다. 이와 같은 백색 LED에서는 청색 발광 인듐 갈륨 나이트라이드(InGaN) 칩이 노랑(또는 다색) 형광체로 코팅됩니다. 일부 청색광은 그대로 방출되고, 나머지는 형광체에 흡수되어 더 긴 파장의 빛(노랑, 빨강, 초록)으로 재방출됩니다. 청색광과 형광체 변환된 빛의 혼합은 백색으로 인지됩니다.

10.2 산업 동향

LED 산업은 더 높은 효율(루멘/와트), 향상된 색 재현성 및 더 큰 신뢰성을 지속적으로 발전시키고 있습니다. 3014와 같은 패키지 유형의 경우 동향은 다음과 같습니다:

• 더 높은 전력 밀도:칩 기술이 개선됨에 따라 동일한 풋프린트에서 더 높은 전류로 구동 가능.
• 향상된 색상 일관성:더 엄격한 등급 분류 사양 및 배치 간 및 수명 동안 더 균일한 색상을 위한 고급 형광체 기술.
• 향상된 열 성능:열 저항을 낮추기 위한 새로운 패키지 재료 및 설계로, 더 높은 구동 전류와 더 긴 수명을 가능하게 함.
• 소형화:3014가 확립된 반면, 초박형 디스플레이를 위한 더 작은 패키지(예: 2016, 1515)에서도 병행 개발이 이루어지고 있음.
• 스마트 통합:백라이트 로컬 디밍 및 제어를 위한 통합 진단 및 통신(예: I2C) 기능을 갖춘 LED 드라이버의 성장.