T3B 시리즈 3014 듀얼 칩 0.25W 화이트 LED 데이터시트 - 사이즈 3.0x1.4x0.8mm - 전압 6.3V - 전력 0.25W - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

T3B 시리즈는 3014 패키지 풋프린트를 사용하는 표면 실장 장치(SMD) LED 제품군을 나타냅니다. 이 시리즈의 정의적 특징은 단일 패키지 내에 직렬로 연결된 두 개의 LED 칩을 통합한 것입니다. 이 구성은 일반적인 단일 다이 LED보다 높은 순방향 전압이 필요한 애플리케이션을 위해 설계되었으며, 동시에 컴팩트한 폼 팩터를 유지합니다. 주요 적용 분야는 공간이 제한되고 특정 전압 호환성이 필요한 백라이트 유닛, 표시등 및 일반 조명입니다.

듀얼 칩 시리즈 구성의 핵심 장점은 증가된 순방향 전압(Vf)입니다. 40mA에서 정격 6.3V로 동작함으로써, 이미 6-7V 범위의 전압을 공급하는 시스템의 드라이버 설계를 단순화하고, 추가적인 전압 강압 회로의 필요성을 제거할 수 있습니다. 3014 패키지(3.0mm x 1.4mm x 0.8mm)는 광 출력과 보드 공간 활용 사이의 좋은 균형을 제공합니다.

2. 기술 파라미터 및 객관적 해석

2.1 절대 최대 정격

장치의 동작 한계는 납땜점 온도(Ts)가 25°C로 유지되는 조건에서 정의됩니다. 이 정격을 초과하면 영구적인 손상이 발생할 수 있습니다.

• 순방향 전류 (IF):60 mA (연속)
• 순방향 펄스 전류 (IFP):80 mA (펄스 폭 ≤ 10ms, 듀티 사이클 ≤ 1/10)
• 전력 소산 (PD):408 mW
• 동작 온도 (Topr):-40°C ~ +80°C
• 보관 온도 (Tstg):-40°C ~ +100°C
• 접합 온도 (Tj):125°C
• 납땜 온도 (Tsld):리플로우 납땜 시 230°C 또는 260°C에서 최대 10초.

2.2 전기-광학적 특성 (Ts=25°C, IF=40mA에서의 전형값)

이 파라미터들은 정상 동작 조건에서 예상되는 성능을 정의합니다.

• 순방향 전압 (VF):6.3 V (전형값), 6.8 V (최대값). 두 칩의 직렬 연결로 인해 이 높은 Vf가 발생합니다.
• 역방향 전압 (VR):5 V
• 역방향 전류 (IR):10 µA (최대값)
• 시야각 (2θ1/2):120°. 이 넓은 빔 각도는 보조 렌즈가 없는 3014 패키지의 전형적인 특징입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

제품은 일관성을 보장하고 설계 요구사항을 충족시키기 위해 여러 핵심 파라미터에 따라 분류됩니다. 주문 코드는 이러한 빈을 선택하기 위한 특정 구조를 따릅니다.

3.1 모델 번호 규칙

명명 규칙은 다음과 같습니다: T [패키지 코드] [칩 수 코드] [렌즈 코드] [내부 코드] - [광속 코드] [CCT 코드]. 예를 들어, T3B002LWA는 다음과 같이 해석됩니다: T-시리즈, 3014 패키지 (3B), 듀얼 칩 (2), 렌즈 없음 (00), 내부 코드 2, 특정 광속 빈, 쿨 화이트 (W).

3.2 상관 색온도 (CCT) 빈닝

화이트 LED는 CIE 1931 색도도상의 타원으로 정의된 특정 색도 영역으로 빈닝됩니다. 표준 주문 빈은 다음과 같습니다:

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

"M5" 및 "M7" 접미사는 MacAdam 타원 스텝(5-스텝 또는 7-스텝)을 나타내며, 색상 일관성의 허용 오차를 의미합니다. 더 작은 스텝 번호는 더 엄격한 색상 제어를 나타냅니다.

3.3 광속 빈닝

광속은 40mA에서의 최소값으로 지정됩니다. 전형값 및 최대값은 더 높을 수 있습니다. 빈닝은 CCT 및 색 재현 지수(CRI)와 결합됩니다.

• 웜 화이트 (2700-3700K), CRI 70:최소 28 lm
• 뉴트럴 화이트 (3700-5000K), CRI 70:최소 30 lm
• 쿨 화이트 (5000-7000K), CRI 70:최소 32 lm
• 웜 화이트, CRI 80+:최소 26 lm
• 뉴트럴 화이트, CRI 80+:최소 28 lm
• 쿨 화이트, CRI 80+:최소 30 lm

3.4 순방향 전압 빈닝

표준 전압 빈은 6.0V ~ 6.5V입니다. 전형값은 6.3V입니다. 이 빈닝은 적절한 전압 헤드룸을 가진 정전류 드라이버 설계에 도움이 됩니다.

4. 성능 곡선 분석

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

듀얼 칩 LED의 I-V 곡선은 단일 칩의 약 2배에 해당하는 턴온 전압을 보여줄 것입니다. 곡선은 초기에는 지수적이며, 턴온 포인트 이상에서는 더 선형에 가까워집니다. 설계자는 드라이버가 필요한 전압, 특히 Vf가 증가하는 저온에서의 전압을 제공할 수 있는지 확인해야 합니다.

4.2 상대 광속 대 순방향 전류

광 출력은 전류와 함께 증가하지만 선형적이지 않습니다. 효율은 일반적으로 특정 전류에서 정점을 찍은 후 증가된 열 효과와 드룹(droop)으로 인해 감소합니다. 권장 40mA에서 동작함으로써 최적의 효율과 수명을 보장합니다.

4.3 스펙트럼 파워 분포

화이트광은 블루 LED 칩이 형광체 층을 여기시켜 생성됩니다. 스펙트럼 곡선은 칩에서 나오는 지배적인 블루 피크와 형광체에서 나오는 더 넓은 노란색/빨간색 방출을 보여줍니다. 형광체 방출의 비율과 폭이 CCT와 CRI를 결정합니다. 쿨 화이트 LED는 더 두드러진 블루 피크를 가지는 반면, 웜 화이트 LED는 더 강한 장파장 형광체 방출을 가집니다.

4.4 상대 광속 대 접합 온도

LED 광 출력은 접합 온도(Tj)가 상승함에 따라 감소합니다. 이 특성은 열 관리 설계에 매우 중요합니다. 안정적인 광 출력과 긴 수명을 보장하기 위해 Tj를 가능한 한 낮게 유지하려면 효과적인 방열 설계가 필요합니다.

4.5 공간 방사 패턴 (시야각)

120도의 시야각은 광도가 피크 광도(0도 축)의 절반이 되는 각도 폭을 나타냅니다. 3014 패키지의 방사 패턴은 일반적으로 람베르시안 또는 근사 람베르시안으로, 패널 조명에 적합한 균일하고 넓은 영역의 조명을 제공합니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

5.1 패키지 치수

3014 패키지 치수는 3.0mm (L) ± 0.1mm x 1.4mm (W) ± 0.1mm x 0.8mm (H) ± 0.1mm입니다. 렌즈는 일반적으로 실리콘 기반입니다.

5.2 패드 레이아웃 및 스텐실 설계

권장 풋프린트는 두 개의 애노드 패드와 두 개의 캐소드 패드를 포함합니다. 솔더 패드 설계는 적절한 리플로우, 기계적 안정성 및 열 전도에 매우 중요합니다. 제공된 스텐실 패턴은 신뢰할 수 있는 솔더 조인트 형성을 위해 정확한 양의 솔더 페이스트가 도포되도록 보장합니다. 패드 치수의 허용 오차는 소수점 한 자리 값에 대해 ±0.1mm, 소수점 두 자리 값에 대해 ±0.05mm입니다.

5.3 극성 식별

LED의 캐소드 측은 일반적으로 표시되어 있으며, 기판에 녹색 색조나 패키지에 노치/모따기로 표시되는 경우가 많습니다. 역바이어스 손상을 방지하기 위해 조립 시 올바른 극성을 준수해야 합니다.

6. 납땜 및 조립 지침

6.1 리플로우 납땜 프로파일

본 부품은 무연 리플로우 납땜에 적합합니다. 두 가지 프로파일이 허용됩니다: 피크 온도 230°C 또는 260°C로, 액상선 온도(일반적으로 ~217°C) 이상에서 피크 온도에서 최대 10초 동안 유지됩니다. 열 응력을 최소화하기 위해 표준 램프업, 소킹, 리플로우 및 냉각 프로파일을 따라야 합니다.

6.2 습기 민감도 및 베이킹

3014 패키지는 습기에 민감합니다(MSL). 원래의 진공 밀봉 백이 개봉되고 LED가 주변 습도(습도 표시 카드가 분홍색으로 변함으로 표시됨)에 노출된 경우, 납땜 중 "팝콘" 손상을 방지하기 위해 리플로우 전에 베이킹해야 합니다.

• 베이킹 조건:60°C에서 24시간.
• 베이킹 후:LED는 1시간 이내에 납땜하거나 드라이 캐비닛(<20% RH)에 보관해야 합니다.
• 60°C를 초과하는 온도로 베이킹하지 마십시오.

6.3 보관 조건

• 미개봉 백:온도 5-30°C, 습도 <85%.
• 개봉 후:온도 5-30°C, 습도 <60%. 장기 보관의 경우, 건조제가 들어 있는 밀봉 용기나 질소 캐비닛을 사용하십시오.
• 플로어 라이프:공장 플로어 조건(<60% RH)에서 습기 차단 백을 개봉한 후 12시간 이내에 부품을 사용하는 것이 권장됩니다.

7. 적용 제안 및 설계 고려사항

7.1 전형적인 적용 시나리오

• LCD 백라이트:TV, 모니터 및 사이니지용으로, 높은 Vf가 드라이버 출력과 일치할 수 있습니다.
• 일반 장식 조명:스트립, 모듈 및 액센트 조명.
• 표시등:밝고 신뢰할 수 있는 상태 표시가 필요한 가전제품 및 산업 장비에서.

7.2 드라이버 설계

필요한 전류(예: 40mA)에 대해 정격이 지정되고, LED 스트링의 최대 Vf(허용 오차 및 온도 효과 포함)를 수용하는 전압 컴플라이언스 범위를 가진 정전류 드라이버를 사용하십시오. 다중 LED의 경우, 드라이버 능력과 필요한 중복성에 따라 직렬, 병렬 또는 직병렬 구성으로 연결하십시오.

7.3 열 관리

전력이 0.25W에 불과하지만, 낮은 접합 온도를 유지하기 위해 PCB상의 효과적인 열 관리는 필수적입니다. LED의 열 패드(있는 경우) 아래에 구리 푸어 또는 내부 접지면에 연결된 열 비아가 있는 PCB를 사용하여 열을 발산시키십시오. 이는 광 출력 안정성과 동작 수명을 극대화합니다.

8. 기술 비교 및 차별화

표준 3014 단일 다이 LED(일반적으로 Vf ~3.0-3.4V)와 비교하여, T3B 듀얼 다이 시리즈는 주요 차별화 요소인 더 높은 순방향 전압을 제공합니다. 이는 시스템 아키텍처에 따라 장점이 될 수도 있고 요구사항이 될 수도 있습니다.

• 장점:6V/12V 레일을 가진 시스템에서 설계를 단순화하여 벅 컨버터를 줄이거나 제거합니다. 주어진 드라이버 전압에 대해 더 긴 직렬 스트링을 허용합니다.
• 고려사항:더 높은 전압 능력을 가진 드라이버가 필요합니다. 동일한 전류에서 더 높은 Vf로 인해 패키지당 전력 소산이 약간 더 높아 열 설계에 주의가 필요합니다.
• 유사한 전력을 가진 5730 또는 5050 패키지와 비교하여, 3014는 더 작은 풋프린트를 제공하지만 다른 열적 및 광학적 특성을 가질 수 있습니다.

9. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 이 LED를 60mA로 연속 구동할 수 있나요?

A: 절대 최대 정격이 60mA이지만, 권장 동작 전류는 40mA입니다. 60mA에서 동작하면 접합 온도가 크게 증가하고 효율(lm/W)이 감소하며 LED의 수명이 단축될 수 있습니다. 강력한 열 관리가 구현되고 감소된 수명이 허용되는 경우에만 고려해야 합니다.

Q: 27M5와 30M5 CCT 빈의 차이점은 무엇인가요?

A: 27M5는 약 2725K의 더 따뜻한 화이트광을 목표로 하는 반면, 30M5는 약 3045K로 여전히 따뜻하지만 약간 덜 주황색/빨간색입니다. "M5"는 둘 다 5-스텝 MacAdam 타원 내에서 분류되었음을 나타내며, 각 빈 내에서 매우 좋은 색상 일관성을 의미합니다.

Q: 왜 베이킹이 필요한가요, 그리고 생략하면 어떻게 되나요?

A: 플라스틱 패키지는 습기를 흡수합니다. 고온 리플로우 납땜 과정 중에 갇힌 이 습기가 빠르게 증기로 변하여 내부 압력을 생성하여 패키지 박리, 다이 균열 또는 와이어 본드 파손을 일으켜 즉시 또는 잠재적 고장(팝콘 효과)으로 이어질 수 있습니다.

Q: 광속 "최소" 값을 어떻게 해석해야 하나요?

A: 특정 광속 빈(예: 뉴트럴 화이트용 30 lm 최소)을 주문할 때, 모든 LED가 테스트 조건에서 해당 값을 충족하거나 초과할 것임이 보장됩니다. 실제 출하 부품은 더 높은 출력을 가질 수 있지만, 항상 지정된 CCT 색도 타원 내에 속할 것입니다.

10. 실용적 설계 및 사용 사례

사례: 캐비닛 조명용 12V LED 모듈 설계

설계자는 12V DC 어댑터에서 직접 전원을 공급받는 얇고 밝은 모듈을 만들어야 합니다. 표준 3V LED를 사용하면 4개를 직렬로 연결해야 하며, 특히 저온에서 정전류 드라이버를 위한 전압 헤드룸이 거의 남지 않습니다. Vf가 ~6.3V인 T3B 듀얼 칩 LED를 사용하면 두 개의 LED를 직렬로 연결할 수 있습니다. 이 2S 구성은 정격 Vf가 12.6V로, 낮은 드롭아웃을 가진 간단한 선형 또는 스위칭 정전류 드라이버와 함께 사용할 때 12V 공급에 잘 맞습니다. 이는 회로를 단순화하고 부품 수를 줄이며, 더 작은 LED의 4S 스트링보다 기계적 제약에 더 잘 맞습니다.

11. 동작 원리

LED는 반도체 다이오드입니다. 밴드갭 에너지를 초과하는 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 활성 영역에서 재결합하여 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 화이트 LED에서는 블루 발광 인듐 갈륨 나이트라이드(InGaN) 칩이 세륨 도핑된 이트륨 알루미늄 가닛(YAG:Ce) 형광체로 코팅됩니다. 일부 블루광은 형광체에 흡수되어 노란색광으로 재방출됩니다. 남은 블루광과 변환된 노란색광의 혼합물은 인간의 눈에 화이트로 인지됩니다. 상관 색온도는 형광체 구성과 농도를 수정하여 조정됩니다. 듀얼 칩 설계는 단순히 두 개의 그러한 반도체 구조를 전기적으로 직렬로 하나의 패키지 내에 배치한 것입니다.

12. 기술 동향

SMD LED의 일반적인 동향은 더 높은 효율(와트당 더 많은 루멘), 개선된 색 재현(더 높은 CRI 및 R9 값), 더 나은 색상 일관성(더 엄격한 빈닝, 예: 3-스텝 또는 2-스텝 MacAdam 타원), 그리고 더 높은 신뢰성으로 향하고 있습니다. 광 출력을 유지하거나 증가시키면서 소형화를 추구하는 움직임도 있습니다. 3014 또는 2835와 같은 표준 패키지에서 듀얼 칩 또는 멀티 칩 설계를 사용하는 것은 외부 기계적 풋프린트를 변경하지 않고도 더 높은 Vf와 같은 애플리케이션 특정 전기적 특성을 제공하는 방법으로, 설계자에게 더 많은 유연성을 제공합니다. 더 나아가, 형광체 기술과 칩 설계의 발전은 모든 CCT 범위에서 효율성과 색상 품질의 한계를 계속해서 넓혀가고 있습니다.