탑 뷰 화이트 LED 67-21/T2C-ZV1W2E/2T - P-LCC-2 패키지 - 2.75-3.65V - 110mW - 기술 데이터 시트

1. 제품 개요

본 문서는 형광체 코팅과 결합된 청색 LED 칩을 활용한 고성능 백색 발광 다이오드(LED)의 사양을 상세히 설명합니다. 이 소자는 소형 P-LCC-2(Plastic Leaded Chip Carrier) 표면 실장 패키지에 장착되어 있으며, 발광이 장착 평면에 수직인 탑뷰(top-view) 응용 분야에 사용되도록 설계되었습니다. 핵심 기술은 청색 LED가 황색 형광체를 여기시키는 것으로, 이로 인해 생성된 청색광과 황색광의 혼합이 백색 발광을 생성합니다. 이 방식은 고체 광원으로부터 백색광을 생성하는 표준 방법이며, 효율성과 색상 조정 측면에서 장점을 제공합니다.

The LED is characterized by its high luminous intensity and efficiency. It is constructed using lead-free (Pb-free) materials and complies with major environmental regulations including RoHS, EU REACH, and halogen-free standards (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm). The device is preconditioned according to the moisture sensitivity level 3 standard (JEDEC J-STD-020D), indicating its robustness for standard surface-mount assembly processes.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

영구적인 손상을 방지하기 위해 이 한계를 초과하여 장치를 작동해서는 안 됩니다. 주요 등급에는 최대 역전압(VR) 5V, 연속 순방향 전류(IF) 30mA, 펄스 조건(1kHz에서 1/10 듀티 사이클)에서의 피크 순방향 전류(IFP) 100mA가 포함됩니다. 최대 소비 전력(Pd)은 110mW입니다. 동작 온도 범위는 -40°C에서 +85°C이며, 저장 범위는 -40°C에서 +90°C로 약간 더 넓습니다. 솔더링의 경우, 피크 온도 260°C에서 10초 동안 리플로우 프로파일을 견디거나 350°C에서 3초 동안 핸드 솔더링을 견딜 수 있습니다. 정전기 방전(ESD) 내전압은 1000V(Human Body Model)입니다.

2.2 전기-광학 특성

주변 온도 25°C, 순방향 전류 20mA의 표준 테스트 조건에서 측정된 주요 성능 파라미터가 정의됩니다. 광도(Iv)는 최소 715밀리칸델라(mcd)에서 최대 2240 mcd까지의 전형적인 범위를 가지며, 지정된 허용 오차는 ±11%입니다. 반값 각도(2θ1/2)로 정의되는 시야각은 전형적으로 120도로, 넓은 빔 패턴을 제공합니다. 순방향 전압(VF)은 20mA에서 2.75V에서 3.65V까지 범위를 가지며, 허용 오차는 ±0.05V입니다. 역전류(IR)는 역바이어스 5V가 인가될 때 최대 50µA로 지정됩니다.

3. Binning System 설명

생산의 일관성을 보장하기 위해, LED는 주요 파라미터에 따라 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 밝기와 전기적 특성에 대한 특정 애플리케이션 요구 사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 광도(Luminous Intensity) Binning

광 출력은 V1(715-900 mcd), V2(900-1120 mcd), W1(1120-1420 mcd), W2(1420-1800 mcd), BA(1800-2240 mcd)의 5가지 구간으로 분류됩니다. 모든 측정은 IF=20mA 조건에서 수행됩니다.

3.2 순방향 전압(Forward Voltage) Binning

순방향 전압은 "V" 그룹 아래 E5(2.75-3.05V), 6(3.05-3.35V), 7(3.35-3.65V)의 세 가지 구간으로 분류됩니다. 이 구간화의 허용 오차는 ±0.1V입니다.

3.3 색도 좌표(Chromaticity Coordinate) Binning

백색광의 색상은 CIE 1931 색도도 상의 좌표에 따라 정밀하게 제어 및 구간화됩니다. 구간은 (예: A0-1, A0-2, A0+1, A0+2 등) 라벨링되며 x,y 색 공간 상의 특정 사각형 영역을 정의합니다. 이 좌표에는 ±0.01의 허용 오차가 적용됩니다. 일반적으로 색도 차트 상에서 이러한 구간을 시각화하기 위한 도해가 제공되어, 방출되는 백색광이 원하는 색온도와 색조 범위 내에 있도록 보장합니다.

4. 성능 곡선(Performance Curve) 분석

그래픽 데이터는 다양한 조건에서 LED의 동작에 대한 더 깊은 통찰력을 제공합니다.

• Forward Current vs. Forward Voltage (IV Curve): 이 곡선은 전류와 전압 사이의 비선형 관계를 보여줍니다. 전류 제한 회로 설계에 필수적입니다.
• Relative Luminous Intensity vs. Forward Current: 이 그래프는 광 출력이 전류와 함께 증가하는 방식을 보여주며, 일반적으로 고전류 영역에서 효율 저하로 인해 준선형 방식으로 증가합니다.
• Relative Luminous Intensity vs. Ambient Temperature: 이 중요한 곡선은 접합 온도가 상승함에 따라 광 출력이 감소하는 것을 보여줍니다. 이러한 디레이팅을 이해하는 것은 응용 분야에서의 열 관리에 매우 중요합니다.
• Forward Current Derating Curve: 이는 소비 전력 한계 내에서 유지하기 위해 주변 온도의 함수로서 최대 허용 순방향 전류를 정의합니다.
• 스펙트럼 분포: 파장 대비 상대 강도의 그래프로, 특징적인 넓은 황색 형광체 발광 피크와 더 좁은 청색 LED 피크가 결합된 모습을 보여줍니다.
• 방사 패턴: 광 강도의 공간적 분포를 보여주는 극좌표 그래프로, 120도의 시야각을 확인할 수 있습니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

5.1 패키지 치수

P-LCC-2 패키지는 길이, 너비, 높이, 리드 치수 및 권장 PCB 랜드 패턴을 상세히 설명하는 특정 기계 도면을 갖추고 있습니다. 별도로 명시되지 않는 한 모든 치수는 밀리미터 단위이며 표준 공차는 ±0.1mm입니다. 이 패키지는 전기적 연결을 위한 두 개의 리드를 특징으로 하며, 명확한 극성 표시기(일반적으로 노치 또는 표시된 캐소드)가 있습니다.

5.2 극성 식별

라벨 설명도는 LED 상단의 제품 마킹이 성능 등급에 어떻게 대응하는지 나타냅니다: 광도 등급(CAT)용 코드 하나, 주 파장/색도 등급(HUE)용 코드 하나, 순방향 전압 등급(REF)용 코드 하나입니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

The device is suitable for standard SMT assembly lines. The maximum soldering temperature ratings must be strictly adhered to: 260°C peak temperature for 10 seconds during reflow soldering, or 350°C for 3 seconds if hand soldering. The moisture sensitivity level (MSL) is 3, meaning the components are packaged in a moisture-barrier bag with desiccant and have a floor life of 168 hours (1 week) after the bag is opened at factory conditions (<30°C/60%RH).

7. 포장 및 주문 정보

LED는 자동 설치를 위해 엠보싱 처리된 캐리어 테이프에 공급됩니다. 각 릴에는 2000개가 들어 있습니다. 캐리어 테이프 포켓 및 전체 릴에 대한 상세 치수가 제공됩니다. 부품은 건제제가 들어 있는 밀봉된 알루미늄 방습 백에 포장되어 외부에 적절한 습도 표시기 및 경고 라벨이 부착된 상태로 배송됩니다.

8. 응용 제안

8.1 대표적인 응용 시나리오

이 고휘도 백색 LED는 소형이고 효율적인 조명이 필요한 다양한 응용 분야에 적합합니다. 주요 용도로는 소비자 가전 및 산업용 패널의 풀컬러 액정 디스플레이(LCD) 백라이트, 사무 자동화(OA) 장비의 표시등 및 상태 표시 조명, 자동차 실내 조명 및 표시등, 그리고 간판 및 장식 조명에서 소형 일반 백열등 또는 형광등을 대체하는 용도가 포함됩니다.

8.2 설계 시 고려사항

전류 구동: LED는 전류 구동 장치입니다. 열 폭주를 방지하고 안정적인 광 출력을 보장하기 위해서는 정전류원 또는 전압원과 직렬로 연결된 전류 제한 저항이 필수적입니다. 설계 시 순방향 전압 빈과 온도에 따른 그 변화를 고려해야 합니다.
열 관리: 효율적이지만, LED는 접합부에서 열을 발생시킵니다. 과도한 온도는 광 출력과 수명을 감소시킵니다. 특히 최대 전류 또는 그 근처에서 구동할 때 PCB가 적절한 열 방출을 제공하는지 확인하십시오.
광학 설계: 120도의 시야각은 넓고 확산된 빔을 제공합니다. 집중된 빛이 필요한 경우, 2차 광학 부품(렌즈, 반사판)이 필요합니다. 워터클리어 수지 색상은 LED 칩 자체에 색조가 들어가지 않아야 하는 애플리케이션에 최적입니다.

9. 기술적 비교 및 차별화

기존의 스루홀 백색 LED와 비교하여, 이 SMT P-LCC-2 패키지는 보드 공간 절약, 자동화 조립 적합성, 그리고 잠재적으로 더 나은 PCB로의 열 경로 측면에서 상당한 이점을 제공합니다. 지정된 고 광도 빈(W2, BA)은 작은 공간에서 고휘도가 필요한 애플리케이션에 적합한 성능을 제공합니다. 광도, 전압, 색도에 대한 포괄적인 빈닝 시스템은 설계자에게 비용 최적화 또는 성능 중심 설계에 맞는 부품을 선택할 수 있는 유연성을 부여하여, 조립체 내에서 색상과 밝기의 일관성을 보장합니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술적 파라미터 기반)

Q: 이 LED의 일반적인 동작 전류는 얼마입니까?
A: 표준 테스트 조건 및 대부분의 데이터시트 사양은 20mA에서 제공됩니다. 절대 최대치인 30mA 연속 전류까지 동작시킬 수 있지만, 광 출력 및 효율은 성능 곡선에서 확인해야 하며, 열 관리가 더욱 중요해집니다.

Q: 색도 빈 코드(예: A0+2)는 어떻게 해석해야 합니까?
A: 이 코드는 데이터시트에 정의된 CIE 색도도 상의 특정 영역에 해당합니다. 이는 백색점(상관 색온도 및 색조)이 제어된 범위 내에 있도록 보장합니다. 설계자는 제품의 색상 일관성 요구사항과 일치하는 빈을 선택해야 합니다.

Q: 5V 전원으로 이 LED를 직접 구동할 수 있습니까?
A: 전류 제한 장치 없이는 불가능합니다. 순방향 전압은 일반적으로 약 3.0-3.4V입니다. 5V를 직접 연결하면 과도한 전류가 흘러 최대 정격을 초과하여 LED를 파손시킬 수 있습니다. 직렬 저항 또는 정전류 드라이버가 필요합니다.

11. 실제 적용 사례

시나리오: 산업 장비용 상태 표시 패널 설계. 반투명 아이콘을 조명하기 위해 여러 개의 백색 LED가 사용됩니다. 균일한 밝기를 보장하기 위해 동일한 광도 등급(예: W1)의 LED를 선택해야 합니다. 12V 레일과 각 LED용 직렬 저항을 사용하는 간단한 구동 회로를 설계할 수 있습니다. 저항값은 R = (V_공급 - VF_LED) / I_LED로 계산됩니다. 등급 6의 일반적인 VF 3.2V와 원하는 전류 20mA를 사용하면, R = (12V - 3.2V) / 0.02A = 440 옴이 됩니다(표준 470옴 저항을 사용하면 약 18.7mA로 허용 가능합니다). 120도의 넓은 시야각은 핫스팟 없이 아이콘이 고르게 조명되도록 합니다.

12. 작동 원리 소개

이것은 형광체 변환 방식의 백색 LED입니다. 기본 광원은 순방향 바이어스 시(전계발광) 청색광을 방출하는 인듐 갈륨 나이트라이드(InGaN)로 만들어진 반도체 칩입니다. 이 청색광은 칩 위에 도포된 세륨 도핑 옥트륨 알루미늄 가닛(YAG:Ce) 형광체 코팅층에 의해 부분적으로 흡수됩니다. 형광체는 고에너지 청색 광자를 흡수하여 광발광이라는 과정을 통해 더 낮은 에너지의 황색광을 재방출합니다. 남은 미흡수 청색광은 방출된 황색광과 혼합됩니다. 인간의 눈은 이 스펙트럼 성분의 조합을 백색광으로 인지합니다. 백색광의 정확한 색조 또는 색온도는 형광체 구성과 두께를 조정하여 조절할 수 있습니다.

13. 기술 동향

백색 LED의 발전은 고체 조명 혁명의 중심에 있었습니다. 지속적인 동향은 광효율(루멘/와트) 증대, 더 자연스러운 빛을 위한 현색성 지수(CRI) 개선, 그리고 더 높은 신뢰성과 더 긴 수명 달성에 초점을 맞추고 있습니다. 양자점이나 다중 형광체 혼합물 사용을 포함한 형광체 기술의 발전은 방출 스펙트럼을 더 세밀하게 제어할 수 있게 합니다. 마이크로 LED에서 볼 수 있듯이, 광 출력을 유지하거나 증가시키면서 소형화를 추구하는 움직임도 있습니다. 더 나아가, 스마트 조명 응용을 위해 제어 전자장치를 LED 패키지에 직접 통합하는 것은 성장하는 개발 분야입니다.