UV LED PLCC-2 2.8x3.5x0.65mm 데이터시트 - 순방향 전압 3.2V 일반 - 전력 0.7W - 365-375nm 피크 파장

1. 제품 개요

이 자외선(UV) LED는 표준 PLCC-2(Plastic Leaded Chip Carrier) 표면 실장 패키지로 설계되었으며, 크기는 2.8 mm × 3.5 mm × 0.65 mm로 소형입니다. 피크 파장이 365 nm에서 375 nm 사이인 UVA 스펙트럼에서 방출되어 UV 소독, 잉크 및 접착제의 UV 경화, 네일 케어와 같은 응용 분야에 적합합니다. 이 장치는 120°의 넓은 시야각을 제공하여 대상 영역에 균일한 조명을 제공합니다. 기존 SMT 조립 공정과 호환되며 테이프 및 릴(릴당 4,000개)로 공급됩니다. 이 제품은 RoHS 요구 사항을 충족하며 습기 민감도 수준이 3입니다.

이 장치는 지정된 한도 내에서 사용할 경우 높은 복사 효율과 긴 작동 수명을 제공합니다. 순방향 전압, 복사속 및 피크 파장에 대해 여러 빈으로 제공되므로 설계자가 자신의 응용 분야에 가장 적합한 성능 등급을 선택할 수 있습니다. PLCC-2 패키지는 자동 조립을 위한 우수한 열 방출 및 기계적 견고성을 제공합니다.

1.1 주요 특징

• PLCC-2 표면 실장 패키지
• 시야각: 120°
• 모든 SMT 조립 및 리플로우 납땜에 적합
• 습기 민감도 수준: 레벨 3
• RoHS 준수
• 테이프 및 릴 포장 가능(릴당 4,000개)
• 정전기 방전 보호: 1000V(HBM)

1.2 대상 응용 분야

• 자외선 소독(표면, 물, 공기)
• 접착제 및 코팅의 UV 경화
• UV 잉크 경화(인쇄 업계)
• 네일 케어(젤 경화)
• 일반 UV 조명 및 광선 치료

2. 기술 매개변수 분석

2.1 전기 및 광학 특성(Ts = 25°C, IF = 150mA에서)

LED는 일반적으로 150mA의 순방향 전류로 구동됩니다. 순방향 전압(VF)은 B11(3.0–3.2V), B12(3.2–3.4V), B13(3.4–3.6V), B14(3.6–3.8V)의 네 가지 범위로 분류됩니다. 일반적인 순방향 전압은 B12 빈의 경우 약 3.2V이며, 이는 150mA 작동에 일반적인 선택입니다. 역전류(IR)는 VR = 5V에서 10µA로 제한되어 양호한 정류 접합을 나타냅니다.

총 복사속(Φe)은 빈으로 분류됩니다: 1B26(90–112mW), 1B27(112–140mW), 1B28(140–180mW), 1B29(180–224mW). 피크 파장(λp)은 UA54(365–370nm) 및 UA55(370–375nm)로 분류됩니다. 시야각은 120°(반각 ±60°)로 지정됩니다. 접합부에서 납땜 지점까지의 열 저항(RthJ-S)은 일반적으로 45°C/W입니다.

2.2 절대 최대 정격

LED는 손상을 방지하기 위해 절대 최대 정격을 초과하여 작동해서는 안 됩니다: 최대 전력 손실은 0.7W, 피크 순방향 전류는 180mA(펄스 폭 조건은 명시되지 않았지만 일반적으로 짧은 펄스의 경우), 역전압은 5V, ESD 내성(HBM)은 1000V입니다. 작동 온도 범위는 –40 ~ +85°C, 보관 온도는 –40 ~ +100°C, 최대 접합 온도는 95°C입니다. 신뢰성을 보장하려면 접합 온도를 95°C 미만으로 유지하는 것이 중요합니다. 열 설계를 신중하게 고려해야 합니다.

3. 빈 분류 시스템 설명

이 제품은 순방향 전압, 복사속 및 피크 파장에 따라 빈으로 분류되어 고객이 적절한 성능 수준을 선택할 수 있습니다. 빈 코드는 릴 라벨에 인쇄됩니다(예: VF의 경우 B11 3.0–3.2V, 플럭스의 경우 1B26 90–112mW, 파장의 경우 UA54 365–370nm). 라벨 형식에는 부품 번호, 사양 번호, 로트 번호, 빈 코드 및 VF, Φe, WLP에 대한 특정 값이 포함됩니다. 이는 추적성을 보장하고 재고 관리를 간소화합니다.

4. 성능 곡선 분석

4.1 순방향 전압 대 순방향 전류(I-V 곡선)

일반적인 I-V 곡선은 150mA에서 순방향 전압이 3.2–3.6V 범위에 있음을 보여줍니다. 이 곡선은 GaN 기반 UV LED의 특징입니다. 전류가 증가함에 따라 VF는 비선형적으로 상승합니다. 낮은 전류(예: 30mA)에서 VF는 약 3.3V입니다. 이 곡선은 전류 제한 저항 또는 정전류 드라이버를 설계하는 데 유용합니다.

4.2 상대 전력 대 순방향 전류

상대 복사 전력은 최대 정격 전류까지 순방향 전류에 따라 증가합니다. 150mA에서 상대 전력은 약 100%입니다(정규화됨). 낮은 전류에서는 열 드룹(thermal droop)이 감소하여 효율이 약간 더 높습니다. 이 선형 관계는 디밍 응용 분야에 도움이 됩니다.

4.3 온도 효과

납땜 온도(Ts)는 상대 복사 전력에 영향을 미칩니다. Ts가 25°C에서 125°C로 증가하면 상대 전력은 약 40% 감소합니다. 이 열 드룹은 적절한 열 관리로 보상해야 합니다. 연속 작동을 위한 최대 허용 납땜 온도는 접합 온도 제약(95°C)에 의해 제한됩니다. 정격 감소 곡선(Ts 대 순방향 전류)은 주변 온도가 높을수록 안전 한도 내에 머물기 위해 구동 전류를 줄여야 함을 보여줍니다.

4.4 스펙트럼 분포

스펙트럼 분포는 약 365–375nm에서 피크를 보이며 반치폭(FWHM)은 약 10–15nm입니다. 방출은 주로 UVA 범위에서 발생하며, 이는 경화 시 광개시제 활성화 및 살균 응용 분야에 효과적입니다. UV-C 파장(280nm 미만)은 생성되지 않습니다. 이 장치는 적절한 차폐와 함께 사용할 경우 많은 소비자 응용 분야에서 안전합니다.

4.5 방사 패턴

방사 다이어그램은 반전력 각도가 ±60°(총 120°)인 램버시안(Lambertian) 유사 분포를 나타냅니다. 중앙 영역 내에서 강도가 비교적 균일하여 플러드 조명(flood illumination)에 적합합니다. 측면 방출 특성은 넓은 범위가 필요한 응용 분야에 유용합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

PLCC-2 패키지 본체 치수는 2.80 mm × 3.50 mm이며 높이(두께)는 0.65 mm입니다. 하면에는 두 개의 접촉 패드(애노드 및 캐소드)가 있습니다. 극성은 패키지의 노치 또는 표시로 표시됩니다. 권장 납땜 패턴(풋프린트) 치수: 각 패드당 2.10 mm × 2.10 mm, 피치 2.08 mm. 전체 권장 납땜 패드 길이는 2.80 mm, 너비는 3.50 mm(패키지와 일치)입니다. 달리 명시되지 않은 경우 모든 공차는 ±0.2 mm입니다.

5.2 극성 및 취급

이 장치는 극성을 가지고 있으며, 캐소드 측이 일반적으로 표시되어 있습니다. 역전압을 인가하지 않도록 주의해야 합니다. 역전압은 마이그레이션 및 손상을 유발할 수 있습니다. 취급 시 측면 표면에 핀셋을 사용하고, 실리콘 렌즈(상단 표면)는 부드럽고 먼지를 끌어들이거나 손상될 수 있으므로 만지지 마십시오.

6. 납땜 및 조립 지침

6.1 리플로우 납땜 프로파일

이 LED는 무연 리플로우 납땜용으로 설계되었습니다. 권장 프로파일은 예열 구간(150–200°C) 60–120초, 최대 승온 속도 3°C/s, 217°C 이상 유지 시간 최대 60초, 최고 온도 260°C에서 최대 10초, 냉각 속도 최대 6°C/s입니다. 25°C에서 피크까지의 총 시간은 8분 이내여야 합니다. 리플로우는 두 번 이상 수행해서는 안 되며, 두 납땜 공정 사이의 간격이 24시간을 초과하면 LED가 수분을 흡수하여 손상될 수 있으므로 두 번째 리플로우 전에 베이킹을 권장합니다.

6.2 수동 납땜 및 수리

수동 납땜이 필요한 경우 300°C 미만으로 설정된 인두를 사용하여 3초 이하로 납땜하십시오. 수동 납땜은 한 번만 허용됩니다. 리플로우 후 수리는 권장되지 않습니다. 불가피한 경우 양면 인두를 사용하고 LED 특성이 저하되지 않았는지 사전에 확인하십시오.

6.3 주의 사항

• 납땜 중 또는 납땜 직후(특히 패키지가 뜨거울 때) LED에 기계적 응력을 가하지 마십시오.
• 휘어진 PCB에 LED를 장착하지 말고, 납땜 후 보드를 구부리지 마십시오.
• 리플로우 후 장치를 급속 냉각하지 말고 실온으로 자연 냉각되도록 하십시오.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 캐리어 테이프 및 릴

LED는 폭 8.00mm, 피치 4.00mm의 엠보싱 캐리어 테이프와 커버 테이프로 공급됩니다. 릴 직경은 178mm ±1mm, 허브 직경 60mm ±1mm, 테이프 폭 12mm입니다. 각 릴에는 4,000개가 들어 있습니다. 릴 라벨에는 부품 번호, 사양 번호, 로트 번호, 빈 코드(VF, Φe, WLP), 수량 및 날짜 코드가 포함됩니다.

7.2 습기 민감도 및 보관

이 장치는 습기 민감도 수준 3입니다. 밀봉된 방습 백을 열기 전 보관 조건은 1년 이내에 ≤30°C 및 ≤75% RH입니다. 개봉 후 LED는 ≤30°C 및 ≤60% RH에서 보관할 경우 24시간 이내에 사용해야 합니다. 습도 지시 카드가 과도한 수분을 보이거나 보관 시간이 초과된 경우 사용 전 60 ±5°C에서 ≥24시간 동안 베이킹해야 합니다.

8. 응용 노트 및 설계 고려 사항

8.1 열 관리

LED의 효율과 수명은 접합 온도에 크게 의존하므로 적절한 방열이 중요합니다. 접합부에서 납땜 지점까지의 열 저항은 45°C/W입니다. 전력 손실이 0.7W(예: VF=3.5V × IF=200mA, 최대 전류 180mA, 일반 150mA는 ~0.525W)인 경우 납땜 지점 위의 접합 온도 상승은 약 0.525 × 45 = 23.6°C입니다. 주변 온도가 85°C이면 접합 온도는 약 109°C가 되어 95°C 한도를 초과합니다. 따라서 고온 환경에서는 전류를 낮추거나 더 큰 방열판을 사용해야 합니다.

8.2 회로 설계

순방향 전압 변동으로 인한 과전류를 방지하기 위해 항상 전류 제한 저항 또는 정전류 드라이버를 사용하십시오. 역전압을 인가하지 마십시오. ESD 감도는 1000V(HBM)입니다. 취급 및 조립 시 ESD 보호 장비를 사용하십시오. 고정 장치의 재료에는 100ppm 이상의 황 화합물이 포함되어서는 안 되며, 할로겐 함량(브롬 및 염소 각각<900ppm, 총<1500ppm)을 초과하여 LED 부식을 방지해야 합니다.

8.3 세척

납땜 후 세척이 필요한 경우 이소프로필 알코올(IPA)을 사용하십시오. 초음파 세척은 와이어 본드를 손상시킬 수 있으므로 피하십시오. 다른 용제는 실리콘 봉지재 및 패키지 재료와의 호환성을 테스트해야 합니다. 실리콘 표면은 부드럽고 먼지를 끌어들일 수 있으므로 필요시 부드럽게 세척하십시오.

9. 기술 비교

표준 가시광 LED와 비교하여 이 UV LED는 순방향 전압이 더 높고(3.0–3.8V 대 가시광의 ~2.0–3.0V) 효율이 더 낮습니다(복사 전력 대 복사속). 그러나 광화학 공정에 최적화된 좁은 UVA 방출 스펙트럼을 제공합니다. PLCC-2 패키지는 널리 사용되며 기존 픽 앤 플레이스 및 리플로우 인프라와 호환됩니다. 이 제품은 유사한 전력의 다른 UV LED와 경쟁합니다. 장점은 컴팩트한 크기, 넓은 시야각 및 성능 매칭을 위한 다양한 빈 옵션에 있습니다.

10. 자주 묻는 질문

Q1: 올바른 순방향 전압 빈을 어떻게 선택합니까?
드라이버의 컴플라이언스 전압과 일치하는 빈을 선택하십시오. 출력 전압이 3.4V인 150mA 정전류 드라이버의 경우 B12(3.2–3.4V) 또는 B13(3.4–3.6V)이 적합합니다. 항상 드라이버와 직렬 저항 양단의 전압 강하를 고려하십시오.

Q2: 이 LED의 예상 수명은 얼마입니까?
데이터시트에 수명이 명시적으로 제공되지는 않았지만, 적절한 열 관리(접합 온도 85°C 미만) 시 일반적인 UV LED는 L70 수명이 10,000–20,000시간입니다. 높은 접합 온도는 수명을 급격히 단축시킵니다.

Q3: LED를 더 높은 전류로 펄스 구동할 수 있습니까?
최대 피크 순방향 전류는 180mA입니다. 낮은 듀티 사이클(10%)로 펄스 구동하는 경우 더 높은 펄스 전류가 가능할 수 있지만 절대 최대 정격을 초과해서는 안 됩니다. 제조업체에 문의하십시오.<10%

Q4: UV 출력이 인체에 유해합니까?
UVA 방사선(365–375nm)은 장기간 노출 시 피부 노화 및 눈 손상을 유발할 수 있습니다. 적절한 차폐 또는 보안경을 사용해야 합니다. 이 LED는 UV-C 광원이 아니지만 여전히 주의가 필요합니다.

11. 실제 사용 사례

사례 1 – PCB UV 경화:솔더마스크 잉크 경화 시스템은 이러한 LED 어레이를 사용합니다. 120° 시야각으로 단일 LED 열이 10cm 너비 벨트를 균일하게 조명할 수 있습니다. 1B28 빈의 LED당 총 복사속 180mW로 5mm 거리에서 빠른 경화가 가능합니다.

사례 2 – 네일 램프:네일 경화 램프에서는 여러 개의 LED가 반원형으로 배열됩니다. 365–370nm 피크는 젤 폴리쉬의 광개시제 흡수와 일치합니다. 컴팩트한 크기 덕분에 슬림한 램프 디자인이 가능합니다.

사례 3 – 소독:소형 물체(예: 휴대폰 케이스)의 표면 소독을 위해 150mA로 구동되는 단일 LED는 몇 분 노출 후 10cm² 영역에서 박테리아를 비활성화할 만큼 충분한 UVA 강도를 제공합니다. 반사경을 추가하여 빔을 집중시킬 수 있습니다.

12. UV LED의 작동 원리

이 LED는 활성 영역에서 전자와 정공이 재결합할 때 빛을 방출하는 갈륨 질화물(GaN) 기반 반도체 구조를 사용합니다. PLCC-2 패키지는 통합 반사 컵이 있는 리드 프레임, 다이 부착, 와이어 본드 및 UVA에 투명한 실리콘 봉지재로 구성됩니다. 실리콘 렌즈는 칩을 보호하고 광 출력을 형성합니다. 패키지 하단의 열 패드는 PCB로 열 전도를 가능하게 합니다. 이 장치는 정전류 작동을 위해 설계되었습니다. 순방향 전압은 활성층의 밴드갭(365nm의 경우 약 3.4eV)에 의해 결정됩니다.

13. 시장 및 기술 동향

UV LED는 작은 크기, 즉시 켜기/끄기, 예열 불필요, 환경 친화성(수은 무함유)으로 인해 경화, 소독 및 의료 응용 분야에서 기존 수은 램프를 점차 대체하고 있습니다. 더 높은 전력 밀도(예: 칩당 1W)와 더 짧은 파장(소독용 UV-C)으로의 추세입니다. 그러나 이와 같은 UVA LED는 UV-C LED보다 효율이 높고 수명이 길기 때문에 경화 분야에서 여전히 주력 제품입니다. 향후 개발에는 패턴화된 기판 또는 플립칩 설계를 통한 추출 효율 개선 및 집광 렌즈와 같은 통합 광학이 포함됩니다. 이 제품의 PLCC-2 패키지는 저비용 대량 생산을 가능하게 하는 성숙한 기술입니다.