UVA LED 2835 SMD 데이터시트 - 2.8x3.5mm 패키지 - 3.2-3.8V - 60mA - 365-370nm - English Technical Documentation

1. 제품 개요

본 문서는 컴팩트한 표면 실장(SMD) 패키지에 담긴 일련의 고성능 자외선-A(UVA) 발광 다이오드(LED)에 대한 완전한 기술 사양을 제공합니다. 이 부품들의 주요 적용 분야는 365-370 나노미터 범위 내에서 제어된 자외선 방출이 필요한 시스템입니다.

이 제품 시리즈의 핵심 장점은 높은 방사 효율(단위 전기 입력당 더 많은 광학 출력을 의미함)과 낮은 전력 소비 특성을 포함합니다. 이 장치는 120도의 넓은 시야각을 특징으로 하여 목표 적용 분야에서 광범위하고 균일한 조사를 보장합니다. 길이 2.8mm, 너비 3.5mm의 폼 팩터는 공간이 제한된 현대 전자 어셈블리에 통합하기에 적합합니다.

The product is designed to comply with major international environmental and safety standards. It is confirmed to be RoHS (Restriction of Hazardous Substances) compliant, is manufactured using lead-free (Pb-free) processes, and adheres to the EU REACH regulation. Furthermore, it meets halogen-free requirements, with bromine (Br) and chlorine (Cl) content kept below specified limits (Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm).

1.1 목표 응용 분야

특정 파장과 출력 특성으로 인해 이 LED 시리즈는 여러 틈새 시장 응용 분야에 이상적입니다:

• UV 네일 경화: 젤 네일 폴리시 경화용 장치에 사용됩니다.
• UV 위조 감지: 스캐너 및 감지기에 사용되어 UVA 광선 하에서 형광을 발하는 지폐, 문서 또는 제품의 보안 요소를 드러냅니다.
• UV 모기 트랩: 비행 곤충을 유인하는 UVA 광원이 장착된 곤충 포획 장치에 통합됨.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

이 등급은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이러한 조건에서의 동작은 보장되지 않습니다.

• 최대 DC 순방향 전류 (I_F): 120 mA
• 최대 ESD 저항 (인체 모델): 2000 V
• 열저항 (R_th): 25 °C/W. 이 파라미터는 LED 접합부에서 솔더 패드로 열이 얼마나 효과적으로 전달되는지를 나타냅니다. 열 관리 측면에서는 값이 낮을수록 좋습니다.
• 최대 접합 온도 (T_J): 110 °C. 반도체 칩 자체의 온도는 이 한계를 초과해서는 안 됩니다.
• 동작 온도 범위 (T_Opr): -40 °C ~ +85 °C.
• Storage Temperature Range (T_Stg): -40 °C ~ +100 °C.

2.2 전기-광학 특성

아래는 명시된 주문 코드에 대한 일반적인 동작점 및 성능을 정의합니다. 별도로 명시되지 않는 한, 모든 측정은 일반적으로 솔더 패드 온도 25°C에서 수행됩니다.

• 순방향 전류 (I_F): 60 mA (일반 동작점)
• 순방향 전압 (V_F): 3.2 V ~ 3.8 V (I_F = 60mA)
• 피크 파장 (λ_P): 365 nm ~ 370 nm
• 방사 플럭스 (Φ_e):
  • 최소: 70 mW
  • 일반적: 90 mW
  • 최대: 130 mW

3. Binning System 설명

대량 생산의 일관성을 보장하기 위해, LED는 성능 등급(Bin)으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 특정 애플리케이션에 필요한 최소 기준을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 Radiant Flux Binning

LED는 동작 전류에서의 최소 복사 플럭스 출력을 기준으로 분류됩니다. 빈 코드(R5, R6, R7, R8, R9, S1)는 최소 70mW(R5)에서 최대 130mW(S1)까지 증가하는 출력 수준을 나타냅니다. 측정 허용 오차는 ±10%입니다.

3.2 피크 파장 빈닝

파장이 엄격하게 제어됩니다. 이 시리즈의 모든 장치는 "U36"로 표시된 단일 빈에 속하며, 이는 피크 파장이 365nm에서 370nm 사이임을 보장하며, 측정 허용 오차는 ±1nm입니다.

3.3 순방향 전압 빈닝

장치는 또한 60mA에서의 순방향 전압 강하에 따라 분류됩니다. 세 가지 빈이 정의됩니다:

• 3234: V_F = 3.2V - 3.4V
• 3436: V_F = 3.4V - 3.6V
• 3638: V_F = 3.6V - 3.8V

The measurement tolerance for forward voltage is ±2%.

4. 성능 곡선 분석

4.1 순방향 전압 대 순방향 전류 (IV 곡선)

제공된 곡선은 LED에 인가된 전압과 그에 따른 전류 사이의 비선형 관계를 보여줍니다. 60mA로 설정된 정전류 구동기의 경우, 전기적 특성에 정의된 대로 예상 전압 강하는 3.2V-3.8V 범위 내에 있을 것입니다. 이 곡선은 전류가 증가함에 따라 전압이 어떻게 상승하는지를 보여주며, 광 출력 제어와 열 폭주 방지를 위해서는 전압 제어가 아닌 적절한 전류 제어가 필요함을 강조합니다.

4.2 상대 방사 플럭스 대 순방향 전류

이 그래프는 광학적 출력(복사 플럭스)이 순방향 전류에 거의 비례함을 보여줍니다. 구동 전류를 증가시키면 광 출력이 증가합니다. 그러나 권장치인 60mA 이상으로 동작할 경우 더 많은 열이 발생하여, 디레이팅 곡선에서 보여주듯 효율과 수명을 잠재적으로 감소시킬 수 있습니다.

4.3 상대 복사 플럭스 대 접합 온도

이는 열 관리에 있어 중요한 특성입니다. 곡선은 접합 온도(T_J)가 증가함에 따라 복사 플럭스 출력이 감소함을 보여줍니다. 이러한 음의 온도 계수는 LED의 접합 온도를 동작 중 가능한 한 낮게 유정하여 안정적이고 최대의 광 출력을 보장하기 위해 효과적인 열 설계(예: 서멀 비아가 있는 PCB, 충분한 구리 면적, 필요시 방열판 사용)의 중요성을 강조합니다.

4.4 피크 파장 대 접합 온도

LED의 최대 발광 파장은 온도에 따라 약간의 의존성을 보입니다. 이 그래프는 해당 UVA 소자에 대한 그 편이를 정량화합니다. 정확한 파장이 중요한 특정 경화 공정이나 형광 공정과 같은 응용 분야에서는 이 편이를 이해하는 것이 중요합니다.

4.5 스펙트럼 분포

상대 스펙트럼 분포 그래프는 서로 다른 파장대에서 방출되는 빛의 강도를 보여줍니다. 이 UVA LED의 경우, 방출은 특징적인 스펙트럼 폭을 가진 365-370nm 피크를 중심으로 이루어집니다. 이 정보는 특정 UV 스펙트럼 대역에 민감한 응용 분야에 매우 중요합니다.

4.6 Derating Curve

Derating Curve는 솔더 패드(애노드 측)에서 측정된 온도를 기준으로 허용 가능한 최대 연속 순방향 전류를 제공합니다. 솔더 패드 온도가 상승함에 따라, 최대 접합 온도 110°C를 초과하지 않도록 하기 위해 최대 안전 작동 전류를 감소시켜야 합니다. 이 곡선은 특히 높은 주변 온도 환경에서 신뢰성 있는 시스템 설계에 필수적입니다.

5. Mechanical and Packaging Information

5.1 기계적 치수

LED 패키지는 2.8mm x 3.5mm의 직사각형 풋프린트를 가집니다. 상세 치수 도면은 솔더 패드의 정확한 위치, 렌즈 형상, 그리고 열 패드의 위치를 명시합니다. 열 패드는 캐소드에 전기적으로 연결되어 있음이 명시되어 있습니다. 별도로 명시되지 않는 한 표준 치수 공차는 ±0.2mm입니다. 중요한 취급 주의사항으로 렌즈에 힘을 가하는 것을 경고하며, 이는 소자 고장을 유발할 수 있습니다.

5.2 솔더링 패드 설계 및 극성

솔더링 패턴 다이어그램은 애노드와 캐소드 패드를 명확히 표시합니다. 조립 시 올바른 극성을 준수해야 합니다. 설계에는 LED 다이에서 인쇄 회로 기판(PCB)으로의 열 전달을 용이하게 하는 중앙 열 패드가 포함되어 있습니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 리플로우 솔더링 공정

이 UVA LED 시리즈는 표준 Surface-Mount Technology (SMT) 조립 공정에 적합합니다. 주요 지침은 다음과 같습니다:

• 열 응력을 피하기 위해 동일한 장치에서 리플로우 솔더링은 두 번을 초과하여 수행해서는 안 됩니다.
• 솔더링 가열 단계 동안 LED 본체에 가해지는 기계적 응력을 최소화해야 합니다.
• LED가 솔더링된 후에는 회로 기판을 휘거나 구부려서는 안 됩니다.
• 접착제를 사용하는 경우, 그 경화 공정은 부품과 호환되는 표준 오븐 프로파일을 따라야 합니다.

일반적인 리플로우 솔더링 프로파일을 제안하며, LED를 손상시키지 않고 신뢰할 수 있는 솔더 접합을 보장하기 위해 예열, 침지, 리플로우 및 냉각 단계에 대한 권장 시간-온도 관계를 보여줍니다.

7. 패키징 및 주문 정보

7.1 Emitter Tape and Reel 포장

자동 픽앤플레이스 조립을 위해 LED는 릴에 감겨 있는 엠보싱 캐리어 테이프에 공급됩니다. 표준 포장 수량은 릴당 2000개입니다. 캐리어 테이프 포켓과 릴 자체에 대한 상세 치수 도면이 제공되며, 일반적인 공차는 ±0.1mm입니다.

7.2 Moisture Sensitivity 및 보관

부품은 고온 리플로우 공정 중 '팝코닝'(패키지 균열)을 유발할 수 있는 대기 중 수분 흡수를 방지하기 위해 방습 배리어 백에 포장됩니다. 밀봉된 백을 개봉한 후에는 지정된 시간 내에 사용하거나, 표준 IPC/JEDEC 지침에 따라 솔더링 전에 베이킹해야 합니다.

7.3 제품 명명법 (주문 코드)

전체 주문 코드는 모든 주요 사양을 인코딩하는 구조화된 문자열입니다. 예를 들어: UVA2835TZ0112-PUA6570120X38060-2T 다음과 같이 분류됩니다:

• UVA2835TZ0112: 기본 부품 번호 (UVA, 2835 패키지, PCT 재질, 제너 다이오드 포함, 1칩, 120° 각도).
• P: 칩 방향 (P-side up).
• UA: 색 재현 지수 코드 (UVA).
• 6570: 파장 범위 코드.
• 120: 최대 방사 플럭스 사양 코드.
• X38: 순방향 전압 범위 (3.2V-3.8V).
• 060: 순방향 정격 전류 (60mA).
• 2: 포장 타입 (리얼 당 2,000개).
• T: 테이프 포장 코드.

7.4 라벨 설명

릴 라벨에는 추적성과 식별을 위한 여러 필드가 포함되어 있습니다:

• P/N: 제조사의 생산 번호.
• 수량: 릴에 있는 부품의 수량.
• CAT / HUE / REF: 각각 광속(빈), 색상(파장)(빈), 순방향 전압(빈)에 대한 코드입니다.
• LOT No: 추적 가능성을 위한 제조 LOT 번호입니다.

8. 응용 제안 및 설계 고려사항

8.1 열 관리

열저항이 25°C/W이고 온도가 출력 및 파장에 미치는 부정적인 영향을 고려할 때, 효과적인 방열 설계가 가장 중요합니다. 설계자는 다음 사항을 준수해야 합니다:

• 내부 접지면 또는 대면적 구리 영역에 연결된 전용 열 패드 랜드 패턴을 갖춘 PCB를 사용하십시오.
• LED의 열 패드 아래에 다수의 열 비아를 배치하여 열을 다른 PCB 레이어나 외부 방열판으로 전도하십시오.
• 애플리케이션에서 예상되는 최대 솔더 패드 온도에 맞게 동작 전류가 적절한지 확인하려면 디레이팅 곡선을 참조하십시오.

8.2 전기 구동

LED는 전류 구동 소자입니다. 특히 일관된 출력과 장기 수명을 위해 단순한 직렬 저항이나 전압원보다 정전류 구동 회로를 강력히 권장합니다. 구동기는 안정적인 60mA(또는 디레이팅 요구사항에 따른 더 낮은 전류)를 공급하도록 설계되어야 하며, 3.2V에서 3.8V의 순방향 전압 범위를 견딜 수 있어야 합니다.

8.3 광학 설계

120도의 시야각은 넓은 빔을 제공합니다. 집광되거나 평행화된 UV 광이 필요한 응용 분야에서는 2차 광학 소자(렌즈 또는 반사경)가 필요합니다. 이러한 광학 소자의 재료는 UVA 파장에 투과성이어야 합니다(예: 특수 유리 또는 PMMA와 같은 UV 안정 플라스틱).

9. 기술적 비교 및 차별화

기존의 스루홀 UV 램프나 더 큰 SMD 패키지와 비교하여, 이 2835 UVA LED는 상당한 장점을 제공합니다:

• 크기 및 통합성: 컴팩트한 2835 풋프린트는 더 높은 밀도 배치와 더 작고 현대적인 기기로의 통합을 가능하게 합니다.
• 효율: 높은 광효율은 주어진 광 출력에 대해 더 낮은 전력 소비와 감소된 발열을 이끕니다.
• 수명: Solid-state LED는 일반적으로 기존 UV 램프보다 훨씬 더 긴 작동 수명을 가집니다.
• 즉시 켜기/끄기: LED는 일부 전구와 달리 예열 시간이 필요 없이 즉시 최대 출력에 도달합니다.
• 환경: RoHS, Halogen-Free 및 REACH 준수는 전 세계적으로 엄격한 환경 규정을 충족합니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술적 파라미터 기준)

10.1 복사 플럭스(mW)와 광속(lm)의 차이는 무엇인가요?

광속(루멘 단위)은 인간 눈의 감도(명시야)에 따라 가중치가 적용됩니다. 복사 플럭스(와트 단위)는 가시성과 관계없이 방출되는 총 광학 파워입니다. UVA 광은 인간에게 대부분 보이지 않기 때문에, 그 성능은 복사 플럭스(mW)로 정확하게 명시됩니다.

10.2 정전류 드라이버가 필요한 이유는 무엇인가요?

LED의 순방향 전압은 온도와 개별 소자에 따라 다릅니다(빈닝에서 볼 수 있듯이). 정전압원을 사용하면 전류 변동이 커져, 광 출력이 불일치하고 과전류 손상의 위험이 있습니다. 정전류원은 안정적이고 예측 가능한 성능을 보장합니다.

10.3 이 LED를 최대 전류 120mA로 구동할 수 있나요?

Absolute Maximum Rating 120mA는 스트레스 한계치이며 권장 동작 조건이 아닙니다. 이 전류에서 연속 동작은 과도한 열을 발생시켜, 탁월한 냉각 솔루션을 사용하지 않는 한 최대 접합 온도를 초과할 가능성이 높습니다. 권장 동작 전류는 전기적 특성표에 정의된 대로 60mA입니다. 실온 이상에서 동작하는 경우에는 디레이팅 곡선을 반드시 참조해야 합니다.

10.4 주문 시 빈닝 코드를 어떻게 해석하나요?

애플리케이션의 최소 요구 사항에 따라 빈을 선택하십시오. 예를 들어, 시스템에 최소 90mW의 UV 출력이 필요한 경우 R7, R8, R9 또는 S1 빈을 지정해야 합니다. 구동 회로의 전압 제약이 엄격한 경우 특정 순방향 전압 빈(예: 3234)을 지정해야 할 수 있습니다. 전체 주문 코드에는 이러한 빈 선택이 포함됩니다.

11. 설계 및 사용 사례 연구

11.1 사례: 휴대용 UV 위조지폐 감별기

설계 목표: 지폐를 확인할 수 있는 휴대용 배터리 구동 장치를 제작한다.

구현: 3.7V 리튬 이온 배터리로 구동되는 소형, 고효율 부스트 컨버터/정전류 드라이버로 4-6개의 이러한 UVA LED 어레이를 직렬로 구동할 수 있습니다. 120°의 넓은 빔 각도는 복잡한 광학 장치가 필요 없어, UV 투과 창 뒤에 간단히 배치할 수 있습니다. 컴팩트한 2835 사이즈는 PCB를 작게 유지합니다. 이러한 장치의 일반적인 사용 방식인 간헐적이고 짧은 동작 시간으로 인해 열 관리의 중요성은 상대적으로 낮습니다. 설계자는 충분한 조도 강도를 보장하기 위해 방사 플럭스 빈(예: R7 이상)을 선택할 것입니다.

12. 기술 원리 소개

UVA LED는 반도체 물질의 전계발광 원리로 동작합니다. LED 칩의 p-n 접합에 순방향 전압이 가해지면, 전자와 정공이 활성 영역에서 재결합하며 광자의 형태로 에너지를 방출합니다. 이러한 광자의 특정 파장(이 경우 365-370nm)은 칩 구조에 사용된 반도체 물질, 일반적으로 알루미늄 갈륨 나이트라이드(AlGaN) 또는 유사한 III족 나이트라이드 화합물의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. 방출된 UVA 복사는 인간의 눈에는 보이지 않지만, 특정 물질에서 형광을 유발하거나 광화학 반응을 시작시킬 수 있으며, 이는 경화 및 검출 응용의 기초가 됩니다.

13. 기술 동향

UV LED 분야는 빠르게 발전하고 있습니다. 주요 동향은 다음과 같습니다:

• 효능 증가: 지속적인 연구는 UVA LED의 벽면 플러그 효율(광 출력 / 전기 입력)을 향상시켜 에너지 소비와 열 부하를 줄이는 것을 목표로 합니다.
• 더 짧은 파장: 살균, 의료 치료 및 센싱 분야 응용을 위한 신뢰성 있고 효율적인 UVB 및 UVC LED 개발이 지속되고 있습니다.
• 더 높은 전력 밀도: 칩 설계 및 패키징 열 관리 기술의 발전으로 단일 소자에서 더 높은 방사 플럭스 출력을 구현할 수 있게 되었습니다.
• 향상된 수명 및 신뢰성: 소재 및 패키징 기술의 발전으로 UV LED의 작동 수명이 연장되어 더 까다로운 산업 응용 분야에서도 사용 가능해지고 있습니다.
• 비용 절감: 생산량이 증가하고 공정이 성숙됨에 따라 UV 출력 밀리와트당 비용이 지속적으로 하락하여 새로운 시장 응용 분야가 열리고 있습니다.