백색 LED 1.6x0.8x0.7mm - 순방향 전압 2.8-3.4V - 전력 105mW - 기술 데이터시트

1. 제품 개요

백색 LED 시리즈 RF-BWB190DS-DD는 청색 InGaN 칩에 형광체를 도포하여 백색광을 생성하도록 설계된 고성능 표면 실장 장치(SMD)입니다. 1.6mm x 0.8mm x 0.7mm의 컴팩트한 패키지 크기는 공간이 제한된 애플리케이션에 이상적이며 고밀도 PCB 레이아웃을 가능하게 합니다. 이 LED는 모든 표준 SMT 조립 및 솔더 공정에 사용할 수 있도록 설계되었으며, 140°의 넓은 시야각과 MSL 3 등급의 습기 민감도를 제공합니다. RoHS를 완전히 준수하여 환경 친화적입니다.

1.1 일반 설명

이 백색 LED는 청색 칩을 형광체 층으로 여기시켜 청색광의 일부를 노란색 및 녹색 파장으로 변환하여 넓은 백색 스펙트럼을 생성합니다. 이 제품은 다양한 응용 요구 사항을 충족시키기 위해 여러 밝기 및 색상 빈으로 제공됩니다. 패키지 설계에는 광 추출 및 신뢰성을 향상시키는 투명 실리콘 봉지재가 포함됩니다.

1.2 특징

• 매우 넓은 시야각: 140도, 표시등 및 백라이트 애플리케이션에 적합.
• 모든 표준 SMT 조립 및 솔더 공정과 호환 가능 (최대 260°C 리플로우 호환).
• 습기 민감도 등급: 레벨 3 (J-STD-020 기준), 지정된 보관 조건 필요.
• RoHS 준수; 납, 수은, 카드뮴 및 기타 유해 물질 무함유.
• 낮은 열 저항: 450°C/W 일반, 설계 시 주의 깊은 열 관리 필요.
• 정전기 방전(ESD) 내성: 1000V (HBM), 적절한 ESD 강건성 제공.

1.3 응용 분야

• 광학 표시기: 상태 표시등, 푸시버튼 조명.
• 스위치 및 심볼 백라이트: 자동차, 소비자 가전, 산업용 패널.
• 일반 조명: 장식 조명, 비상 표지판 조명.
• 디스플레이 백라이트: 소형 LCD 또는 세그먼트 디스플레이.

2. 기술 매개변수 – 심층 객관적 분석

전기 및 광학 특성은 별도로 명시되지 않는 한 주변 온도 25°C에서 측정됩니다. LED는 20mA(DC) 테스트 전류에서 사양이 정의됩니다.

2.1 순방향 전압 (VF)

순방향 전압은 F2에서 J1까지 여러 범위로 빈 분류되며, 최소 2.7V에서 최대 3.5V를 포함하고 일반 값은 2.8V에서 3.4V 사이입니다. 이 넓은 빈 범위는 제조 변동을 수용하고 고객이 직렬/병렬 설계를 위한 전압 그룹을 선택할 수 있도록 합니다. 측정 공차는 ±0.1V입니다. 절대 최대 정격에서 순방향 전류는 최대 30mA 연속 도달할 수 있지만, 일반 성능을 위한 지정된 테스트 조건은 20mA입니다.

2.2 광도 (IV)

광도 빈은 1BE (최소 550mcd)에서 1FB (최소 950mcd, 최대 1000mcd)까지 있으며, 20mA에서 측정됩니다. 더 높은 광도 빈은 더 엄격한 형광체 관리와 칩 선택을 통해 달성됩니다. 측정 공차는 ±10%입니다. 일관된 밝기가 필요한 응용 분야에서는 단일 광도 빈을 지정하는 것이 좋습니다.

2.3 시야각

시야각 (2θ1/2)은 일반적으로 140도로 매우 넓은 방출 패턴을 나타냅니다. 이는 계기판 조명이나 가로등 기구와 같이 표시등이 다양한 각도에서 보여야 하는 응용 분야에 적합합니다.

2.4 역전류 및 열 저항

역전류는 VR=5V (펄스 측정)에서 최대 10µA로 제한됩니다. 접합부에서 솔더 포인트까지의 열 저항 (RTHJ-S)은 최대 450°C/W입니다. 이 상대적으로 높은 값은 LED가 적절한 방열판 없이 고전력 작동에 적합하지 않음을 의미합니다. 최대 전력 소모는 105mW입니다. 설계자는 접합 온도가 95°C를 초과하지 않도록 해야 합니다.

2.5 절대 최대 정격

• 전력 소모: 105mW
• 순방향 전류: 30mA (DC), 60mA 피크 (10% 듀티, 0.1ms 펄스)
• ESD (HBM): 1000V
• 동작 온도: -40°C ~ +85°C
• 보관 온도: -40°C ~ +85°C
• 접합 온도: 최대 95°C

이러한 정격 중 하나라도 초과하면 영구적인 손상이 발생할 수 있습니다. 적절한 전류 제한 저항기와 열 관리가 필수적입니다.

3. 빈 분류 시스템

LED는 순방향 전압, 광도 및 색상 좌표에 따라 빈으로 분류되어 더 엄격한 성능 일관성을 제공합니다.

3.1 순방향 전압 빈

순방향 전압은 코드 F2, G1, G2, H1, H2, I1, I2, J1으로 그룹화되며 2.7-2.8V에서 3.4-3.5V까지입니다. 각 빈은 0.1V 폭입니다. 이를 통해 사용자는 병렬 스트링에서 일관된 전류 분배를 위해 좁은 전압 범위를 선택할 수 있습니다.

3.2 광도 빈

광도 빈은 1BE (550-600mcd)에서 1FB (950-1000mcd)까지 레이블이 지정되며, 빈당 50mcd씩 증가합니다. 더 높은 빈은 요청 시 제공될 수 있지만 특별 주문이 필요할 수 있습니다.

3.3 색도 빈

LED는 특정 CIE 1931 좌표로 정의된 여러 백색 색상 빈 (W31, W32, W51, W52, W71, W72)으로 제공됩니다. 이 빈은 약 6000K에서 3000K까지의 상관 색온도(CCT) 범위를 포함하며 다양한 백색 균형 선호도에 적합합니다. 색상 좌표의 공차는 ±0.005입니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트 곡선에 일반적인 광학 특성이 제공됩니다. 주요 통찰력:

4.1 순방향 전압 vs. 순방향 전류

VF-IF 곡선은 20mA에서 일반적인 순방향 전압이 약 3.2V임을 보여줍니다. 낮은 전류(예: 5mA)에서는 VF가 약 2.8V로 떨어집니다. 30mA에서는 VF가 약 3.4V로 상승합니다. 이는 열 폭주를 방지하기 위해 정전류 드라이버 또는 전류 제한 저항기를 사용하는 것이 중요함을 강조합니다.

4.2 순방향 전류 vs. 상대 광도

상대 광도는 최대 약 30mA까지 순방향 전류와 거의 선형적으로 증가합니다. 20mA에서 광도는 약 100%(상대)입니다. 10mA에서는 약 50%로 감소합니다. 이러한 선형성은 LED를 전류 감소로 디밍하는 데 적합하게 만듭니다.

4.3 온도 영향

핀 온도가 상승함에 따라 상대 광도가 감소합니다. 85°C(핀 온도)에서 광도는 25°C 값의 약 80%로 떨어집니다. 순방향 전압도 온도에 따라 감소하여 전압이 조절되지 않으면 전류가 증가할 수 있습니다. 열 설계는 접합 온도를 95°C 미만으로 유지해야 합니다.

4.4 파장 및 스펙트럼 분포

스펙트럼 곡선은 약 450nm(청색)에서 피크를 이루며 형광체로 인해 500-700nm(황색/적색)에서 넓은 2차 피크를 보입니다. 주 파장은 전류에 따라 약간 이동합니다. 더 높은 전류는 청색 성분을 증가시켜 색상을 더 차가운 백색으로 이동시킵니다.

4.5 방사 패턴

방사 패턴은 준-랑베르시안으로, 넓은 반치각 70° (총 140°)를 갖습니다. 90°에서의 상대 광도는 여전히 축 방향 값의 약 10%로 매우 넓은 커버리지를 나타냅니다.

5. 기계적 및 포장 정보

5.1 패키지 치수

• 길이: 1.60mm
• 너비: 0.80mm
• 높이: 0.70mm (본체), 0.80mm (솔더 패드 포함)
• 공차: 별도 명시 없는 한 ±0.2mm

5.2 솔더 패드 설계

권장 솔더링 패턴은 2.4mm 중심 간 거리를 가진 두 개의 직사각형 패드(0.8mm x 0.8mm)를 포함합니다. 캐소드는 바닥면의 노치로 식별됩니다.

5.3 극성

LED 극성은 캐소드 측의 녹색 점 또는 노치로 표시됩니다. 잘못된 극성은 손상을 초래할 수 있습니다. 솔더링 전에 항상 방향을 확인하십시오.

6. 조립 및 솔더링 가이드라인

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

솔더 리플로우는 지정된 프로파일을 따라야 합니다:

• 평균 램프업 속도: 최대 3°C/s (Tsmin에서 Tp까지)
• 예열: 150°C ~ 200°C에서 60-120초
• 217°C 이상 시간: 최대 60초
• 피크 온도: 260°C, 최대 10초
• 냉각 속도: 최대 6°C/s
• 25°C에서 피크까지 총 시간: 최대 8분

리플로우는 2회를 초과할 수 없습니다. 솔더링 공정 간 24시간 이상 경과한 경우 LED를 다시 베이킹하여 수분을 제거해야 합니다. 수동 솔더링: 온도 300°C 미만, 지속 시간 3초 미만, 1회만 가능.

6.2 취급 주의사항

• 솔더링 중 또는 후에 LED에 기계적 응력을 가하지 마십시오.
• 리플로우 후 급속 냉각을 피하십시오.
• 휘어진 PCB에 LED를 장착하지 마십시오. 솔더링 후 PCB를 휘게 하지 마십시오.
• 취급 시 항상 ESD 보호를 사용하십시오.
• 작동 환경의 황 함량이<100ppm; 브롬 및 염소 각각<900ppm, 합계<1500ppm 이하인지 확인하십시오 (권장, 보증되지 않음).
• 실리콘 봉지재를 손상시킬 수 있는 휘발성 유기 화합물(VOC)을 피하십시오.

6.3 보관 조건

• 방습백 개봉 전: ≤30°C, ≤75% RH, 제조일로부터 1년 유효.
• 개봉 후: ≤30°C, ≤60% RH, 168시간 동안 사용 가능.
• 조건 초과 시 사용 전 60±5°C에서 ≥24시간 베이킹하십시오.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 포장 세부사항

표준 포장: 릴당 4,000개. 캐리어 테이프 치수: 8mm 너비, 2.0mm 스프로킷 홀 피치, 4.0mm 부품 피치. 릴 치수: 178mm 직경 (7"), 60mm 허브 직경, 13mm 허브 홀.

7.2 라벨 정보

각 릴에는 부품 번호, 사양 번호, 로트 번호, 빈 코드 (루멘 플럭스, 색도, 순방향 전압, 파장 포함), 수량 및 날짜 코드가 표시됩니다.

7.3 주문 코드

모델 RF-BWB190DS-DD는 시리즈를 지정합니다. 정확한 빈 선택을 위해 영업팀에 문의하십시오. 맞춤형 빈도 제공 가능할 수 있습니다.

8. 신뢰성 시험 요약

LED는 다음 신뢰성 시험을 통과했습니다 (샘플당 22개, 합격 기준 0/1):

• 리플로우: 260°C, 10초, 2회
• 온도 사이클: -40°C ~ 100°C, 100사이클
• 열 충격: -40°C ~ 100°C, 300사이클
• 고온 보관: 100°C, 1000시간
• 저온 보관: -40°C, 1000시간
• 수명 시험: 25°C, 20mA, 1000시간

불량 기준: VF 변화 > 10%, IR > 사양의 2배, 광속<초기 값의 70% 미만.

9. 설계 고려사항

9.1 전류 및 열 디레이팅

긴 수명을 보장하려면 LED를 연속 20mA 이하로 작동하십시오. 전류 제한 저항기 또는 정전류 드라이버를 사용하십시오. 높은 주변 온도에서는 접합 온도를 95°C 미만으로 유지하기 위해 순방향 전류를 줄이십시오. 열 패드(솔더 포인트)는 PCB 구리 평면에 대한 우수한 방열이 있어야 합니다.

9.2 회로 보호

항상 전류를 제한하기 위해 직렬 저항기를 포함하십시오. 어레이에서 사용할 때는 전류 호깅을 피하기 위해 순방향 전압에 대한 빈 분류가 중요합니다. 가혹한 환경을 위해 구동 회로에 ESD 보호 다이오드를 권장합니다.

9.3 재료 호환성

실리콘 봉지재가 공격적인 화학물질(예: 강산/염기, 용제)과 접촉하는 것을 피하십시오. 유기 증기를 방출하지 않는 접착제를 사용하십시오. LED 어셈블리를 황 및 할로겐 오염물질로부터 밀봉하십시오.

10. 작동 원리

백색 LED는 전계 발광에 의해 작동합니다. 순방향 바이어스는 전자와 정공이 InGaN 청색 칩에서 재결합하여 청색 광자(약 450nm)를 방출하게 합니다. 이 광자는 형광체 층(일반적으로 YAG:Ce)에 도달하여 청색광의 일부를 흡수하고 넓은 황록색 스펙트럼으로 재방출합니다. 투과된 청색과 황색 방출의 조합은 백색광을 생성합니다. 형광체 조성은 상관 색온도 및 연색 지수를 결정합니다.

11. 환경 및 규제 고려사항

이 제품은 RoHS를 준수하며 의도적으로 납, 수은, 카드뮴, 6가 크롬, PBB 또는 PBDE를 포함하지 않습니다. 그러나 형광체에는 소량의 세륨이 포함될 수 있으며 이는 면제 대상입니다. 사용자는 폐기를 위해 현지 규정을 준수해야 합니다. 이 LED는 현재 REACH 및 WEEE 지침에 따라 유해 물질로 분류되지 않습니다.

12. 자주 묻는 질문 (FAQ)

12.1 이 LED의 일반적인 수명은 얼마입니까?

정격 조건 (20mA, Tj<85°C)에서 LED는 30%의 광속 감소와 함께 업계 데이터 기준 유사 제품의 경우 50,000시간 이상 지속될 수 있습니다.<12.2 이 LED를 고출력 조명에 사용할 수 있습니까?

아니요, 최대 전력은 105mW입니다. 이 LED는 표시등 및 신호 용도로 설계되었으며 일반 조명용이 아닙니다.

12.3 내 설계에 적합한 빈을 어떻게 선택합니까?

구동 전압 및 공차에 맞게 전압 빈을 선택하십시오. 밝기 일관성을 위해 광도 빈을 선택하십시오. 색상 균일성을 위해 색도 빈을 선택하십시오. 직렬 스트링의 경우 동일한 전압 빈을 사용하십시오.

12.4 절대 최대 정격을 초과하면 어떻게 됩니까?

정격 초과는 즉각적인 고장, 조기 성능 저하 또는 색상 변화를 유발할 수 있습니다. 항상 안전 여유를 포함시키십시오.

13. 사례 연구 (설명 예시)

13.1 소비자 가전의 표시등

세탁기 제조업체가 전원 표시등으로 1.6x0.8mm 백색 LED를 사용했습니다. 넓은 시야각은 모든 방향에서 가시성을 보장했습니다. 그들은 H1 전압 빈 (3.0-3.1V)을 선택하고 5V 전원 공급 장치에 150Ω 직렬 저항기를 사용하여 13mA를 공급하여 LED 수명을 제품 보증 기간에 맞게 연장했습니다.

13.2 자동차 스위치 백라이트

자동차 1차 공급업체가 윈도우 스위치 백라이트에 이 LED를 사용했습니다. 140° 시야각은 균일한 조명을 보장했습니다. 그들은 대시보드 색온도와 일치하도록 색상 빈 W31 (차가운 백색)을 요구했습니다. 야간 밝기를 조정하기 위해 200Hz에서 PWM 디밍을 구현했습니다. LED는 AEC-Q101(동등)에 따른 85°C 온도 사이클 시험을 통과했습니다.

14. 향후 개발 동향

이러한 소형 백색 LED의 추세는 더 높은 효율과 더 나은 색상 안정성을 향한 것입니다. 미래 버전은 더 효율적인 형광체 (예: 높은 CRI를 위한 질화물 적녹색 형광체)와 개선된 칩 설계를 사용하여 150lm/W 효율을 달성할 수 있습니다. 소형화는 계속되어 1005 (1.0x0.5mm) 및 0603 패키지가 일반화되고 있습니다. 업계는 또한 색상 변동을 줄이기 위해 표준화된 색도 빈 (MacAdam 타원)으로 이동하고 있습니다.

The trend for such small white LEDs is towards higher efficacy and better color stability. Future versions may achieve 150 lm/W efficacy by using more efficient phosphors (e.g., nitride red-green phosphors for high CRI) and improved chip designs. Miniaturization continues, with 1005 (1.0x0.5mm) and 0603 packages becoming common. The industry is also moving towards standardized chromaticity bins (MacAdam ellipses) to reduce color variation.