T3C 시리즈 3030 화이트 LED 데이터시트 - 크기 3.0x3.0x0.69mm - 전압 3.2V - 전력 1.12W - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

T3C 시리즈는 컴팩트한 3030 표면 실장 장치(SMD) 패키지로 구성된 고성능 탑뷰 화이트 발광 다이오드(LED) 제품군입니다. 일반 및 건축 조명 애플리케이션을 위해 설계된 이 시리즈는 높은 광속 출력, 우수한 열 관리 및 넓은 시야각을 결합하여 제공합니다. 이 패키지는 표준 리플로우 솔더링 공정을 사용하는 자동화 생산 라인에서의 신뢰성과 조립 용이성을 위해 설계되었습니다.

1.1 핵심 장점

• 열 성능 강화 패키지:이 설계는 LED 접합부에서 솔더 포인트까지의 열저항(Rth j-sp)을 최소화하여 효율적인 열 방산을 촉진하고 지속적인 성능을 위한 더 높은 구동 전류를 지원합니다.
• 높은 발광 효율:높은 광속 출력을 제공하여 밝고 효율적인 조명이 필요한 애플리케이션에 적합합니다.
• 견고한 구조:최대 400mA(DC) 및 600mA(펄스)의 순방향 전류를 처리할 수 있어 설계 유연성을 제공합니다.
• 넓은 시야각:일반적으로 120도의 시야각(2θ1/2)을 특징으로 하여 균일한 빛 분포를 제공합니다.
• 환경 규정 준수:본 제품은 무연(Pb-free)으로 설계되었으며 RoHS 규격을 준수합니다.

1.2 목표 애플리케이션

이 LED는 다음과 같은 다양한 조명 솔루션에 이상적입니다:

• 실내 조명 기구
• 개조형 램프(기존 광원 대체용)
• 일반 목적 조명
• 건축 및 장식 조명

2. 기술 파라미터 분석

2.1 전기광학적 특성

모든 측정은 접합 온도(Tj) 25°C, 순방향 전류(IF) 350mA의 표준 테스트 조건에서 규정됩니다.

• 관련 색온도(CCT):2700K, 3000K, 4000K, 5000K, 5700K, 6500K로 제공됩니다.
• 색 재현 지수(CRI - Ra):모든 CCT 옵션에 대해 최소 Ra80(일반 Ra82)을 보장하여 우수한 색 충실도를 제공합니다.
• 광속:일반 값은 136 lm(2700K)에서 145 lm(4000K-6500K) 범위입니다. 각 CCT별 최소값도 규정되어 있습니다.
• 순방향 전압(VF):일반 값은 3.2V이며, 350mA에서 최대 3.4V입니다. 허용 오차는 ±0.1V입니다.
• 시야각(2θ1/2):일반 120도.

2.2 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 동작은 이 한계 내에서 유지되어야 합니다.

• 순방향 전류(IF):400 mA (DC)
• 펄스 순방향 전류(IFP):600 mA (펄스 폭 ≤100μs, 듀티 사이클 ≤1/10)
• 전력 소산(PD):1360 mW
• 역방향 전압(VR):5 V
• 동작 온도(Topr):-40°C ~ +105°C
• 접합 온도(Tj):120°C (최대)

2.3 열적 특성

• 열저항(Rth j-sp):일반 18 °C/W. 이 파라미터는 열 관리 설계에 매우 중요하며, 반도체 접합부에서 PCB의 솔더 포인트로 열이 얼마나 효과적으로 전달되는지를 나타냅니다.
• 정전기 방전(ESD):1000V(Human Body Model)를 견디어 취급 중 발생하는 정전기에 대한 기본적인 보호 수준을 제공합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

제품은 주요 파라미터의 일관성을 보장하기 위해 빈으로 분류됩니다.

3.1 광속 빈닝

LED는 350mA에서 측정된 출력을 기준으로 광속 빈(코드 2E, 2F, 2G, 2H)으로 분류됩니다. 각 CCT는 각 빈 코드에 대해 특정 최소 및 최대 광속 범위를 가집니다. 예를 들어, 빈 2G의 4000K LED는 139 lm에서 148 lm 사이의 광속을 가집니다. 광속 측정 허용 오차는 ±7%입니다.

3.2 순방향 전압 빈닝

LED는 또한 350mA에서의 순방향 전압에 따라 세 가지 범주로 빈닝됩니다: H3 (2.8-3.0V), J3 (3.0-3.2V), K3 (3.2-3.4V). 이는 특히 병렬 배열에서 일관된 구동 회로 설계에 도움이 됩니다.

3.3 색도 빈닝

색도 좌표(CIE 다이어그램의 x, y)는 각 CCT 코드(예: 2700K의 경우 27R5)에 대해 5-스텝 맥아담 타원 내에서 제어됩니다. 이는 매우 엄격한 색상 일관성을 보장하여 개별 LED 간의 가시적인 색상 차이를 최소화합니다. 빈닝은 2600K-7000K에 대한 Energy Star 지침을 따릅니다. 중심 좌표는 25°C 및 85°C 접합 온도 모두에 대해 제공되어 가열 시 발생하는 색상 변화를 고려합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에는 다양한 조건에서의 장치 동작을 설명하는 몇 가지 주요 그래프가 포함되어 있습니다.

4.1 순방향 전류 대비 상대 광속

이 곡선은 광 출력이 전류와 함께 증가하지만 결국 포화 상태에 도달함을 보여줍니다. 밝기와 효율/수명의 균형을 맞추기 위한 최적의 구동 전류를 결정하는 데 중요합니다.

4.2 순방향 전류 대비 순방향 전압(IV 곡선)

이 그래프는 LED 동작의 기본이 되는 전압과 전류 간의 지수 관계를 나타냅니다. 구동기 설계 및 전력 계산에 사용됩니다.

4.3 주변 온도 대비 상대 광속

이 곡선은 상승하는 주변(및 접합) 온도가 광 출력에 미치는 부정적인 영향을 보여줍니다. 성능을 유지하기 위해서는 효과적인 열 설계가 필요합니다.

4.4 주변 온도 대비 상대 순방향 전압

순방향 전압이 온도가 상승함에 따라 감소하는 방식을 보여주며, 이는 반도체 다이오드의 특성입니다. 이는 일부 고급 제어 시스템에서 온도 감지에 사용될 수 있습니다.

4.5 시야각 분포

램버시안(Lambertian)과 유사한 방출 패턴을 설명하여 넓은 120도 시야각을 확인시켜 줍니다.

4.6 색 스펙트럼

청색 LED 칩과 형광체 코팅의 조합인 백색광의 스펙트럼 파워 분포를 나타냅니다. 형태는 CRI와 색상 품질을 나타냅니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

LED는 3.0mm x 3.0mm의 컴팩트한 면적과 일반 높이 0.69mm를 가집니다. 도면은 렌즈, 본체 및 솔더 패드에 대한 상세 치수를 제공합니다. 주요 허용 오차는 별도로 명시되지 않는 한 ±0.2mm입니다.

5.2 패드 레이아웃 및 극성

바닥면도는 애노드와 캐소드 솔더 패드를 명확히 보여줍니다. 캐소드는 일반적으로 패키지의 표시 또는 모따기된 모서리로 식별됩니다. 올바른 극성은 동작에 필수적입니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

LED를 손상시키지 않고 신뢰할 수 있는 솔더링을 보장하기 위해 상세한 리플로우 프로파일이 제공됩니다.

• 피크 패키지 본체 온도(Tp):최대 260°C.
• 액상선 온도 이상 유지 시간(TL=217°C):60 ~ 150초.
• 피크 온도 ±5°C 내 유지 시간:최대 30초.
• 상승 속도:최대 3°C/초.
• 하강 속도:최대 6°C/초.
• 예열:150°C ~ 200°C에서 60-120초.

이 프로파일을 준수하는 것은 솔더 접합부의 무결성을 유지하고 LED 패키지 및 내부 다이 부착부에 열 응력을 방지하는 데 중요합니다.

6.2 보관 및 취급

보관 온도 범위는 -40°C ~ +85°C입니다. 장치는 사용 전까지 습기 민감 포장 상태로 보관해야 하며 ESD 예방 조치와 함께 취급해야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 사양

LED는 자동 픽 앤 플레이스 조립을 위해 엠보싱된 캐리어 테이프에 공급됩니다. 릴당 최대 수량은 5000개입니다. 피더 설정을 용이하게 하기 위해 테이프의 포장 치수가 제공됩니다.

7.2 부품 번호 시스템

부품 번호 T3C**811A-*****는 다음과 같이 해독됩니다: 'T3C'는 3030 패키지 유형을 나타냅니다. 이후 문자는 CCT(예: 2700K의 경우 27), 색 재현(Ra80의 경우 8), 직렬 및 병렬 칩 수(각각 1과 1), 구성 요소 코드 및 색상 코드(예: 85°C ANSI 빈닝의 경우 R)를 지정합니다. 이 시스템을 통해 원하는 성능 특성을 정밀하게 선택할 수 있습니다.

8. 애플리케이션 설계 고려사항

8.1 열 관리

전력 소산(350mA, 3.2V에서 최대 1.12W)과 열저항을 고려할 때, 적절하게 설계된 금속 코어 PCB(MCPCB) 또는 기타 방열 방법이 필수적입니다. 목표는 광 출력, 수명 및 색상 안정성을 극대화하기 위해 접합 온도를 가능한 한 낮게 유지하는 것입니다. 18°C/W의 Rth j-sp는 필요한 시스템 열저항을 계산하기 위한 시작점입니다.

8.2 전기 구동

안정적인 광 출력을 보장하고 열 폭주를 방지하기 위해 정전압원보다 정전류 구동기를 강력히 권장합니다. 구동기는 순방향 전압 빈과 VF의 음의 온도 계수를 모두 고려하여 절대 최대 정격 내에서 동작하도록 설계되어야 합니다.

8.3 광학 설계

넓은 120도 시야각으로 인해 이 LED는 2차 광학 장치 없이 넓은 조명이 필요한 애플리케이션에 적합합니다. 집속된 빔의 경우, LED의 방출 패턴과 물리적 크기를 고려하여 적절한 렌즈 또는 반사기를 선택해야 합니다.

9. 자주 묻는 질문(기술 데이터 기반)

9.1 '일반'과 '최소' 광속 값의 차이는 무엇인가요?

'일반' 값은 표준 테스트 조건에서의 평균 또는 예상 성능을 나타냅니다. '최소' 값은 제품에 대해 보장된 하한값입니다. 설계자는 최종 제품이 밝기 목표를 충족하도록 보수적인 시스템 루멘 계산을 위해 '최소' 값을 사용해야 합니다.

9.2 이 LED를 400mA로 연속 구동할 수 있나요?

연속 순방향 전류의 절대 최대 정격이 400mA이지만, 이 한계에서 동작하면 더 많은 열이 발생하고(전력 = IF * VF) 수명과 효율이 감소할 가능성이 높습니다. 표준 테스트 조건과 대부분의 성능 데이터는 350mA에서 제공되며, 이는 출력과 신뢰성의 균형을 맞추기 위한 더 최적의 동작점으로 간주됩니다. 400mA 구동은 탁월한 열 관리가 필요합니다.

9.3 5-스텝 맥아담 타원 빈닝이 내 애플리케이션에 어떤 이점을 제공하나요?

이 엄격한 빈닝은 동일한 CCT 코드(예: 40R5)의 LED가 나란히 배치될 때 인간의 눈에 거의 동일한 색상으로 보이도록 보장합니다. 이는 패널 조명이나 다운라이트와 같은 다중 LED 기구에서 불쾌한 색상 변동(품질 결함으로 인식되는 경우가 많음)을 피하는 데 중요합니다.

10. 설계 사례 연구

시나리오:1200 lm LED 다운라이트 개조형 모듈 설계.

설계 과정:

1. LED 선택:4000K, Ra80, 광속 빈 2G LED(139-148 lm 일반) 사용. 보수적인 설계를 위해 최소값 139 lm 사용.
2. 수량 계산:목표 루멘 / LED당 최소 광속 = 1200 / 139 ≈ 8.6개 LED. 9개 LED로 반올림.
3. 전기 설계:정전류 구동기로 구동될 직병렬 배열(예: 3개의 LED가 직렬로 연결된 3개의 스트링)을 계획합니다. 구동기 전류는 스트링당 350mA로 설정됩니다. 스트링당 순방향 전압(3개 LED * ~3.2V) ≈ 9.6V. 구동기는 VF 빈 범위(예: 최대 3*3.4V=10.2V)를 포함하는 전압 준수 범위에서 350mA를 제공해야 합니다.
4. 열 설계:총 전력 ≈ 9개 LED * 3.2V * 0.35A = 10.1W. Rth j-sp 18°C/W를 사용하고 55°C 주변 환경에서 최대 Tj를 105°C로 목표할 때(ΔT=50°C), 접합부에서 주변까지 필요한 시스템 열저항은 ΔT / 전력 = 50°C / 10.1W ≈ 4.95°C/W입니다. LED의 내부 Rth j-sp가 이미 18°C/W이므로, 매우 낮은 열저항을 가진 외부 방열판이 필요하며, 이는 효과적인 MCPCB 및 섀시 설계의 필요성을 강조합니다.
5. 광학/기계적:LED의 넓은 시야각으로 인해 다운라이트 반사기 또는 확산판 내에서 좋은 빛 확산이 가능합니다.

11. 기술 원리

이 LED는 칩(일반적으로 InGaN)을 통해 흐르는 전류가 전자-정공 재결합을 일으켜 청색 스펙트럼의 광자를 방출하는 반도체 기술을 기반으로 합니다. 칩 위에 증착된 형광체 층은 이 청색광의 일부를 흡수하여 황색광으로 재방출합니다. 남은 청색광과 변환된 황색광의 조합이 백색광으로 인지됩니다. 청색과 황색(때로는 더 높은 CRI를 위한 적색 형광체)의 정확한 혼합이 관련 색온도(CCT)를 결정합니다. 이 변환 과정의 효율성과 칩의 전기적 효율성이 전체 발광 효율(루멘/와트)을 결정합니다. 패키지는 칩을 보호하고 전기적 연결을 제공하며 발생하는 열을 관리하도록 설계되었습니다. 과도한 열은 칩과 형광체 모두를 열화시켜 광 출력을 감소시키고 색상을 변화시킵니다.

12. 산업 동향

LED 산업은 발광 효율(lm/W) 증가와 색상 품질 개선(더 나은 스펙트럼 렌더링, 특히 적색에 대한 R9를 갖춘 더 높은 CRI)에 계속 초점을 맞추고 있습니다. 3030과 같은 패키지 표준화를 통해 공급망과 기구 설계를 단순화하는 강력한 추세가 있습니다. 또 다른 중요한 동향은 연결 가능하고 조정 가능한 백색(CCT 및 강도 제어) 시스템으로 나아가는 더 많은 지능의 통합입니다. 또한, 고온 동작에서의 신뢰성과 수명은 칩 기술, 형광체 안정성 및 패키징 소재의 발전을 통해 지속적으로 개선되고 있습니다. 지속 가능성에 대한 추진력은 또한 더 높은 효율성과 더 긴 제품 수명 주기를 요구하고 있습니다.