T3C 시리즈 3030 화이트 LED 데이터시트 - 크기 3.0x3.0x0.69mm - 전압 5.9V - 전력 0.71W - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

T3C 시리즈 3030 화이트 LED는 일반 조명 응용을 위해 설계된 고성능 표면 실장 소자입니다. 열적으로 향상된 설계를 갖춘 컴팩트한 패키지로, 높은 구동 전류에서도 안정적인 동작이 가능합니다. 넓은 시야각의 백색광을 방출하여 균일한 조명이 필요한 응용 분야에 적합합니다.

1.1 핵심 장점

• 고광속 출력:높은 밝기 수준을 제공하여 조명 설계의 효율성을 최적화합니다.
• 열적으로 향상된 패키지:LED 접합부에서의 열 방산을 개선하는 설계로, 더 높은 구동 전류를 지원하고 더 긴 동작 수명에 기여합니다.
• 고전류 구동 능력:최대 200mA의 연속 순방향 전류 정격과 300mA의 펄스 정격을 가집니다.
• 넓은 시야각:일반적인 시야각(2θ1/2) 120도는 광범위한 빛 분포를 보장합니다.
• RoHS 준수 및 무연:RoHS 지침을 준수하여 제조되며, 무연 리플로우 솔더링 공정에 적합합니다.

1.2 목표 시장 및 적용 분야

이 LED는 다용도로, 여러 조명 분야를 목표로 합니다:

• 개조형 램프:기존 조명기구에서 전통적인 광원을 직접 대체합니다.
• 일반 조명:주거용, 상업용 및 산업용 조명기구의 주 광원입니다.
• 사인보드 백라이트:실내외 사인보드 조명용입니다.
• 건축 및 장식 조명:액센트 조명, 코브 조명 및 기타 미적 조명 응용 분야입니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 전기광학적 특성

주요 성능 지표는 접합 온도(Tj) 25°C, 순방향 전류(IF) 120mA(권장 테스트 조건)에서 측정됩니다.

• 광속:출력은 상관 색온도(CCT)와 색 재현 지수(CRI)에 따라 다릅니다. 예를 들어, CRI 80(Ra80)의 4000K LED는 일반적으로 117루멘(최소 110 lm)의 광속을 가집니다. 더 높은 CRI 버전(Ra90)은 출력이 약간 낮습니다(예: 4000K 기준 일반 96 lm).
• 순방향 전압(VF):일반값은 5.9V이며, 120mA에서 5.6V에서 6.4V까지의 범위를 가집니다. 이 파라미터는 더 엄격한 설계 제어를 위해 빈닝됩니다.
• 시야각(2θ1/2):반강도 각도는 일반적으로 120도입니다.
• 색 재현 지수(CRI/Ra):Ra70, Ra80, Ra90의 세 등급으로 제공되며, 측정 허용 오차는 ±2입니다.

2.2 전기적 및 절대 최대 정격

한계치를 이해하는 것은 신뢰할 수 있는 설계에 중요합니다.

• 절대 최대 정격:
  • 연속 순방향 전류(IF): 200 mA
  • 피크 순방향 전류(IFP): 300 mA (펄스 폭 ≤100μs, 듀티 사이클 ≤1/10)
  • 전력 소산(PD): 1280 mW
  • 역방향 전압(VR): 5 V
  • 접합 온도(Tj): 120 °C
  • 동작 온도(Topr): -40°C ~ +105°C
• 전기적 특성:
  • 역방향 전류(IR): VR=5V에서 최대 10 μA.
  • 정전기 방전(ESD) 내성: 1000V (인체 모델).

2.3 열적 특성

열 관리는 성능과 수명에 매우 중요합니다.

• 열저항(Rth j-sp):LED 접합부에서 MCPCB의 솔더 포인트까지의 열저항은 일반적으로 13 °C/W입니다. 이 값은 주어진 동작 조건에서 예상 접합 온도 상승을 계산하는 데 핵심적입니다.
• 성능 그래프(그림 7, 8, 10)는 주변 온도, 순방향 전압, 광속 및 최대 허용 전류 간의 관계를 보여주며, 효과적인 방열판의 필요성을 강조합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

LED는 생산 배치 내에서 색상과 밝기의 일관성을 보장하기 위해 빈으로 분류됩니다.

3.1 광속 빈닝

광속 빈은 문자 코드(예: 5F, 5G)와 최소 및 최대 루멘 값으로 정의됩니다. 빈닝 구조는 각 CCT와 CRI 조합에 따라 다릅니다. 예를 들어, 4000K Ra80 LED는 5G(110-115 lm)에서 5K(125-130 lm)까지의 빈을 가집니다.

3.2 순방향 전압 빈닝

3.2 순방향 전압 빈닝

3.3 색도 빈닝 (색상)

색도 좌표(x, y)는 각 CCT 빈(예: 2700K용 27R5, 4000K용 40R5)에 대해 5단계 MacAdam 타원 내에서 제어됩니다. 이는 동일한 빈의 LED 간에 지각 가능한 색상 차이가 매우 작음을 보장합니다. 빈닝은 2600K-7000K에 대한 Energy Star 지침을 따릅니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에는 주요 동작을 설명하는 여러 그래프가 포함되어 있습니다.

• 그림 5 - 순방향 전류 대 상대 강도:광 출력이 전류에 따라 어떻게 증가하는지 보여주며, 일반적으로 동작 범위 내에서 거의 선형 관계를 가집니다.
• 그림 6 - 순방향 전류 대 순방향 전압:드라이버 설계에 필수적인 IV 특성 곡선을 보여줍니다.
• 그림 7 - 주변 온도 대 상대 광속:열 소광 효과를 보여줍니다; 주변 온도(따라서 접합 온도)가 상승함에 따라 광 출력이 감소합니다.
• 그림 8 - 주변 온도 대 상대 순방향 전압:순방향 전압이 온도가 증가함에 따라 감소함을 보여주며, 이는 반도체 다이오드의 특성입니다.
• 그림 9 - Ts 대 CIE x, y 이동:색도 좌표가 솔더 포인트 온도(Ts)에 따라 어떻게 이동하는지 그래프로 나타냅니다.
• 그림 10 - 최대 순방향 전류 대 주변 온도:주변 온도가 증가함에 따라 최대 안전 동작 전류를 정의하는 디레이팅 곡선입니다.
• 그림 1-3 - 색 스펙트럼:다른 CRI 수준(Ra70, Ra80, Ra90)에 대한 스펙트럼 파워 분포를 보여주며, 더 높은 CRI LED의 더 풍부한 스펙트럼을 강조합니다.
• 그림 4 - 시야각 분포:각도에 대한 상대 광도의 극좌표 그래프로, 넓은 120도 빔 패턴을 확인시켜 줍니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

LED는 3.0mm x 3.0mm의 정사각형 풋프린트를 가집니다. 전체 패키지 높이는 0.69mm입니다. 솔더 패드는 패키지 하단에 위치합니다.

5.2 솔더 패드 설계 및 극성 식별

바닥면 다이어그램은 애노드와 캐소드 패드를 명확히 보여줍니다. 캐소드는 일반적으로 패키지의 표시 또는 모따기된 모서리로 식별됩니다. 적절한 솔더링 및 PCB에 대한 열적 연결을 보장하기 위해 권장 솔더 패드 패턴 치수가 제공됩니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 리플로우 솔더링 파라미터

이 LED는 무연 리플로우 솔더링 공정에 적합합니다. 최대 솔더링 온도(Tsld)는 10초 동안 230°C 또는 260°C로 지정됩니다. LED 패키지나 내부 다이에 열 손상을 피하기 위해 권장 리플로우 프로파일을 따르는 것이 중요합니다.

6.2 취급 및 보관 주의사항

• ESD 보호:1000V HBM 정격이지만, 취급 중에는 표준 ESD 예방 조치를 준수해야 합니다.
• 보관 조건:온도 -40°C ~ +85°C, 낮은 습도의 환경에 보관하십시오. 습기 민감도 수준(MSL) 정보는 제조업체에서 확인해야 합니다.
• 세척:솔더링 후 세척이 필요한 경우, LED의 봉지재와 호환되는 방법 및 용제를 사용하십시오.

7. 주문 정보 및 부품 번호 체계

부품 번호는 다음 구조를 따릅니다: T [X1][X2][X3][X4][X5][X6] – [X7][X8][X9][X10].

• X1 (타입 코드):3030 패키지의 경우 "3C".
• X2 (CCT 코드):예: 2700K는 "27", 4000K는 "40".
• X3 (CRI 코드):Ra70은 "7", Ra80은 "8", Ra90은 "9".
• X4 (직렬 칩):직렬 연결된 칩 수 (1-Z).
• X5 (병렬 칩):병렬 연결된 칩 수 (1-Z).
• X6 (부품 코드):내부 지정 코드 (A-Z).
• X7 (색상 코드):빈닝 표준 지정 (예: ANSI는 M, 85°C ANSI는 R).

8. 응용 설계 고려사항

8.1 드라이버 선택

120mA에서 일반 순방향 전압이 5.9V이므로, 정전류 LED 드라이버가 필수입니다. 드라이버의 출력 전류는 원하는 밝기와 열 설계를 기반으로 설정해야 합니다. 드라이버는 절대 최대 정격, 특히 200mA 연속 전류 한계를 준수해야 합니다.

8.2 열 관리 설계

접합부-솔더 포인트 열저항이 13°C/W이므로, 고전류 동작을 위해서는 효과적인 방열판이 필수적입니다. PCB는 금속 코어(MCPCB) 또는 기타 열적으로 향상된 기판을 사용해야 합니다. 최대 접합 온도 120°C를 초과해서는 안 됩니다. 디레이팅 곡선(그림 10)과 열저항을 사용하여 필요한 방열판 성능을 계산하십시오.

8.3 광학 설계

120도 시야각은 넓고 확산된 빛이 필요한 응용 분야에 적합합니다. 더 집중된 빔을 위해서는 2차 광학 부품(렌즈)이 필요합니다. 특히 다른 광속 또는 색도 빈의 LED를 혼합할 때는 공간적 색상 균일성을 평가해야 합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

2835 또는 3014과 같은 더 작은 패키지와 비교하여, 3030 패키지는 더 큰 열 경로와 패드 면적을 제공하여 더 높은 전력 소산과 구동 전류를 허용하며, 이는 장치당 더 높은 루멘 출력으로 이어집니다. 일반 순방향 전압 5.9V는 표준 3V 급 LED보다 높으며, 이는 드라이버 토폴로지 선택(예: 벅 vs. 부스트)에 영향을 미칠 수 있습니다. 높은 CRI(Ra90) 버전의 가용성은 색 재현이 중요한 고품질 조명 응용 분야에서 경쟁력을 갖추게 합니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

10.1 권장 동작 전류는 얼마입니까?

절대 최대치는 200mA이지만, 표준 테스트 및 빈닝 조건은 120mA입니다. 이는 출력, 효율 및 신뢰성을 균형 있게 맞추는 일반적인 동작점입니다. 실제 동작 전류는 열 설계와 필요한 루멘 출력을 기반으로 결정해야 합니다.

10.2 CRI는 광 출력에 어떤 영향을 미칩니까?

더 높은 CRI(Ra90) LED는 일반적으로 동일한 CCT의 Ra70 버전에 비해 10-20% 낮은 광속을 가집니다. 더 나은 색 재현을 달성하려면 더 넓거나 다르게 균형 잡힌 스펙트럼이 필요하며, 이는 일부 광 효율을 희생할 수 있기 때문입니다.

10.3 5단계 MacAdam 타원의 의미는 무엇입니까?

이는 CIE 색도도 상에서 두 LED 간의 색상 차이가 표준 관찰 조건에서 평균적인 인간의 눈으로 지각할 수 없는 영역을 정의합니다. 5단계 타원은 엄격한 허용 오차로, 우수한 색상 일관성을 보장합니다.

10.4 이 LED를 정전압 소스로 구동할 수 있습니까?

아니요. LED는 전류 구동 소자입니다. 정전압 소스는 제어되지 않은 전류 흐름을 초래하여 최대 정격을 초과하고 즉시 고장을 일으킬 가능성이 높습니다. 항상 정전류 드라이버를 사용하십시오.

11. 실용적인 설계 및 사용 예시

11.1 개조형 LED 튜브 조명

T8 LED 튜브 개조에서, 여러 개의 3030 LED를 좁은 MCPCB에 선형으로 배열할 수 있습니다. 높은 광속 출력으로 목표 밝기를 달성하는 데 더 적은 수의 LED가 필요하여 회로를 단순화합니다. 넓은 시야각은 튜브에서 균일한 빛 분포를 달성하는 데 도움이 됩니다. 드라이버는 일련의 LED 스트링에 정전류(예: 120mA)를 제공하도록 설계되며, 총 전압은 직렬 연결된 LED 수에 의해 결정됩니다.

11.2 고 CRI 다운라이트

우수한 색 재현(Ra90)이 필요한 주거용 다운라이트의 경우, 2700K 또는 3000K CCT의 3030 LED가 적합한 선택입니다. LED는 통합 방열판이 있는 원형 MCPCB에 장착됩니다. 디밍 기능(예: 0-10V 또는 TRIAC)이 있는 정전류 드라이버를 사용할 수 있습니다. 열 설계는 최적의 수명과 색상 안정성을 위해 접합 온도가 85°C 이하로 유지되도록 보장합니다.

12. 동작 원리 소개

백색 LED는 기본적으로 반도체 다이오드입니다. 밴드갭을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, 활성 영역에서 전자와 정공이 재결합하여 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 이 1차 빛은 일반적으로 파란색 또는 자외선입니다. 백색광을 만들기 위해, 반도체 칩 위나 주변에 형광체 층이 도포됩니다. 이 형광체는 1차 파란색/자외선 빛의 일부를 흡수하여 더 긴 파장(노란색, 빨간색)의 빛으로 재방출합니다. 변환되지 않은 파란색 빛과 하향 변환된 노란색/빨간색 빛의 혼합물은 인간의 눈에 백색으로 보입니다. 형광체의 정확한 혼합은 LED의 CCT(따뜻한 백색, 차가운 백색)와 CRI를 결정합니다.

13. 기술 동향 및 발전

3030과 같은 중전력 LED의 일반적인 동향은 더 높은 효율(와트당 더 많은 루멘)과 더 높은 동작 온도에서의 개선된 신뢰성입니다. 효율을 덜 희생하면서 더 높은 CRI 값을 달성하고, 시간과 온도에 따른 색상 일관성과 안정성을 개선하기 위한 형광체 기술의 지속적인 개발이 이루어지고 있습니다. 패키징 기술도 더 높은 전력 밀도를 허용하도록 열저항을 더욱 줄이기 위해 발전하고 있습니다. 또한, 패키지에서의 광 추출 효율을 향상시켜 출력을 극대화하는 데 초점을 맞추고 있습니다. 업계는 또한 수명(L70, L90) 및 다양한 스트레스 조건에서의 색도 유지와 같은 지표를 표준화하여 조명 시스템 설계를 위한 더 신뢰할 수 있는 데이터를 제공하기 위해 노력하고 있습니다.