화이트 LED RF-A3E31-WYSH-B2 데이터시트 - 크기 3.0x3.0x0.55mm - 전압 3.1V - 전력 1.1W - 한국어 기술 문서

2. 제품 개요

2.1 일반 설명

RF-A3E31-WYSH-B2는 청색 LED 칩과 형광체 변환을 결합하여 제조된 고성능 화이트 LED입니다. 이 제품은 3.0mm × 3.0mm × 0.55mm 크기의 소형 표면 실장 EMC(Epoxy Molding Compound) 패키지에封装되어 우수한 내열성과 신뢰성을 제공합니다. 이 LED는 까다로운 차량 내외부 조명 애플리케이션을 위해 설계되었으며, 자동차 등급 개별 반도체에 대한 엄격한 AEC-Q102 스트레스 테스트 인증 지침을 충족합니다.

2.2 주요 특징

• EMC 패키지:EMC 소재를 사용하여 기존 플라스틱 패키지보다 뛰어난 방열 성능과 기계적 강도를 제공합니다.
• 매우 넓은 시야각:120°의 반치각으로 다양한 조명 설계에서 균일한 광 분포를 보장합니다.
• SMT 호환성:모든 표준 SMT 조립 및 리플로우 솔더링 공정에 적합합니다.
• 테이프 및 릴 포장:8mm 캐리어 테이프와 180mm 릴에 제공되며, 릴당 5000개로 효율적인 자동 배치가 가능합니다.
• 내습성 수준:MSL 레벨 2로, 습기에 민감한 장치에 대한 최소한의 취급 주의 사항이 필요합니다.
• 환경 규정 준수:RoHS 및 REACH를 준수하며 유해 물질이 없습니다.
• AEC-Q102 인증:제품 인증 시험 계획은 AEC-Q102 지침에 기반하여 자동차 환경에서의 신뢰성을 보장합니다.

2.3 애플리케이션

• 자동차 조명:실내 조명(계기판, 돔 라이트) 및 외부 조명(테일 라이트, 방향 지시등, 주간 주행등).
• 일반 조명:콤팩트한 크기에서 높은 밝기와 넓은 시야각이 필요한 모든 애플리케이션에 적합합니다.

3. 심층 기술 매개변수 분석

3.1 전기 및 광학 특성

솔더 온도 25°C, 순방향 전류 350mA에서 테스트한 결과 다음과 같은 공칭 특성을 보입니다:

• 순방향 전압(VF):최소 2.8V, 일반 3.1V, 최대 3.4V. 이 좁은 분포는 직병렬 배열에서 일관된 설계를 가능하게 합니다.
• 광속(Φ):최소 83.7lm, 일반 102lm, 최대 117lm. 이 범위는 0.35A 구동 전류에서 높은 효율에 해당하며, 신호 및 주변 조명 모두에 적합합니다.
• 시야각(2θ1/2):120°(반치 전폭)로 넓은 면적 조명이 가능합니다.
• 열 저항(RTHJ-S):12°C/W로, 접합부에서 솔더 지점까지의 효율적인 열 전달을 나타내며, 고전류 작동 시 열 관리에 중요합니다.
• 역전류(IR):역방향 작동용으로 설계되지 않았으며, 역전압을 인가해서는 안 됩니다.

3.2 절대 최대 정격

LED의 안전 작동 한계는 명확하게 정의되어 있습니다:

• 전력 손실(PD):최대 1700mW.
• 순방향 전류(IF):연속 500mA; 펄스 700mA(듀티 사이클 1/10, 펄스폭 10ms).
• 역전압(VR):역방향 작동용으로 설계되지 않았습니다.
• ESD(HBM):8000V에 견디며, 수율 90% 이상입니다.
• 작동 온도(TOPR):-40°C ~ +125°C.
• 보관 온도:-40°C ~ +125°C.
• 접합부 온도(TJ):최대 150°C.

참고: 모든 측정은 표준화된 조건에서 이루어집니다. 최대 전류는 패키지 온도를 측정한 후 결정하여 접합부 온도가 정격 한계를 초과하지 않도록 해야 합니다.

3.3 열 특성

접합부-솔더 지점 열 저항이 12°C/W로, 이 LED는 우수한 열 성능을 제공합니다. 예를 들어, 일반 VF 3.1V에서 350mA일 때 전력은 약 1.085W이며, 접합부-솔더 온도 상승은 약 13°C입니다. 특히 고전류 또는 높은 주변 온도에서 접합부 온도를 150°C 미만으로 유지하려면 적절한 방열판이 필수적입니다.

4. 빈 시스템 설명

4.1 순방향 전압 빈

이 LED는 350mA에서 6개의 전압 빈으로 분류됩니다: G1(2.8-2.9V), G2(2.9-3.0V), H1(3.0-3.1V), H2(3.1-3.2V), I1(3.2-3.3V), I2(3.3-3.4V). 이처럼 빈을 좁게 유지하면 양산 시 일관된 밝기와 전력 소비를 보장합니다.

4.2 광속 빈

세 가지 광속 빈이 정의되어 있습니다: RA(83.7-93.2lm), RB(93.2-105lm), SA(105-117lm). 적절한 광속 빈을 선택하면 색상 균일성을 유지하면서 고객의 특정 밝기 요구 사항을 충족할 수 있습니다.

4.3 색도 빈

이 LED는 색도 빈 5E로 제공되며, 4개의 CIE 좌표로 정의됩니다: (0.5536,0.4221), (0.5764,0.4075), (0.5883,0.4111), (0.5705,0.4289). 이는 따뜻한 백색(호박색-백색) 색상 영역에 해당하며, 일반적으로 방향 지시등 및 후면 조합등과 같은 자동차 신호 조명에 사용됩니다.

5. 성능 곡선 분석

5.1 순방향 전압 대 순방향 전류(I-V 곡선)

I-V 곡선은 100mA에서 순방향 전압이 약 2.7V, 350mA에서 약 3.1V, 500mA에서 약 3.4V에 접근함을 보여줍니다. 이 곡선은 GaN 기반 청색 LED의 일반적인 형태로, 고전류에서 동적 저항이 약간 증가합니다.

5.2 순방향 전류 대 상대 강도

상대 광도는 순방향 전류가 약 300mA까지 거의 선형적으로 증가하다가, 가열 및 효율 저하로 인해 포화되기 시작합니다. 500mA에서 상대 강도는 350mA의 약 160%로, 우수한 전류 처리 능력을 나타냅니다.

5.3 온도 의존성

LED의 성능은 솔더 지점 온도(TS)에 따라 달라집니다:

• 상대 강도 대 TS:TS=125°C에서 상대 강도는 25°C 값의 약 65%로 감소하여 열 민감성을 보여줍니다.
• 순방향 전류 디레이팅:접합부 온도를 ≤150°C로 유지하기 위해 최대 순방향 전류는 TS=25°C에서 500mA에서 TS=125°C에서 약 200mA로 디레이팅됩니다.
• 순방향 전압 대 TS:VF는 온도가 증가함에 따라 감소합니다(약 -2mV/°C의 음의 계수). 이는 LED의 일반적인 특성입니다.

5.4 방사 패턴

방사 다이어그램은 반치각 60°(120° FWHM)의 람베르트 유사 분포를 보여줍니다. 강도는 0°에서 최대이며 ±60°에서 50%로 감소하여 넓은 영역에 걸쳐 균일한 조명을 제공합니다.

5.5 순방향 전류에 따른 색도 좌표 변화

순방향 전류가 0에서 500mA로 증가함에 따라 CIE x 좌표는 약 +0.012, y 좌표는 +0.006만큼 이동합니다. 이 변화는 서로 다른 전류 밀도에서 스펙트럼 전력 분포의 변화 때문입니다. 설계자는 엄격한 색상 공차가 필요한 애플리케이션에서 이 색상 이동을 고려해야 합니다.

5.6 스펙트럼 분포

스펙트럼은 일반적인 화이트 LED 스펙트럼입니다: 450nm 부근의 청색 피크와 560nm 중심의 넓은 황색 형광체 방출 피크입니다. 청색 피크의 상대 강도는 형광체 피크의 약 0.2로, 따뜻한 백색 외관을 나타냅니다. 스펙트럼은 430nm에서 750nm까지 포함합니다.

6. 기계적 및 포장 정보

6.1 패키지 치수

LED 패키지 크기는 3.00mm × 3.00mm × 0.55mm(길이 × 너비 × 높이)입니다. 하단 보기에는 두 개의 캐소드 패드와 두 개의 애노드 패드가 있습니다: 큰 패드(2.60mm × 1.50mm)는 애노드이고, 작은 패드(2.40mm × 0.65mm)는 캐소드입니다. 자세한 치수는 데이터시트 도면에 제공됩니다. 별도로 명시되지 않은 경우 모든 치수는 ±0.2mm의 공차를 갖습니다.

6.2 권장 솔더링 패턴

권장 PCB 랜드 패턴에는 두 개의 직사각형 패드가 포함됩니다: 하나는 애노드용(1.55mm × 0.65mm), 다른 하나는 캐소드용(0.65mm × 0.55mm)이며, 패키지 하단과 일치하도록 적절한 간격을 둡니다. 적절한 패드 설계는 양호한 솔더 조인트 형성과 열 전달을 보장합니다.

6.3 극성 식별

극성은 패키지에 명확하게 표시되어 있습니다: 상단 보기의 노치 또는 도트는 캐소드 쪽을 나타냅니다. 하단 보기에서도 큰 패드가 애노드에 해당함을 알 수 있습니다. 역방향 작동이 허용되지 않으므로 잘못된 극성은 LED 손상을 초래할 수 있습니다.

7. 솔더링 및 조립 지침

7.1 리플로우 솔더링 매개변수

이 LED는 무연 리플로우 솔더링과 호환됩니다. 권장 리플로우 프로파일은 다음과 같습니다:

• 평균 온도 상승률:최대 3°C/s(Tsmin에서 Tp까지).
• 예열:150°C ~ 200°C에서 60-120초.
• 217°C 이상 시간:60-120초.
• 피크 온도:260°C, 피크 ±5°C 이내 시간 최대 10초.
• 냉각 속도:최대 6°C/s.
• 25°C에서 피크까지 시간:최대 8분.

리플로우 솔더링은 2회를 초과해서는 안 됩니다. 솔더링 작업 간 24시간 이상 경과하면 흡수된 수분으로 인해 LED가 손상될 수 있습니다. 수동 솔더링은 ≤300°C, ≤3초 조건에서 가능하지만 1회만 허용됩니다.

7.2 취급 주의 사항

• 기계적 응력:실리콘 렌즈 표면에 압력을 가하지 마십시오. 부드러워 내부 회로가 손상될 수 있습니다. 측면에서 잡을 수 있는 적절한 도구를 사용하십시오.
• 휨:휘어진 PCB에 부품을 장착하지 마십시오. 솔더링 후 회로를 구부리지 마십시오.
• 냉각:리플로우 후 점진적으로 냉각하십시오. 급속 냉각 또는 냉각 중 진동은 손상을 초래할 수 있습니다.
• 세척:세척에는 이소프로필 알코올을 권장합니다. 초음파 세척은 LED를 손상시킬 수 있으므로 권장하지 않습니다.
• 습기 보관:개봉하지 않은 백: ≤30°C, ≤75% RH에서 최대 1년. 개봉 후: ≤30°C, ≤60% RH, 24시간 이내 사용. 이를 초과한 경우 60±5°C에서 ≥24시간 베이킹하십시오.
• ESD 보호:이 LED는 정전기에 민감하므로 취급 시 적절한 ESD 예방 조치를 취해야 합니다.

8. 포장 및 주문 정보

8.1 포장 사양

LED는 테이프 및 릴 포장으로 공급됩니다: 릴당 5000개. 캐리어 테이프 치수: A0=3.30±0.1mm, B0=3.30±0.1mm, K0=0.90±0.1mm, 표준 8mm 테이프 폭. 릴 직경은 180mm, 허브 직경 60mm, 아버 구멍 13mm입니다. 릴은 제습제와 습도 표시기가 포함된 방습 백에 넣어 보관됩니다.

8.2 라벨 정보

각 릴에는 부품 번호(모델), 사양 번호, 로트 번호, 빈 코드(광속, 색도, 전압), 수량 및 날짜가 포함된 라벨이 부착됩니다. 이를 통해 추적성과 재고 관리가 용이해집니다.

9. 애플리케이션 권장 사항

9.1 일반적인 애플리케이션 시나리오

높은 밝기, 넓은 시야각 및 AEC-Q102 인증 덕분에 RF-A3E31-WYSH-B2는 다음과 같은 용도에 이상적입니다:

• 자동차 외부 조명:테일 라이트, 방향 지시등, 브레이크 라이트, 주간 주행등(DRL).
• 자동차 실내 조명:돔 라이트, 맵 라이트, 주변 조명 스트립.
• 산업 및 상업용 조명:간판, 장식 조명, 비상 조명.

9.2 설계 고려 사항

• 열 관리:최적의 수명을 위해 솔더 지점 온도를 125°C 미만으로 유지할 수 있는 충분한 방열판을 확보하십시오. LED 패드 아래에 열 비아와 구리 평면을 사용하십시오.
• 전류 조절:정전류 드라이버 또는 직렬 저항을 사용하여 전류를 제한하고 VF 변동으로 인한 열 폭주를 방지하십시오. 역전압을 인가하지 마십시오.
• 황 및 할로겐 제어:작동 환경에는 황 화합물이 100ppm 미만이어야 합니다. 주변 재료의 단일 브롬 및 염소 함량은 각각 900ppm 미만, 총합 1500ppm 미만이어야 실리콘 렌즈의 부식 및 변색을 방지할 수 있습니다.
• 휘발성 유기 화합물(VOC):유기 증기를 방출하는 접착제나 충전재는 피하십시오. 이러한 증기가 실리콘에 침투하여 황변 및 광속 저하를 유발할 수 있습니다.

10. 자주 묻는 질문(FAQ)

Q: 이 LED를 500mA 연속으로 구동할 수 있습니까?
A: 절대 최대 연속 순방향 전류는 500mA이지만, 솔더 지점 온도가 충분히 낮아 접합부 온도를 ≤150°C로 유지할 수 있는 경우에만 가능합니다. 실제로 높은 주변 온도에서는 디레이팅이 필요합니다. 자세한 내용은 디레이팅 곡선(그림 1-10)을 참조하십시오.

Q: 이 LED의 일반적인 색온도는 얼마입니까?
A: 색도 빈 5E(CIE 좌표 약 0.57,0.41)를 기준으로 상관 색온도는 약 2700-3000K로, 따뜻한 백색/호박색입니다. 이는 자동차 신호 조명의 일반적인 값입니다.

Q: 역방향 바이어스에서 LED는 어떻게 작동합니까?
A: 이 LED는 역방향 작동용으로 설계되지 않았습니다. 역전압을 인가하면 영구적인 손상이 발생할 수 있습니다. 회로 설계 시 역전압이 발생하지 않도록 항상 주의하십시오.

Q: 방습 백 개봉 후 권장 보관 조건은 무엇입니까?
A: LED는 ≤30°C 및 ≤60% RH에서 보관하고 24시간 이내에 사용해야 합니다. 사용하지 않을 경우 리플로우 전 60±5°C에서 ≥24시간 베이킹하십시오.

Q: 솔더링 후 초음파 세척을 사용할 수 있습니까?
A: 초음파 세척은 권장하지 않습니다. LED, 특히 본딩 와이어와 실리콘 렌즈에 기계적 손상을 줄 수 있습니다. 이소프로필 알코올과 부드러운 세척 방법을 사용하십시오.

11. 실제 애플리케이션 예제

11.1 자동차 방향 지시등 모듈

일반적인 방향 지시등 모듈에서는 이 유형의 LED 6-8개를 전류 제한 저항과 직렬로 연결하고 12V 자동차 전기 시스템으로 구동합니다. 일반 VF 3.1V, 350mA를 가정하면 직렬 6개는 18.6V에 저항 강하를 더한 값이 필요합니다. 효율성을 위해 벅-부스트 정전류 드라이버를 권장합니다. 넓은 120° 빔 각도로 모든 각도에서 가시성을 보장합니다.

11.2 실내 주변 조명 스트립

주변 조명의 경우 LED를 10-15mm 간격으로 플렉서블 PCB에 배치할 수 있습니다. 100-200mA로 구동하면 부드러운 따뜻한 백색광을 생성합니다. 실리콘 디퓨저를 사용하여 핫스팟을 제거할 수 있습니다. MSL 레벨 2로 인해 백 개봉 후 24시간 이내에 조립을 완료해야 하며, PCB를 오염 물질로부터 깨끗하게 유지해야 합니다.

12. 작동 원리

이 화이트 LED는 형광체 변환 LED(pc-LED) 원리로 작동합니다. 청색 InGaN/GaN LED 칩이 약 450nm에서 청색광을 방출합니다. 이 청색광은 칩에 코팅된 황색 발광 형광체(일반적으로 YAG:Ce 등)를 여기시킵니다. 청색과 황색 빛의 조합으로 백색광이 생성됩니다. 정확한 색점(색도)은 형광체 층의 두께와 조성에 의해 결정됩니다. 장치는 정전류로 구동되며, 전류는 밝기를 직접 제어하고 형광체와 칩의 서로 다른 열적 거동으로 인해 색온도에도 약간 영향을 미칩니다.

13. 산업 동향 및 개발 방향

자동차 조명 산업은 기존 할로겐 및 크세논 전구에서 LED 기반 솔루션으로 빠르게 전환되고 있습니다. 주요 동향은 다음과 같습니다:

• 더 높은 효율:형광체 효율과 칩 기술의 지속적인 개선으로 화이트 LED의 효율이 150lm/W 이상으로 향상되고 있습니다.
• 소형화:3.0x3.0mm와 같은 더 작은 패키지는 더 얇고 유연한 조명 설계를 가능하게 합니다.
• 색상 조정:다색 및 조정 가능한 화이트 LED는 적응형 헤드라이트와 주변 분위기 조명에서 인기를 얻고 있습니다.
• 신뢰성:AEC-Q102와 같은 표준은 열 사이클, 습도, 진동에 대한 엄격한 테스트를 통해 자동차 등급 신뢰성을 보장합니다.
• 스마트 조명:센서 및 통신 모듈(Li-Fi, V2X)과의 통합이 다음 개척지입니다.

AEC-Q102 인증과 높은 성능을 갖춘 RF-A3E31-WYSH-B2 LED는 자동차 분야의 이러한 진화하는 요구를 충족할 수 있는 좋은 위치에 있습니다.