T20 시리즈 2016 화이트 LED 데이터시트 - 사이즈 2.0x1.6x0.75mm - 전압 2.9-3.2V - 전력 0.48W - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

T20 시리즈 2016은 일반 및 건축 조명 응용을 위해 설계된 소형 고성능 백색 발광 다이오드(LED)입니다. 이 탑뷰 LED는 열 개선 패키지 설계를 활용하여 까다로운 조건에서도 신뢰할 수 있는 동작과 긴 수명을 보장합니다. 주요 장점으로는 높은 광속 출력, 우수한 전류 처리 능력, 그리고 120도의 넓은 시야각이 포함되어, 일관되고 밝고 효율적인 빛이 필요한 다양한 조명 요구에 적합합니다.

이 부품의 목표 시장은 실내 조명기구, 리트로핏 램프, 장식 조명 시스템 제조업체를 포함합니다. 작은 설치 면적과 견고한 성능 특성은 빛의 품질이나 출력을 타협하지 않는 공간 제약 설계에 이상적인 선택입니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 전기-광학 특성

표준 테스트 조건(순방향 전류 IF = 60mA, 접합 온도 Tj = 25°C)에서 LED는 주요 성능 지표를 나타냅니다. 일반적인 순방향 전압(VF)은 2.9V이며, 최대 3.2V입니다. 광속은 관련 색온도(CCT)에 따라 다릅니다:

• 2700K (Ra80): 최소 22 lm, 일반 24.5 lm
• 3000K (Ra80): 최소 24 lm, 일반 25.5 lm
• 4000K-6500K (Ra80): 최소 24 lm, 일반 27.0 lm

광속 허용 오차는 ±7%, 색 재현 지수(Ra) 허용 오차는 ±2입니다. 지배적인 반강도 각도(2θ1/2)는 120도로, 넓고 균일한 빛 분포를 제공합니다.

2.2 전기 및 열적 파라미터

절대 최대 정격은 동작 한계를 정의합니다. 최대 연속 순방향 전류(IF)는 150 mA이며, 특정 조건(펄스 폭 ≤ 100µs, 듀티 사이클 ≤ 1/10)에서 펄스 순방향 전류(IFP)는 225 mA입니다. 최대 소비 전력(PD)은 480 mW입니다. 이 장치는 주변 온도 -40°C에서 +105°C까지 동작할 수 있으며 최대 접합 온도(Tj) 120°C를 견딜 수 있습니다.

IF=60mA에서 전력이 인가된 MCPCB에 장착되었을 때, 접합에서 솔더 포인트까지의 열 저항(Rth j-sp)은 일반적으로 38 °C/W입니다. 이 파라미터는 과열을 방지하고 장수명을 보장하기 위한 열 관리 설계에 매우 중요합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

3.1 광속 및 색온도 빈닝

LED는 응용 내에서 색상과 밝기 일관성을 보장하기 위해 광속과 관련 색온도(CCT)에 따라 빈으로 분류됩니다. 예를 들어, Ra80-82의 4000K LED의 경우:

• 코드 1H: 광속 24 lm (최소) ~ 26 lm (최대) 사이.
• 코드 1J: 광속 26 lm (최소) ~ 28 lm (최대) 사이.
• 코드 1K: 광속 28 lm (최소) ~ 30 lm (최대) 사이.

다른 CCT(2700K, 3000K, 5000K, 5700K, 6500K)에 대해서도 유사한 빈이 존재합니다.

3.2 순방향 전압 빈닝

일관된 전류 구동을 위한 회로 설계를 돕기 위해, LED는 IF=60mA에서 순방향 전압(VF)에 따라 빈닝됩니다:

• 코드 G3: VF 2.6V ~ 2.8V 사이.
• 코드 H3: VF 2.8V ~ 3.0V 사이.
• 코드 J3: VF 3.0V ~ 3.2V 사이.

VF 측정 허용 오차는 ±0.1V입니다.

3.3 색도 빈닝

색상 일관성은 CIE 색도도에서 5단계 맥아담 타원 시스템을 사용하여 엄격하게 제어됩니다. 각 CCT(예: 2700K의 경우 27M5, 4000K의 경우 40M5)는 정의된 중심 좌표(x, y)와 타원 파라미터(a, b, Φ)를 가집니다. 이는 동일한 빈의 LED 간에 지각 가능한 색상 변동을 최소화합니다. 에너지 스타 빈닝 표준은 2600K에서 7000K 범위의 모든 제품에 적용됩니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 다양한 조건에서의 성능을 특성화하는 여러 그래프를 제공합니다. 이는 실제 동작을 예측하는 데 필수적입니다.

• 순방향 전류 대 상대 강도: 구동 전류에 따른 광 출력의 비례 관계를 보여줍니다. 효율성과 밝기에 대한 최적 동작점을 결정하는 데 중요합니다.
• 순방향 전류 대 순방향 전압: IV 특성을 설명하며, 드라이버 설계 및 전력 계산에 중요합니다.
• 주변 온도 대 상대 광속: 온도 상승에 따른 광 출력의 디레이팅을 보여주며, 효과적인 열 관리의 필요성을 강조합니다.
• 주변 온도 대 상대 순방향 전압: VF가 온도 상승에 따라 감소하는 방식을 보여주며, 정전류 드라이버 안정성에 영향을 미치는 요소입니다.
• 색도 좌표 대 주변 온도: 온도에 따른 색상점의 이동을 나타내며, 색상이 중요한 응용에 중요합니다.
• 허용 순방향 전류 디레이팅 곡선: 주변 또는 솔더 포인트 온도의 함수로서 최대 안전 동작 전류를 정의하여 열 폭주를 방지합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

LED는 컴팩트한 2016 패키지 사이즈를 가집니다: 길이 2.0 mm, 너비 1.6 mm, 높이 0.75 mm (일반). 솔더링 패드 패턴은 안정적인 장착과 효율적인 열 전달을 위해 설계되었습니다. 극성은 명확히 표시되어 있습니다: 캐소드는 패키지 바닥면 뷰에 표시됩니다. 별도로 명시되지 않는 한 모든 치수는 ±0.1 mm의 허용 오차를 가집니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

이 부품은 무연 리플로우 솔더링 공정과 호환됩니다. 권장 프로파일 파라미터는 다음과 같습니다:

• 예열: 150°C에서 200°C까지 60-120초 동안.
• 상승 속도(피크까지): 최대 3°C/초.
• 액상 온도 이상 시간(TL=217°C): 60-150초.
• 피크 패키지 본체 온도(Tp): 최대 260°C.
• Tp의 5°C 이내 시간: 최대 30초.
• 하강 속도: 최대 6°C/초.
• 25°C에서 피크 온도까지 총 시간: 최대 8분.

이 프로파일을 준수하는 것은 LED 다이 또는 패키지에 대한 열 손상을 방지하는 데 중요합니다.

7. 부품 번호 시스템

부품 번호는 다음 형식을 따릅니다: T □□ □□ □ □ □ □ – □ □□ □□ □. 주요 요소는 다음과 같습니다:

• 타입 코드: "20"은 2016 패키지를 나타냅니다.
• CCT 코드: 예: "27"은 2700K, "40"은 4000K.
• 색 재현 코드: "8"은 Ra80.
• 칩 구성: 직렬 및 병렬 칩 수에 대한 코드.
• 색상 코드: "M"은 ANSI 표준 화이트.

이 시스템을 통해 LED의 전기적 및 광학적 특성을 정확하게 식별할 수 있습니다.

8. 응용 제안

8.1 대표적인 응용 시나리오

이 LED는 다음에 매우 적합합니다:

• 실내 조명: 효율적이고 고품질의 백색광이 필요한 다운라이트, 패널 조명, 트로퍼.
• 리트로핏 램프: 기존 조명기구에서 기존 백열등 또는 할로겐 전구의 직접 대체.
• 일반 조명: 작업 조명, 액센트 조명, 지역 조명.
• 건축/장식 조명: 일관된 색상과 밝기가 중요한 코브 조명, 사이니지 백라이트, 기타 미적 응용.

8.2 설계 고려사항

• 열 관리: 일반적인 Rth j-sp 38 °C/W를 고려할 때, 적절한 방열판이 필수적입니다. 충분한 열 비아가 있는 MCPCB를 사용하고 접합 온도를 120°C 미만으로 유지하기 위해 주변 환경을 고려하십시오.
• 전류 구동:** 항상 순방향 전압 빈과 원하는 동작 전류(최대 150mA 연속)에 적합한 정전류 드라이버를 사용하십시오. 절대 최대 정격을 초과하지 마십시오.
• ESD 보호: 이 장치는 1000V(HBM)의 ESD 내성을 가집니다. 취급 및 조립 중 표준 ESD 예방 조치를 구현하십시오.
• 광학 설계: 120도의 시야각은 넓은 분산을 제공합니다. 집중된 빔을 위해서는 2차 광학(렌즈)가 필요합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

유사한 패키지의 표준 LED와 비교하여, T20 시리즈 2016은 몇 가지 장점을 제공합니다:

• 열 개선 패키지: 이 설계는 접합부에서의 열 방출을 개선하여, 비개선 패키지 대비 더 높은 구동 전류 또는 표준 전류에서 더 긴 수명을 가능하게 합니다.
• 고전류 능력: 최대 150mA의 연속 전류는 단일 소형 장치에서 더 높은 광 출력을 가능하게 합니다.
• 엄격한 빈닝: 5단계 맥아담 타원과 상세한 광속/전압 빈의 사용은 다중 LED 응용에서 우수한 색상 및 밝기 균일성을 보장하여 수동 분류 또는 보정의 필요성을 줄입니다.
• 견고한 리플로우 호환성: 최대 260°C 피크 온도의 표준 무연 리플로우 프로파일을 견딜 수 있어, 자동화된 대량 SMT 조립 라인에 적합합니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: "일반" 광속 값과 "최소" 광속 값의 차이는 무엇입니까?
A: "일반" 값은 생산의 평균 출력을 나타냅니다. "최소" 값은 지정된 빈에 대해 보장된 하한값입니다. 설계자는 최악의 시나리오 계산을 위해 최소값을 사용하여 응용이 밝기 요구사항을 충족하도록 해야 합니다.

Q: 주변 온도는 성능에 어떻게 영향을 미칩니까?
A: 디레이팅 곡선에 표시된 바와 같이, 주변 온도가 증가하면 광 출력(광속)이 감소하고 순방향 전압이 약간 감소합니다. 최대 접합 온도를 초과하면 가속화된 성능 저하 또는 고장으로 이어질 수 있습니다. 적절한 방열판이 매우 중요합니다.

Q: 이 LED를 정전압 소스로 구동할 수 있습니까?
A: 권장되지 않습니다. LED는 전류 구동 장치입니다. 순방향 전압에는 허용 오차가 있으며 온도에 따라 변합니다. 정전압 소스는 과도한 전류를 유발하여 LED를 손상시킬 수 있습니다. 항상 정전류 드라이버 또는 전류를 제한하는 회로를 사용하십시오.

Q: 색상 일관성에 대한 "5단계 맥아담 타원"은 무엇을 의미합니까?
A: 맥아담 타원은 평균적인 인간의 눈으로 색상 차이를 인지할 수 없는 색상 차트 상의 영역을 정의합니다. "5단계" 타원은 엄격한 색상 제어를 위한 일반적인 산업 표준입니다. 동일한 5단계 타원 내의 LED는 일반적인 시야 조건에서 동일한 백색을 나타낼 것입니다.

11. 실용적인 설계 및 사용 사례

사례: 4000K LED 패널 조명 설계
설계자가 사무실용 600x600mm 평판 조명을 설계 중이며, 조도 500 lux를 목표로 합니다. 4000K T20 시리즈 2016 LED(빈 1J, 26-28 lm)를 사용하여, 최소 광속(26 lm), 도광판/확산판 시스템의 광학 효율(예: 70%), 그리고 원하는 총 광속을 기반으로 필요한 LED 수를 계산합니다. LED 스트링당 60mA를 공급하는 정전류 드라이버를 선택합니다. PCB 레이아웃은 권장 솔더링 패턴을 따라 열 방출을 위한 충분한 구리 패드를 포함합니다. 모든 LED가 동일한 CCT 및 광속 빈(예: 1J)에서 나오도록 함으로써, 전체 패널에 걸쳐 눈에 띄는 핫스팟이나 색상 변화 없이 균일한 밝기와 색상을 달성합니다.

12. 동작 원리 소개

백색 LED는 일반적으로 전류가 흐를 때 청색광을 방출하는 반도체 칩(전계발광)으로 구성됩니다. 이 청색광은 칩 위 또는 주변에 도포된 형광체 코팅에 충돌합니다. 형광체는 청색광의 일부를 흡수하여 황색광으로 재방출합니다. 남은 청색광과 변환된 황색광의 조합은 인간의 눈에 백색광으로 인지됩니다. 정확한 백색의 색조(CCT)는 형광체 층의 구성과 두께에 의해 결정됩니다. 색 재현 지수(Ra)는 LED 빛이 자연광원과 비교하여 물체의 실제 색상을 얼마나 정확하게 나타내는지를 나타냅니다.

13. 기술 트렌드

LED 산업은 더 높은 효율(와트당 더 많은 루멘), 향상된 색 재현(빨간색에 대한 더 높은 Ra 및 R9 값), 그리고 더 나은 색상 일관성(더 엄격한 빈닝)을 지속적으로 발전하고 있습니다. 또한 이 2016 패키지에서 볼 수 있듯이, 광 출력을 유지하거나 증가시키면서 패키지의 소형화 추세도 있습니다. 더 나아가, 고온 동작 하에서의 신뢰성과 장수명은 패키지 재료, 열 인터페이스, 형광체 기술의 발전을 주도하는 주요 초점 영역입니다. 표준 자동화 조립 공정과의 호환성은 조명 제조에서의 광범위한 채택을 위한 기본 요구사항으로 남아 있습니다.