화이트 PLCC-2 LED 데이터시트 - 치수 2.20x1.40x1.30mm - 전압 3.0V - 전력 0.06W

1. 제품 개요

1.1 일반 설명

이 부품은 PLCC-2(Plastic Leaded Chip Carrier) 패키지의 백색 발광 다이오드(LED)입니다. 이 장치는 청색 반도체 칩과 형광체 코팅을 결합하여 백색광을 생성합니다. 컴팩트한 표면 실장 패키지는 길이 2.20mm, 너비 1.40mm, 높이 1.30mm로, 공간이 제한된 애플리케이션에 적합합니다.

1.2 특징

• 패키지:PLCC-2 폼 팩터.
• 시야각:매우 넓은 시야각, 일반적으로 120도.
• 조립 호환성:모든 표준 표면 실장 기술(SMT) 조립 및 솔더링 공정에 맞게 설계되었습니다.
• 포장:자동 배치를 위해 테이프 및 릴 형태로 공급 가능합니다.
• 습기 민감도:습기 민감도 수준(MSL) 2로 등급이 지정되었습니다.
• 환경 규정 준수:RoHS(유해물질 제한) 및 REACH(화학물질 등록, 평가, 허가 및 제한) 규정을 준수합니다.
• 자격:제품 자격 시험은 자동차 등급 이산 반도체의 스트레스 테스트 자격을 위한 AEC-Q101 표준을 기반으로 합니다.

1.3 적용 분야

이 LED의 주요 적용 분야는자동차 실내 조명입니다. 이는 대시보드 백라이트, 스위치 조명, 앰비언트 라이트, 차량 실내 표시등과 같은 애플리케이션을 포함합니다.

2. 심층 기술 매개변수

2.1 전기 및 광학 특성

모든 매개변수는 솔더 접점 온도(Ts) 25°C에서 지정됩니다. 이는 설계 계산을 위한 중요한 기준점입니다.

• 순방향 전압(V_F):순방향 전류(I_F) 20mA에서 LED의 일반적인 전압 강하는 3.0볼트입니다. 생산을 위한 최소 및 최대 한계는 각각 2.7V 및 3.3V입니다. 측정 허용 오차는 ±0.1V입니다.
• 역방향 전류(I_R):역방향 전압(V_R) 5V가 인가될 때 최대 누설 전류는 10µA입니다.
• 광도(I_V):I_F=20mA에서 일반적인 광 출력은 1200 밀리칸델라(mcd)이며, 범위는 800 mcd(최소)부터 1500 mcd(최대)까지입니다. 측정 허용 오차는 ±10%입니다.
• 시야각(2θ_1/2):광도가 최대 광도의 절반이 되는 전체 각도로 정의됩니다. 일반적인 값은 120도로, 매우 넓고 균일한 조명 패턴을 제공합니다.
• 열저항(R_θJ-S):LED 접합부에서 솔더 접점까지의 열저항은 최대 300°C/W입니다. 이 매개변수는 과열을 방지하기 위한 열 관리 설계에 중요합니다.

2.2 절대 최대 정격

이러한 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이러한 조건에서의 작동은 권장하지 않습니다.

• 전력 소산(P_D):최대 99 mW.
• 연속 순방향 전류(I_F):최대 30 mA.
• 피크 순방향 전류(I_FP):최대 100 mA, 듀티 사이클 1/10, 펄스 폭 10ms 조건에서 지정됩니다.
• 역방향 전압(V_R):최대 5 V.
• 정전기 방전(ESD):인체 모델(HBM) 정격 8000V.
• 작동 및 저장 온도(T_OPR, T_STG):-40°C ~ +100°C.
• 최대 접합 온도(T_J):120°C. 이는 반도체 접합부 자체에서 허용되는 최고 온도입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

대량 생산에서 일관성을 보장하기 위해, LED는 I_F= 20mA에서 측정된 주요 전기 및 광학 매개변수를 기반으로 빈으로 분류됩니다.

3.1 순방향 전압(V_F) 빈닝

LED는 F2, G1, G2, H1, H2, I1로 지정된 빈으로 그룹화되며, 이는 2.7-2.8V부터 3.2-3.3V까지의 특정 전압 범위에 해당합니다. 이를 통해 설계자는 특정 회로 요구 사항에 대해 더 엄격한 전압 허용 오차를 가진 부품을 선택할 수 있습니다.

3.2 광도(I_V) 빈닝

광 출력은 세 가지 범주로 빈닝됩니다: L1(800-1000 mcd), L2(1000-1200 mcd), M1(1200-1500 mcd). 이 빈닝은 조립 내에서 밝기 균일성을 보장합니다.

3.3 색도 좌표 빈닝

백색 색상 점은 CIE 1931 색도도상의 특정 영역 내에서 정의됩니다. 데이터시트는 세 개의 빈(TC1, TC2, TC3)을 정의하며, 각각은 허용 가능한 x 및 y 색상 좌표 범위를 지정하는 사각형 영역입니다. 이러한 좌표의 허용 오차는 ±0.005입니다. 이는 백색광의 색조와 채도를 제어하여 여러 LED에서 일관된 백색 외관을 보장합니다.

4. 성능 곡선 분석

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압(IV 곡선)

특성 곡선은 비선형 관계를 보여줍니다. 순방향 전압은 전류에 따라 증가하며, 매우 낮은 전류에서 약 2.5V부터 시작하여 최대 연속 전류 30mA에서 약 3.2V까지 상승합니다. 이 곡선은 드라이버 설계, 특히 정전류 드라이버에 대해 필요한 컴플라이언스 전압을 이해하는 데 필수적입니다.

4.2 순방향 전류 대 상대 광도

이 곡선은 작동 범위에서 광 출력이 전류에 대략 비례함을 보여줍니다. 그러나 완벽하게 선형이 아니며, 효율(단위 전력당 광 출력)은 일반적으로 매우 높은 전류에서 열 발생 증가로 인해 감소합니다. 이 곡선은 20mA가 좋은 효율과 출력을 제공하는 표준 작동점임을 확인시켜 줍니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

PLCC-2 패키지의 본체 크기는 2.20mm(길이) × 1.40mm(너비) × 1.30mm(높이)입니다. 도면에 달리 지정되지 않는 한 모든 치수 허용 오차는 ±0.20mm입니다. 패키지는 넓은 120도 시야각을 생성하는 성형 렌즈를 포함합니다.

5.2 극성 식별 및 솔더링 패턴

캐소드(음극 단자)는 패키지에 있는 뚜렷한 마커(일반적으로 녹색 점, 노치, 또는 도면에 표시된 모따기 코너)로 식별됩니다. PCB 레이아웃을 위해 권장 솔더 패드 랜드 패턴(풋프린트)이 제공됩니다. 이 패턴은 리플로우 솔더링 동안 신뢰할 수 있는 솔더 접합과 적절한 정렬을 보장하도록 설계되었습니다.

6. SMT 리플로우 솔더링 및 취급 지침

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

MSL 레벨 2 구성품으로서, 이 LED는 습기 민감 백을 개봉한 후 168시간(1주일) 이내에 공장 환경 조건(<30°C/60% RH)에서 솔더링해야 합니다. 표준 무연(SAC305) 리플로우 프로파일이 적합합니다. 주요 매개변수는 프리히트 램프, 플럭스 활성화를 위한 소크 존, 일반적으로 260°C를 초과하지 않는 피크 온도, 제어된 냉각 단계를 포함합니다. 액상선 이상의 특정 시간(예: 217°C)은 구성품에 대한 열 스트레스를 최소화하도록 제어해야 합니다.

6.2 취급 및 저장 주의 사항

• ESD 보호:장치가 높은 ESD 내전압(8000V HBM)을 가지고 있지만, 잠재적 손상을 방지하기 위해 취급 중 표준 ESD 예방 조치(손목 스트랩, 도전 매트, 이온화기)를 따라야 합니다.
• 작동 중 열 관리:최대 작동 전류는 애플리케이션에서 실제 패키지 온도를 측정한 후 결정해야 합니다. 접합 온도(T_J)는 절대 최대 정격 120°C를 초과하지 않아야 합니다. 설계자는 열저항을 고려하고 PCB 패드 및 트레이스를 통한 적절한 방열을 보장해야 합니다.
• 청소:솔더링 후 청소가 필요한 경우, 플라스틱 패키지 재료와 호환되는 방법 및 용매를 사용하여 렌즈의 손상 또는 변색을 피하십시오.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 테이프 및 릴 사양

구성품은 엠보싱된 캐리어 테이프에 공급되어 릴에 감겨 있습니다. 데이터시트는 캐리어 테이프 포켓, 테이프 폭, 피치, 릴 직경에 대한 정확한 치수를 제공합니다. 이 정보는 자동 피크 앤 플레이스 머신 프로그래밍에 중요합니다.

7.2 신뢰성 시험

제품은 AEC-Q101 지침을 기반으로 한 일련의 신뢰성 시험을 거칩니다. 이러한 시험은 자동차 조건에서 성능을 검증하기 위해 고온 작동 수명(HTOL), 온도 사이클링(TC), 고온 고습 역방향 바이어스(H3TRB) 및 기타 스트레스 테스트를 포함할 수 있습니다(이에 국한되지 않음).

8. 애플리케이션 설계 제안

8.1 일반적인 애플리케이션: 자동차 실내 조명

대시보드 조명의 경우, 넓은 시야각은 큰 패널이나 기호에 걸쳐 균일한 빛 분포를 보장하는 데 유리합니다. 정전류 드라이버는 순방향 전압이나 온도의 작은 변화와 관계없이 안정적인 광 출력을 보장하기 위해 정전압/저항 조합보다 강력히 권장됩니다. 드라이버는 열적 고려 사항을 기반으로 일반적으로 20-30mA로 전류를 안전한 수준으로 제한하도록 설계되어야 합니다.

8.2 설계 고려 사항

• 전류 제한:항상 직렬 저항 또는 바람직하게는 능동 정전류 드라이버를 사용하십시오.
• 열 경로:PCB에서 LED의 열 패드(솔더 접점)에 연결된 구리 영역을 최대화하여 방열판 역할을 하도록 하십시오.
• 광학 설계:원하는 조명 효과를 달성하기 위해 라이트 가이드, 디퓨저 또는 렌즈를 설계할 때 120도 방사 패턴을 고려하십시오.

9. 기술 비교 및 장점

일반적인 비자동차 등급 LED와 비교하여, 이 구성품은 다음과 같은 주요 차별점을 제공합니다:

• 자동차 자격(AEC-Q101):이는 주요 장점으로, 장치가 자동차 애플리케이션에서 발견되는 가혹한 환경 조건(극한 온도, 진동, 습도)을 견딜 수 있도록 시험되었음을 나타냅니다.
• 제어된 빈닝:상세한 순방향 전압 및 광도 빈닝은 예측 가능한 성능을 제공하며, 시각적 일관성이 필요한 애플리케이션에 중요합니다.
• 넓은 시야각:120도 각도는 2차 광학 장치 없이 넓고 균일한 조명이 필요한 애플리케이션에 유리합니다.
• 견고한 패키지:PLCC-2 패키지는 우수한 기계적 안정성과 신뢰할 수 있는 솔더 접합 풋프린트를 제공합니다.

10. 자주 묻는 질문(기술 매개변수 기반)

10.1 이 LED에 필요한 드라이버 전압은 얼마입니까?

드라이버는 최악의 조건에서 LED 스트링의 최대 순방향 전압보다 높은 전압을 공급해야 합니다. 단일 LED의 경우, 최대 V_F 3.3V 및 일부 여유를 고려하여 최소 3.5V의 공급을 권장합니다.

10.2 5V 전원과 저항으로 이 LED를 구동할 수 있습니까?

예, 하지만 신중한 계산이 필요합니다. 예를 들어, 5V 전원에서 일반적인 V_F 3.0V로 20mA를 목표로 할 때: R = (5V - 3.0V) / 0.020A = 100Ω. 저항 전력 정격은 P = I^2 * R = (0.02^2)*100 = 0.04W이므로, 1/8W 또는 1/10W 저항이 충분합니다. 그러나 효율은 낮으며(~60%), 광 출력은 V_F 빈 및 공급 전압 변동에 따라 달라집니다.

10.3 얼마나 많은 LED를 직렬로 연결할 수 있습니까?

수는 드라이버의 컴플라이언스 전압에 따라 다릅니다. 12V 드라이버의 경우, 일부 헤드룸을 고려하면: N = (12V - 헤드룸) / 최대 V_F. 2V 헤드룸과 3.3V 최대를 사용하면: (12-2)/3.3 ≈ 3개의 LED를 직렬로 연결할 수 있습니다. 항상 드라이버 데이터시트를 확인하십시오.

11. 실용적인 설계 사례 연구

11.1 자동차 HVAC 제어 백라이트 설계

Scenario:시나리오:

기후 제어 패널의 네 개 버튼 기호를 조명합니다. 균일한 밝기와 색상이 중요합니다.

설계 단계:

1. 동일한 광도 빈(예: L2: 1000-1200mcd) 및 색도 빈(예: TC2)에서 LED를 선택하여 일관성을 보장합니다.

2. 총 80mA 출력(4 LED × 20mA)을 제공할 수 있는 전용 LED 드라이버 IC를 사용하여 간단한 정전류 드라이버 회로를 설계합니다.

3. LED를 PCB에 배치할 때 중심을 버튼 기호의 확산 영역 아래에 정렬합니다.

4. PCB에서 LED 주변에 흰색 솔더 마스크를 사용하여 빛을 위로 반사시키고 효율을 개선합니다.

5. 밀폐된 공간이 공기 흐름을 제한할 수 있으므로, PCB가 LED 패드에 연결된 충분한 열 구리 영역을 가지도록 합니다.

이 접근 방식은 신뢰할 수 있고 균일하며 오래 지속되는 조명을 보장합니다.

12. 기술 원리 소개

이는 형광체 변환 백색 LED입니다. 기본 광원은 순방향 바이어스가 인가될 때 청색광을 방출하는 인듐 갈륨 나이트라이드(InGaN) 반도체 칩입니다. 이 청색광은 칩 위나 근처에 도포된 세륨 도핑 이트륨 알루미늄 가닛(YAG:Ce) 형광체 층에 충돌합니다. 형광체는 청색 광자의 일부를 흡수하여 황색광으로 재방출합니다. 남은 청색광과 변환된 황색광의 조합은 인간의 눈에 백색광으로 인지됩니다. 정확한 백색 색조(쿨, 뉴트럴, 웜)는 청색광과 황색광의 비율에 의해 결정되며, 이는 형광체 조성 및 두께로 제어됩니다.

13. 기술 동향

자동차 및 일반 조명을 위한 이러한 SMD LED의 동향은 다음과 같은 방향으로 진행되고 있습니다:더 높은 효율(lm/W):

전력 와트당 광 출력을 개선하여 에너지 소비와 열 부하를 줄입니다.개선된 색 재현성(CRI):

색상을 더 정확하게 재현하는 빛을 생성하기 위해 다중 형광체 블렌드를 사용하며, 이는 실내 앰비언트 조명에 중요합니다.더 엄격한 색상 일관성:

형광체 적용 및 빈닝 공정의 발전으로 색도 좌표 변동이 매우 작은 LED를 생산합니다.증가된 전력 밀도:

더 나은 열 관리 재료와 설계를 통해 동일하거나 더 작은 풋프린트에서 더 높은 구동 전류를 처리할 수 있는 패키지를 개발합니다.통합: