LTLMR4TCY2DA 사이안 LED 데이터시트 - 505nm - 25° 시야각 - 30mA - 105mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTLMR4TCY2DA는 까다로운 조명 애플리케이션을 위해 설계된 고휘도 사이안 발광 표면 실장 LED입니다. 첨단 InGaN 기술을 활용하여 피크 파장 505nm의 빛을 생성하며, 매끄러운 방사 패턴을 제공하는 확산 패키지에 장착되어 있습니다. 이 장치의 주요 특징은 패키지 렌즈 설계를 통해 추가적인 2차 광학 장치 없이도 일반적으로 25도의 고유한 좁은 시야각을 달성한 점입니다. 이는 정밀한 빛의 방향과 제어가 필요한 애플리케이션에 특히 적합합니다. 이 장치는 무연 및 무할로겐 재료를 사용하여 제작되었으며, 완전한 RoHS 준수 제품이며, Moisture Sensitivity Level 3 (MSL3) 취급 등급을 가지고 있습니다.

1.1 핵심 장점 및 타겟 시장

이 LED의 주요 장점은 표준 20mA 구동 전류에서 12,000~27,000 mcd 범위의 높은 광도 출력과 높은 효율을 위한 낮은 전력 소비를 포함합니다. 패키지는 첨단 에폭시 기술 덕분에 우수한 내습성과 자외선 차단 기능을 제공합니다. 그 설계는 표준 표면 실장 기술(SMT) 조립 라인 및 산업용 리플로우 솔더링 공정과 호환됩니다. 주요 타겟 애플리케이션은 높은 가시성과 제어된 광 분포가 중요한 비디오 메시지 사인, 교통 표지판 및 기타 다양한 메시지 디스플레이 보드와 같은 사인 분야입니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

이 섹션은 표준 테스트 조건(TA=25°C)에서 LED의 동작 한계 및 성능 특성에 대한 상세한 분석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

영구적인 손상을 방지하기 위해 이 장치는 이 한계를 초과하여 동작해서는 안 됩니다. 최대 연속 DC 순방향 전류는 30 mA입니다. 펄스 동작의 경우, 특정 조건(듀티 사이클 ≤1/10, 펄스 폭 ≤10ms)에서 100 mA의 피크 순방향 전류가 허용됩니다. 최대 전력 소산은 105 mW입니다. 순방향 전류 정격은 주변 온도 45°C 이상에서 섭씨 1도당 0.5 mA의 비율로 선형적으로 감소합니다. 동작 온도 범위는 -40°C에서 +85°C이며, 저장 온도 범위는 +100°C까지입니다. 이 장치는 최대 10초 동안 260°C의 피크 온도로 리플로우 솔더링을 견딜 수 있습니다.

2.2 전기-광학 특성

IF=20mA의 테스트 조건에서, 광도(Iv)는 일반적으로 12,000~27,000 밀리칸델라(mcd) 범위를 가집니다. 시야각(2θ1/2)은 강도가 축상 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도로 정의되며, 일반적으로 25도이고 최소 20도입니다. 피크 발광 파장(λP)은 505 nm입니다. 지배 파장(λd)은 인지되는 색상을 정의하며, 498 nm에서 507 nm 범위입니다. 스펙트럼 선 반폭(Δλ)은 일반적으로 28 nm로, 사이안 발광의 스펙트럼 순도를 나타냅니다. 20mA에서의 순방향 전압(VF)은 최소 2.7V에서 최대 3.6V 범위입니다. 역전류(IR)는 역전압(VR) 5V에서 최대 10 μA로 제한됩니다. 이 장치는 역바이어스 하에서 동작하도록 설계되지 않았습니다.

3. 빈닝 시스템 사양

생산 시 색상과 밝기의 일관성을 보장하기 위해 LED는 주요 파라미터에 따라 빈으로 분류됩니다.

3.1 광도 빈닝

LED는 20mA에서의 광 출력에 따라 세 가지 광도 빈(Z, 1, 2)으로 분류됩니다. 빈 Z는 12,000~16,000 mcd, 빈 1은 16,000~21,000 mcd, 빈 2는 21,000~27,000 mcd를 포함합니다. 테스트 및 보증 시 각 빈 한계에 대해 ±15%의 허용 오차가 적용됩니다.

3.2 지배 파장 빈닝

색상 일관성을 위해 지배 파장은 두 가지 코드로 빈닝됩니다: C1 (498 nm ~ 503 nm) 및 C2 (503 nm ~ 507 nm). 각 빈 한계에 대한 허용 오차는 ±1 nm입니다. 이 빈닝을 통해 설계자는 애플리케이션에 맞는 특정 색상점 요구사항과 일치하는 LED를 선택할 수 있습니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트(Fig.1, Fig.6)에서 특정 그래픽 곡선이 참조되지만, 그들의 일반적인 동작은 설명될 수 있습니다. 순방향 전류 대 순방향 전압(I-V) 곡선은 표준 지수 다이오드 특성을 나타낼 것입니다. 광도는 권장 동작 범위 내에서 일반적으로 순방향 전류에 비례합니다. 피크 발광 파장(λP)과 지배 파장(λd)은 접합 온도와 구동 전류 변화에 따라 약간의 이동을 나타낼 수 있으며, 이는 반도체 광원의 일반적인 현상입니다. 좁은 25도 시야각 프로파일은 중앙 원뿔 외부에서 급격히 감소하는 고도로 방향성 있는 빔을 나타내며, 이는 높은 축상 밝기와 최소한의 빛 누출이 필요한 애플리케이션에 유리합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 외형 치수 및 공차

LED는 표면 실장 패키지로 제공됩니다. 모든 치수는 달리 명시되지 않는 한 일반 공차 ±0.25mm로 밀리미터 단위로 제공됩니다. 주요 참고사항으로는: 플랜지 아래 수지의 최대 돌출부 1.0mm, 패키지 본체에서 리드가 나오는 지점에서 측정된 리드 간격이 포함됩니다. 설계자는 정확한 풋프린트 계획을 위해 상세 치수 도면을 참조해야 합니다.

5.2 권장 솔더 패드 패턴

PCB 설계를 위해 특정 패드 레이아웃(P1, P2, P3)이 권장됩니다. 중요한 설계 참고사항은 패드 중 하나(P3)가 히트 싱크 또는 기타 냉각 메커니즘에 연결되도록 의도되었다는 점입니다. 이 패드는 동작 중 발생하는 열을 효과적으로 분산하도록 설계되었으며, 특히 최대 정격 근처 또는 그 이상에서 동작할 때 성능과 수명을 유지하는 데 필수적입니다. 이 장치는 리플로우 솔더링을 위해 설계되었으며, 딥 솔더링 공정에는 적합하지 않습니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

무연 리플로우 프로파일이 권장됩니다. 주요 파라미터는 다음과 같습니다: 150°C~200°C 사이의 온도에서 최대 120초 동안의 예열/소킹 단계, 액상선 이상 시간(T_L=217°C) 60~150초, 피크 온도(T_P) 260°C. 지정된 분류 온도(T_C=255°C)의 5°C 이내 시간은 30초를 초과해서는 안 됩니다. 25°C에서 피크 온도까지의 총 시간은 5분 이내로 유지해야 합니다. 솔더링 아이언을 사용한 수동 리워크의 경우, 최대 온도는 315°C이며 3초를 초과해서는 안 되며, 이는 한 번만 수행해야 합니다.

6.2 저장 및 습도 민감도

이것은 MSL3 장치입니다. 개봉되지 않은 습기 차단 백에 포장된 LED는 30°C 미만 및 90% 상대 습도(RH) 조건에서 최대 12개월 동안 저장할 수 있습니다. 백을 개봉한 후, 부품은 30°C 미만 및 60% RH 이하 환경에 보관해야 하며, 모든 솔더링은 168시간(7일) 이내에 완료되어야 합니다. 60°C ±5°C에서 20시간 동안 베이킹은 다음과 같은 경우 필요합니다: 습도 지시 카드가 >10% RH를 표시하는 경우, 플로어 라이프가 168시간을 초과한 경우, 또는 장치가 >30°C 및 60% RH에 노출된 경우. 베이킹은 한 번만 수행해야 합니다. 장기간 노출은 도금된 리드를 산화시켜 솔더링성을 저하시킬 수 있습니다. 사용하지 않은 LED는 건조제와 함께 재밀봉해야 합니다.

6.3 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우, 이소프로필 알코올(IPA)과 같은 알코올 기반 용매만 사용해야 합니다. 에폭시 렌즈나 패키지 마킹을 손상시킬 수 있는 강력하거나 공격적인 화학 세척제는 피해야 합니다.

7. 패키징 및 주문 정보

7.1 패키징 사양

LED는 엠보싱된 캐리어 테이프와 릴에 공급됩니다. 테이프 치수가 명시되어 있으며, 부품을 안전하게 고정하도록 설계된 포켓이 있습니다. 각 표준 릴에는 1,000개가 들어 있습니다. 대량 포장의 경우, 1개의 릴이 건조제와 습도 지시 카드와 함께 습기 차단 백에 포장됩니다. 이러한 백 3개가 내부 카톤(총 3,000개)에 포장됩니다. 그런 다음 내부 카톤 10개가 외부 운송 카톤에 포장되어 외부 카톤당 총 30,000개가 됩니다. 포장에는 정전기 민감 장치(ESD)가 포함되어 있음이 명확히 표시되어 있어 안전한 취급 절차가 필요합니다.

8. 애플리케이션 권장사항 및 설계 고려사항

8.1 일반적인 애플리케이션 시나리오

이 LED의 주요 애플리케이션은 실내외 다양한 사인 유형입니다. 높은 밝기로 인해 햇빛 가독성이 요인이 될 수 있는 비디오 메시지 사인 및 대형 정보 디스플레이에 적합합니다. 좁고 제어된 시야각은 교통 표지판 및 방향 메시지 사인에 이상적이며, 빛이 시청자를 향해 효율적으로 향하고 낭비를 최소화하도록 보장합니다. 또한 밝은 사이안 표시등이나 백라이트가 필요한 일반 전자 장비에도 사용할 수 있습니다.

8.2 설계 고려사항

전류 구동:안정적인 광 출력을 보장하고 열 폭주를 방지하기 위해 정전압원보다 정전류 드라이버를 강력히 권장합니다. 설계는 최적의 수명을 위해 권장 20mA 이하에서 LED를 동작시켜야 하며, 절대적으로 필요하고 적절한 열 관리가 있는 경우에만 최대 30mA를 사용해야 합니다.
열 관리:낮은 전력 소비에도 불구하고, 효과적인 방열은 성능과 신뢰성을 유지하는 데 중요하며, 특히 높은 주변 온도나 고밀도 배열에서 그렇습니다. 패드 P3을 열 평면에 연결하는 권장 사항을 구현해야 합니다.
광학 설계:고유한 25도 시야각으로 인해 많은 사인 애플리케이션에서 추가 렌즈가 필요하지 않은 경우가 많아 기계적 설계가 단순화됩니다. 그러나 더 좁은 빔이나 특정 분포 패턴이 필요한 애플리케이션의 경우 2차 광학 장치를 사용할 수 있습니다.
ESD 보호:ESD 민감 장치로서, 접지된 작업대 및 손목 스트랩 사용을 포함한 적절한 취급 절차를 조립 중에 따라야 합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

표준 SMD LED(예: 3528 또는 5050 패키지) 또는 PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier) 패키지와 비교하여, LTLMR4TCY2DA는 상당히 좁은 고유 시야각을 제공합니다. 표준 SMD LED는 종종 120도 이상의 시야각을 가지며, 좁은 빔을 달성하기 위해 외부 렌즈나 반사판이 필요합니다. 이 통합된 좁은 각도 설계는 최종 제품 조립을 단순화하고, 부품 수를 줄이며, 2차 광학 장치에서의 빛 손실을 최소화하여 광학 효율을 향상시킬 수 있습니다. 컴팩트한 패키지에서의 높은 광도는 공간 제약이 있는 고휘도 애플리케이션에서 경쟁 우위를 제공합니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 피크 파장(505nm)과 지배 파장(498-507nm)의 차이는 무엇인가요?
A: 피크 파장은 방출된 광 파워가 가장 높은 단일 파장입니다. 지배 파장은 CIE 다이어그램의 색도 좌표에서 유도되며 인지되는 색상을 나타냅니다. 이는 LED가 순수한 단색 광원이라면 그 색상과 일치할 단일 파장입니다. 스펙트럼 폭을 가진 LED의 경우 종종 가깝지만 동일하지는 않습니다.

Q: 이 LED를 3.3V 전원으로 구동할 수 있나요?
A: 가능성은 있지만 직접적으로는 아닙니다. 순방향 전압은 2.7V~3.6V 범위입니다. 일부 LED는 3.3V에서 어둡게 빛날 수 있지만, 더 높은 Vf를 가진 다른 LED는 전혀 켜지지 않을 수 있습니다. 안정적이고 일관된 동작을 위해서는 정전류 드라이버 회로가 필요합니다.

Q: MSL3 등급과 베이킹 공정이 중요한 이유는 무엇인가요?
A: 플라스틱 패키지에 흡수된 수분은 고온 리플로우 솔더링 공정 중에 빠르게 증발하여 내부 박리, 균열 또는 "팝콘 현상"을 일으켜 장치를 파괴할 수 있습니다. MSL 등급과 관련 취급 절차는 높은 조립 수율과 장기 신뢰성을 보장하는 데 중요합니다.

Q: 빈 코드(예: 2, C1)를 어떻게 해석하나요?
A: 빈 코드는 성능 그룹을 지정합니다. 예를 들어, "2, C1"은 광도 빈 2(21,000-27,000 mcd) 및 지배 파장 빈 C1(498-503 nm)의 LED를 나타냅니다. 빈을 지정함으로써 설계자는 제품 전반에 걸쳐 밝기와 색상 균일성을 유지할 수 있습니다.

11. 설계 및 사용 사례 연구

시나리오: 고가시성 보행자 교통 신호등 설계
설계 엔지니어가 직사광선에서도 명확하게 보여야 하는 "Walk/Don't Walk" 신호등을 설계하고 있습니다. 그들은 사이안 "Walk" 표시등으로 LTLMR4TCY2DA LED를 선택합니다. 좁은 25도 시야각으로 인해, LED는 확산판 뒤에 컴팩트한 배열로 배치될 수 있으며, 보행자를 위한 의도된 시야각 영역 내에서 밝고 균일한 조명을 보장하면서 그 영역 외부의 광 공해를 최소화합니다. 높은 광도(빈 2 LED 선택)는 햇빛 가독성을 보장합니다. 설계자는 수명을 극대화하기 위해 18mA로 설정된 정전류 드라이버를 구현하고, 권장 PCB 패드 레이아웃을 사용하여 열 패드를 방열을 위한 보드의 대형 구리 영역에 연결합니다. 또한 조립 업체가 습도 관련 고장을 방지하기 위해 MSL3 취급 및 지정된 리플로우 프로파일을 따르도록 보장합니다.

12. 동작 원리

LTLMR4TCY2DA는 인듐 갈륨 나이트라이드(InGaN) 기술을 기반으로 한 반도체 광원입니다. 다이오드의 문턱 전압을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 반도체 칩의 활성 영역으로 주입됩니다. 이들 전하 캐리어가 재결합하면서 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. InGaN 재료의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 다시 방출된 빛의 파장을 정의합니다. 이 경우 약 505 nm의 스펙트럼 사이안 영역입니다. 에폭시 패키지는 칩을 캡슐화하고 기계적 보호를 제공하며, 빔을 형성하기 위한 무인광체 확산체를 포함하고, 자외선 및 내습성 기능을 포함합니다.

13. 기술 동향

표면 실장 LED 시장은 더 높은 효율(와트당 더 많은 루멘), 증가된 전력 밀도 및 더 큰 신뢰성을 지속적으로 발전하고 있습니다. 이 유형의 장치와 관련된 동향에는 온도와 수명에 걸쳐 향상된 효율 및 색상 안정성을 위한 InGaN 재료의 지속적인 개선이 포함됩니다. 패키징 기술은 칩에서 PCB로 더 나은 열 관리를 제공하기 위해 발전하여 더 작은 풋프린트에서 더 높은 구동 전류와 밝기를 가능하게 합니다. 또한 공급망 물류를 단순화하기 위해 더 높은 MSL 등급을 달성하기 위한 내습성 향상에 초점을 맞추고 있습니다. 더욱이, 풀 컬러 비디오 디스플레이와 같이 정밀한 색 재현과 균일성이 필요한 애플리케이션의 요구를 충족시키기 위해 색상과 광속 모두에 대한 더 엄격한 빈닝 허용 오차가 표준이 되어가고 있습니다.