LTL307JGD 녹색 확산 LED 데이터시트 - T-1 3/4 패키지 - 2.4V 순방향 전압 - 75mW 소비 전력 - 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 스루홀 장착용으로 설계된 녹색 확산 LED 소자의 완전한 기술 사양을 제공합니다. 이 소자는 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 기술을 사용하여 녹색광을 생성합니다. 인기 있는 T-1 3/4 패키지 직경을 특징으로 하여, 인쇄 회로 기판(PCB)이나 패널의 다양한 지시 및 조명 응용 분야에 다용도로 선택됩니다.

이 소자의 핵심 장점은 높은 광도 출력, 낮은 전력 소비 및 높은 효율성을 포함합니다. 낮은 전류 요구 사항으로 인해 집적 회로(IC)와 호환되도록 설계되었습니다. 또한, 이 제품은 RoHS(유해 물질 제한) 지침을 준수하여 무연(Pb-free) 소자임을 나타냅니다.

2. 기술 파라미터 심층 해석

2.1 절대 최대 정격

절대 최대 정격은 소자에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이러한 정격은 주변 온도(T_A) 25°C에서 지정되며, 어떤 작동 조건에서도 초과해서는 안 됩니다.

• 소비 전력 (P_D):75 mW. 이는 소자가 열로 방산할 수 있는 최대 전력량입니다.
• 피크 순방향 전류 (I_F(PEAK)):60 mA. 이는 1/10 듀티 사이클과 0.1ms 펄스 폭 조건에서 지정된 최대 허용 펄스 순방향 전류입니다.
• DC 순방향 전류 (I_F):30 mA. 이는 LED가 처리할 수 있는 최대 연속 순방향 전류입니다.
• 디레이팅:DC 순방향 전류는 주변 온도가 50°C를 초과할 때마다 섭씨 1도당 0.4 mA씩 선형적으로 디레이팅되어야 합니다.
• 역방향 전압 (V_R):5 V. 이 값을 초과하는 역방향 전압을 가하면 LED의 PN 접합이 손상될 수 있습니다.
• 작동 온도 범위:-40°C ~ +100°C. 소자가 기능하도록 설계된 주변 온도 범위입니다.
• 보관 온도 범위:-55°C ~ +100°C.
• 리드 납땜 온도:LED 본체에서 2.0 mm (0.078 인치) 떨어진 지점에서 측정 시 5초 동안 260°C.

2.2 전기 및 광학 특성

전기 및 광학 특성은 T_A=25°C에서 측정되며, 소자의 일반적인 성능 파라미터를 나타냅니다.

• 광도 (I_V):순방향 전류(I_F) 20 mA에서 65 mcd (최소), 110 mcd (일반). 보증 범위는 ±15% 허용 오차를 포함합니다. 이 파라미터는 CIE 명시도 눈 반응 곡선에 근사하는 센서와 필터를 사용하여 측정됩니다.
• 시야각 (2θ_1/2):50도 (일반). 이는 광도가 축상(온축) 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도로, 빛을 확산시키는 확산 렌즈의 특성입니다.
• 피크 발광 파장 (λ_P):575 nm (일반). 광 출력이 최대가 되는 파장입니다.
• 주 파장 (λ_d):572 nm (일반). 이는 인간의 눈이 인지하는 LED의 색상을 정의하는 단일 파장으로, CIE 색도도에서 도출됩니다.
• 스펙트럼 선 반폭 (Δλ):11 nm (일반). 최대 출력의 절반에서 측정된 방출광의 스펙트럼 폭(반치폭 - FWHM)입니다.
• 순방향 전압 (V_F):I_F= 20 mA에서 2.1 V (최소), 2.4 V (일반).
• 역방향 전류 (I_R):역방향 전압(V_R) 5 V에서 100 µA (최대).
• 정전 용량 (C):제로 바이어스(V_F=0) 및 주파수 1 MHz에서 측정 시 40 pF (일반).

3. 빈닝 시스템 설명

LED는 주요 광학 파라미터를 기준으로 빈으로 분류되어 생산 로트 내 일관성을 보장합니다. 두 가지 주요 빈닝 기준이 정의됩니다.

3.1 광도 빈닝

LED는 20 mA에서 측정된 광도에 따라 분류됩니다. 빈 코드, 허용 오차 및 범위는 다음과 같습니다:

• 코드 D:65 mcd (최소) ~ 85 mcd (최대)
• 코드 E:85 mcd (최소) ~ 110 mcd (최대)
• 코드 F:110 mcd (최소) ~ 140 mcd (최대)
• 코드 G:140 mcd (최소) ~ 180 mcd (최대)

참고: 각 빈 한계의 허용 오차는 ±15%입니다.

3.2 주 파장 빈닝

LED는 색상 일관성을 제어하기 위해 주 파장으로도 빈닝됩니다. 빈은 2 nm 간격으로 정의됩니다.

• 코드 H06:566.0 nm ~ 568.0 nm
• 코드 H07:568.0 nm ~ 570.0 nm
• 코드 H08:570.0 nm ~ 572.0 nm
• 코드 H09:572.0 nm ~ 574.0 nm
• 코드 H10:574.0 nm ~ 576.0 nm
• 코드 H11:576.0 nm ~ 578.0 nm

참고: 각 빈 한계의 허용 오차는 ±1 nm입니다.특정 파트 넘버 LTL307JGD는 광도와 파장 빈의 특정 조합에 해당합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 일반적인 전기 및 광학 특성 곡선을 참조합니다. 제공된 텍스트에 구체적인 그래프가 상세히 설명되지는 않았지만, 일반적으로 설계 분석을 위한 다음과 같은 필수 플롯을 포함합니다:

• 상대 광도 대 순방향 전류 (I_Vvs. I_F):원하는 밝기를 위한 구동 전류 설정에 중요한, 전류에 따른 광 출력 증가를 보여줍니다.
• 순방향 전압 대 순방향 전류 (V_Fvs. I_F):다이오드의 I-V 특성 곡선으로, 직렬 저항 값과 소비 전력 계산에 중요합니다.
• 상대 광도 대 주변 온도 (I_Vvs. T_A):접합 온도 상승에 따라 광 출력이 감소하는 방식을 설명하여 열 관리의 중요성을 강조합니다.
• 스펙트럼 분포:상대 강도 대 파장의 그래프로, 약 575 nm에서의 피크와 약 11 nm의 스펙트럼 폭(FWHM)을 보여줍니다.
• 시야각 패턴:광도의 각도 분포를 보여주는 극좌표 플롯으로, 확산 렌즈의 50도 시야각을 확인합니다.

이러한 곡선을 통해 엔지니어는 비표준 조건(다른 전류, 온도)에서의 소자 동작을 예측할 수 있으며, 견고한 회로 설계에 필수적입니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

5.1 패키지 치수

이 소자는 산업 표준 T-1 3/4 (5mm) 원형 스루홀 패키지를 사용합니다. 주요 치수 정보는 다음과 같습니다:

• 모든 치수는 밀리미터 단위입니다(인치는 괄호 안에 제공).
• 별도로 명시되지 않는 한, 일반 허용 오차는 ±0.25mm (±0.010\")가 적용됩니다.
• 플랜지 아래 수지의 최대 돌출은 1.0mm (0.04\")입니다.
• 리드 간격은 리드가 플라스틱 패키지 본체에서 나오는 지점에서 측정됩니다.

구체적인 치수 도면은 본체 직경, 렌즈 높이, 리드 길이 및 리드 직경에 대한 정확한 값을 제공합니다.

5.2 극성 식별

스루홀 LED의 경우, 극성은 일반적으로 리드 길이와 내부 구조 두 가지 특징으로 표시됩니다. 긴 리드는 애노드(양극)이고, 짧은 리드는 캐소드(음극)입니다. 또한, 많은 패키지는 렌즈 가장자리에 평평한 부분이나 플랜지의 캐소드 측에 모따기가 있습니다. 올바른 방향을 위해 두 가지 지표를 모두 관찰하는 것이 권장됩니다.

6. 납땜 및 조립 지침

적절한 취급은 조립 중 손상을 방지하는 데 중요합니다.

6.1 리드 성형

• 굽힘은 LED 렌즈 베이스에서 최소 3 mm 떨어진 지점에서 수행되어야 합니다.
• 리드 프레임의 베이스를 지렛대로 사용해서는 안 됩니다.
• 리드 성형은 실온에서 수행되어야 하며납땜 공정이전에 이루어져야 합니다.
• PCB 삽입 시, 리드나 패키지에 과도한 기계적 스트레스를 가하지 않도록 필요한 최소한의 클린치 힘을 사용하십시오.

6.2 납땜 공정

• 렌즈 베이스와 납땜 지점 사이에 최소 2 mm의 간격을 유지하십시오. 렌즈를 솔더에 담가서는 안 됩니다.
• 납땜 후 LED가 고온 상태일 때 리드에 어떤 외부 스트레스도 가하지 마십시오.
• 권장 납땜 조건:
  • 핸드 솔더링 (인두):최대 온도 300°C, 리드당 최대 시간 3초(일회성 납땜만).
  • 웨이브 솔더링:최대 예열 온도 100°C, 최대 60초. 솔더 웨이브 온도 최대 260°C, 최대 5초.

경고:이러한 온도나 시간 한계를 초과하면 렌즈 변형, 내부 와이어 본드 고장 또는 에폭시 재료의 열화를 초래하여 소자의 치명적인 고장으로 이어질 수 있습니다.

6.3 세척 및 보관

• 세척:필요한 경우, 이소프로필 알코올과 같은 알코올 기반 용제로만 세척하십시오.
• 보관:원래 포장 외부에서 장기 보관할 경우, 건조제가 들어 있는 밀폐 용기나 질소 환경에 보관하십시오. 권장 보관 환경은 30°C 또는 상대 습도 70%를 초과하지 않습니다. 원래 포장에서 꺼낸 부품은 이상적으로 3개월 이내에 사용해야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

표준 포장 흐름은 다음과 같습니다:

1. 기본 단위:정전기 방지 포장 백당 500개 또는 250개.
2. 내부 카톤:10개의 포장 백이 하나의 내부 카톤에 들어가며, 총 5,000개입니다.
3. 외부 카톤 (배송 카톤):8개의 내부 카톤이 하나의 외부 카톤에 포장되며, 총 40,000개입니다.

어떤 배송 로트 내에서도 마지막 팩만이 가득 차지 않은 수량을 포함할 수 있다는 점이 명시되어 있습니다. 파트 넘버 LTL307JGD는 제조사별 코딩 시스템을 따르며, "LTL"은 제품군을, "307"은 색상과 패키지를 나타내고, "JGD"는 광도와 주 파장에 대한 성능 빈 코드를 지정합니다.

8. 적용 권장사항

8.1 일반적인 적용 시나리오

이 녹색 확산 LED는 선명하고 가시적인 지시등이 필요한 다양한 응용 분야에 적합하며, 다음을 포함하되 이에 국한되지 않습니다:

• 소비자 가전, 가전 제품 및 산업 장비의 전원 상태 표시등.
• 통신 장치, 오디오/비디오 장비 및 제어판의 신호 및 모드 표시등.
• 스위치, 레전드 및 소형 패널의 백라이트.
• 자동차 내장, 계측기 및 취미 프로젝트의 일반 목적 지시등.

데이터시트는 이 LED가 일반 전자 장비(사무 장비, 통신 장비, 가정용 응용)용으로 고안되었다고 명시합니다. 고장이 생명이나 건강을 위협할 수 있는 예외적인 신뢰성이 필요한 응용 분야(항공, 의료 기기, 안전 시스템)의 경우, 사용 전 제조사와 상담이 필요합니다.

8.2 구동 회로 설계

LED는 전류 구동 소자입니다. 중요한 설계 규칙은 항상 LED와 직렬로 전류 제한 저항을 사용하는 것입니다.

• 권장 회로 (회로 A):각 LED마다 전용 직렬 저항이 있습니다. 이는 동일한 유형과 빈의 LED라도 서로 다른 순방향 전압(V_F)의 자연적 변동을 보상하여 균일한 밝기를 보장합니다.
• 비권장 회로 (회로 B):여러 LED를 단일 공유 전류 제한 저항과 병렬로 연결합니다. 각 LED의 I-V 특성의 작은 차이로 인해 전류가 고르지 않게 분배되어 소자 간 밝기 차이가 크게 발생합니다.

직렬 저항 값 (R_S)은 옴의 법칙을 사용하여 계산됩니다: R_S= (V_공급- V_F) / I_F. 일반적인 V_F2.4V와 원하는 I_F20 mA, 공급 전압 5V를 사용하면: R_S= (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ω. 표준 130 Ω 또는 150 Ω 저항이 적절하며, 전력 정격이 충분한지도 확인해야 합니다(P = I²R ≈ 0.052W).

8.3 정전기 방전 (ESD) 보호

LED는 정전기 방전으로 인한 손상에 취약합니다. 필수 예방 조치에는 다음이 포함됩니다:

• LED를 취급할 때 직원은 접지된 손목 스트랩이나 정전기 방지 장갑을 착용해야 합니다.
• 모든 장비, 작업대 및 보관대는 적절하게 접지되어야 합니다.
• 취급 중 마찰로 인해 플라스틱 렌즈 표면에 축적될 수 있는 정전기를 중화시키기 위해 이온화기를 사용하십시오.
• 인증된 재료로 정전기 안전 작업장을 유지하고 모든 직원에 대한 교육/인증을 모니터링하십시오.

9. 기술 비교 및 차별화

5mm 녹색 스루홀 LED 범주 내에서, 이 AlInGaP 기반 소자는 다음과 같은 뚜렷한 장점을 제공합니다:

• 기존 녹색 GaP LED 대비:AlInGaP 기술은 일반적으로 오래된 갈륨 포스파이드(GaP) 녹색 LED에 비해 상당히 높은 발광 효율과 광도를 제공하여 동일한 구동 전류에서 더 밝은 출력을 제공합니다.
• 비확산(투명) LED 대비:확산 렌즈는 더 넓고 균일한 시야각(50도 대 투명 렌즈의 좁은 빔)을 제공하여 지시등이 넓은 각도에서 보여야 하는 응용 분야에 이상적입니다.
• 초고휘도 LED 대비:이 소자는 중간 성능 세그먼트를 차지합니다. 대부분의 지시등 목적에 적합한 좋은 밝기(65-180 mcd 빈)를 제공하면서 초고휘도 LED의 극단적인 구동 전류 요구 사항이나 비용 없이 성능과 전력 소비를 효과적으로 균형 잡습니다.
• RoHS 준수:무연 제품으로서, 전자 제조를 위한 현대 환경 규정을 충족하며, 이는 비준수 구형 부품과의 주요 차별화 요소입니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

1. Q: 5V 공급 전압으로 어떤 저항을 사용해야 합니까?
   
   A: 일반 순방향 전류 20 mA와 V_F2.4V의 경우, 130 Ω 저항을 사용하십시오. 항상 특정 공급 전압과 원하는 전류를 기준으로 계산하십시오.
2. Q: 마이크로컨트롤러 핀에서 이 LED를 직접 구동할 수 있습니까?
   
   A: 예, 하지만 여전히 직렬 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 마이크로컨트롤러 핀이 전압원 역할을 합니다. 핀이 필요한 20 mA 전류를 공급하거나 싱크할 수 있는지 확인하십시오.
3. Q: 빈 내에서도 광도에 ±15% 허용 오차가 있는 이유는 무엇입니까?
   
   A: 반도체 제조에는 고유한 공정 변동이 있습니다. 빈닝은 유사한 성능의 LED를 그룹화하지만, 허용 오차 범위는 측정 정확도와 그룹 내 미세한 성능 편차를 설명하여 최소 성능 수준을 보장합니다.
4. Q: 절대 최대 DC 순방향 전류 30 mA를 초과하면 어떻게 됩니까?
   
   A: 이 정격을 초과하면 접합 온도가 안전 한계를 넘어서, 광 출력 열화(루멘 감소)를 가속화하고 작동 수명을 크게 단축시키며, 즉각적인 치명적인 고장을 일으킬 수 있습니다.
5. Q: 렌즈에서 2mm 납땜 간격은 얼마나 중요합니까?
   
   A: 매우 중요합니다. 리드를 통해 전도된 납땜 열은 에폭시 렌즈를 연화시키거나 녹여 변형을 일으키거나 수분 침투를 허용하여 LED를 손상시킬 수 있습니다.

11. 실용적 설계 및 사용 사례

사례: 다중 LED 상태 패널 설계

엔지니어가 4개의 녹색 상태 표시등이 있는 제어판을 설계하고 있습니다. 공통 5V 레일을 사용하여 일관된 밝기가 필요합니다.

해결책:권장 회로 A를 구현하십시오. 각 LTL307JGD LED와 직렬로 연결된 4개의 동일한 전류 제한 저항을 사용하십시오. LED가 다른 빈에서 왔거나 약간의 V_F변동이 있더라도, 개별 저항이 각 LED를 통해 전류를 독립적으로 조절하여 4개의 표시등 모두가 일치하고 균일한 밝기를 갖도록 합니다. 확산 렌즈의 50도 시야각은 패널 앞이나 약간 옆에 서 있는 작업자에게 상태가 선명하게 보이도록 합니다. 설계자는 PCB 레이아웃이 LED 본체에서 최소 2mm 솔더 패드 거리를 유지하고, 특히 LED가 최대 전류 근처에서 연속 구동될 경우 열 방산을 위한 충분한 간격을 제공해야 합니다.

12. 원리 소개

이 LED는 반도체 다이오드의 전계 발광 원리에 따라 작동합니다. 활성 영역은 기판 위에 성장된 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 층으로 구성됩니다. 다이오드의 턴온 전압(~2.1V)을 초과하는 순방향 전압이 가해지면, 전자와 정공이 각각 N형 및 P형 반도체 층에서 활성 영역으로 주입됩니다. 이들 전하 캐리어가 재결합하면서 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. AlInGaP 합금의 특정 구성은 반도체의 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접적으로 방출되는 빛의 파장(색상)을 정의합니다—이 경우, 주 파장 약 572 nm의 녹색입니다. 확산 에폭시 렌즈에는 방출된 광자의 방향을 무작위화하는 산란 입자가 포함되어 있어, 더 집중된 빔을 생성하는 투명 렌즈에 비해 빔을 넓은 시야각으로 확산시킵니다.

13. 발전 동향

이와 같은 지시등 LED의 진화는 몇 가지 주요 산업 동향을 따릅니다:

• 효율성 증가:지속적인 재료 과학 및 에피택셜 성장 개선으로 AlInGaP 및 기타 LED 기술의 발광 효율(루멘/와트)이 계속 높아져, 더 낮은 전류에서 더 밝은 출력을 얻거나 동일한 밝기에서 전력 소비를 줄일 수 있습니다.
• 소형화:T-1 3/4 패키지가 스루홀 응용 분야에서 여전히 인기가 있지만, 더 높은 밀도의 PCB 조립을 위한 표면 실장 소자(SMD) 패키지(예: 0603, 0402)로의 강력한 시장 전환이 있습니다. 스루홀 부품은 프로토타이핑, 취미용 사용 또는 더 높은 기계적 견고성이 필요한 응용 분야에 종종 유지됩니다.
• 색상 일관성 및 빈닝:제조 공정이 더 정밀해지면서 빈닝 분포가 더 좁아지고 있습니다. 일부 대량 응용 분야는 매우 좁은 파장 및 광도 허용 오차를 가진 "사전 빈닝" 또는 "매칭" LED를 요구할 수 있습니다.
• 통합:전류 제한 저항, ESD 보호 다이오드 또는 심지어 제어 IC를 LED 패키지에 직접 통합하여 회로 설계를 단순화하는 "스마트" 또는 "이지 드라이브" LED 부품을 만드는 추세가 있습니다.
• 지속 가능성:RoHS 준수 및 무할로겐 재료 추진은 이제 표준입니다. 미래 동향에는 포장에서 재활용 재료 사용 증가 및 기타 유해 물질 추가 감소가 포함될 수 있습니다.