T-1 3mm 화이트 LED 램프 데이터시트 - 3.0x5.0mm 패키지 - 3.2V 전형 - 20mA 구동 - 14.25-28.5k mcd 광도 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 대중적인 T-1 (3mm) 원형 패키지에 캡슐화된 고휘도 화이트 발광 다이오드(LED)의 사양을 상세히 설명합니다. 이 소자는 우수한 광 출력을 제공하도록 설계되어 선명하고 밝은 표시기 또는 조명이 필요한 애플리케이션에 적합합니다.

핵심 기술은 청색광을 방출하는 InGaN (인듐 갈륨 나이트라이드) 반도체 칩을 활용합니다. 이 청색 방출은 LED의 반사 컵 내부에 도포된 형광체 코팅을 통해 광범위한 스펙트럼의 백색광으로 변환됩니다. 결과적인 백색광은 CIE 1931 색 공간 표준에 의해 정의된 특정 색도 좌표로 특징지어집니다.

1.1 핵심 장점 및 목표 시장

이 LED 시리즈의 주요 장점은 컴팩트하고 업계 표준 형태 인자 내에서 높은 광 출력을 포함합니다. 이 소자는 신뢰성과 현대적인 환경 및 안전 표준 준수를 위해 설계되었습니다.

• 높은 광 출력:크기에 비해 강렬한 밝기를 제공합니다.
• 표준 패키지:T-1 원형 패키지는 기존 PCB 풋프린트 및 소켓과의 호환성을 보장합니다.
• 규제 준수:본 제품은 RoHS (유해물질 제한), EU REACH 규정을 준수하며, 브롬(Br) 및 염소(Cl) 함량에 대한 특정 한계를 충족하는 할로겐 프리로 분류됩니다.
• ESD 보호:최대 4kV의 정전기 방전(ESD) 내전압을 특징으로 하여 핸들링 견고성을 향상시킵니다.

목표 애플리케이션은 다양하며, 선명하고 밝은 신호 전달이 가장 중요한 분야에 중점을 둡니다. 주요 시장으로는 메시지 패널 및 디스플레이의 백라이트, 소비자 및 산업용 전자제품의 상태 또는 광학 표시기, 다양한 마커 라이트 애플리케이션이 포함됩니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

소자의 한계 및 동작 특성에 대한 철저한 이해는 신뢰할 수 있는 회로 설계와 장기적인 성능에 매우 중요합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 소자에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 한계에서 또는 그 이하에서의 동작은 보장되지 않으며 신뢰할 수 있는 성능을 위해 피해야 합니다.

• 연속 순방향 전류 (I_F):30 mA
• 피크 순방향 전류 (I_FP):100 mA (듀티 사이클 1/10, 주파수 1 kHz 조건)
• 역방향 전압 (V_R):5 V
• 전력 소산 (P_d):100 mW
• 동작 온도 (T_opr):-40°C ~ +85°C
• 보관 온도 (T_stg):-40°C ~ +100°C
• 솔더링 온도 (T_sol):최대 5초 동안 260°C (웨이브 또는 리플로우 솔더링).

2.2 전기광학적 특성 (Ta=25°C)

이 파라미터들은 표준 테스트 조건에서 측정되며, 순방향 전류(I_F) 20 mA로 구동될 때 소자의 전형적인 성능을 나타냅니다.

• 순방향 전압 (V_F):2.8 V (최소), 3.2 V (전형), 3.6 V (최대). LED 양단의 전형적인 전압 강하는 3.2V입니다.
• 광도 (I_V):14,250 mcd (최소), 28,500 mcd (최대). 실제 광도는 빈닝됩니다(섹션 3 참조).
• 시야각 (2θ_1/2):15도 (전형적). 이 좁은 시야각은 광 출력을 집중시켜 높은 축상 광도에 기여합니다.
• 색도 좌표:CIE 1931 색 공간에 따름, x=0.29, y=0.30 (전형적). 이는 방출되는 빛의 특정 화이트 포인트를 정의합니다.
• 역방향 전류 (I_R):V_R=5V에서 50 µA (최대).

3. 빈닝 시스템 설명

생산 편차를 관리하고 정밀한 선택을 허용하기 위해, LED는 주요 파라미터에 따라 빈으로 분류됩니다.

3.1 광도 빈닝

LED는 20 mA에서 측정된 광도에 따라 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 애플리케이션에 적합한 밝기 등급을 선택할 수 있습니다.

• 빈 W:14,250 ~ 18,000 mcd
• 빈 X:18,000 ~ 22,500 mcd
• 빈 Y:22,500 ~ 28,500 mcd

광도의 전체 허용 오차는 ±10%입니다.

3.2 순방향 전압 빈닝

LED는 또한 순방향 전압 강하에 따라 빈닝되며, 이는 전원 공급 설계 및 병렬 구성에서 일관된 전류를 보장하는 데 중요합니다.

• 빈 0: V_F= 2.8V ~ 3.0V
• 빈 1: V_F= 3.0V ~ 3.2V
• 빈 2: V_F= 3.2V ~ 3.4V
• 빈 3: V_F= 3.4V ~ 3.6V

순방향 전압의 측정 불확도는 ±0.1V입니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 다양한 조건에서의 소자 동작을 설명하는 여러 특성 곡선을 제공합니다.

4.1 상대 광도 대 순방향 전류

이 곡선은 광 출력(상대 광도)이 순방향 전류와 함께 증가함을 보여주지만, 특히 높은 전류에서 관계가 완벽하게 선형적이지 않습니다. 권장 연속 전류(30mA) 이상으로 LED를 구동하면 효율 저하 및 노화 가속화가 발생할 수 있습니다.

4.2 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

I-V 곡선은 다이오드의 전형적인 지수 관계를 보여줍니다. 전류가 크게 증가하기 시작하는 "무릎" 전압은 이 화이트 LED의 경우 약 2.8V ~ 3.0V입니다. 일관된 광 출력을 위해서는 전압 구동이 아닌 안정적인 전류 구동이 필수적입니다.

4.3 상대 광도 대 주변 온도

LED 광 출력은 온도에 의존적입니다. 이 곡선은 일반적으로 주변 온도(T_a)가 상승함에 따라 광도가 감소함을 보여줍니다. 특히 최대 온도 한계 근처에서 동작할 때 밝기를 유지하기 위해서는 애플리케이션에서 효과적인 열 관리가 필요합니다.

4.4 색도 좌표 대 순방향 전류

이 그래프는 백색광의 색상(색도 좌표)이 구동 전류 변화에 따라 약간 이동할 수 있는 방식을 보여줍니다. 색상이 중요한 애플리케이션의 경우 안정적인 화이트 포인트를 유지하기 위해 정전류 드라이버가 필수적입니다.

4.5 스펙트럼 분포

상대 광도 대 파장 플롯은 방출 스펙트럼을 보여줍니다. 청색 칩 + 형광체 시스템을 사용하는 화이트 LED는 강한 청색 피크(InGaN 칩에서)와 더 넓은 황색/적색 방출 대역(형광체에서)을 보여줍니다. 결합된 스펙트럼은 색 재현 지수(CRI) 및 상관 색온도(CCT)를 결정하지만, 특정 CCT는 이 데이터시트에 나열되어 있지 않습니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

LED는 표준 T-1 (3mm) 레이디얼 리드 패키지에 장착됩니다. 주요 치수는 다음과 같습니다:

• 전체 직경: 약 5.0 mm (최대).
• 리드 간격: 2.54 mm (표준 0.1인치 피치, 리드가 패키지에서 나오는 지점에서 측정).
• 전체 높이: 다양하지만, 에폭시 렌즈와 리드를 포함합니다. 플랜지 아래 돌출된 수지는 최대 1.5mm입니다.
• 리드 와이어 직경: 부품 삽입용 표준.

별도로 명시되지 않는 한 모든 치수 허용 오차는 ±0.25mm입니다. 설계자는 정확한 PCB 홀 배치 및 금지 영역을 위해 상세한 기계 도면을 참조해야 합니다.

5.2 극성 식별

레이디얼 리드 LED의 경우, 극성은 일반적으로 두 가지 특징으로 표시됩니다: 긴 리드가 애노드(양극)이며, 캐소드(음극) 리드 근처 플라스틱 렌즈 가장자리에 평평한 부분 또는 노치가 있는 경우가 많습니다. 역바이어스 손상을 방지하기 위해 조립 중 올바른 극성을 준수해야 합니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

적절한 핸들링과 솔더링은 LED에 대한 기계적 또는 열적 손상을 방지하는 데 중요합니다.

6.1 리드 성형

• 굽힘은 에폭시 렌즈 기저부에서 최소 3mm 떨어진 지점에서 수행되어야 합니다.
• 리드 성형은 항상솔더링 공정이전에 완료되어야 합니다.
• 굽힘 중 LED 패키지 본체에 응력을 가하지 마십시오.
• 실온에서 리드를 절단하십시오; 뜨거운 커터 사용은 고장을 유발할 수 있습니다.
• PCB 홀은 LED 리드와 완벽하게 정렬되어야 장착 응력을 피할 수 있습니다.

6.2 보관 조건

• 권장 보관: ≤ 30°C 및 ≤ 70% 상대 습도(RH).
• 원래 배송 백 내 유통기한: 3개월.
• 장기 보관(최대 1년)의 경우, 질소 분위기와 건조제가 있는 밀폐 용기에 보관하십시오.
• 습한 환경에서 급격한 온도 변화를 피해 응결을 방지하십시오.

6.3 솔더링 공정

솔더 접합부에서 에폭시 불브까지의 최소 거리는 3mm여야 합니다.

핸드 솔더링:

• 인두 팁 온도: 최대 300°C (최대 30W 인두용).
• 리드당 솔더링 시간: 최대 3초.

웨이브 또는 딥 솔더링:

• 예열 온도: 최대 100°C (최대 60초).
• 솔더 목욕 온도: 최대 260°C.
• 목욕 내 접촉 시간: 최대 5초.

중요 참고사항:

• LED가 솔더링으로 뜨거운 동안 리드에 응력을 가하지 마십시오.
• LED를 두 번 이상의 솔더링 사이클(딥/핸드)에 노출시키지 마십시오.
• 에폭시 렌즈를 플럭스 튐 및 세척 용제로부터 보호하십시오.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 포장 사양

LED는 운송 및 보관 중 정전기 방전(ESD) 및 습기 손상을 방지하도록 포장됩니다.

• 1차 포장:방전 백.
• 백당 수량:200 ~ 500개.
• 2차 포장:5개의 백이 하나의 내부 카톤에 배치됩니다.
• 3차 포장:10개의 내부 카톤이 하나의 마스터(외부) 카톤에 포장됩니다.

7.2 라벨 설명

백과 카톤의 라벨에는 추적성 및 식별을 위한 다음 정보가 포함됩니다:

• P/N:부품 번호 (특정 제품 코드).
• CAT:카테고리 코드, 광도 및 순방향 전압에 대한 결합된 빈을 나타냅니다 (예: 광도 빈 Y 및 전압 빈 1을 나타내는 코드).
• HUE:색상 등급 또는 색도 빈.
• LOT No:품질 추적을 위한 제조 로트 번호.
• QTY:포장 내 개수.

8. 애플리케이션 노트 및 설계 고려사항

8.1 전형적인 애플리케이션 시나리오

• 메시지 패널 및 백라이트:높은 광도와 좁은 시야각으로 인해 밝고 가독성 있는 문자가 필요한 세그먼트 또는 도트 매트릭스 디스플레이의 백라이트에 이상적입니다.
• 광학 표시기:주변광에서도 높은 가시성이 필요한 장비의 상태 표시등, 전원 표시등 또는 경고등에 완벽합니다.
• 마커 라이트:위치 표시기, 비상구 표지판 또는 저수준 건축 액센트 조명에 적합합니다.

8.2 회로 설계 고려사항

• 전류 제한:항상 직렬 전류 제한 저항 또는 정전류 드라이버를 사용하십시오. 저항 값을 R = (V_공급- V_F) / I_F를 사용하여 계산하십시오. V_F가 더 낮은 경우 전류가 한계를 초과하지 않도록 빈 또는 데이터시트의 최대 V_F를 사용하십시오.
• 병렬 연결:개별 전류 제한 소자 없이 LED를 직접 병렬로 연결하지 마십시오. V_F의 변동으로 인해 전류 편중이 발생하여 하나의 LED가 대부분의 전류를 끌어당겨 조기에 고장날 수 있습니다.
• 열 관리:전력 소산이 낮지만(최대 100mW), 적절한 환기를 보장하고 LED를 PCB의 다른 열원 근처에 배치하지 마십시오. 높은 접합 온도는 광 출력과 수명을 감소시킵니다.
• 역방향 전압 보호:최대 역방향 전압은 5V에 불과합니다. AC 또는 양극 신호 애플리케이션, 또는 역연결 가능성이 있는 경우, 역방향 전압을 클램핑하기 위해 LED와 병렬로 보호 다이오드를 포함시키십시오(캐소드에서 애노드로, 애노드에서 캐소드로).

9. 기술 비교 및 차별화

일반적인 3mm 화이트 LED와 비교하여, 이 소자는 뚜렷한 장점을 제공합니다:

• 더 높은 광도 빈:최대 광도 28,500 mcd로, 종종 2,000 ~ 10,000 mcd 범위인 표준 3mm LED보다 상당히 높은 밝기를 제공합니다.
• 좁은 시야각 (15°):광속을 더 조밀한 빔으로 집중시켜, 더 넓은(예: 30° 또는 60°) 시야각을 가진 LED에 비해 더 높은 축상(온-액시스) 광도를 제공합니다. 이는 방향성 조명 애플리케이션의 주요 차별화 요소입니다.
• 통합 제너 다이오드 (선택사항/보호 버전):정격에서 제너 역방향 전압(V_z) 및 전류(I_z)에 대한 언급은 일부 변형이 기본 LED 패키지에서는 흔하지 않은 통합 역방향 전압 보호 제너 다이오드를 포함할 수 있음을 시사합니다.
• 포괄적인 규제 준수:할로겐 프리, REACH 및 RoHS 표준에 대한 명시적 준수는 유럽과 같은 규제 시장을 목표로 하는 설계자 및 엄격한 환경 정책을 가진 회사에게 중요한 요소입니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

Q1: 어떤 구동 전류를 사용해야 합니까?

A1: 표준 테스트 조건 및 권장 동작점은 20 mA입니다. 절대 최대 정격인 30 mA 연속까지 구동할 수 있지만, 이는 전력 소산을 증가시키고 더 많은 열을 발생시키며 작동 수명을 단축시킬 수 있습니다. 밝기, 효율 및 수명의 최적 균형을 위해 20 mA를 권장합니다.

Q2: 광도 빈닝을 어떻게 해석해야 합니까?

A2: 패키지 라벨의 빈 코드(W, X, Y)는 해당 배치 LED의 보장된 최소 및 최대 광도를 알려줍니다. 예를 들어, 빈 Y LED는 이 시리즈에서 가장 밝은 제품입니다. 생산에서 밝기 일관성을 위해 주문 시 필요한 빈을 지정하십시오.

Q3: 이 LED를 야외 애플리케이션에 사용할 수 있습니까?

A3: 동작 온도 범위(-40°C ~ +85°C)는 많은 야외 환경을 지원합니다. 그러나 에폭시 렌즈 재료는 장기간 직접 햇빛 노출에 의해 UV 열화 및 황변에 취약할 수 있으며, 이는 광 출력을 감소시키고 색상을 변화시킵니다. 가혹한 야외 사용의 경우 UV 저항성 실리콘 렌즈가 있는 LED가 더 적합합니다.

Q4: 시야각이 왜 그렇게 좁습니까?

A4: 좁은 15° 시야각은 매우 높은 축상 광도(밀리칸델라로 측정)를 달성하기 위한 설계 특징입니다. 빛이 더 조밀한 빔으로 집중됩니다. 더 넓은 영역 조명이 필요한 경우, 더 넓은 시야각(예: 60°)을 가진 LED를 선택해야 하지만, 그 축상 광도는 더 낮을 것입니다.

11. 동작 원리

이 LED는 반도체 내 전계발광 원리에 따라 동작합니다. 다이오드의 밴드갭을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 InGaN 활성 영역 내에서 재결합하여 광자 형태로 에너지를 방출합니다. InGaN 합금의 특정 구성은 약 450-470 nm 파장의 청색광 방출을 초래합니다.

이 청색광은 직접 방출되지 않습니다. 대신, 반사 컵 내부에 도포된 형광체 재료(일반적으로 세륨이 도핑된 이트륨 알루미늄 가닛, YAG:Ce) 층을 때립니다. 형광체는 고에너지 청색 광자를 흡수하고 황색 및 적색 영역의 넓은 스펙트럼에 걸쳐 더 낮은 에너지 광자를 재방출합니다. 인간의 눈은 남은 청색광과 변환된 황색/적색광의 혼합물을 백색으로 인지합니다. 백색의 정확한 "색조"(차가운, 중립, 따뜻한)는 청색광 대 황색/적색광의 비율에 의해 결정되며, 이는 형광체 구성 및 두께에 의해 제어됩니다.

12. 기술 동향

설명된 기술은 LED에서 백색광을 생성하는 성숙하고 널리 채택된 접근 방식을 나타냅니다. "청색 칩 + 형광체" 방법은 비용 효율적이며 색온도에 대한 좋은 제어를 허용합니다. 업계의 현재 동향은 다음과 같습니다:

• 효율 증가 (lm/W):InGaN 칩 설계, 형광체 효율 및 패키지 아키텍처의 지속적인 개선으로 발광 효율을 더 높여 동일한 광 출력에 대한 에너지 소비를 줄이고 있습니다.
• 색상 품질 향상:색 재현 지수(CRI)를 향상시키기 위한 다중 형광체 블렌드(적색 형광체 추가) 개발로 LED 조명 아래에서 더 자연스럽고 정확한 색상 재현을 제공합니다.
• 소형화 및 고밀도 패키징:이 제품은 스루홀 부품이지만, 더 넓은 시장 동향은 자동화 조립 및 고밀도 조명 어레이를 위한 더 작은 표면 실장 장치(SMD) 패키지(예: 2835, 2016, 1515)를 향하고 있습니다.
• 전문화된 스펙트럼:LED는 일반 조명을 넘어 원예 조명(식물 성장 최적화) 또는 인간 중심 조명(자연 일광 주기를 모방하는 조정 가능한 백색광)과 같은 애플리케이션을 위해 특정 스펙트럼 출력으로 설계되고 있습니다.