LTPL-C035BH450 고출력 블루 LED 사양서 - 3.5x3.5x1.6mm - 정격 전압 3.3V - 최대 소비전력 2.8W - 주 파장 450nm

1. 제품 개요

LTPL-C035BH450는 고체 조명 응용을 위해 설계된 고출력, 표면 실장형 청색 LED입니다. 이 제품은 발광 다이오드 고유의 긴 수명, 높은 신뢰성 및 뛰어난 광학 출력을 결합한 고효율, 초소형 광원을 대표합니다. 이 소자는 설계 유연성과 높은 휘도를 제공하여 다양한 응용 분야에서 기존 조명 기술을 대체할 수 있습니다.

1.1 주요 특성

• 집적 회로(I.C.) 구동과 호환됩니다.
• RoHS(유해물질 제한) 지침을 준수하며, 무연(Pb-free) 구조를 채택하였습니다.
• 설계는 운영 에너지 비용을 낮추는 것을 목표로 합니다.
• 그 초장수명을 통해 시스템 유지보수 비용 절감에 기여합니다.

2. 외형 치수 및 기계적 데이터

이 LED 패키지는 크기가 컴팩트합니다. 주요 치수로는 본체 크기가 약 3.5mm x 3.5mm입니다. 렌즈 높이와 세라믹 기판 길이/너비의 공차는 ±0.1mm로 더 엄격하며, 다른 기계적 치수의 공차는 ±0.2mm입니다. 패키지 하단의 대면적 방열 패드가 애노드 및 캐소드 전기 패드와 전기적으로 절연되어(중성) 있다는 점에 유의해야 하며, 이는 회로 설계에서 올바른 열 관리와 전기적 절연에 매우 중요합니다.

3. 절대 최대 정격

이러한 한계를 초과하는 스트레스는 장치에 영구적인 손상을 초래할 수 있습니다. 모든 정격값은 주변 온도(Ta) 25°C에서 지정됩니다.

• 직류 순방향 전류(If):700 mA
• 전력 소비 (Po):2.8 W
• 동작 온도 범위 (Topr):-40°C ~ +85°C
• 보관 온도 범위 (Tstg):-55°C ~ +100°C
• 최대 접합 온도 (Tj):125°C

중요 참고사항:역방향 바이어스 조건에서 LED를 장시간 동작시키면 소자 손상 또는 고장이 발생할 수 있습니다.

4. 광전 특성

다음 파라미터는 Ta=25°C, If = 350mA(전형적인 동작점)의 테스트 조건에서 측정되었습니다.

• 순방향 전압(Vf):최소값 2.8V, 전형값 3.3V, 최대값 3.8V.
• 복사 플럭스(Φe):최소값 510mW, 전형값 600mW, 최대값 690mW. 이는 적분구를 사용하여 측정한 총 복사 출력입니다.
• 주파장 (Wd):440nm에서 460nm 범위에 속하며, 청색광 스펙트럼입니다.
• 시야각 (2θ1/2):대표값은 130도로, 방출되는 빛의 각도 분포 범위를 정의합니다.
• 접합부-케이스 열저항 (Rth jc):대표값은 9.5 °C/W이며, 측정 공차는 ±10%입니다. 이 파라미터는 동작 전력 하에서의 접합부 온도 상승을 계산하는 데 매우 중요합니다.

5. 분류 코드와 분류 시스템

LED는 일관성을 보장하기 위해 주요 매개변수에 따라 선별(빈)됩니다. 빈 코드는 각 포장 봉지에 표기됩니다.

5.1 순방향 전압(Vf) 분류

LED는 350mA에서의 순방향 전압에 따라 다섯 개의 등급(V1~V5)으로 분류되며, 각 등급은 2.8V부터 3.8V까지 0.2V 범위를 커버합니다. 등급 내 공차는 ±0.1V입니다.

5.2 복사 플럭스(Φe) 등급 분류

LED는 방사 플럭스에 따라 여섯 개의 등급(W1~W6)으로 분류되며, 각 등급은 350mA에서 510mW부터 690mW까지의 30mW 범위를 나타냅니다. 방사 플럭스 공차는 ±10%입니다.

5.3 주 파장(Wd) 등급 분류

440nm부터 460nm까지 5nm 범위를 각각 커버하는 네 개의 파장 등급(D4I~D4L)을 정의합니다. 주 파장 공차는 ±3nm입니다.

6. 대표 성능 곡선 및 분석

본 사양서는 다양한 조건(별도 명시되지 않는 한 25°C 기준)에서의 소자 성능을 설명하는 여러 차트를 제공합니다.

6.1 상대 복사 플럭스 vs. 순방향 전류

이 곡선은 광학 출력(복사 플럭스)이 순방향 전류 증가에 따라 증가하지만 결국 포화되며, 매우 높은 전류에서는 효율 저하와 열 효과로 인해 감소할 수 있음을 보여줍니다. 일반적인 350mA 부근에서 동작하면 출력과 효율 사이에서 좋은 균형을 얻을 수 있습니다.

6.2 상대 스펙트럼 분포

이 그림은 청색 LED의 좁은 방출 스펙트럼 특성을 묘사하며, 중심은 주 파장(예: 450nm) 근처에 위치합니다. 단색 LED의 경우, 그 스펙트럼 폭(반치폭)은 일반적으로 좁습니다.

6.3 방사 패턴(시야각)

극좌표도는 공간 강도 분포를 설명하며, 130도의 넓은 시야각을 확인시켜 줍니다. 이러한 패키지 유형의 경우, 그 방사 패턴은 일반적으로 램버시안(Lambertian)형 또는 이에 가깝습니다.

6.4 순방향 전류 vs. 순방향 전압(I-V 곡선)

이 기본 곡선은 다이오드 전류와 전압 사이의 지수 관계를 나타냅니다. 순방향 전압은 전류 증가에 따라 상승하며, 온도에도 의존합니다.

6.5 상대 방사 플럭스 대 접합 온도

이는 열 관리의 핵심 곡선입니다. LED의 광학 출력이 접합 온도(Tj) 상승에 따라 감소함을 나타냅니다. 안정적이고 장기적인 광 출력과 신뢰성을 보장하기 위해 가능한 한 낮은 Tj를 유지할 수 있도록 효과적인 방열 대책이 필요합니다.

7. 조립 및 응용 가이드

7.1 납땜 권장사항

본 부품은 리플로우 솔더링 또는 수동 솔더링에 적합합니다. 상세한 리플로우 솔더링 온도 프로파일을 제공하며, 예열, 유지, 리플로우(피크 온도 제한 있음) 및 냉각 단계의 시간 및 온도 제한을 규정합니다. 주요 주의사항으로는 급속 냉각 속도 회피, 가능한 한 낮은 솔더링 온도 사용, 리플로우 사이클 횟수를 최대 3회로 제한하는 것이 포함됩니다. 수동 솔더링은 최고 300°C에서 최대 2초 동안, 단 1회만 수행해야 합니다. 딥 솔더링은 권장하거나 보장하지 않습니다.

7.2 권장 PCB 패드 레이아웃

PCB 설계를 위한 상세한 패드 도형(패키지 치수)을 제공합니다. 여기에는 두 개의 전기적 패드(애노드 및 캐소드)와 중앙의 대면적 방열 패드의 치수 및 간격이 포함됩니다. 올바른 패드 설계는 기계적 안정성, 전기적 접속, 그리고 가장 중요한 LED 패키지에서 PCB로의 효율적인 열 전달에 필수적입니다.

7.3 구동 회로 주의사항

LED는 전류 구동 소자입니다. 여러 LED를 병렬 연결할 때 밝기 균일성을 보장하기 위해 각 LED에 독립적인 전류 제한 저항을 직렬로 연결하는 것(회로 모델 A)을 강력히 권장합니다. 독립 저항 없이 LED를 직접 병렬 연결하는 것(회로 모델 B)은 개별 소자의 순방향 전압(Vf) 미세 차이로 인해 밝기 불일치를 초래할 수 있으므로 권장하지 않습니다. LED는 순방향 바이어스 하에서 동작해야 하며, 손상을 방지하기 위해 지속적인 역방향 전류는 반드시 피해야 합니다.

7.4 세척 및 처리

청소가 필요한 경우, 이소프로필알코올과 같은 알코올 계열 용제만 사용해야 합니다. 지정되지 않은 화학 세척제는 LED 패키지를 손상시킬 수 있습니다. 본 소자는 고황 함유(예: 일부 실링재, 접착제), 고습도(상대습도 85% 초과), 결로 또는 부식성 분위기 환경에서 사용해서는 안 됩니다. 이러한 조건은 도금된 금 전극을 손상시키고 신뢰성에 영향을 미칠 수 있기 때문입니다.

8. 포장 규격

LED는 자동화 조립에 적합한 테이프 및 릴 형태로 공급됩니다. 데이터시트에는 캐리어 테이프(포켓 크기, 피치) 및 릴(직경, 허브 크기)의 상세 치수가 포함되어 있습니다. 주요 포장 사항: 포켓은 커버 테이프로 밀봉되며, 7인치 릴당 최대 500개 수용, 잔여 물량 최소 주문량은 100개, 릴당 최대 2개의 연속 누락 소자가 허용됩니다. 포장은 EIA-481-1-B 표준을 준수합니다.

9. 적용 시나리오 및 설계 포인트

9.1 대표적인 적용 사례

이 고출력 블루 LED는 밝고 효율적인 청색광이 필요한 응용 분야에 적합합니다. 여기에는 건축 조명, 사인, 자동차 보조 조명(혼색용), 엔터테인먼트/무대 조명, 그리고 전문 의료 또는 산업 장비의 주 광원으로 사용되는 것이 포함됩니다. 그 청색광 방출은 형광체와 결합하여 형광체 변환형 백색 LED 패키지에서 백색광을 생성하는 기초가 되기도 합니다.

9.2 핵심 설계 고려사항

• 열 관리:낮은 열저항(9.5°C/W)은 효과적인 방열 경로의 필요성을 강조합니다. 접합 온도가 최대 한계인 125°C보다 훨씬 낮게 유지되도록 하기 위해, PCB는 방열 패드 아래에 대면적 구리 평면 또는 외부 방열판에 연결된 열 비아를 사용해야 합니다.
• 전류 구동:정전압원이 아닌 정전류 구동기를 사용하십시오. 권장 동작 전류는 350mA이지만, 구동기 설계는 최대 순방향 전압(최대 3.8V)과 필요한 전류 조절을 고려해야 합니다.
• 광학 설계:130도의 넓은 시야각은 특정 응용에 필요한 빔 패턴을 구현하기 위해 2차 광학 요소(렌즈, 반사기)가 필요할 수 있습니다.
• 일관성을 위한 등급 분류:색상 또는 밝기 균일성이 중요한 응용 분야(예: 다중 LED 어레이)의 경우, 구매 시 엄격한 복사 플럭스(Φe) 및 주 파장(Wd) 빈 코드를 지정해야 합니다.

10. 기술 원리와 배경

LTPL-C035BH450은 반도체 기술, 특히 질화인듐갈륨(InGaN)과 같은 소재를 기반으로 합니다. 전자가 소자의 밴드갭에서 정공과 재결합할 때 청색 스펙트럼을 방출합니다. 주 파장은 반도체 층의 정밀한 구성에 의해 결정됩니다. 그 높은 전력 정격은 효율적인 칩 설계, 광을 효과적으로 추출하고 열을 관리하는 패키징, 그리고 견고한 내부 인터커넥션을 통해 구현됩니다. 이러한 LED의 발전 추세는 더 높은 효율(전력 입력당 더 많은 광 출력), 더 높은 전력 밀도, 그리고 상승된 작동 온도에서 개선된 신뢰성을 향해 나아가고 있으며, 이는 에피택셜 성장, 패키징 소재 및 백색광 변환용 형광체 기술의 발전 덕분입니다.