타원형 블루 LED 5484BN 기술 데이터시트 - 패키지 치수 - 전압 2.8-3.6V - 광도 720-1450mcd - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 정밀 광학 성능을 갖춘 타원형 LED의 사양을 상세히 설명합니다. 이 소자는 승객 안내 표지판 및 유사한 디스플레이 시스템에서의 응용을 위해 특별히 설계되었습니다. 그 핵심 설계 원리는 명확하게 정의된 공간 방사 패턴을 제공하는 데 초점을 맞추고 있으며, 이는 그래픽 디스플레이에서 균일한 조명과 색상 혼합을 달성하는 데 중요합니다.

이 LED는 높은 광도 출력을 특징으로 하여, 야외 및 고주변광 환경에 적합합니다. 렌즈의 타원형 모양은 핵심 차별화 요소로, 수평 사인보드에 최적화된 비대칭 시야각을 생성합니다. 이 특성은 한 축에서 110도, 수직 축에서 40도의 넓은 시야각과 결합되어 다양한 시점에서 우수한 가시성을 보장합니다. 캡슐화 재료는 자외선 차단 에폭시를 사용하여, 야외 광고 및 가변 메시지 표지판에 필수적인 태양광 노출 시 장기 신뢰성과 색상 안정성을 향상시킵니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

이 소자는 신뢰성을 보장하기 위해 엄격한 전기적 및 열적 한계 내에서 작동하도록 설계되었습니다. 절대 최대 정격은 영구적 손상이 발생할 수 있는 임계값을 정의합니다.

• 순방향 전류 (I_F):30 mA (DC). 이는 적용 가능한 최대 연속 전류입니다.
• 펄스 순방향 전류 (I_FP):100 mA, 듀티 사이클 1/10, 1 kHz의 펄스 조건에서 허용됩니다. 이는 짧은 시간 동안 더 높은 밝기를 가능하게 합니다.
• 역방향 전압 (V_R):5 V. 역바이어스에서 이 전압을 초과하면 LED 접합이 손상될 수 있습니다.
• 전력 소산 (P_d):100 mW. 이 파라미터는 열로 변환될 수 있는 총 전기 전력을 제한합니다.
• 동작 및 보관 온도:소자는 -40°C ~ +85°C에서 작동 가능하며, -40°C ~ +100°C에서 보관 가능합니다.
• 납땜 온도:최대 5초 동안 260°C를 견딥니다. 이는 표준 무연 납땜 공정과 호환됩니다.
• 정전기 방전 (ESD):1000V (인체 모델)을 견딥니다. 이는 중간 수준의 ESD 보호를 나타냅니다. 적절한 ESD 취급 절차를 여전히 권장합니다.

2.2 전기광학적 특성

이 파라미터들은 표준 시험 조건 (T_a=25°C, I_F=20mA)에서 측정되며, LED의 핵심 성능을 정의합니다.

• 광도 (I_V):최소 720 mcd에서 최대 1450 mcd까지 범위입니다. 전형적인 값은 이 범위 내에 속하여 높은 밝기를 제공합니다.
• 시야각 (2θ_1/2):110° x 40°의 비대칭입니다. 더 큰 110° 각도는 일반적으로 넓은 수평 시야를 위해 정렬되며, 40° 각도는 더 집중된 수직 빔을 제공합니다.
• 피크 파장 (λ_p):전형적으로 468 nm로, 최대 스펙트럼 파워 방출 지점을 나타냅니다.
• 주 파장 (λ_d):465 nm ~ 475 nm 범위입니다. 이는 빛의 인지된 색상(파란색)을 정의합니다.
• 스펙트럼 반치폭 (Δλ):전형적으로 26 nm입니다. 이는 스펙트럼 순도를 측정하며, 더 좁은 폭은 더 포화된 파란색을 나타냅니다.
• 순방향 전압 (V_F):20mA에서 2.8V ~ 3.6V 범위입니다. 이는 적절한 전류 조절을 보장하기 위한 구동 회로 설계에 중요합니다.
• 역방향 전류 (I_R):V_R=5V에서 최대 50 μA로, 우수한 접합 품질을 나타냅니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산에서 색상과 밝기의 일관성을 보장하기 위해, LED는 주요 파라미터에 따라 빈으로 분류됩니다.

3.1 광도 빈닝

LED는 20mA에서 측정된 광도에 따라 네 개의 등급(G2, H1, H2, J1)으로 분류됩니다.

• G2:720 ~ 860 mcd
• H1:860 ~ 1030 mcd
• H2:1030 ~ 1210 mcd
• J1:1210 ~ 1450 mcd

측정 불확도는 ±10%입니다. 설계자는 특정 밝기 수준을 달성하거나 디스플레이 전체에 걸쳐 균일성을 확보하기 위해 빈을 선택할 수 있습니다.

3.2 주 파장 빈닝

색상 일관성은 네 개의 파장 등급(1a, 1b, 2a, 2b)을 통해 관리됩니다.

• 1a:465.0 ~ 467.5 nm
• 1b:467.5 ~ 470.0 nm
• 2a:470.0 ~ 472.5 nm
• 2b:472.5 ~ 475.0 nm

측정 불확도는 ±1.0 nm입니다. 이 빈닝은 풀컬러 사인보드와 같이 파란색이 다른 색상과 혼합되어 정밀한 색상 일치가 필요한 응용 분야에 중요합니다.

3.3 순방향 전압 빈닝

순방향 전압은 구동기 설계 및 전력 관리에 도움을 주기 위해 네 개의 등급(0, 1, 2, 3)으로 분류됩니다.

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

측정 불확도는 ±0.1V입니다. 동일한 전압 빈의 LED를 사용하면 직렬 또는 병렬 배열에서 전류 제한 저항 계산을 단순화할 수 있습니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 전형적인 전기광학적 특성 곡선을 참조합니다. 특정 그래프는 본문에 제공되지 않지만, 이러한 LED의 표준 곡선은 일반적으로 다음을 포함합니다:

• 상대 광도 대 순방향 전류 (I-V 곡선):빛 출력이 전류와 함께 어떻게 증가하는지 보여줍니다. 일반적으로 최대 정격 전류까지 거의 선형 관계를 가집니다. 안정적인 밝기를 위한 정전류 구동의 중요성을 강조합니다.
• 상대 광도 대 주변 온도:빛 출력의 열적 감소를 보여줍니다. 광도는 일반적으로 접합 온도가 상승함에 따라 감소하며, 이는 밀폐형 표지판의 열 관리에 있어 중요한 고려사항입니다.
• 순방향 전압 대 접합 온도:V_F의 음의 온도 계수를 보여줍니다. 순방향 전압은 온도가 증가함에 따라 떨어지며, 이는 간단한 저항 기반 구동 회로의 성능에 영향을 미칠 수 있습니다.
• 스펙트럼 분포:파장에 대한 상대 강도를 그린 그래프로, 약 468 nm에서 피크와 26 nm 반치폭을 보여 파란색 발광을 확인시켜 줍니다.
• 시야각 패턴:비대칭 방사 패턴(110° x 40°)을 보여주는 극좌표 그래프로, 사인보드에서 빛을 필요한 곳으로 향하게 하는 광학 설계에 중요합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

이 LED는 특정한 타원형 렌즈 패키지를 특징으로 합니다. 데이터시트의 주요 치수 정보는 다음과 같습니다:

• 모든 치수는 밀리미터(mm) 단위입니다.
• 별도로 명시되지 않는 한 표준 공차는 ±0.25 mm입니다.
• 플랜지 아래 수지의 최대 돌출은 1.5 mm입니다.
• 타이바가 절단된 후, 그 부분에는 노출된 구리 합금이 있습니다. 이 영역은 조립 중 또는 컨포멀 코팅 시 적절히 보호되지 않으면 산화에 취약할 수 있습니다.

정확한 치수 도면은 참조되지만 본문에는 상세히 설명되지 않았습니다. 패키지는 스루홀 장착(DIP)을 위해 설계되었습니다.

6. 납땜 및 조립 지침

6.1 리드 성형

• 굽힘은 에폭시 불브의 베이스에서 최소 3 mm 이상 떨어진 곳에서 이루어져야 내부 다이와 와이어 본드에 가해지는 응력을 방지합니다.
• 리드 성형은납땜 공정이전에 완료되어야 합니다.
• 굽힘 중 LED 패키지에 응력을 가하지 마십시오.
• 실온에서 리드프레임을 절단하십시오. 고온 절단은 열 충격을 유발할 수 있습니다.
• PCB 구멍은 LED 리드와 정확히 정렬되어야 합니다. 리드 응력을 유발하는 정렬 불량은 에폭시 수지와 LED 성능을 저하시킬 수 있습니다.

6.2 보관 조건

• 권장 보관 조건: ≤30°C 및 ≤70% 상대 습도(RH).
• 이 조건에서의 최대 보관 수명: 출하 후 3개월.
• 더 긴 보관(최대 1년)을 위해서는 질소 분위기와 건조제가 있는 밀폐 용기에 LED를 보관하십시오.
• 응축을 방지하기 위해 고습도에서 급격한 온도 변화를 피하십시오. 응축은 수분 침투와 납땜 중 후속 고장("팝콘 현상")으로 이어질 수 있습니다.

6.3 납땜 공정

핸드 납땜과 웨이브 납땜 모두에 대한 상세한 권장사항이 제공됩니다.

• 일반 규칙:납땜 접합부에서 에폭시 불브까지 최소 3 mm 거리를 유지하십시오.
• 핸드 납땜:인두 팁 온도 ≤300°C (최대 30W 인두). 리드당 납땜 시간 ≤3초.
• 웨이브/DIP 납땜:
  • 예열 온도: ≤100°C (≤60초).
  • 납땜조 온도: ≤260°C.
  • 납땜조 내 납땜 시간: ≤5초.
• LED가 고온일 때 리드에 응력을 가하지 마십시오.
• LED를 두 번 이상 납땜(딥 또는 핸드)하지 마십시오.
• 납땜 후 에폭시 불브가 실온으로 냉각될 때까지 기계적 충격/진동으로부터 보호하십시오.
• 피크 납땜 온도에서 급속 냉각을 피하십시오.

권장 납땜 온도 프로파일이 참조되며, 일반적으로 상승, 예열, 피크 온도(260°C)로의 급상승, 제어된 냉각을 보여줍니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 포장 사양

LED는 ESD 보호 및 명확한 라벨링과 함께 포장됩니다.

• 1차 포장:대전 방지 백당 500개.
• 2차 포장:5개의 백이 하나의 내부 카톤에 들어갑니다(총 2,500개).
• 3차 포장:10개의 내부 카톤이 하나의 외부 마스터 카톤에 포장됩니다(총 25,000개).

7.2 라벨 정보

백과 카톤의 라벨에는 추적성과 올바른 적용을 위한 중요한 정보가 포함되어 있습니다:

• CPN (고객 부품 번호):고객의 내부 참조 번호입니다.
• P/N (생산 부품 번호):제조사의 부품 번호입니다(예: 5484BN/BADC-AGJA/P/MS).
• QTY (수량):포장 내 개수입니다.
• CAT (카테고리):광도 및 순방향 전압 빈의 결합된 등급 코드입니다(예: H1-2).
• HUE:주 파장 빈의 등급 코드입니다(예: 1b).
• REF (참조):추가 참조 정보입니다.
• LOT No:추적 가능한 제조 로트 번호입니다.
• Production Place:제조 국가를 나타냅니다.

8. 응용 제안

8.1 대표적인 응용 시나리오

명시된 대로, 이 LED는 다음을 위해 설계되었습니다:

• 컬러 그래픽 사인보드 및 메시지 보드:높은 광도와 타원형 패턴으로 사인보드의 백라이트 또는 직접 조명에 이상적이며, 가독성을 보장합니다.
• 가변 메시지 표지판 (VMS):고속도로, 공항 및 대중 교통 시스템에 사용됩니다. 빈닝 시스템은 대형 다중 LED 디스플레이 전반에 걸쳐 일관된 색상과 밝기를 가능하게 합니다.
• 상업용 야외 광고:자외선 차단 에폭시와 견고한 설계는 태양광과 기상 조건에 노출되는 가혹한 야외 환경에서 장기 신뢰성을 지원합니다.
• 승객 안내 표지판:특정 공간 방사 패턴은 풀컬러 디스플레이에서 다양한 색상을 생성하기 위해 빨간색 및 녹색 LED와 혼합되도록 맞춰져 있습니다.

8.2 설계 고려사항

• 구동 회로:안정적인 동작과 수명을 보장하기 위해 20mA(또는 낮은 밝기/전력을 위해 더 낮게)로 설정된 정전류 구동기를 사용하십시오. 직렬 스트링 설계 시 V_F빈닝을 고려하십시오.
• 열 관리:LED당 전력 소산이 100mW에 불과하지만, 밀폐형 표지판의 고밀도 어레이는 상당한 열을 발생시킬 수 있습니다. 접합 온도를 안전한 한계 내로 유지하여 빛 출력과 수명을 보존하기 위해 적절한 환기 또는 방열판을 확보하십시오.
• 광학 설계:110° x 40° 시야각을 활용하십시오. 110° 축이 원하는 수평 시야 영역을 커버하도록 LED를 배향하십시오. 필요한 경우 보조 광학 요소(확산판, 렌즈)를 사용하여 빔을 추가로 형성할 수 있습니다.
• ESD 보호:1kV ESD 정격에도 불구하고, 취급 및 조립 중 표준 ESD 예방 조치를 구현하십시오.

9. 기술 비교 및 차별화

데이터시트에 다른 부품 번호와의 직접적인 비교는 없지만, 이 LED의 주요 차별화 기능은 다음과 같이 추론할 수 있습니다:

• 타원형 렌즈 대 표준 원형 렌즈:주요 차별화 요소입니다. 타원형 렌즈는 직사각형 방사 패턴을 생성하며, 이는 원형 렌즈의 원형 패턴에 비해 직사각형 사인보드 영역을 조명하는 데 더 효율적이고 빛 낭비를 줄입니다.
• 색상 혼합을 위한 정합된 방사:데이터시트는 방사 패턴이 적색/녹색/청색 혼합 응용 분야에 맞춰져 있다고 명시적으로 언급합니다. 이는 RGB 픽셀 클러스터에서 다양한 시야각에서 균일한 색상 혼합을 보장하기 위한 신중한 광학 설계를 시사합니다.
• 고광도 빈닝:1450mcd까지의 빈을 제공하여 햇빛에서도 읽을 수 있는 응용 분야에 적합한 고휘도 옵션을 제공합니다.
• 자외선 차단 에폭시:야외 장기 수명을 위한 중요한 기능으로, 시간이 지남에 따라 캡슐화제의 황변 및 투과율 손실을 방지합니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

10.1 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇인가요?

피크 파장 (λ_p~468 nm)는 LED가 가장 많은 광학 파워를 방출하는 파장입니다.주 파장 (λ_d465-475 nm)는 인간의 눈에 LED와 동일한 색상으로 보이는 단색광의 파장입니다. 주 파장은 디스플레이의 색상 사양에 더 관련이 있습니다.

10.2 최대 밝기를 위해 이 LED를 30mA로 연속 구동할 수 있나요?

네, 30mA는 절대 최대 연속 순방향 전류입니다. 그러나 최대 정격에서 작동하면 더 많은 열이 발생하고 시간이 지남에 따라 루멘 감가를 가속화할 수 있습니다. 최적의 수명과 신뢰성을 위해, 더 높은 밝기가 필수적이고 열 관리가 우수하지 않는 한, 시험 전류인 20mA 이하로 구동하는 것이 권장됩니다.

10.3 주문 시 빈 코드(예: H1-2, 1b)는 어떻게 해석하나요?

"CAT" 코드(예: H1-2)는 광도 빈(H1 = 860-1030 mcd)과 순방향 전압 빈(2 = 3.2-3.4V)을 결합한 것입니다. "HUE" 코드(예: 1b = 467.5-470.0 nm)는 주 파장 빈을 지정합니다. 이러한 빈을 지정하면 일관된 디스플레이 결과를 위해 성능 특성이 밀집된 LED를 받을 수 있습니다.

10.4 보관 수명이 왜 3개월로 제한되며, 그 이후에는 어떻게 되나요?

표준 공장 조건(≤30°C/70%RH)에서의 3개월 제한은 플라스틱 패키지를 통한 수분 흡수에 대한 예방 조치입니다. 3개월 후, 수분 수준이 납땜을 위한 안전 한계를 초과할 수 있으며, 고온 리플로우 공정 중 내부 박리 또는 균열 위험("팝콘 현상")이 있습니다. 더 긴 보관을 위해서는 질소 충전, 건조된 환경이 수분 침투를 방지하여 안전한 보관 시간을 1년까지 연장합니다.

11. 설계 적용 사례 연구

시나리오: 고휘도 야외 가변 메시지 표지판(VMS) 설계

1. 요구사항 분석:표지판은 햇빛에서 읽을 수 있어야 하며, -20°C ~ +60°C 온도에서 작동해야 하며, 균일한 색상 외관을 가져야 합니다.
2. LED 선택:이 타원형 블루 LED는 높은 광도(최대 밝기를 위해 J1 빈 선택), 야외 사용을 위한 자외선 차단 에폭시, 그리고 빨간색 및 녹색 파트너와의 색상 혼합을 위한 정합된 방사 패턴 때문에 선택되었습니다.
3. 전기 설계:LED는 직렬 스트링으로 배열됩니다. 구동기는 18mA(여유를 위해 20mA보다 약간 낮게)로 설정된 정전류 타입입니다. 최악의 경우 V_F(빈 3에서 3.6V)는 각 스트링에 필요한 최소 구동기 전압을 계산하는 데 사용됩니다.
4. 열 설계:PCB는 금속 코어(MCPCB)로, LED 어레이에서 열을 효율적으로 전도합니다. 최대 주변 온도에서 LED 접합 온도가 85°C 이하로 유지되도록 열 시뮬레이션을 실행합니다.
5. 광학 및 기계적 설계:LED는 110° 축이 표지판 전체에 수평으로 정렬되도록 장착됩니다. 어레이 위에 보조 확산판을 배치하여 개별 LED 점을 매끄럽고 균일한 빛 패널로 혼합합니다.
6. 조달 및 조립:LED는 모든 생산 배치에 걸쳐 일관성을 보장하기 위해 특정 빈 코드(예: 광도용 J1, 파장용 2a)로 주문됩니다. 조립 중 납땜 프로파일 및 보관 지침을 엄격히 준수합니다.

12. 동작 원리

이 LED는 InGaN(인듐 갈륨 나이트라이드) 반도체 칩을 기반으로 합니다. 다이오드의 문턱 전압(약 2.8-3.6V)을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 반도체의 활성 영역으로 주입됩니다. 이들이 재결합하면서 광자의 형태로 에너지를 방출합니다. InGaN 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 다시 방출되는 빛의 파장을 정의합니다—이 경우 파란색 스펙트럼(~468 nm)입니다. 칩을 둘러싼 타원형 에폭시 렌즈는 1차 광학 요소 역할을 하여 방출된 빛을 원하는 110° x 40° 방사 패턴으로 굴절 및 형성합니다.

13. 기술 동향

사인보드용 LED는 계속 발전하고 있습니다. 이 데이터시트는 성숙한 스루홀(DIP) 제품을 나타내지만, 일반적인 산업 동향은 다음과 같습니다:

• 효율 증가 (lm/W):새로운 칩 기술과 형광체는 동일하거나 더 낮은 구동 전류에서 더 높은 광 출력을 가능하게 하여 전력 소비와 열 부하를 줄입니다.
• 표면 실장 소자(SMD) 채택:SMD 패키지는 기존 DIP 패키지에 비해 더 높은 밀도, 자동화된 조립 및 종종 더 나은 열 경로를 허용하지만, DIP는 특정 고출력 또는 레거시 설계에 여전히 관련이 있습니다.
• 개선된 색 재현 및 색역:반도체 재료 및 형광체 시스템의 발전으로 더 좁은 스펙트럼 피크와 더 포화된 색상을 가진 LED가 가능해져 풀컬러 디스플레이의 색역을 확장합니다.
• 통합 스마트 기능:일부 현대 사인보드 LED는 내장 구동기(IC 구동 LED) 또는 어드레싱 가능성을 통합하여 시스템 설계를 단순화합니다.
• 향상된 신뢰성 및 수명:패키징 재료의 지속적인 개선(예: 일부 고출력 응용 분야에서 에폭시를 대체하는 더 견고한 실리콘)으로 더 긴 작동 수명과 가혹한 환경에 대한 더 나은 저항성을 가져옵니다.

이 데이터시트에 설명된 제품은 특정 응용 분야에서 타원형 빔 패턴과 고광도 출력이 뚜렷한 이점을 제공하는 전문적이고 광학적으로 최적화된 구성 요소로서 이 환경 내에 위치합니다.