타원형 LED 램프 3474BARR/MS 데이터시트 - 타원형 - 110°/60° 시야각 - 1.6-2.6V 순방향 전압 - 선명한 적색 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 고성능 타원형 LED 램프의 사양을 상세히 설명합니다. 이 소자는 정보 표시 시스템에서 정밀한 광학 성능과 신뢰할 수 있는 조명이 필요한 응용 분야를 위해 설계되었습니다.

1.1 핵심 장점 및 제품 포지셔닝

이 LED의 주요 장점은 노란색, 파란색 또는 녹색 시스템에서 색상 혼합 응용에 특별히 맞춤화된 독특한 타원형 방사 패턴입니다. 이는 명확하게 정의된 공간 방사 엔벨로프 내에서 높은 발광 강도 출력을 제공하도록 설계되었습니다. 본 제품은 선명도, 신뢰성 및 특정 빔 형성이 중요한 상업용 및 공공 정보 디스플레이를 위한 전문 구성 요소로 포지셔닝됩니다.

1.2 타겟 시장 및 적용 분야

타겟 시장은 전문 표지판 및 정보 시스템 제조업체를 포함합니다. 주요 적용 분야는 다음과 같습니다:

• 컬러 그래픽 사인
• 메시지 보드
• 가변 메시지 사인 (VMS)
• 상업용 야외 광고

이러한 응용 분야는 LED의 높은 밝기, 정의된 빔 패턴 및 환경 견고성으로부터 이점을 얻습니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

이 섹션은 소자의 주요 전기적, 광학적 및 열적 특성에 대한 객관적인 분석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

절대 최대 정격은 소자에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 한계에서 또는 그 근처에서 소자를 지속적으로 동작시키는 것은 권장되지 않으며 신뢰성에 영향을 미칩니다.

• 역방향 전압 (V_R):5 V. 역방향 바이어스에서 이 전압을 초과하면 접합 파괴를 일으킬 수 있습니다.
• 순방향 전류 (I_F):50 mA (연속).
• 피크 순방향 전류 (I_FP):160 mA (펄스, 듀티 사이클 1/10 @ 1kHz). 이 정격은 멀티플렉싱 디스플레이 응용에 유용한 단시간 오버드라이브를 허용합니다.
• 전력 소산 (P_d):120 mW. 이는 Ta=25°C에서 패키지가 소산할 수 있는 최대 전력입니다. 더 높은 주변 온도에서는 감액이 필요합니다.
• 동작 온도 (T_opr):-40°C ~ +85°C. 이 넓은 범위는 가혹한 야외 환경에서의 기능성을 보장합니다.
• 보관 온도 (T_stg):-40°C ~ +100°C.
• 솔더링 온도 (T_sol):260°C, 5초. 이는 리플로우 솔더링 프로파일 허용 오차를 정의합니다.

2.2 전기-광학 특성

이 파라미터들은 I_F= 15mA 및 Ta = 25°C의 표준 테스트 조건에서 측정되며, 성능 비교를 위한 기준을 제공합니다.

• 발광 강도 (I_v):715 mcd (최소), 1573 mcd (최대). 전형적인 값은 이 빈닝 범위 내에 있습니다 (섹션 3 참조). 높은 강도는 표지판의 주간 가시성에 중요합니다.
• 시야각 (2θ_1/2):110° (X축) / 60° (Y축). 이 비대칭 타원형 패턴은 핵심 기능으로, 넓은 수평 커버리지와 더 집중된 수직 방사를 제공하여 다양한 수평 각도에서 보는 표지판에 이상적입니다.
• 피크 파장 (λ_p):632 nm (전형적). 이는 스펙트럼 전력 분포가 최대가 되는 파장입니다.
• 주 파장 (λ_d):619 nm (최소), 621 nm (전형), 629 nm (최대). 이는 인간의 눈이 인지하는 LED 색상의 단일 파장 지점이며 빈닝 대상입니다.
• 스펙트럼 방사 대역폭 (Δλ):20 nm (전형적). 이는 AlGaInP 칩에서 방출되는 적색광의 스펙트럼 순도를 나타냅니다.
• 순방향 전압 (V_F):1.6 V (최소), 2.6 V (최대) at I_F=15mA. 이 범위는 드라이버 설계 및 전원 공급 요구사항을 위해 고려되어야 합니다.
• 역방향 전류 (I_R):10 μA (최대) at V_R=5V. 낮은 역방향 전류는 우수한 접합 품질을 나타냅니다.

2.3 열적 특성

별도의 표에 명시적으로 나열되지는 않았지만, 열적 성능은 전력 소산 정격 및 동작 온도 범위를 통해 암시됩니다. 소자의 성능은 특성 곡선에 표시된 바와 같이 주변 온도에 따라 변합니다. 특히 높은 순방향 전류에서 또는 상승된 주변 온도에서 동작할 때 접합 온도를 안전한 한계 내로 유지하기 위해 적절한 PCB 레이아웃 및 필요한 경우 방열판이 필요합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

어셈블리에서 일관된 색상과 밝기를 보장하기 위해 LED는 주요 파라미터를 기준으로 분류(빈닝)됩니다.

3.1 발광 강도 빈닝

LED는 I_F= 15mA에서 측정된 발광 강도를 기준으로 세 개의 빈(RH, RJ, RK)으로 분류됩니다. 빈 내 허용 오차는 ±10%입니다.

• 빈 RH:715 mcd ~ 930 mcd
• 빈 RJ:930 mcd ~ 1210 mcd
• 빈 RK:1210 mcd ~ 1573 mcd

균일한 패널 밝기가 필요한 응용 분야에서는 빈 코드를 지정하는 것이 필수적입니다.

3.2 주 파장 빈닝

LED는 색상 일관성을 제어하기 위해 주 파장으로도 빈닝됩니다. 허용 오차는 ±1nm입니다.

• 빈 R1:619 nm ~ 624 nm
• 빈 R2:624 nm ~ 629 nm

색상 혼합 응용 또는 특정 적색 음영이 필요한 표지판의 경우 파장 빈을 지정하는 것이 중요합니다.

4. 성능 곡선 분석

전형적인 특성 곡선은 비표준 조건에서 소자의 동작에 대한 통찰력을 제공합니다.

4.1 상대 강도 대 파장

이 곡선은 스펙트럼 전력 분포를 보여주며, 약 632 nm에서 피크를 이루고 전형적인 대역폭(FWHM)은 20 nm입니다. 이는 AlGaInP 칩의 적색 스펙트럼 내에서 방출됨을 확인시켜 줍니다.

4.2 지향성 패턴

극좌표 플롯은 비대칭 시야각을 시각적으로 나타냅니다: 수평(X) 평면에서 약 110°, 수직(Y) 평면에서 약 60°로, 타원형 방사 패턴을 확인시켜 줍니다.

4.3 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

이 곡선은 드라이버 설계에 필수적입니다. 전류와 전압 사이의 지수 관계를 보여줍니다. 전형적인 동작 전류에서 순방향 전압은 1.6V에서 2.6V 사이일 것으로 예상됩니다. 이 곡선은 직렬 저항 계산 또는 정전류 드라이버 설계에 도움이 됩니다.

4.4 상대 강도 대 순방향 전류

이 곡선은 광 출력이 구동 전류에 어떻게 의존하는지 보여줍니다. 출력은 전류가 증가함에 따라 증가하지만 완벽하게 선형적이지는 않으며, 매우 높은 전류에서는 열적 효과로 인해 효율이 떨어질 수 있습니다. 절대 최대 정격 이상으로 동작하는 것은 금지됩니다.

4.5 온도 의존성 곡선

상대 강도 대 주변 온도:주변 온도가 증가함에 따라 광 출력이 감소함을 보여줍니다. 이 감액은 뜨거운 환경에서 충분한 밝기를 유지하기 위해 열 설계 시 고려되어야 합니다.
순방향 전류 대 주변 온도:순방향 전압 특성이 온도에 따라 어떻게 변하는지 설명할 가능성이 높으며, 이는 정전압 구동 시나리오에서 중요합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

치수 도면은 PCB 풋프린트 설계, 배치 및 간격을 위한 중요한 측정값을 제공합니다. 주요 특징으로는 타원형 렌즈 모양, 리드 간격(피치 2.54mm), 플랜지 아래 수지의 최대 돌출부(1.5mm)가 있습니다. 지정되지 않은 모든 치수는 ±0.25mm의 허용 오차를 가집니다. 설계자는 적절한 장착 및 솔더링을 보장하기 위해 이 치수를 준수해야 합니다.

5.2 극성 식별

데이터시트 다이어그램은 애노드와 캐소드 리드를 나타냅니다. 일반적으로 더 긴 리드가 애노드(+)이지만, PCB 풋프린트 설계는 역방향 설치를 방지하기 위해 패키지 도면과 명확히 일치해야 합니다. 올바른 극성은 소자 동작 및 역방향 바이어스로 인한 손상 방지에 필수적입니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

적절한 취급은 신뢰성에 매우 중요합니다.

6.1 리드 성형

• 굽힘은 에폭시 불브의 베이스에서 최소 3mm 이상 떨어진 곳에서 이루어져야 합니다.
• 리드를 성형하십시오전에 soldering.
• 굽힘 중에 패키지에 응력을 가하지 마십시오.
• 실온에서 리드를 자릅니다.
• PCB 홀이 LED 리드와 완벽하게 정렬되도록 하여 장착 응력을 피하십시오.

6.2 보관 조건

• 권장 보관: ≤30°C 및 ≤70% 상대 습도.
• 출하 후 유통 기한: 이러한 조건에서 3개월.
• 더 긴 보관(최대 1년): 질소 분위기와 건조제가 있는 밀봉 용기를 사용하십시오.
• 습한 환경에서 급격한 온도 변화를 피하여 응결을 방지하십시오.

6.3 솔더링 공정

• 솔더 접합부에서 에폭시 불브까지 3mm 이상의 거리를 유지하십시오.
• 솔더링은 리드프레임의 타이 바 베이스를 넘어 확장되어서는 안 됩니다.
• 리플로우 중 260°C, 5초의 피크 솔더링 온도 한계를 따르십시오.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 방습 포장

부품은 캐리어 테이프와 릴이 포함된 방습 포장으로 공급되며, 내부 카톤과 외부 카톤 내에 배치됩니다.

7.2 포장 수량

• 내부 카톤당 2500개.
• 외부 카톤당 10개의 내부 카톤 (총 25,000개).

7.3 라벨 설명

릴 라벨에는 추적성 및 검증을 위한 필수 정보가 포함됩니다: 고객 제품 번호 (CPN), 제품 번호 (P/N), 포장 수량 (QTY), 발광 강도 (CAT), 주 파장 (HUE), 순방향 전압 (REF)에 대한 빈닝 코드, 그리고 로트 번호 (LOT No).

7.4 캐리어 테이프 및 릴 사양

자동 픽 앤 플레이스 조립 장비와의 호환성을 위해 캐리어 테이프(포켓 피치, 깊이 등) 및 릴에 대한 상세 치수가 제공됩니다. 주요 파라미터로는 구성 요소 피치 (F) 2.54mm 및 테이프 공급 홀 피치 (P) 12.70mm가 포함됩니다.

7.5 제품 명칭 / 파트 넘버링

파트 번호는 구조화된 형식을 따릅니다:3474 B A R R - □ □ □ □. "3474"는 패키지 패밀리/크기를 나타냅니다. 다음 문자(B, A, R, R)는 색상(선명한 적색), 렌즈 유형 및 성능 등급과 같은 속성을 지정합니다. 마지막 네 자리 자리 표시자(□)는 강도(CAT) 및 파장(HUE)에 대한 빈닝 코드를 지정하는 데 사용되며, 사용자가 응용 분야에 필요한 정확한 성능 등급을 주문할 수 있게 합니다.

8. 적용 제안 및 설계 고려사항

8.1 일반적인 적용 회로

단순한 정전압 공급(예: 5V)의 경우 직렬 전류 제한 저항이 필수적입니다. 저항 값 (R_s)은 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다: R_s= (V_공급- V_F) / I_F. 전류가 한계를 초과하지 않도록 데이터시트의 최대 V_F를 사용하십시오. 다중 LED 어레이 또는 중요한 응용 분야의 경우, V_F변동 및 온도 효과를 보상하므로 안정적인 밝기와 수명을 보장하기 위해 정전류 드라이버를 강력히 권장합니다.

8.2 열 관리

저전력 소자이지만, 밀집된 표지판 또는 높은 주변 온도 환경(예: 야외 캐비닛)에서는 열 관리가 중요합니다. 적절한 환기를 보장하고 대형 어레이의 경우 효과적으로 열을 발산하고 광 출력을 유지하기 위해 금속 코어 PCB(MCPCB) 사용을 고려하십시오.

8.3 광학 통합

타원형 빔 패턴은 다른 색상과 혼합되도록 설계되었습니다. 다색 픽셀(예: 풀컬러 사인)을 설계할 때, 적색, 녹색 및 청색 LED의 물리적 배치 및 방향은 의도된 시청 위치에서 적절한 색상 혼합을 달성하기 위해 각각의 시야각을 고려해야 합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

이 LED의 주요 차별화 요소는타원형 방사 패턴 (110°x60°)입니다. 대칭적인 시야각(예: 120°)을 가진 표준 원형 LED와 비교하여, 이 형상은 수평 표지판에 최적화된 광 분포를 제공하여 목표 응용 분야에 대해 낭비되는 빛을 줄이고 효율성을 향상시킬 수 있습니다.자외선 차단 에폭시의 사용은 야외 응용에서 렌즈 황변을 방지하고 시간이 지나도 광 출력을 유지하는 데 중요합니다.할로겐 프리(Br/Cl 한계) 및RoHS/REACH표준 준수는 엄격한 환경 규정을 가진 글로벌 시장에 적합하게 만듭니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

Q1: 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇입니까?
A1: 피크 파장 (λ_p)은 스펙트럼 출력 곡선의 물리적 피크입니다(여기서 632 nm). 주 파장 (λ_d)은 인지되는 색상 지점입니다(전형적 621 nm). 주 파장은 디스플레이의 색상 사양과 더 관련이 있습니다.

Q2: 이 LED를 15mA 대신 20mA로 구동할 수 있습니까?
A2: 예, 하지만 "상대 강도 대 순방향 전류" 곡선을 참조해야 합니다. 발광 강도는 더 높아지지만, I_F와 V_F의 곱이 절대 최대 전력 소산(120mW)을 초과하지 않도록 해야 하며, 특히 높은 주변 온도에서 그렇습니다. 감액이 필요할 수 있습니다.

Q3: 유통 기한이 왜 3개월밖에 안 됩니까?
A3: 이는 습도에 민감한 소자에 대한 예방 조치입니다. 에폭시 패키지는 공기 중의 습기를 흡수할 수 있습니다. "젖은" 소자가 고온 솔더링에 노출되면 습기의 급속한 기화로 인해 내부 손상("팝콘 현상")이 발생할 수 있습니다. 3개월 제한은 표준 공장 조건을 가정합니다. 더 긴 보관을 위해서는 질소 백 방법이 규정되어 있습니다.

Q4: 주문 시 빈 코드를 어떻게 해석합니까?
A4: 파트 번호 자리 표시자 필드에 필요한 발광 강도 빈(예: RK)과 주 파장 빈(예: R1)의 조합을 지정해야 합니다. 이렇게 하면 일관된 밝기와 색상을 가진 LED를 받을 수 있습니다.

11. 설계 및 사용 사례 연구

시나리오: 고속도로용 단일 라인 VMS 설계
엔지니어가 가변 메시지 사인을 설계하고 있습니다. 각 픽셀에는 적색 서브픽셀이 필요합니다. 그들은 높은 밝기(주간 가시성)와 넓은 수평 시야각을 위해 이 타원형 LED를 선택하여 여러 차선의 운전자에게 가독성을 보장합니다. 최대 강도를 위해 빈 RK를, 일관된 적색 색조를 위해 빈 R1을 선택합니다. LED는 LED당 15mA로 설정된 정전류 드라이버에 의해 구동되어 수명과 안정적인 출력을 보장합니다. PCB 레이아웃은 패키지 치수를 정확히 따르며, 설계에는 LED 패드 아래에 열 비아를 포함하여 금속 사인 하우징으로 열을 발산합니다. 비대칭 빔 패턴은 110° 축을 수평으로 배향하여 고속도로를 따라 시야 복도를 최대화합니다.

12. 동작 원리

이 LED는 AlGaInP(알루미늄 갈륨 인듐 포스파이드) 반도체 칩을 기반으로 합니다. p-n 접합에 순방향 전압이 인가되면 전자와 정공이 활성 영역으로 주입되어 재결합합니다. AlGaInP 재료에서 이 재결합 사건은 가시 스펙트럼의 적색에서 호박색 부분에 해당하는 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. AlGaInP 층의 특정 구성은 주 파장을 결정합니다. 생성된 빛은 그 다음 원하는 110°x60° 방사 패턴을 생성하는 1차 광학 장치 역할을 하는 성형된 타원형 에폭시 렌즈에 의해 형성됩니다.

13. 기술 동향

표지판 및 디스플레이 LED 시장에서 동향은 전력 소비 및 열 부하를 줄이는 더 높은 효율(와트당 더 많은 루멘)을 지속적으로 추구하고 있습니다. 또한 복잡한 보정 없이 고품질 풀컬러 디스플레이를 가능하게 하기 위해 개선된 색상 일관성 및 더 엄격한 빈닝 허용 오차를 위한 추진이 있습니다. 패키징 기술은 도전적인 환경을 위해 더 큰 신뢰성과 더 높은 최대 동작 온도를 제공하기 위해 진화하고 있습니다. 이 제품은 기존의 리드 패키지를 사용하지만, 업계는 자동화 조립을 위한 표면 실장 장치(SMD) 패키지로 광범위하게 이동하고 있지만, 리드 패키지는 스루홀 장착 견고성 또는 특정 광학 특성이 필요한 특정 응용 분야에서 여전히 관련성을 유지하고 있습니다.