오벌 LED 램프 5484BN 데이터시트 - 타원형 - 시야각 110°/40° - 순방향 전압 1.8-2.4V - 광도 1220-2040mcd - 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 고성능 타원형 LED 램프의 사양을 상세히 설명합니다. 이 부품의 주요 설계 목표는 승객 정보 시스템 및 다양한 표지판 응용 분야를 위한 신뢰할 수 있고 효율적인 광원 역할을 하는 것입니다. 그 독특한 광학 설계와 형태는 실내외 환경 모두에서 선명하고 가시적인 디스플레이의 특정 요구 사항을 충족하도록 맞춤화되었습니다.

이 LED의 핵심 장점은 높은 광도 출력으로, 이는 잘 조명된 조건에서도 우수한 가시성을 보장합니다. 타원형 모양과 정밀하게 설계된 방사 패턴은 표지판 패널의 균일한 조명에 중요한 잘 정의된 공간적 광 분포를 제공합니다. 또한, 이 부품은 장수명을 염두에 두고 설계되었으며, 자외선 차단 에폭시를 사용하고 RoHS, EU REACH 및 무할로겐 요구 사항과 같은 주요 환경 및 안전 표준을 준수하여 글로벌 시장과 지속 가능한 설계 관행에 적합합니다.

목표 시장은 교통 인프라 장비, 상업 광고 시스템 및 공공 정보 디스플레이 제조업체를 포함합니다. 주요 응용 분야는 일관된 색상 혼합(특히 노란색, 파란색 또는 녹색 요소 포함)과 신뢰할 수 있는 성능이 가장 중요한 컬러 그래픽 표지판, 메시지 보드 및 가변 메시지 표지판(VMS)입니다.

2. 기술 파라미터 분석

2.1 절대 최대 정격

이 장치는 다음 절대 최대 한도 내에서 안정적으로 작동하도록 설계되었습니다. 이 정격을 초과하면 영구적인 손상을 초래할 수 있습니다.

• 역방향 전압 (V_R):5 V. 이는 LED 단자에 역방향으로 인가될 수 있는 최대 전압을 정의합니다.
• 순방향 전류 (I_F):50 mA (연속). 정상 작동을 위한 권장 최대 연속 전류입니다.
• 피크 순방향 전류 (I_FP):160 mA. 이는 허용 가능한 최대 펄스 전류로, 일반적으로 1 kHz에서 듀티 사이클 1/10 조건에서 지정됩니다. 멀티플렉싱 또는 짧은 고전류 펄스를 포함하는 설계에 중요합니다.
• 전력 소산 (P_d):120 mW. 열적 한도를 초과하지 않고 패키지가 소산할 수 있는 최대 전력으로, 순방향 전압과 전류의 곱으로 계산됩니다.
• 동작 온도 (T_opr):-40°C ~ +85°C. 장치가 정상적으로 기능할 것이 보장되는 주변 온도 범위입니다.
• 보관 온도 (T_stg):-40°C ~ +100°C. 장치가 전원이 공급되지 않을 때 안전하게 보관할 수 있는 온도 범위입니다.
• 접합 온도 (T_j):110°C. LED 내부 반도체 접합부에서 허용 가능한 최대 온도입니다.
• 솔더링 온도 (T_sol):5초 동안 260°C. 이는 PCB 조립 공정에 중요한 리플로우 솔더링 프로파일 허용 오차를 정의합니다.

2.2 전기-광학 특성

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

• 광도 (I_v):1220 - 2040 mcd (밀리칸델라). 이는 특정 방향으로 방출되는 가시광의 양을 나타냅니다. 넓은 범위는 빈닝 시스템(섹션 3 참조)을 통해 관리됩니다.
• 시야각 (2θ_1/2):110° (X축) / 40° (Y축). 이 비대칭 타원형 빔 패턴은 핵심 특징입니다. 110°의 넓은 각도는 표지판의 수평 시야에 이상적이며, 더 좁은 40° 수직 각도는 빛을 집중시키고 시청자를 위한 효율성을 향상시키는 데 도움이 됩니다.
• 피크 파장 (λ_p):632 nm (전형적). 스펙트럼 전력 분포가 최대가 되는 파장입니다.
• 주 파장 (λ_d):619 - 628 nm. 이는 빨간색 스펙트럼에 있는 빛의 인지된 색상을 정의합니다. 이 또한 빈닝의 대상입니다.
• 스펙트럼 방사 대역폭 (Δλ):20 nm (전형적). 최대 강도의 절반(FWHM)에서 방출 스펙트럼의 폭입니다.
• 순방향 전압 (V_F):1.8 - 2.4 V. 테스트 전류로 구동될 때 LED 양단의 전압 강하입니다. 이 범위는 빈닝에 의해 관리되며 구동 회로 설계에 영향을 미칩니다.
• 역방향 전류 (I_R):V_R=5V에서 10 μA (최대). 다이오드의 오프 상태에서의 누설 전류 측정값입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

대량 생산에서 일관된 성능을 보장하기 위해 LED는 주요 파라미터에 따라 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 밝기와 색상에 대한 특정 요구 사항과 일치하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 광도 빈닝

빈은 명목값에 대해 ±10% 허용 오차로 정의됩니다.

• 빈 H2:1220 - 1440 mcd
• 빈 J1:1440 - 1720 mcd
• 빈 J2:1720 - 2040 mcd

더 높은 빈(예: J2)을 선택하면 더 높은 최소 밝기가 보장되며, 이는 최대 가시성이 필요한 응용 분야나 표지판 확산판의 광학 손실을 보상하는 데 필요할 수 있습니다.

3.2 주 파장 빈닝

빈은 ±1 nm의 엄격한 허용 오차로 색상 일관성을 보장합니다.

• 빈 1:619 - 622 nm
• 빈 2:622 - 625 nm
• 빈 3:625 - 628 nm

색상 혼합 응용 분야(예: 노란색 또는 녹색 LED와 함께 사용)의 경우, 동일하거나 인접한 파장 빈에서 LED를 선택하는 것이 단위 간에 눈에 띄는 변동 없이 원하는 최종 색상을 달성하는 데 중요합니다.

3.3 순방향 전압 빈닝

빈은 ±0.1V의 허용 오차를 가집니다.

• 빈 1:1.8 - 2.0 V
• 빈 2:2.0 - 2.2 V
• 빈 3:2.2 - 2.4 V

동일한 전압 빈의 LED를 사용하면 직렬 또는 병렬 배열에서 전류 제한 저항 계산이 단순화되어 더 균일한 전류 분배와 밝기를 보장합니다.

4. 성능 곡선 분석

제공된 특성 곡선은 다양한 조건에서 LED의 동작에 대한 통찰력을 제공합니다.

4.1 상대 강도 대 파장

이 스펙트럼 분포 곡선은 632 nm를 중심으로 하고 전형적인 대역폭이 20 nm인 단색 빨간색 출력을 확인시켜 줍니다. 좁은 스펙트럼은 AlGaInP 재료 기술의 특징으로, 표지판에 이상적인 포화된 색상 순도를 제공합니다.

4.2 지향성 패턴

극좌표 방사 패턴은 비대칭 110° x 40° 시야각을 시각적으로 나타냅니다. 패턴은 잘 정의된 타원형 모양을 보여주며, 특징에서 주장하는 제어된 공간 방사를 확인시켜 줍니다. 이 패턴은 정보 디스플레이 세그먼트의 전형적인 종횡비와 일치하도록 설계되었습니다.

4.3 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

이 곡선은 다이오드의 전형적인 지수 관계를 보여줍니다. 순방향 전압은 전류와 함께 증가합니다. 설계자는 이를 사용하여 동작점을 결정하고 적절한 구동 회로(LED에는 정전류 구동 권장)를 설계합니다. 이 곡선은 장치의 동적 저항을 이해하는 데도 도움이 됩니다.

4.4 상대 강도 대 순방향 전류

이 곡선은 구동 전류의 함수로서 LED의 광 출력(광도)을 보여줍니다. 일반적으로 일정 범위에서 선형이지만, 더 높은 전류에서는 열적 및 효율 저하로 인해 포화됩니다. 권장 50mA 이하에서 작동하면 최적의 효율성과 수명을 보장합니다.

4.5 열적 특성

다음 곡선들:상대 강도 대 주변 온도및순방향 전류 대 주변 온도은 열 관리에 중요합니다. 이들은 주변 온도가 상승함에 따라 광도가 감소하는 것을 보여주며, 이는 모든 LED에 공통적인 현상입니다. 반대로, 일정 전압 구동의 경우, V_F의 음의 온도 계수로 인해 순방향 전류는 일반적으로 온도와 함께 증가하는 경향이 있어, 온도 범위에 걸쳐 안정적인 성능을 위한 정전류 구동기의 중요성을 강조합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

LED는 표면 실장 장치(SMD) 패키지로 제공됩니다. 주요 치수 정보는 다음과 같습니다:

• 다르게 지정되지 않는 한 모든 치수는 밀리미터 단위입니다.
• 대부분의 치수에는 ±0.25mm의 표준 허용 오차가 적용됩니다.
• 부품 플랜지 아래 수지의 최대 허용 돌출은 1.5mm로, PCB 간격 계산에 중요합니다.
• 데이터시트에는 스토퍼 기능이 있는 버전과 없는 버전의 두 가지 변형이 설명되어 있습니다. 스토퍼는 조립 중 배치 정확도를 돕거나 물리적 기준점을 제공할 가능성이 있습니다.

상세 도면은 리드 간격, 본체 크기 및 전체 높이를 지정하며, 이는 정확한 PCB 풋프린트를 생성하고 픽 앤 플레이스 기계에 의한 적절한 배치를 보장하는 데 필수적입니다.

5.2 극성 식별

추출된 텍스트에 명시적으로 상세히 설명되지는 않았지만, 표준 LED 패키지는 일반적으로 노치, 렌즈의 평평한 가장자리 또는 다른 모양의 리드와 같은 시각적 표시기를 사용하여 캐소드를 나타냅니다. PCB 풋프린트 설계는 솔더링 중 올바른 방향을 보장하기 위해 이 극성 표시와 일치해야 합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

적절한 취급은 장치의 무결성과 성능을 유지하는 데 중요합니다.

• 리드 성형:수령 후 스루홀 장착이 필요한 경우, 리드는 에폭시 불베이스에서 최소 3mm 떨어진 지점에서 구부려야 합니다. 모든 성형 작업은솔더링전에 수행되어 반도체 접합부에 스트레스를 전달하는 것을 피해야 합니다.
• 스트레스 회피:취급 및 배치 중 LED 패키지나 리드에 기계적 스트레스를 가하지 마십시오. 리드를 강제로 위치시키는 정렬되지 않은 PCB 구멍은 수지 균열이나 내부 손상을 일으켜 조기 고장을 초래할 수 있습니다.
• 리드 절단:리드 절단은 실온에서 수행해야 합니다. 뜨거운 절단 도구를 사용하면 내부 와이어 본딩이 손상될 수 있습니다.
• 리플로우 솔더링:이 장치는 최대 5초 동안 260°C의 피크 솔더링 온도를 견딜 수 있으며, 이는 표준 무연(SnAgCu) 리플로우 프로파일과 호환됩니다. 열 충격을 피하기 위해 권장 프로파일을 따르는 것이 중요합니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 방습 포장

부품은 장기 보관에 적합하고 표준 SMD 테이프 및 릴 자동화 조립 장비와 호환되는 방습 포장으로 공급됩니다.

7.2 테이프 및 릴 사양

캐리어 테이프의 상세 치수가 제공되며, 다음을 포함합니다:

• 부품 피치 (F):2.54 mm
• 테이프 너비 (W3):18.00 mm
• 릴 공급 구멍 피치 (P):12.70 mm
• 전체 테이핑 패키지 두께 (T):최대 1.42 mm

이 치수들은 자동화 배치 장비와의 호환성을 보장하기 위해 표준화되었습니다.

7.3 포장 수량

• 내부 카톤당 2000개.
• 마스터(외부) 카톤당 내부 카톤 10개, 총 마스터 카톤당 20,000개.

7.4 라벨 설명 및 부품 번호

릴 라벨에는 추적성과 올바른 적용을 위한 중요한 정보가 포함됩니다:

• CPN:고객 부품 번호
• P/N:제조사 제품 번호 (예: 5484BN/R7DC-AHJB/XR/MS)
• CAT, HUE, REF:각각 광도, 주 파장 및 순방향 전압에 대한 특정 빈닝을 나타내는 코드입니다.
• LOT No:품질 관리 추적성을 위한 제조 로트 번호입니다.

부품 번호 구조를 통해 스토퍼 유무(예: /R/MS 대 /PR/MS)와 같은 특정 변형을 선택할 수 있습니다.

8. 응용 제안

8.1 대표적인 응용 시나리오

• 승객 안내 표지판 (PIS):버스, 기차 및 공항에서 노선, 목적지 및 메시지를 표시하는 데 사용됩니다.
• 가변 메시지 표지판 (VMS):고속도로에서 교통 경고, 속도 제한 및 Amber/Silver 경보에 사용됩니다.
• 상업용 옥외 광고:대형 디지털 빌보드 및 표지판에 사용됩니다.
• 메시지 보드:경기장, 금융 티커 및 산업 제어판에 사용됩니다.

8.2 설계 고려사항

• 전류 구동:항상 정전류 구동기나 전류 제한 저항을 사용하십시오. 권장 동작 전류는 테스트용으로 20mA이지만, 열 소산을 고려하여 최대 50mA까지 설계를 최적화할 수 있습니다.
• 열 관리:전력 소산이 상대적으로 낮지만(최대 120mW), 특히 고밀도 배열이나 고주변 온도 환경에서는 적절한 구리 면적을 가진 효과적인 PCB 레이아웃을 권장합니다. 이는 광 출력과 수명을 유지하는 데 도움이 됩니다.
• 광학 설계:비대칭 빔 패턴(110°x40°)은 디스플레이 레이아웃과 정렬되어야 합니다. 예를 들어, 수평 텍스트 디스플레이에서는 LED의 110° 축이 수평이 되도록 배치하여 시야 영역을 최대화하십시오.
• 색상 혼합:다른 색상(노란색, 파란색, 녹색)과 함께 사용할 때는 모든 LED가 엄격한 파장 빈에서 나온 것인지 확인하여 일관되고 예측 가능한 혼합 색상(예: 특정 주황색 또는 흰색 음영)을 달성하십시오.
• ESD 보호:LED는 정전기 방전에 민감하므로 취급 및 조립 중 표준 ESD 예방 조치를 구현하십시오.

9. 기술 비교 및 차별화

이 타원형 LED는 몇 가지 핵심 기능을 통해 표준 원형 LED와 차별화됩니다:

• 빔 모양:주요 차별화 요소는 타원형 방사 패턴(110°x40°)으로, 이는 직사각형 표지판 세그먼트를 조명하는 데 본질적으로 표준 원형 빔보다 더 효율적이며, 낭비되는 빛을 줄이고 동일한 인지 밝기에 대해 전력 소비를 잠재적으로 낮출 수 있습니다.
• 응용 특화 설계:이는 명시적으로 "승객 안내 표지판용으로 설계"되었으며, 이는 그 광학 성능, 패키지 크기 및 신뢰성 목표가 연속 작동, 진동 및 넓은 온도 변화를 수반하는 이 까다로운 사용 사례에 최적화되었음을 의미합니다.
• 재료:AlGaInP 칩 기술을 기반으로 하며, 이는 빨간색 및 호박색 영역에서 높은 효율성으로 알려져 있어 오래된 기술에 비해 시간이 지나도 좋은 광 효율과 색상 안정성을 제공합니다.
• 규격 준수:단일 부품에서 RoHS, REACH 및 무할로겐 규격 준수를 결합하면 글로벌 시장, 특히 EU를 대상으로 하는 최종 제품 제조업체의 재료 선언 프로세스를 단순화합니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 피크 파장(632nm)과 주 파장(619-628nm)의 차이는 무엇입니까?

A: 피크 파장은 방출된 빛 스펙트럼의 물리적 피크입니다. 주 파장은 동일한 인지 색상을 유발할 단색광의 단일 파장입니다. LED의 경우 색상 사양에는 주 파장이 더 관련이 있는 경우가 많습니다. 빈닝은 주 파장을 기준으로 수행됩니다.

Q: 이 LED를 최대 순방향 전류 50mA로 연속 구동할 수 있습니까?

A: 예, 50mA 정격은 연속 작동을 위한 것입니다. 그러나 최대 정격에서 작동하면 더 많은 열이 발생하고 20mA와 같은 더 낮은 전류에서 작동하는 것에 비해 LED의 수명을 단축시킬 수 있습니다. 최대 전류에서 작동하는 경우 설계에 적절한 열 관리가 포함되어야 합니다.

Q: 시야각이 비대칭(110° x 40°)인 이유는 무엇입니까?

A: 이는 의도적인 광학 설계입니다. 정보 표지판은 일반적으로 높이보다 너비가 더 넓습니다. 110°의 넓은 각도는 수평 가시성을 보장하는 반면, 40°의 수직 각도는 빛을 집중시켜 표지판이 멀리서 더 밝게 보이게 하고 시청자가 있을 가능성이 있는 곳으로 빛을 향하게 하여 광학 효율을 향상시킵니다.

Q: 내 응용 분야에 맞는 올바른 빈을 어떻게 선택합니까?

A: 균일한 외관이 필요한 응용 분야(예: 대형 디스플레이)의 경우, 광도(예: J1)와 주 파장(예: 빈 2)에 대해 단일 빈을 지정하십시오. 약간의 변동이 허용되는 비용 민감한 응용 분야의 경우 더 넓은 빈이나 혼합 빈을 사용할 수 있습니다. 섹션 3의 빈닝 테이블을 참조하십시오.

Q: 정전류 구동기가 필요합니까?

A> 안정적인 전압 공급과 함께 간단한 저항기를 사용할 수 있지만, 정전류 구동기는 여러 가지 이유로 강력히 권장됩니다: V_F의 음의 온도 계수를 보상하고(열 폭주 방지), V_F빈 변동에 관계없이 모든 단위에서 일관된 밝기를 보장하며, 동작 온도 범위에 걸쳐 더 나은 성능을 제공합니다.

11. 설계 및 사용 사례 연구

시나리오: 버스 목적지 표지판 설계.

한 제조업체가 시내 버스용 새로운 LED 기반 목적지 표지판을 설계하고 있습니다. 이 표지판은 밝은 주간과 야간에 선명하게 읽을 수 있어야 하며, 버스 운행으로 인한 진동을 견디고 유지 보수를 최소화하기 위해 긴 서비스 수명을 가져야 합니다.

부품 선택:이 타원형 LED는 이상적인 후보입니다. 높은 광도(최대 2040mcd)는 주간 가시성을 보장합니다. 넓은 110° 수평 시야각은 승객이 버스 정류장에서 다양한 각도에서 표지판을 읽을 수 있게 합니다. 견고한 SMD 패키지와 자외선 차단 에폭시는 옥외, 고진동 환경에 적합합니다.

구현:LED는 도트 매트릭스 또는 세그먼트 형식으로 배열됩니다. 설계자는 단일 광도 빈(예: J1)과 단일 주 파장 빈(예: 빈 2)에서 LED를 선택하여 표지판 전체에 걸쳐 균일한 밝기와 색상을 보장합니다. 정전류 구동기 IC는 각 행 또는 열의 LED에 전원을 공급하는 데 사용되어, 버스의 변동하는 전기 시스템과 여름 더위부터 겨울 추위까지의 극한 온도에서 안정적인 작동을 보장합니다. 비대칭 빔은 목적지 표지판의 전형적인 넓고 짧은 형식과 일치하도록 110° 축이 수평이 되도록 배향됩니다.

12. 기술 원리 소개

이 LED는 알루미늄 갈륨 인듐 포스파이드(AlGaInP) 반도체 재료를 기반으로 합니다. p-n 접합에 순방향 전압이 인가되면 전자와 정공이 활성 영역으로 주입되어 재결합합니다. AlGaInP LED에서 이 재결합 과정은 가시 스펙트럼의 빨간색에서 호박색 부분에 해당하는 파장을 가진 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 특정 파장(주 파장)은 결정 성장 과정 중에 제어되는 AlGaInP 합금의 정확한 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. 타원형 빔 모양은 LED 칩(직사각형인 경우)의 특정 형상과 성형된 에폭시 돔의 렌즈 효과를 결합하여 달성되며, 이 돔은 한 축에서 다른 축보다 더 많은 빛을 굴절시키도록 형상화됩니다.

13. 기술 동향 및 배경

이 데이터시트는 성숙하고 신뢰할 수 있는 제품을 나타내지만, 더 넓은 LED 산업 동향은 배경을 제공합니다. 더 높은 광 효율(와트당 더 많은 루멘)을 향한 지속적인 추진이 있으며, 이는 에너지 소비와 열 발생을 줄입니다. 표지판 응용 분야의 동향에는 진단 기능이 있는 스마트 구동기 통합, 더 높은 밀도 디스플레이를 위한 칩 스케일 패키지(CSP) LED 사용, 풀컬러 RGB 디스플레이를 위한 개선된 색 재현성과 일관성에 대한 초점이 포함됩니다. 또한, 환경 규정 준수(RoHS, REACH, 무할로겐)에 대한 강조는 차별화 요소가 아닌 기본 요구 사항이 되어 모든 제조업체가 더 깨끗한 재료와 공정을 채택하도록 압력을 가하고 있습니다. 이 부품은 전문 표지판용 응용 최적화된 신뢰할 수 있는 주력 LED 범주에 확실히 속하며, 여기서는 특정 조건에서의 장수명과 일관된 성능이 원시 피크 성능 지표보다 더 가치 있게 여겨집니다.