LTW-Q35ZRGB RGB LED 데이터시트 - SMD 패키지 - 적색 2.1V / 녹색 2.9V / 청색 3.0V - 총 소비전력 0.18W - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTW-Q35ZRGB는 고체조명 애플리케이션을 위해 설계된 소형 표면실장 RGB(적색, 녹색, 청색) LED입니다. 단일 패키지 내에 세 개의 개별 LED 칩(적색, 녹색, 청색)을 통합하여 가산 혼색을 통해 넓은 스펙트럼의 색상을 생성할 수 있습니다. 이 장치는 기존 조명에 비해 에너지 효율적이며, 긴 수명과 높은 신뢰성을 제공합니다.

1.1 핵심 장점

이 LED의 주요 장점은 초소형 폼 팩터, 자동 피크 앤 플레이스 조립 장비와의 호환성, 표준 적외선(IR) 및 기상 리플로우 솔더링 공정에의 적합성을 포함합니다. EIA 표준 패키지로 설계되었으며 집적 회로 구동 레벨과 호환됩니다. 본 제품은 무연이며 RoHS 지침을 준수하는 친환경 이니셔티브를 따릅니다.

1.2 목표 애플리케이션

이 다용도 LED는 광범위한 조명 애플리케이션을 대상으로 합니다. 주요 시장은 가전제품의 분위기 조명, 손전등 및 자전거 등과 같은 휴대용 조명 솔루션, 실내외 주거 및 상업 공간의 건축 조명(다운라이터, 코브 라이팅, 선반 하단 조명), 장식 및 엔터테인먼트 조명, 보안 및 정원 조명(볼라드), 교통 비콘, 철도 건널목 신호등, 엣지 라이트 사인(예: 비상구 표시, 판매점 디스플레이)과 같은 특수 신호 애플리케이션을 포함합니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 전기광학적 특성

모든 측정은 주변 온도(Ta) 25°C에서 지정됩니다. 주요 파라미터는 각 색상 채널(적색, 녹색, 청색)의 개별 성능과 결합된 백색광 출력을 정의합니다.

• 광속(Φv):순방향 전류(IF) 20mA에서 개별 색상의 일반적인 광속은 적색 2.55 lm, 녹색 7.35 lm, 청색 0.95 lm입니다. 백색광을 생성하기 위해 특정 전류로 구동할 때(적색=25mA, 녹색=13mA, 청색=15mA), 일반적인 결합 광속은 10.50 lm입니다.
• 광도(Iv):IF=20mA에서의 일반적인 광도는 적색 920 mcd, 녹색 2500 mcd, 청색 340 mcd입니다. 지정된 구동 조건에서의 결합 백색광 강도는 3500 mcd입니다.
• 시야각(θ1/2):결합 백색 출력의 일반적인 반값 시야각은 130도로, 넓은 빔 패턴을 나타냅니다.
• 주파장(λd):각 칩의 지각되는 색상을 정의합니다. 지정된 범위는 적색 618-628 nm, 녹색 520-530 nm, 청색 465-475 nm입니다.
• 순방향 전압(VF):시험 전류에서 LED 양단의 전압 강하입니다. 일반적인 값은 적색 2.1V(20mA), 녹색 2.9V(20mA), 청색 3.0V(20mA)입니다. 최대값은 각각 2.4V, 3.5V, 3.5V입니다.
• ESD 내전압:본 장치는 인체 모델(HBM)을 사용하여 8KV의 정전기 방전(ESD)을 견딜 수 있지만, 적절한 ESD 취급 주의사항을 강력히 권장합니다.

2.2 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이러한 조건에서의 동작은 보장되지 않습니다.

• 소비 전력(Po):개별 채널의 최대 허용 전력은 적색 96 mW, 녹색 및 청색 144 mW입니다. 전체 패키지의 총 소비 전력은 180 mW를 초과해서는 안 됩니다.
• 순방향 전류:각 채널의 연속 순방향 전류(IF)는 40 mA입니다. 펄스 동작(≤1/10 듀티 사이클, ≤10ms 펄스 폭)에 대한 피크 순방향 전류(IFP)는 채널당 100 mA입니다.
• 역방향 전압(VR):최대 5V입니다. 역바이어스 상태에서 동작하면 고장을 일으킬 수 있습니다.
• 온도 범위:동작 온도(Topr)는 -40°C ~ +80°C입니다. 저장 온도(Tstg)는 -40°C ~ +100°C입니다.
• 솔더링 조건:본 장치는 260°C에서 5초 동안 무연 솔더링을 견딜 수 있습니다.

3. 빈닝 시스템 설명

LED는 생산 애플리케이션에서 색상과 밝기의 일관성을 보장하기 위해 광속과 색도 좌표에 따라 빈으로 분류됩니다.

3.1 광속 빈닝

백색광 출력(적색=25mA, 녹색=13mA, 청색=15mA로 구동 시)은 빈(V3 ~ V6)으로 분류됩니다. 예를 들어, 빈 V3은 광속 8.00 lm(최소)부터 10.50 lm(최대)까지를 포함합니다. 각 빈의 허용 오차는 +/-10%입니다.

3.2 색도 빈닝

결합 백색광 색도는 CIE 1931 (x, y) 다이어그램 상에 정의됩니다. 데이터시트는 색상 등급(A1 ~ D4)의 상세한 표를 제공하며, 각 등급은 네 개의 (x, y) 좌표 쌍으로 정의된 색도 차트 상의 사각형 영역을 지정합니다. 이를 통해 설계자는 엄격하게 제어된 백색점 좌표를 가진 LED를 선택할 수 있습니다. 각 색조 빈의 허용 오차는 x 및 y 좌표 모두에서 +/- 0.01입니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에는 일반적인 특성 곡선이 포함되어 있습니다(제공된 텍스트에는 재현되지 않았으나 참조됨). 이 곡선들은 설계 분석에 필수적입니다.

• I-V(전류-전압) 곡선:각 색상 칩에 대해 다양한 전류와 온도 범위에서 순방향 전류와 순방향 전압의 관계를 보여줍니다. 이는 올바른 전류 제한 회로 설계에 중요합니다.
• 상대 광도 대 순방향 전류:구동 전류가 증가함에 따라 광 출력이 어떻게 비례하는지 설명하며, 높은 전류에서의 비선형성 및 효율 저하 가능성을 강조합니다.
• 상대 광도 대 주변 온도:광 출력의 열적 감소를 보여줍니다. 접합 온도가 상승하면 발광 효율이 일반적으로 감소합니다.
• 스펙트럼 파워 분포:적색, 녹색, 청색 칩에 대해 각 파장에서 방출되는 빛의 상대적 강도를 보여주며, 이 장치로 가능한 색 영역을 정의합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 외형 치수

장치는 특정 폼 팩터를 가집니다. 모든 치수는 밀리미터 단위이며 일반적인 허용 오차는 ±0.2 mm입니다. 주요 기계적 참고사항은 사출점의 위치(리드 위에 위치해야 함)와 열 슬러그가 전기적으로 도전성이라는 사실을 포함하며, 이는 PCB 레이아웃 시 단락을 방지하기 위해 고려되어야 합니다.

5.2 극성 식별 및 패드 설계

데이터시트는 권장 인쇄 회로 기판(PCB) 부착 패드 레이아웃을 제공합니다. 여기에는 네 개의 리드(각 색상의 애노드와 캐소드, 일반적으로 공통 캐소드 또는 애노드 구성)와 중앙 열 패드(열 슬러그)에 대한 솔더 패드의 크기, 모양 및 간격이 포함됩니다. 올바른 패드 설계는 신뢰할 수 있는 솔더링, 열 관리 및 툼스토닝 방지에 중요합니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

무연 공정에 대한 J-STD-020D를 준수하는 권장 적외선(IR) 리플로우 솔더링 프로파일이 제공됩니다. 이 프로파일은 프리히트, 소크, 리플로우(피크 온도) 및 냉각 단계를 특정 시간 및 온도 제약 조건으로 정의하여 LED 패키지를 손상시키지 않고 신뢰할 수 있는 솔더 접합을 보장합니다.

6.2 세척 및 취급

세척은 지정된 화학 물질로만 수행해야 합니다. 필요한 경우 LED를 상온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 1분 미만 담글 수 있습니다. 지정되지 않은 화학 물질은 에폭시 렌즈를 손상시킬 수 있습니다. 엄격한 ESD 예방 조치가 필수입니다: 정전기 방전으로 인한 손상을 방지하기 위해 정전기 방지 손목띠, 정전기 방지 장갑 및 적절하게 접지된 장비 사용을 권장합니다.

7. 포장 및 주문 정보

LED는 자동 조립 장비와 호환되는 7인치 직경 릴에 12mm 너비의 테이프에 포장되어 공급됩니다. 테이프 및 릴 포장 치수는 표준 피더와의 호환성을 보장하기 위해 지정됩니다. 부품 번호는 LTW-Q35ZRGB입니다.

8. 애플리케이션 제안

8.1 설계 고려사항

• 전류 구동:안정적인 색상 출력을 유지하고 열 폭주를 방지하기 위해 각 색상 채널에 정전류 드라이버를 사용하십시오. 순방향 전압 변동(빈닝 참조)으로 인해 색상이 중요한 애플리케이션에서는 정전압 구동이 비실용적입니다.
• 열 관리:소형이지만 소비 전력(최대 총 180mW)은 열을 발생시킵니다. 구리 영역에 연결된 열 패드 사용을 포함한 적절한 PCB 열 설계는 접합 온도를 한계 내로 유지하고 장기적인 신뢰성과 안정적인 광 출력을 보장하는 데 필수적입니다.
• 색상 혼합 제어:특정 백색점 또는 색상을 달성하기 위해 각 채널의 펄스 폭 변조(PWM)는 아날로그 디밍보다 선호되는 방법입니다. 이는 넓은 디밍 범위에서 색도를 유지하기 때문입니다.

9. 신뢰성 및 테스트

데이터시트는 제품의 견고성을 입증하는 포괄적인 신뢰성 테스트 계획을 설명합니다. 테스트에는 솔더링 열 저항(RTSH), 고온 및 고전류에서의 정상 상태 수명 테스트(SSLT) 3000시간, 온도 사이클링(TC), 열 충격(TS) 및 고온/고습 저장(WHTS)이 포함됩니다. 고장 기준은 순방향 전압(최대 상한 사양의 110%), 광속(최소 하한 사양의 50%) 및 색도 좌표(변화 <0.02)의 변화를 기준으로 정의됩니다.

10. 기술 비교 및 포지셔닝

개별 단색 LED와 비교하여 이 통합 RGB 패키지는 상당한 보드 공간을 절약하고 조립을 단순화합니다. 넓은 130도 시야각은 집중된 스포트 라이팅보다는 영역 조명에 적합합니다. 지정된 ESD 등급과 무연 리플로우 호환성은 현대적인 제조 및 신뢰성 표준을 충족합니다. 상세한 빈닝 구조는 건축 조명 및 사인과 같이 색상 일관성이 필요한 애플리케이션에서 경쟁력을 갖추게 합니다.

11. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 이 RGB LED로 순수한 백색광을 어떻게 생성하나요?

A: 순수한 백색은 단일 점이 아니라 색도 다이어그램 상의 범위입니다. 광속 빈닝 표에 나열된 특정 전류(적색=25mA, 녹색=13mA, 청색=15mA)로 적색, 녹색, 청색 채널을 구동하여 색상 등급 빈(A1-D4)에 정의된 백색점을 달성해야 합니다. 정확한 백색점은 LED의 특정 빈에 따라 달라집니다.

Q: LED를 최대 연속 전류(채널당 40mA)로 계속 구동할 수 있나요?

A: 가능하지만 최적의 수명과 효율을 위해서는 권장되지 않습니다. 더 낮은 전류(예: 20mA 시험 조건 또는 혼합 백색 조건)로 구동하면 접합 온도가 낮아지고 효율(와트당 루멘)이 높아지며 작동 수명이 크게 연장됩니다. 항상 총 소비 전력 한계 180mW를 고려하십시오.

Q: 열 슬러그는 왜 전기적으로 도전성이 있으며, 이를 어떻게 처리해야 하나요?

A: 슬러그는 LED 다이에서 PCB로 열을 효율적으로 전달하기 위해 도전성입니다. PCB 레이아웃에서 슬러그의 패드는 의도적으로 특정 전위(종종 접지)에 연결하지 않는 한 다른 모든 회로 트레이스와 전기적으로 절연되어야 합니다. 큰 접지 평면에 열 릴리프 연결을 만드는 것이 일반적인 관행입니다.

12. 설계 및 사용 사례 연구

시나리오: 엣지 라이트 비상구 표시등 설계여러 개의 LTW-Q35ZRGB LED가 아크릴 라이트 가이드의 가장자리를 따라 배치됩니다. 마이크로컨트롤러는 각 LED의 세 채널을 제어합니다. 일정한 조명을 위해 LED는 백색광에 대해 지정된 전류로 구동됩니다. 넓은 시야각은 표시등 전면에 고른 조명을 보장합니다. 특정 광속 빈(예: V3 또는 V4) 선택은 모든 유닛에서 일관된 밝기를 보장합니다. 엄격한 색상 등급(예: 모두 빈 B2에서) 선택은 모든 표시등이 동일한 백색을 갖도록 보장하며, 이는 브랜드 및 안전 표준 일관성에 중요합니다. SMD 패키지는 컴팩트하고 낮은 프로파일의 표시등 설계와 자동 조립을 가능하게 합니다.

13. 동작 원리

LED는 반도체 물질의 전계발광 원리에 따라 동작합니다. 다이오드의 문턱값을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, 반도체 칩(적색은 AlInGaP, 녹색/청색은 InGaN과 같은 물질로 구성)의 활성 영역 내에서 전자와 정공이 재결합하여 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 반도체 물질의 특정 밴드갭은 방출되는 빛의 파장(색상)을 결정합니다. RGB 패키지는 세 개의 이러한 칩을 통합하며, 그들의 빛은 에폭시 렌즈 내에서 가산적으로 혼합되어 지각되는 출력 색상을 생성합니다.

14. 기술 트렌드

이 장치는 고체조명의 지속적인 트렌드를 반영합니다: 통합성 증가(단일 패키지 내 다중 칩), 효율성 개선(와트당 더 높은 루멘), 소형화, 가혹한 환경에 대한 향상된 신뢰성입니다. 상세한 빈닝 시스템은 전문 조명 애플리케이션에서 색상 일관성에 대한 시장 수요를 해결합니다. 미래의 발전은 더 높은 전력 밀도, 패키지 내 통합 드라이버 또는 제어 회로, 디스플레이 애플리케이션을 위한 더 넓은 색 영역을 포함할 수 있습니다.