LTLMH4 EV7DA 표면 실장 LED 램프 데이터시트 - 크기 4.2x4.2x2.0mm - 전압 2.2V - 전력 120mW - 적색 624nm - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTLMH4 EV7DA는 까다로운 조명 애플리케이션을 위해 설계된 고휘도 표면 실장 LED 램프입니다. 이 장치는 컴팩트한 산업 표준 SMD 폼 팩터에서 우수한 광학 성능을 제공하기 위해 첨단 패키징 기술을 활용합니다. 자동화된 표면 실장 조립 라인 및 표준 무연 리플로우 솔더링 공정과의 호환성을 위해 설계되었습니다.

이 LED는 제어된 방사 패턴을 제공하는 원형 및 타원형 구성으로 이용 가능한 특수 렌즈 패키지를 특징으로 합니다. 이 설계는 추가적인 외부 광학 렌즈 없이도 좁은 시야각을 달성하여 표준 SMD 또는 PLCC 패키지에 비해 비용 및 공간 이점을 제공하므로, 간판 애플리케이션에 특히 유리합니다. 캡슐화는 습기에 대한 우수한 저항성을 제공하고 UV 보호 기능을 갖춘 첨단 에폭시 재료를 사용하여 실내외 환경 모두에서 장기적인 신뢰성을 보장합니다.

1.1 핵심 특징 및 장점

• 높은 광도 출력:20mA에서 4200 mcd의 일반적인 광도를 제공하여 밝고 가시적인 디스플레이를 가능하게 합니다.
• 에너지 효율성:높은 광 효율과 낮은 전력 소비를 특징으로 합니다.
• 환경 견고성:우수한 습기 저항성과 UV 보호 패키지로 내구성이 향상됩니다.
• 환경 규정 준수:RoHS 지침을 완전히 준수하며, 무연 및 무할로겐입니다.
• 광학 설계:확산 패키지를 갖춘 Red AlInGaP 칩으로, 주 파장 624nm에서 발광합니다. 통합 렌즈는 일반적으로 70/45도의 시야각을 제공합니다(특성 곡선에 정의된 대로).
• 제조 준비성:MSL3(Moisture Sensitivity Level 3) 등급으로, 적절한 예방 조치와 함께 표준 SMT 처리가 가능합니다.

1.2 목표 애플리케이션 및 시장

이 부품은 정보 표시 시스템에서 높은 가시성과 신뢰성이 필요한 애플리케이션을 특별히 대상으로 합니다. 주요 사용 사례는 다음과 같습니다:

• 비디오 메시지 사인:대형 실내외 디스플레이용.
• 교통 표지판:가변 메시지 표지판 및 교통 제어 표시기에 적합합니다.
• 일반 메시지 사인:광고판, 정보 패널 및 길찾기 시스템을 포함합니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 한계에서 또는 그 이하에서의 동작은 보장되지 않습니다.

• 전력 소산 (Pd):최대 120 mW.
• Peak Forward Current (I_F(PEAK)):120 mA, 펄스 조건에서만 허용됨(듀티 사이클 ≤ 1/10, 펄스 폭 ≤ 10ms).
• DC 순방향 전류 (I_F):연속 50 mA.
• 디레이팅:주변 온도(T_A)가 45°C를 초과하는 경우 DC 순방향 전류는 0.75 mA/°C로 선형적으로 디레이팅되어야 합니다.
• 동작 온도 범위:-40°C ~ +85°C.
• 보관 온도 범위:-40°C ~ +100°C.
• 리플로우 솔더링 조건:지정된 프로파일에 따라 최대 10초 동안 260°C의 피크 온도를 견딥니다.

2.2 전기 및 광학 특성

이 파라미터는 주변 온도(T_A) 25°C에서 지정되며, 장치의 일반적인 성능을 정의합니다.

• 광도 (I_V):2000-5700 mcd, I_F= 20mA에서 일반값 4200 mcd. 측정은 CIE 눈 반응 곡선을 따르며, 보증에는 ±15%의 테스트 허용 오차가 포함됩니다.
• 시야각 (2θ_1/2):70/45도(일반). 이는 광도가 축 방향 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도로, ±2도의 허용 오차로 측정됩니다.
• 피크 발광 파장 (λ_P):634 nm(일반).
• 주 파장 (λ_d):618-630 nm, 일반값 624 nm. 이는 CIE 색도도에서 도출된 지각된 색상을 정의하는 단일 파장입니다.
• 스펙트럼 선 반폭 (Δλ):15 nm(일반), 적색 발광의 스펙트럼 순도를 나타냅니다.
• 순방향 전압 (V_F):1.8-2.4 V, I_F= 20mA에서 일반값 2.2 V.
• 역방향 전류 (I_R):역방향 전압(V_R) 5V에서 최대 10 μA.중요 참고:이 장치는 역방향 바이어스 하에서 동작하도록 설계되지 않았습니다. 이 테스트 조건은 누설 특성화 전용입니다.

2.3 열적 특성

효과적인 열 관리는 LED 성능과 수명에 중요합니다. 45°C 이상에서 0.75 mA/°C의 디레이팅 사양은 특히 최대 DC 전류에서 또는 그 근처에서 동작할 때 적절한 PCB 열 설계의 필요성을 강조합니다. 풋프린트의 세 번째 패드(P3/애노드)는 동작 중 열 방산을 용이하게 하기 위해 열 패드 또는 방열판에 연결하도록 특별히 권장됩니다.

3. 빈닝 시스템 사양

생산 애플리케이션에서 색상과 밝기의 일관성을 보장하기 위해 LED는 빈으로 분류됩니다. LTLMH4 EV7DA는 두 개의 독립적인 빈닝 시스템을 사용합니다.

3.1 광도 빈닝

LED는 20mA에서 측정된 광도에 따라 분류됩니다. 빈 코드는 포장 백에 표시됩니다.

• ES 빈:2000 - 2600 mcd
• ET 빈:2600 - 3400 mcd
• EU 빈:3400 - 4400 mcd
• EV 빈:4400 - 5700 mcd

참고:각 빈의 한계에는 ±15%의 허용 오차가 적용됩니다.

3.2 순방향 전압 빈닝

LED는 또한 전류 매칭을 위한 회로 설계를 돕기 위해 20mA에서의 순방향 전압 강하에 따라 분류됩니다.

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

참고:각 빈의 한계에는 ±0.1V의 허용 오차가 적용됩니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 설계 엔지니어에게 필수적인 일반적인 특성 곡선을 참조합니다. 특정 그래프는 텍스트로 재현되지 않지만, 일반적으로 다음과 같은 관계를 포함하며(명시되지 않는 한 모두 25°C에서 측정):

• 상대 광도 대 순방향 전류 (I-V 곡선):열 효과 및 효율 저하로 인해 고전류에서 일반적으로 비선형 방식으로 광 출력이 전류와 함께 어떻게 증가하는지 보여줍니다.
• 순방향 전압 대 순방향 전류:다이오드의 V-I 특성을 표시합니다.
• 상대 광도 대 주변 온도:접합 온도가 상승함에 따라 광 출력이 감소하는 것을 보여주며, 열 설계의 중요한 요소입니다.
• 시야각 패턴 (Fig.6 참조):공간 방사 패턴을 설명하며, 강도가 피크의 50%로 떨어지는 일반적인 70/45도 시야각을 확인시켜 줍니다.
• 스펙트럼 분포 (Fig.1 참조):지정된 15 nm 반폭으로 634 nm 피크 파장을 중심으로 하는 발광 스펙트럼을 보여줍니다.

이 곡선을 통해 설계자는 비표준 동작 조건(다른 전류, 온도)에서의 성능을 예측할 수 있으며, 구동 회로 및 열 관리를 최적화하는 데 필수적입니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 외형 치수

패키지는 고밀도 PCB 레이아웃에 적합한 컴팩트한 풋프린트를 가지고 있습니다.

• 패키지 본체 크기:4.2mm ±0.2mm (L) x 4.2mm ±0.2mm (W).
• 전체 높이:최대 6.2mm ±0.5mm.
• 스탠드오프 높이:PCB 표면에서 플랜지 바닥까지 명목 0.45mm.
• 리드 간격:2.0mm ±0.5mm (리드가 패키지에서 나오는 부분에서 측정).
• 돌출 수지:패키지 플랜지 아래로 최대 1.0mm의 수지가 돌출될 수 있습니다.
• 일반 허용 오차:도면에 별도로 명시되지 않는 한 ±0.25mm.

5.2 극성 식별 및 패드 설계

장치에는 세 개의 전기적 패드가 있습니다:

• P1: Anode.
• P2: Cathode.
• P3:애노드(중복).

권장 솔더링 패드 패턴에는 P3용 둥근 패드(R0.5)가 포함됩니다.중요 설계 참고:패드 P3는 PCB의 방열판 또는 냉각 메커니즘에 연결하도록 명시적으로 권장됩니다. 그 주요 기능은 동작 중 LED 접합부에서 열을 분산시켜 성능과 수명을 향상시키는 것입니다. 이 패드는 PCB의 열 관리 전략에 통합되어야 합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 습기 감도 및 보관

이 부품은 JEDEC J-STD-020에 따라 Moisture Sensitivity Level 3 (MSL3)로 분류됩니다.

• 밀봉 백 보관:원래의 습기 차단 백에 있는 LED는 <30°C 및 90% RH에서 최대 12개월 동안 보관할 수 있습니다.
• 플로어 라이프:백을 개봉한 후, 구성 요소는 <30°C 및 60% RH 조건에서 보관하면서 168시간(7일) 이내에 솔더링되어야 합니다.
• 베이킹 요구 사항:습도 표시 카드가 >10% RH를 표시하는 경우; 플로어 라이프가 168시간을 초과하는 경우; 또는 구성 요소가 >30°C 및 60% RH에 노출된 경우 60°C ±5°C에서 20시간 동안 베이킹이 필요합니다. 베이킹은 한 번만 수행해야 합니다.
• 취급:사용하지 않은 LED는 제습제와 함께 재밀봉된 습기 차단 백에 보관해야 합니다. 장기간 노출은 은도금 리드를 산화시켜 솔더링성을 저하시킬 수 있습니다.

6.2 리플로우 솔더링 프로파일

권장 무연 리플로우 프로파일은 LED를 손상시키지 않고 신뢰할 수 있는 조립에 중요합니다.

• 예열/소킹:150°C(최소)에서 200°C(최대)까지의 온도에서 최대 120초.
• 액상 시간 (t_L):217°C 이상의 시간은 60-150초여야 합니다.
• 피크 온도 (T_P):최대 260°C.
• 분류 온도에서의 시간 (t_P):지정된 분류 온도(255°C)의 ±5°C 이내의 시간은 30초를 초과하지 않아야 합니다.
• 총 램프 시간:25°C에서 피크 온도까지의 시간은 최대 5분이어야 합니다.

중요 제한 사항:

• 리플로우 솔더링은 두 번을 초과하여 수행해서는 안 됩니다.
• 이 장치는 리플로우 솔더링용으로 설계되었으며딥 솔더링에는 적합하지 않습니다..
• 솔더링 중 LED가 고온 상태일 때 외부 기계적 응력을 가하지 마십시오.
• 열 충격을 방지하기 위해 피크 온도에서 급속 냉각을 피하십시오.

6.3 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우, 이소프로필 알코올과 같은 알코올 기반 용매를 사용하십시오. 에폭시 렌즈나 패키지를 손상시킬 수 있는 강력하거나 공격적인 화학 세척제는 피하십시오.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 포장 사양

LED는 자동 픽 앤 플레이스 조립을 위한 산업 표준 엠보싱 캐리어 테이프로 공급됩니다.

• 캐리어 테이프 폭 (W):16.0mm ±0.3mm.
• 포켓 피치 (P):8.0mm ±0.1mm.
• 릴 치수:테이프는 직경 330mm ±2mm의 릴에 감겨 있습니다.
• 릴당 수량:1,000개.
• 라벨링:릴은 정전기 방전(ESD) 경고 라벨이 부착되어 있으며, 이는 안전한 취급 절차가 필요한 정전기 민감 장치입니다.

8. 애플리케이션 및 설계 권장 사항

8.1 구동 회로 설계

LED는 전류 구동 장치입니다. 특히 병렬 구성에서 여러 LED를 구동할 때 균일한 밝기를 보장하기 위해 각 LED와 직렬로 전류 제한 저항을 사용하는 것이강력히 권장됩니다(회로 모델 A). 전류 조절 없이 전압 소스에서 직접 LED를 구동하는 것(회로 모델 B)은 순방향 전압(V_F)의 자연적인 변동으로 인해 심각한 밝기 변동 및 잠재적인 과전류 손상을 초래할 수 있으므로 권장되지 않습니다. 이는 동일한 빈 내에서도 장치마다 다릅니다.

저항 값(R)은 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다: R = (V_공급- V_F) / I_F, 여기서 I_F는 원하는 동작 전류(예: 20mA)이고 V_F는 모든 조건에서 전류가 한계를 초과하지 않도록 하기 위해 종종 데이터시트의 최대값(2.4V)을 사용하여 보수적으로 선택해야 합니다.

8.2 애플리케이션의 열 관리

최적의 성능과 수명을 위해:

• 열 패드(P3) 활용:권장되는 세 번째 패드(P3, 애노드)를 방열판 역할을 하도록 PCB의 구리 영역 또는 전용 열 비아 패턴에 항상 연결하십시오.
• 전류 디레이팅 준수:주변 온도가 45°C를 초과하는 경우 0.75 mA/°C 디레이팅 규칙을 준수하십시오. 예를 들어, 주변 온도 65°C에서 최대 연속 전류는 다음과 같이 감소합니다: 50 mA - [0.75 mA/°C * (65°C - 45°C)] = 35 mA.
• PCB 레이아웃:LED 패드 주변에 적절한 구리 두께와 면적을 사용하여 장치에서 열을 전도하십시오.

8.3 광학 통합

70/45도 시야각을 제공하는 통합 렌즈는 많은 간판 애플리케이션에서 2차 광학 장치의 필요성을 없애 기계적 설계를 단순화합니다. 다른 빔 패턴이 필요한 애플리케이션의 경우, 최종 광학 출력을 모델링하기 위해 일반적인 시야각 데이터 및 방사 패턴 곡선을 참조해야 합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

표준 SMD LED(예: 3528, 5050 패키지) 또는 PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier) LED와 비교하여, LTLMH4 EV7DA는 간판용으로 다음과 같은 뚜렷한 장점을 제공합니다:

• 우수한 광학 제어:전용 렌즈 패키지는 추가 렌즈 없이도 더 좁고 제어된 시야각(70/45°)을 제공하여 시스템 비용과 복잡성을 줄입니다.
• 더 높은 광도:4200 mcd의 일반적인 강도는 범용 표시기 SMD LED보다 훨씬 높아 고주변광 또는 장거리 시청 애플리케이션에 적합합니다.
• 견고한 패키지:첨단 습기 및 UV 저항성 에폭시 사용은 표준 패키지보다 더 나은 환경 보호를 제공하며, 이는 실외 간판에 중요합니다.
• 열 패드:전용 열 패드(P3) 포함은 많은 표준 SMD LED보다 더 나은 열 성능을 목표로 하는 설계 특징으로, 더 높은 구동 전류와 향상된 수명을 지원합니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q1: 피크 파장(634nm)과 주 파장(624nm)의 차이는 무엇입니까?

A1: 피크 파장은 발광 스펙트럼의 최고점에 있는 단일 파장입니다. 주 파장은 색상 과학(CIE 다이어그램)에서 도출되며 지각된 색상을 단일 파장으로 나타냅니다. 이 적색 LED의 경우, 624nm의 주 파장은 애플리케이션에서 색상 사양을 위한 핵심 파라미터입니다.

Q2: 이 LED를 50mA로 연속 구동할 수 있습니까?

A2: 예, 하지만 주변 온도가 45°C 이하인 경우에만 가능합니다. 더 높은 주변 온도에서는 과열 및 가속화된 성능 저하를 방지하기 위해 0.75 mA/°C 규칙에 따라 전류를 디레이팅해야 합니다.

Q3: 정전압 구동에서도 직렬 저항이 필수적인 이유는 무엇입니까?

A3: LED의 순방향 전압(V_F)에는 허용 오차 범위(1.8-2.4V)가 있습니다. 여러 LED를 병렬로 전압 소스에 직접 연결하면 V_F가 낮은 LED가 불균형적으로 더 많은 전류를 끌어들여 밝기 불일치 및 잠재적 고장을 초래합니다. 직렬 저항은 음의 피드백을 제공하여 각 개별 LED를 통과하는 전류를 안정화시킵니다.

Q4: 이 LED가 장착된 보드를 몇 번까지 재작업할 수 있습니까?

A4: LED는 최대 두 번의 리플로우 솔더링 사이클을 견딜 수 있습니다. 인두를 사용한 핸드 솔더링/재작업(≤315°C에서 ≤3초)은 한 번을 초과하여 수행해서는 안 됩니다. 이 한계를 초과하면 내부 와이어 본드나 에폭시 패키지가 손상될 위험이 있습니다.

11. 설계 및 사용 사례 연구

시나리오: 고가시성 실외 교통 메시지 표지판 설계.

요구 사항:표지판은 100미터 거리에서 직사광선 아래에서도 명확하게 보여야 합니다. 빨간색 픽셀의 조밀한 배열을 사용할 것입니다. 동작 환경은 -20°C에서 +60°C까지입니다. 설계는 균일한 밝기와 장기적인 신뢰성을 보장해야 합니다.

LTLMH4 EV7DA를 사용한 설계 선택:

1. 부품 선택:높은 일반적인 광도(4200 mcd)는 햇빛 가독성 요구 사항을 충족시킵니다. 습기/UV 저항성 패키지는 실외 사용에 필수적입니다.
2. LED는 매트릭스로 배열됩니다. 각 열은 정전류 소스에 의해 구동됩니다. 열 내에서 LED는 동일한 전류를 보장하기 위해 직렬로 연결되어 각 LED당 개별 저항의 필요성을 피하고 효율성을 향상시킵니다. 공급 전압은 VLEDs are arranged in a matrix. Each column is driven by a constant current source. Within a column, LEDs are connected in series to ensure identical current, avoiding the need for individual resistors per LED and improving efficiency. The supply voltage is sized to accommodate the sum of V_F강하 합계와 전류 조정기의 여유분을 수용하도록 조정됩니다.
3. 열 관리:높은 주변 온도 가능성(최대 60°C)을 고려하여 구동 전류는 디레이팅됩니다. 45°C에서 최대 정격 50mA와 0.75mA/°C 디레이팅을 사용하면 60°C에서 최대 전류는 38.75mA입니다. 보수적인 설계는 동작 전류를 30mA로 설정합니다. PCB는 모든 LED P3 패드에 연결된 큰 열 접지면으로 설계됩니다. 이 면 아래의 열 비아는 열을 보드 후면으로 전달하며, 이는 방열판 역할을 하는 표지판의 알루미늄 섀시에 부착됩니다.
4. 일관성을 위한 빈닝:균일한 외관을 보장하기 위해 전체 생산 런에 대해 단일 광도 빈(예: EU 또는 EV) 및 단일 순방향 전압 빈(예: 2A)의 LED가 지정되어 픽셀 간 변동을 최소화합니다.
5. 제조 공정:MSL3 등급은 계약 제조업체에 전달됩니다. 그들은 플로어 라이프가 초과된 경우 규정된 베이킹 절차를 따르고 패키지 손상을 방지하기 위해 260°C 피크 리플로우 프로파일을 엄격히 준수합니다.

이 사례는 데이터시트의 상세한 파라미터가 어떻게 신뢰할 수 있고 고성능의 최종 제품을 위한 중요한 설계 결정에 직접 정보를 제공하는지 보여줍니다.