LTLMR4EW2DA LED 램프 데이터시트 - 사이즈 4.2x4.2x6.9mm - 전압 1.8-2.4V - 전력 120mW - 적색 624nm - 기술 문서

1. 제품 개요

LTLMR4EW2DA는 현대 전자 조립을 위해 설계된 고휘도 표면 실장 LED 램프입니다. 이 제품은 피크 발광 파장 630nm의 적색 AllnGaP 칩을 사용하며, 확산 패키지에 장착되어 있습니다. 주요 설계 목표는 추가적인 2차 광학계 없이도 선명한 가시성이 필요한 응용 분야에 적합한 강렬하고 집중된 조명을 제공하는 것입니다.

본 소자의 핵심 장점은 표준 20mA 구동 전류에서 최대 12000 mcd에 달하는 높은 광도 출력과 낮은 전력 소비를 포함합니다. 패키지는 향상된 에폭시 기술로 설계되어 우수한 내습성과 자외선 차단 기능을 제공하며, 실내외 사용 모두에서 신뢰성을 높입니다. 또한 무연, 무할로겐, RoHS 환경 기준을 완전히 준수합니다.

목표 시장은 다양한 간판 및 디스플레이 응용 분야를 포괄합니다. 일반적으로 25°의 좁고 제어된 시야각은 방향성 빛과 높은 대비가 필수적인 비디오 메시지 사인, 교통 표지판 및 다양한 정보 디스플레이 보드에 특히 적합하게 만듭니다.

2. 기술 파라미터 분석

2.1 절대 최대 정격

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

• 전력 소산 (Pd):120 mW. 이는 주변 온도(TA) 25°C에서 소자가 열로 소산할 수 있는 최대 전력량입니다.
• DC 순방향 전류 (IF):50 mA. 인가할 수 있는 최대 연속 순방향 전류입니다.
• 피크 순방향 전류:120 mA. 이는 펄스 조건(듀티 사이클 ≤ 1/10, 펄스 폭 ≤ 10µs)에서만 허용됩니다.
• 디레이팅:과열을 방지하기 위해 주변 온도가 45°C를 초과할 때마다 DC 순방향 전류는 섭씨 1도당 0.75 mA씩 선형적으로 감소해야 합니다.
• 동작 온도 범위:-40°C ~ +85°C. 신뢰성 있는 동작을 위한 주변 온도 범위입니다.
• 보관 온도 범위:-40°C ~ +100°C.
• 리플로우 솔더링 조건:최대 10초 동안 260°C의 피크 온도를 견딜 수 있으며, 표준 무연 리플로우 공정과 호환됩니다.

2.2 전기-광학 특성

이 파라미터들은 별도로 명시되지 않는 한 TA=25°C 및 IF=20mA에서 측정되며, 대표적인 성능을 나타냅니다.

• 광도 (Iv):7200 mcd(최소)부터 12000 mcd(최대)까지 범위를 가지며, 대표값이 제공됩니다. 빈 한계에는 ±15%의 시험 허용 오차가 적용됩니다.
• 시야각 (2θ1/2):대표값 25°, 범위 20° ~ 30°. 이는 광도가 축상 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도로, 빔 확산을 정의합니다.
• 피크 발광 파장 (λP):대표값 630 nm. 이는 스펙트럼 파워 분포가 가장 높은 파장입니다.
• 주 파장 (λd):618 nm에서 630 nm 사이. 이는 인간의 눈이 인지하는 단일 파장으로, 색상을 적색으로 정의합니다.
• 스펙트럼 선 반폭 (Δλ):대표값 15 nm. 이는 발광의 스펙트럼 순도 또는 색채 채도를 나타냅니다.
• 순방향 전압 (VF):20mA에서 1.8V에서 2.4V 사이. 이는 LED가 동작할 때 양단에 걸리는 전압 강하입니다.
• 역방향 전류 (IR):역전압(VR) 5V에서 최대 10 µA. 소자는 역바이어스 동작을 위해 설계되지 않았으며, 이 파라미터는 누설 전류 시험 전용입니다.

3. 빈닝 시스템 사양

LED는 생산 로트 내 일관성을 보장하기 위해 주요 성능 파라미터에 따라 빈으로 분류됩니다.

3.1 광도 빈닝

빈은 IF=20mA에서의 최소 및 최대 광도 값으로 정의됩니다.

• 빈 코드 X:7200 mcd (최소) ~ 9300 mcd (최대).
• 빈 코드 Y:9300 mcd (최소) ~ 12000 mcd (최대).
• 시험 시 각 빈 한계에 ±15%의 허용 오차가 적용됩니다.

3.2 순방향 전압 빈닝

빈은 IF=20mA에서의 순방향 전압 범위로 정의됩니다.

• 빈 코드 1A:1.8V (최소) ~ 2.0V (최대).
• 빈 코드 2A:2.0V (최소) ~ 2.2V (최대).
• 빈 코드 3A:2.2V (최소) ~ 2.4V (최대).
• 각 빈 한계에 ±0.1V의 허용 오차가 적용됩니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에서 특정 그래픽 데이터를 참조하지만, 대표적인 관계는 다음과 같이 설명할 수 있습니다:

• IV 곡선 (전류 대 전압):순방향 전압(VF)은 순방향 전류(IF)에 따라 대수적으로 증가합니다. 권장 20mA에서 동작하면 최적의 효율과 수명을 보장하며, 최대 정격 근처의 높은 전류에서 발생하는 과도한 열을 피할 수 있습니다.
• 온도 의존성:광도는 일반적으로 접합 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 순방향 전류에 대한 디레이팅 사양(45°C 이상에서 0.75 mA/°C)은 이 열 효과를 관리하고 성능을 유지하기 위한 직접적인 방법입니다.
• 스펙트럼 분포:발광 스펙트럼은 630nm(피크)를 중심으로 상대적으로 좁은 15nm의 반폭을 가지며, AllnGaP 물질의 특성으로 인해 채도 높은 적색을 나타냅니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 외형 치수

LED는 원형 또는 타원형 렌즈를 가진 표면 실장 패키지를 특징으로 합니다. 주요 치수는 다음과 같습니다:

• 패키지 본체 크기: 길이 및 너비 4.2mm ±0.2mm.
• 전체 높이: 6.9mm ±0.5mm.
• 리드 간격: 3.65mm ±0.2mm (리드가 패키지에서 나오는 부분에서 측정).
• 플랜지 아래 최대 1.0mm의 수지 돌출이 규정되어 있습니다.
• 별도로 명시되지 않는 한 모든 치수는 기본 허용 오차 ±0.25mm를 포함합니다.

5.2 극성 식별

소자는 세 개의 리드(P1, P2, P3)를 가지고 있습니다. P1과 P3는 애노드(+)로 지정되고, P2는 캐소드(-)로 지정됩니다. PCB 레이아웃 및 조립 시 올바른 극성 방향이 매우 중요합니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 보관 및 취급

본 부품은 JEDEC J-STD-020에 따라 Moisture Sensitivity Level (MSL) 3으로 분류됩니다.

• 개봉되지 않은 Moisture Barrier Bag은 <30°C 및 90% RH 조건에서 최대 12개월 동안 보관할 수 있습니다.
• 백 개봉 후, 부품은 <30°C 및 60% RH 조건에서 보관해야 하며, 168시간(7일) 이내에 솔더링을 완료해야 합니다.
• 습도 지시 카드가 >10% RH를 표시하거나, 플로어 라이프가 168시간을 초과하거나, >30°C/60% RH에 노출된 경우 60°C ±5°C에서 20시간 베이킹이 필요합니다. 베이킹은 한 번만 수행해야 합니다.
• 취급 시 적절한 ESD(정전기 방전) 예방 조치를 사용하십시오.

6.2 솔더링 공정

본 LED는 표준 무연 리플로우 솔더링 프로파일과 호환됩니다.

• 리플로우 프로파일:피크 온도(Tp)는 260°C를 초과하지 않아야 합니다. 액상 온도(Tl=217°C) 이상의 시간은 60초에서 150초 사이여야 합니다. 피크 온도의 5°C 이내 시간은 최대 30초여야 합니다.
• 핸드 솔더링:필요한 경우, 솔더링 아이언을 최대 315°C 온도에서 리드당 3초 이내로, 한 번만 사용할 수 있습니다.
• 세정:솔더링 후 세정이 필요한 경우 이소프로필 알코올 또는 유사한 알코올 계 용제를 권장합니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 포장 사양

LED는 자동 장착을 위한 엠보싱 캐리어 테이프에 공급됩니다.

• 캐리어 테이프:폭은 16.0mm ±0.3mm입니다. 포켓 피치는 8.0mm ±0.1mm입니다.
• 릴:각 릴에는 1,000개의 LED가 들어 있습니다.
• 습기 보호:각 릴은 Moisture Barrier Bag 내부에 건조제와 습도 지시 카드와 함께 포장됩니다.
• 카톤 포장:내부 카톤당 3릴(3,000개)이 포장됩니다. 외부 운송 카톤당 10개의 내부 카톤(총 30,000개)이 포장됩니다.

8. 적용 권장사항

8.1 대표적인 적용 시나리오

• 비디오 메시지 사인:높은 휘도와 좁은 빔 각도로 인해 픽셀화된 디스플레이에 이상적입니다.
• 교통 표지판 및 신호:높은 가시성과 신뢰성이 필요한 보조 조명 또는 상태 표시등에 적합합니다.
• 정보 디스플레이 보드:대중 교통 정보 시스템, 소매 광고 사인, 산업 상태 패널에 사용됩니다.

8.2 설계 고려사항

• 전류 제한:연속 동작을 위해 순방향 전류를 권장 20mA 이하로 유지하려면 항상 직렬 전류 제한 저항 또는 정전류 드라이버를 사용하십시오.
• 열 관리:특히 높은 주변 온도 또는 최대 정격 근처에서 동작할 때 열을 발산하기 위해 충분한 PCB 구리 면적 또는 열 비아를 확보하십시오. 45°C 이상의 전류 디레이팅 곡선을 준수하십시오.
• 광학 설계:25° 시야각은 방향성 빛을 제공합니다. 더 넓은 조명을 위해서는 여러 개의 LED 또는 확산판이 필요할 수 있습니다.
• 극성 확인:역연결을 방지하기 위해 PCB 풋프린트가 애노드/캐소드 구성(P1/P3 = 애노드, P2 = 캐소드)과 일치하는지 확인하십시오.

9. 기술 비교 및 차별화

표준 SMD(예: 0603, 0805) 또는 PLCC 패키지 LED와 비교하여, LTLMR4EW2DA는 간판 응용 분야에서 뚜렷한 장점을 제공합니다:

• 더 높은 광도:소형 패키지에서 훨씬 더 높은 mcd 출력을 제공하여 주어진 밝기 수준에 필요한 LED 수를 줄입니다.
• 통합 빔 제어:성형된 렌즈는 추가적인 2차 광학계 없이도 일관된 25° 시야각을 제공하여 기계적 설계를 단순화하고 조립 비용을 절감합니다.
• 향상된 환경 견고성:향상된 에폭시 조성은 표준 LED 패키지에 비해 더 나은 내습성 및 자외선 저항성을 제공하여 실외 또는 가혹한 환경에서의 수명을 향상시킵니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

Q1: 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇인가요?

A1: 피크 파장(λP)은 LED가 가장 많은 광 파워를 방출하는 물리적 파장입니다. 주 파장(λd)은 인지된 색상을 정의하는 인간 눈의 민감도(CIE 곡선)를 기반으로 계산된 값입니다. 이 적색 LED의 경우 두 값은 매우 가깝습니다(630nm 대 618-630nm).

Q2: 저항 없이 3.3V 전원으로 이 LED를 구동할 수 있나요?

A2: 아니요. 순방향 전압은 1.8-2.4V에 불과합니다. 3.3V에 직접 연결하면 과도한 전류가 흘러 최대 정격을 초과하고 LED를 파손시킬 수 있습니다. 전류 제한 저항 또는 레귤레이터는 필수입니다.

Q3: MSL 3이 제 생산 공정에 어떤 의미인가요?

A3: MSL 3은 부품이 수분 흡수에 민감함을 의미합니다. 밀봉 백에서 꺼낸 후, 공장 플로어 조건(<30°C/60% RH)에서 168시간(1주일) 이내에 리플로우 솔더링 공정을 완료해야 합니다. 이 시간을 초과하면 솔더링 중 "팝콘" 현상 손상을 방지하기 위해 사용 전 부품을 베이킹해야 합니다.

Q4: 시야각은 어떻게 측정되고 지정되나요?

A4: 시야각(2θ1/2)은 광도가 직접 측정된 축상(0°) 값의 절반 이상인 전체 각도 폭입니다. 대표적인 25° 각도는 빛이 상대적으로 좁은 원뿔 내에 집중됨을 의미하며, 방향성 조명 응용 분야에 이상적입니다.

11. 실용적인 설계 및 사용 사례

사례: 소형 상태 표시등 패널 설계

한 엔지니어가 밝은 주변광 아래에서도 가시성이 높은 여러 적색 상태 표시등이 필요한 산업 장비용 제어판을 설계하고 있습니다. 공간이 제한적입니다. LTLMR4EW2DA는 높은 광도(최대 12000 mcd)로 인해 가시성을 보장하므로 선택되었습니다. 좁은 25° 시야각은 조작자의 직접 시선 외부 영역을 비추는 데 빛이 낭비되지 않음을 의미합니다. 표면 실장 패키지는 자동 PCB 조립을 가능하게 하여 비용을 절감합니다. 설계자는 약 18mA(20mA 미만의 안전 마진 제공)로 계산된 전류 제한 저항이 있는 5V 전원의 간단한 회로를 구현하고, 조립 수율을 보장하기 위해 MSL3 취급 지침을 따릅니다. 에폭시의 내습성은 잠재적으로 습한 산업 환경에서의 신뢰성을 보장합니다.

12. 기술 원리 소개

LTLMR4EW2DA는 알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AllnGaP) 반도체 칩을 기반으로 합니다. p-n 접합에 순방향 전압이 인가되면 전자와 정공이 재결합하여 광자의 형태로 에너지를 방출합니다. AllnGaP 층의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접적으로 발광 파장(이 경우 적색 스펙트럼, ~624-630nm)에 대응합니다. 확산 렌즈 캡슐런트는 산란 입자를 도핑하여 칩에서의 광 추출을 넓히고, 투명 렌즈에 비해 더 균일하고 눈부심이 적은 외관을 생성하며, 패키지 모양은 최종 빔 각도를 제어합니다.

13. 산업 동향 및 발전

표시등 및 간판용 LED의 동향은 더 높은 효율(와트당 더 많은 루멘 또는 칸델라), 향상된 신뢰성, 더 작은 폼 팩터를 지향하고 있습니다. 또한 이 소자의 정의된 시야각에서 볼 수 있듯이, 패키지에 직접 통합된 정밀한 광학 제어에 대한 강조도 증가하고 있어 최종 제품 설계를 단순화합니다. 환경 규제는 유해 물질의 제거를 계속해서 추진하여 RoHS, 무연, 무할로겐 준수가 표준이 되고 있습니다. 더 나아가, 패키징 재료의 발전은 열 사이클링, 습도, 자외선 노출에 대한 저항성을 향상시켜, 특히 이 LED가 목표로 하는 실외 응용 분야에서 제품 수명을 연장하는 것을 목표로 하고 있습니다.