LTLMH4TGX7DA LED 램프 데이터시트 - 치수 4.2x4.2x6.2mm - 전압 2.9V - 전력 0.105W - 녹색 525nm - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 고휘도 표면 실장 LED 램프의 사양을 상세히 설명합니다. 이 장치는 표준 SMT 조립 및 산업용 리플로우 솔더링 공정과 호환되는 표면 실장 장치(SMD)로 설계되었습니다. 추가 광학 장치 없이 제어된 방사 패턴이 필요한 애플리케이션에 적합한 패키지로 제공됩니다.

1.1 핵심 장점

• 높은 발광 강도:패키지 크기에 비해 높은 밝기 출력을 제공합니다.
• 에너지 효율성:낮은 전력 소비와 높은 발광 효율을 특징으로 합니다.
• 견고한 구조:우수한 내습성과 자외선 차단 기능을 제공하는 첨단 에폭시 기술을 사용합니다.
• 환경 규정 준수:본 제품은 무연, 무할로겐이며 RoHS 지침을 준수합니다.
• 좁은 시야각:패키지 렌즈는 제어된 좁은 시야각(일반적으로 70/45°)을 제공하도록 설계되어, 간판과 같은 방향성 조명 애플리케이션에 2차 광학 장치 없이 적합합니다.

1.2 목표 시장 및 애플리케이션

이 LED는 신뢰성, 밝기 및 제어된 광 분포가 중요한 간판 및 디스플레이 애플리케이션을 주 타겟으로 합니다. 대표적인 애플리케이션은 다음과 같습니다:

• 비디오 메시지 간판 및 디스플레이.
• 교통 정보 및 안내 표지판.
• 일반 메시지 및 정보 게시판.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 절대 최대 정격

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

• 전력 소산 (Pd):최대 105 mW. 이는 패키지가 열로 소산할 수 있는 총 전력입니다.
• 순방향 전류:DC 순방향 전류 정격은 30 mA입니다. 펄스 조건(듀티 사이클 ≤ 1/10, 펄스 폭 ≤ 10ms)에서 100 mA의 더 높은 피크 순방향 전류가 허용됩니다.
• 열 감액:주변 온도(TA)가 45°C를 초과할 경우 최대 DC 순방향 전류는 0.5 mA/°C로 선형 감액되어야 합니다.
• 온도 범위:동작: -40°C ~ +85°C. 보관: -40°C ~ +100°C.
• 리플로우 솔더링:최대 피크 온도 260°C에서 10초 동안 견딜 수 있으며, 표준 무연 리플로우 프로파일과 호환됩니다.

2.2 전기 및 광학 특성

이 파라미터들은 주변 온도(TA) 25°C에서 측정되며, 정상 동작 조건에서 장치의 성능을 정의합니다.

• 발광 강도 (Iv):시험 전류(IF) 20 mA에서 5000 mcd(최소)부터 14500 mcd(최대)까지 범위이며, 일반값은 9200 mcd입니다. 빈 한계에는 ±15%의 시험 허용 오차가 적용됩니다.
• 순방향 전압 (VF):일반적으로 2.9V이며, IF=20mA에서 2.5V에서 3.5V까지 범위입니다. 이 파라미터는 드라이버 설계 및 열 관리에 매우 중요합니다.
• 시야각 (2θ1/2):70/45도 (일반). 이 비대칭 패턴은 한 축에서 더 좁은 빔을 나타내며, 특정 간판 애플리케이션에 이상적입니다.
• 주 파장 (λd):525 nm (일반), LED의 인지되는 녹색 색상을 지정합니다. 범위는 520 nm에서 530 nm입니다.
• 피크 방출 파장 (λP):일반적으로 517 nm로, 스펙트럼 전력 분포의 피크를 나타냅니다.
• 스펙트럼 반치폭 (Δλ):약 35 nm로, 녹색광의 스펙트럼 순도를 나타냅니다.
• 역방향 전류 (IR):역방향 전압(VR) 5V에서 최대 10 μA. 이 장치는 역방향 바이어스 동작을 위해 설계되지 않았으며, 이 시험은 누설 특성 파악만을 위한 것입니다.

2.3 열적 특성

효과적인 열 관리는 LED 성능과 수명 유지에 필수적입니다. 주요 고려 사항은 다음과 같습니다:

• 105 mW의 전력 소산 한계와 45°C에서 시작하는 감액 곡선은 적절한 PCB 열 설계의 필요성을 강조합니다.
• 권장 솔더 패드 패턴에는 작동 열을 분산시키기 위해 방열판이나 냉각 메커니즘에 연결되도록 의도된 열 패드(P3)가 포함됩니다.
• 리플로우 솔더링 피크 온도 후 급속 냉각을 피하여 패키지에 열 충격이 발생하지 않도록 하는 것이 좋습니다.

3. 빈닝 시스템 사양

생산 애플리케이션에서 색상과 밝기 일관성을 보장하기 위해 LED는 빈으로 분류됩니다.

3.1 발광 강도 빈닝

LED는 20mA에서 측정된 발광 강도에 따라 분류됩니다. 빈 코드와 범위는 다음과 같습니다:

• GV:5000 – 6500 mcd
• GW:6500 – 8500 mcd
• GX:8500 – 11100 mcd
• GY:11100 – 14500 mcd

참고: 각 빈 한계에는 ±15%의 허용 오차가 적용됩니다.

3.2 주 파장 빈닝

LED는 색상 일관성을 제어하기 위해 주 파장에 따라 분류됩니다:

• G1:520 – 525 nm
• G2:525 – 530 nm

참고: 각 빈 한계에는 ±1 nm의 허용 오차가 적용됩니다.

4. 성능 곡선 분석

문서에서 특정 그래픽 곡선(예: 그림1, 그림6)이 참조되지만, 이 유형의 장치에 대한 일반적인 특성은 표 형식 데이터에서 추론할 수 있습니다:

• IV 곡선 관계:순방향 전압(VF)은 순방향 전류(IF)와 직접적인 관련이 있습니다. 일반적인 20mA에서 동작하면 VF는 약 2.9V입니다. 최대 전류를 초과하면 전압 강하와 전력 소산이 증가합니다.
• 온도 의존성:접합 온도가 증가함에 따라 발광 강도는 일반적으로 감소합니다. 45°C 이상에서 순방향 전류에 대한 감액 요구사항은 이 관계의 직접적인 지표이며, 일관된 광 출력을 위한 열 관리를 필요로 합니다.
• 스펙트럼 분포:주 파장 525nm와 스펙트럼 반치폭 약 35nm로, 이 LED는 녹색 스펙트럼 중심의 상대적으로 순수한 녹색광을 방출합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 외형 치수

패키지는 렌즈가 있는 직사각형 형태입니다. 주요 치수(mm)는 다음과 같습니다:

• 본체 크기: 4.2 ±0.2 (L) x 4.2 ±0.2 (W).
• 전체 높이: 6.2 ±0.5.
• 리드 간격(리드가 패키지에서 나오는 부분): 2.0 ±0.5.
• 플랜지 아래 최대 1.0mm의 수지 돌출이 허용됩니다.
• 다르게 명시되지 않는 한 일반 허용 오차는 ±0.25mm입니다.

5.2 극성 식별 및 패드 설계

• 극성:장치에는 세 개의 패드가 있습니다: P1(애노드), P2(캐소드), P3(애노드). P3은 또한 주요 열 패드 역할을 합니다.
• 권장 패드 패턴:풋프린트에는 PCB로의 열 전달을 용이하게 하기 위해 P3에 더 큰 패드가 포함됩니다. 패드 설계에 필렛 반경(R0.5)이 권장됩니다. 이 LED는 리플로우 솔더링을 위해 설계되었으며 딥 솔더링에는 적합하지 않습니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

6.1 보관 및 습기 민감도

이 장치는 JEDEC J-STD-020에 따라 습기 민감도 레벨 3(MSL3)으로 등급이 매겨졌습니다.

• 개봉되지 않은 백은 <30°C / 90% RH에서 최대 12개월 동안 보관할 수 있습니다.
• 개봉 후, <30°C / 60% RH에서 보관할 경우 구성품은 168시간(7일) 이내에 솔더링되어야 합니다.
• 습도 지시 카드가 >10% RH를 표시하거나, 플로어 라이프가 168시간을 초과하거나, >30°C / 60% RH에 노출된 경우 60°C ±5°C에서 20시간 동안 베이킹이 필요합니다. 베이킹은 한 번만 수행해야 합니다.
• 사용하지 않은 LED는 제습제와 함께 재밀봉된 습기 차단 백에 보관해야 합니다.

6.2 리플로우 솔더링 프로파일

무연 리플로우 프로파일을 권장합니다:

• 예열/소킹:150°C ~ 200°C, 최대 120초.
• 액상 시간 (tL):217°C 이상의 시간은 60-150초여야 합니다.
• 피크 온도 (Tp):최대 260°C.
• 피크 온도 5°C 이내 시간:최대 30초.
• 총 램프 시간:25°C에서 피크까지의 시간은 5분을 초과하지 않아야 합니다.

중요 솔더링 참고사항:

• 리플로우 솔더링은 두 번 이상 수행해서는 안 됩니다.
• 인두를 사용한 핸드 솔더링(최대 315°C, 3초)은 한 번 이상 수행해서는 안 됩니다.
• 고온 상태의 LED에 솔더링 중 외부 응력을 가하지 마십시오.
• 피크 온도 후 급속 냉각을 피하십시오.

6.3 세척

세척이 필요한 경우 이소프로필 알코올과 같은 알코올 기반 용매를 사용하십시오.

7. 패키징 및 주문 정보

7.1 포장 사양

LED는 엠보싱된 캐리어 테이프에 공급되어 릴에 감겨 있습니다.

• 캐리어 테이프 치수:포켓 피치는 8.0 mm, 테이프 폭은 16.0 mm입니다.
• 릴 사양:표준 릴에는 1,000개가 들어 있습니다. 릴 직경은 330 mm ±2 mm입니다.
• ESD 경고:포장에는 정전기 민감 장치(ESD)가 포함되어 있다고 표시되어 있어 안전한 취급 절차가 필요합니다.

8. 애플리케이션 및 설계 권장사항

8.1 구동 회로 설계

LED는 전류 구동 장치입니다. 특히 여러 LED를 병렬로 연결할 때 신뢰할 수 있는 동작과 강도 균일성을 위해 각 LED와 직렬로 전류 제한 저항을 사용하는 것이 강력히 권장됩니다. 이는 개별 장치 간 순방향 전압(VF)의 자연적 변동을 보상하여 전류 편중을 방지하고 일관된 밝기를 보장합니다.

8.2 설계 시 열 관리

전력 소산 한계와 열 감액을 고려하여:

• 권장 열 패드(P3)를 PCB 레이아웃에 통합하고, 열을 분산시키기 위해 구리 영역이나 전용 열 비아 구조에 연결하십시오.
• 고밀도 어레이 또는 고주변 온도 애플리케이션의 경우 추가 냉각 메커니즘을 고려하십시오.
• 장기적인 신뢰성을 위해 동작 접합 온도가 안전 한계 내에 유지되도록 모니터링하십시오.

8.3 광학 통합

통합 렌즈는 70/45° 시야각을 제공합니다. 설계자는 이 빔 패턴이 애플리케이션의 광 분포 및 시야각 요구사항을 충족하는지 확인해야 합니다. 매우 좁거나 특정 패턴의 경우 여전히 2차 광학 장치가 필요할 수 있습니다.

9. 기술 비교 및 차별화

표준 SMD 또는 PLCC 패키지와 비교하여, 이 표면 실장 램프는 다음과 같은 뚜렷한 장점을 제공합니다:

• 통합 광학 제어:패키지에는 특정 제어된 방사 패턴(좁은 시야각)을 위해 설계된 렌즈가 포함되어 있어 많은 간판 애플리케이션에서 추가 외부 광학 장치 필요성을 줄이거나 제거하여 조립을 단순화하고 비용을 절감합니다.
• SMD 형식의 고휘도:컴팩트하고 자동화된 SMT 호환 패키지에서 더 크거나 개별 LED와 관련된 발광 강도 수준을 제공합니다.
• 견고성:일부 표준 SMD 패키지에 비해 첨단 에폭시 재료 사용으로 내습성과 자외선 저항성이 향상되어 실외 또는 가혹한 환경 애플리케이션에 대한 적합성을 높입니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

10.1 주 파장과 피크 파장의 차이는 무엇인가요?

피크 파장(λP ~517nm)은 방출 스펙트럼이 가장 강한 단일 파장입니다. 주 파장(λd ~525nm)은 CIE 색도도상의 색좌표에서 파생된 계산값으로, 인간의 눈에 인지되는 빛의 색상을 가장 잘 설명하는 단일 파장을 나타냅니다. 녹색 LED의 경우 λd는 종종 λP보다 깁니다.

10.2 이 LED를 30mA로 연속 구동할 수 있나요?

DC 순방향 전류의 절대 최대 정격은 30mA이지만, 이 한계에서의 연속 동작은 전력 소산이 최대 105mW에 가까워지므로 접합 온도를 안전 한계 내에 유지하기 위해 우수한 열 관리가 필요합니다. 신뢰할 수 있는 장기 동작을 위해 열 설계가 철저히 검증되지 않은 한, 20mA 시험 조건 이하에서 구동하는 것이 좋습니다.

10.3 병렬 연결된 각 LED에 전류 제한 저항이 필요한 이유는 무엇인가요?

순방향 전압(VF)에는 범위(2.5V ~ 3.5V)가 있습니다. 여러 LED가 전압원에 직접 병렬로 연결되면 가장 낮은 VF를 가진 LED가 불균형적으로 더 많은 전류를 끌어당겨 정격을 초과하고 고장날 수 있으며, 연쇄 반응을 일으킬 수 있습니다. 각 LED에 직렬 저항을 추가하면 선형 임피던스를 추가하여 전류 균형을 맞추고 더 균일한 전류 분배와 밝기를 보장하는 데 도움이 됩니다.

11. 실용 설계 및 사용 사례 연구

시나리오: 컴팩트 교통 정보 간판 설계.

1. 부품 선택:이 LED는 고휘도(주간 가시성 보장), 녹색 색상("진행" 또는 정보 메시지용), 좁은 시야각(운전자 쪽으로 빛을 집중) 때문에 선택되었습니다. 최대 밝기를 위해 GY 빈이 선택될 수 있습니다.
2. 회로 설계:정전류 드라이버 회로가 설계됩니다. 스트링의 각 LED에는 공급 전압과 원하는 동작 전류(예: 20mA 시험 조건 아래 마진을 위한 18mA)에서의 일반 VF(2.9V)를 기반으로 계산된 직렬 저항이 있습니다.
3. PCB 레이아웃:PCB 풋프린트는 권장 패드 패턴을 따릅니다. 열 패드(P3)는 방열판 역할을 하는 내부 접지면으로의 열 비아가 있는 보드의 넓은 구리 영역에 연결됩니다.
4. 조립:MSL3 등급이 고려됩니다. 보드는 260°C 피크 프로파일을 준수하는 제어된 리플로우 공정을 사용하여 조립됩니다. 개봉된 릴은 168시간 플로어 라이프 내에 사용됩니다.
5. 결과:적절한 열 및 전기 설계로 인해 간판은 모든 메시지 요소에 걸쳐 밝고 균일한 조명, 일관된 색상, 넓은 온도 범위에서의 신뢰할 수 있는 동작 및 긴 서비스 수명을 달성합니다.

12. 동작 원리

이 장치는 발광 다이오드(LED)입니다. 반도체 물질의 전기발광 원리에 따라 동작합니다. P-N 접합에 순방향 전압이 가해지면 활성 영역(녹색광용 InGaN으로 구성)에서 전자와 정공이 재결합합니다. 이 재결합 과정에서 광자(빛) 형태로 에너지가 방출됩니다. 반도체 층의 특정 구성이 방출되는 빛의 파장(색상)을 결정합니다. 통합 에폭시 렌즈는 그런 다음 이 방출된 빛을 원하는 빔 패턴으로 형성하고 방향을 조절합니다.

13. 기술 동향

표면 실장 램프 형식은 LED 패키징의 지속적인 추세를 나타냅니다:

• 증가된 통합:단순한 발광체를 넘어 여기서 볼 수 있듯이 광학 제어(렌즈)를 통합한 패키지로 이동하여 시스템 복잡성을 줄입니다.
• 더 높은 효율 및 휘도:반도체 에피택시와 형광체 기술(백색 LED용)의 지속적인 개선으로 더 작은 패키지에서 와트당 더 높은 루멘과 더 높은 휘도(단위 면적당 밝기)를 제공합니다.
• 향상된 신뢰성:보다 견고한 캡슐화 재료(언급된 첨단 에폭시와 같은)의 개발로 열 사이클링, 습기 및 자외선 방사에 대한 저항성이 향상되어 애플리케이션 환경을 확장합니다.
• 자동화를 위한 표준화:SMT 형식이 지배적이며, 고속 자동화 피크 앤 플레이스 조립을 선호하여 제조 비용을 낮추고 일관성을 향상시킵니다.