표면 실장 LED 램프 LTWMR4DZ3KA 데이터시트 - 패키지 4.2x4.2x6.9mm - 전압 2.6-3.3V - 백색 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 고휘도 표면 실장 LED 램프의 사양을 상세히 설명합니다. 자동화 조립 공정에 맞게 설계된 이 부품은 까다로운 간판 응용 분야에 적합한 컴팩트한 패키지로 우수한 광학 성능을 제공합니다.

1.1 핵심 장점 및 제품 포지셔닝

이 LED의 주요 장점은 통합 광학 설계입니다. 패키지는 제어된 협각 방사 패턴을 제공하는 렌즈를 특징으로 하여, 많은 응용 분야에서 2차 광학 부품의 필요성을 제거합니다. 이는 더욱 간소화된 설계와 잠재적으로 낮은 시스템 비용으로 이어집니다. 이 소자는 우수한 내습성과 자외선 차단 기능을 제공하는 고급 에폭시 재료를 사용하여 제작되어, 실내외 사용 모두에서 신뢰성을 향상시킵니다. RoHS, 무연 및 무할로겐 지침을 완전히 준수합니다.

1.2 목표 시장 및 응용 분야

이 LED는 높은 가시성 간판을 위해 특별히 설계되었습니다. 주요 응용 분야로는 비디오 메시지 사인, 다양한 교통 표지판 및 일반 메시지 디스플레이 보드가 있습니다. 높은 발광 강도와 제어된 시야각의 조합은 효율적인 빛 활용으로 밝고 가독성 높은 디스플레이를 만드는 데 이상적입니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

표준 조건에서 소자의 작동 한계 및 성능에 대한 포괄적인 분석입니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 소자에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 한계에서 또는 그 이상으로 작동하는 것은 보장되지 않습니다.

• 전력 소산 (Pd):최대 100 mW. 이는 패키지가 열로 소산할 수 있는 총 전력입니다.
• 순방향 전류:30 mA의 DC 순방향 전류(IF)가 최대 연속 정격입니다. 100 mA의 피크 순방향 전류는 펄스 조건(듀티 사이클 ≤ 1/10, 펄스 폭 ≤ 10ms)에서만 허용됩니다.
• 열 감액:최대 DC 순방향 전류는 주변 온도(TA)가 55°C를 초과할 경우 25°C에서의 30mA 정격으로부터 섭씨 1도당 0.54 mA의 비율로 선형적으로 감소해야 합니다.
• 온도 범위:소자는 -40°C ~ +85°C에서 작동하도록 정격되며, -40°C ~ +100°C에서 보관할 수 있습니다.
• 리플로우 솔더링:패키지는 리플로우 솔더링 공정 중 최대 10초 동안 260°C의 피크 온도를 견딜 수 있습니다.

2.2 전기-광학 특성

이 파라미터들은 달리 명시되지 않는 한, 주변 온도(TA) 25°C, 순방향 전류(IF) 20 mA에서 측정됩니다.

• 발광 강도 (Iv):최소 8500 mcd에서 최대 21000 mcd까지 범위이며, 전형적인 값은 15000 mcd입니다. Iv 값은 빈닝되며, 분류 코드는 포장에 표시됩니다.
• 시야각 (2θ1/2):발광 강도가 축상(온축) 강도의 절반이 되는 전체 각도로 정의됩니다. 전형적인 값은 35°이며, 지정된 최소값은 30°입니다.
• 순방향 전압 (VF):20mA에서 2.6 V(최소) ~ 3.3 V(최대) 범위입니다.
• 역방향 전류 (IR):역방향 전압(VR) 5V가 인가될 때 최대 10 μA입니다. 이 소자는 역바이어스 작동을 위해 설계되지 않았음을 유의하는 것이 중요합니다. 이 테스트 조건은 특성화를 위한 것입니다.

3. 빈닝 시스템 사양

응용 분야에서 일관성을 보장하기 위해, LED는 주요 성능 파라미터에 따라 빈으로 분류됩니다.

3.1 발광 강도 빈닝

LED는 20mA에서 측정된 발광 강도에 따라 세 가지 주요 빈으로 분류됩니다:
- 빈 Y:8500 - 11500 mcd
- 빈 Z:11500 - 16000 mcd
- 빈 1:16000 - 21000 mcd
각 빈의 한계에는 ±15%의 허용 오차가 적용됩니다.

3.2 색도 (색조) 빈닝

백색 색상점은 CIE 1931 (x, y) 다이어그램에 정의된 색도 좌표 빈을 통해 제어됩니다. 데이터시트는 여러 색조 등급(예: 6U, 6L, 7U, 7L, 8U, 8L)을 지정하며, 각각은 색도 차트상의 사변형 영역을 정의합니다. 이를 통해 설계자는 엄격하게 제어된 색상 일관성을 가진 LED를 선택할 수 있습니다. 색도 좌표의 측정 허용 오차는 ±0.01입니다.

4. 기계적 및 패키지 정보

4.1 외형 치수

LED는 돔 렌즈가 있는 직사각형 패키지를 특징으로 합니다. 주요 치수는 다음과 같습니다:
- 패키지 본체: 4.2mm ±0.2mm x 4.2mm ±0.2mm.
- 전체 높이: 6.9mm ±0.5mm.
- 리드 간격 및 돌출 세부 사항은 상세 도면에 제공됩니다. 모든 치수에는 괄호 안에 임페리얼 단위 환산값이 포함됩니다.

4.2 극성 식별 및 핀아웃

소자는 세 개의 핀(P1, P2, P3)을 가지고 있습니다. P1과 P3은 애노드(+)로 지정되고, P2는 캐소드(-)로 지정됩니다. 회로 기판 레이아웃 및 조립 시 올바른 극성을 준수해야 합니다.

4.3 권장 솔더 패드 패턴

PCB 레이아웃을 위한 랜드 패턴 설계가 제안됩니다. 패턴은 세 개의 핀을 고려하며, 열 패드 참고 사항을 포함합니다. 핀 P3과 연결된 패드는 작동 중 열 관리를 돕기 위해 방열판이나 냉각 메커니즘에 연결하는 것이 특별히 권장됩니다.

5. 조립, 취급 및 신뢰성 지침

5.1 습기 민감도 및 보관

이 부품은 JEDEC J-STD-020에 따라 습기 민감도 등급(MSL) 3으로 분류됩니다.
- 개봉되지 않은 습기 차단 백에 포장된 LED는 <30°C 및 90% RH에서 최대 12개월 동안 보관할 수 있습니다.
- 백이 개봉되면, 부품은 <30°C 및 60% RH에서 보관해야 하며, 168시간(7일) 이내에 솔더링해야 합니다.
- 습도 지시 카드가 >10% RH를 표시하거나, 플로어 라이프가 168시간을 초과하거나, 부품이 >30°C 및 60% RH에 노출된 경우, 60°C ±5°C에서 20시간 동안 베이킹이 필요합니다. 베이킹은 한 번만 수행해야 합니다.

5.2 솔더링 공정

리플로우 솔더링 (권장):
- 예열: 150-200°C.
- 최대 예열 시간: 120초.
- 피크 온도: 최대 260°C.
- 260°C 이상 유지 시간: 최대 10초.
- 이 소자는 리플로우 솔더링을 위해 설계되었으며, 딥 솔더링에는 적합하지 않습니다. 리플로우는 두 번 이상 수행해서는 안 됩니다.
핸드 솔더링 (인두):
- 최대 인두 온도: 315°C.
- 핀당 최대 솔더링 시간: 3초.
- 이 작업은 한 번만 수행해야 합니다.

5.3 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우, 이소프로필 알코올(IPA)과 같은 알코올 기반 용매만 사용해야 합니다.

6. 포장 및 주문 정보

6.1 테이프 및 릴 포장

LED는 자동 픽 앤 플레이스 조립을 위해 릴에 엠보싱 캐리어 테이프로 공급됩니다. 테이프 치수는 표준 SMT 장비와의 호환성을 보장하도록 지정됩니다. 각 풀 릴에는 1,000개가 들어 있습니다. 릴과 테이프는 정전기 민감 소자(ESD)가 포함되어 있음을 나타내며, 안전한 취급 절차가 필요함을 표시합니다.

7. 응용 노트 및 설계 고려 사항

7.1 전형적인 응용 회로

전형적인 응용에서 LED는 안정적인 발광 출력과 수명을 보장하기 위해 정전류원에 의해 구동됩니다. 기본 응용에는 간단한 직렬 저항기를 사용할 수 있으며, 이는 공급 전압(Vcc), LED의 순방향 전압(VF) 및 원하는 순방향 전류(IF)를 기반으로 계산됩니다: R = (Vcc - VF) / IF. 예를 들어, 5V 공급, VF 3.0V, 목표 IF 20mA인 경우, 저항 값은 (5V - 3.0V) / 0.02A = 100 옴이 됩니다. 저항기의 정격 전력도 고려해야 합니다(P = (Vcc - VF) * IF). 고신뢰성 또는 정밀 응용의 경우, 전용 LED 드라이버 IC를 권장합니다.

7.2 열 관리

전력 소산이 상대적으로 낮지만(최대 100mW), 효과적인 열 관리는 성능과 수명을 유지하는 데 중요합니다, 특히 고주변 온도 환경이나 조밀하게 배열된 어레이에서 더욱 그렇습니다. 권장되는 열 패드(P3)를 PCB의 구리 영역에 연결하는 것은 열 확산체 역할을 합니다. 다중 LED가 필요한 설계의 경우, 충분한 간격을 확보하고 집단적인 열 부하를 관리하기 위해 금속 코어 PCB(MCPCB) 사용을 고려해야 합니다.

7.3 광학 통합

통합된 35° 시야각 렌즈는 핵심 기능입니다. 설계자는 이 빔 패턴이 응용 분야의 밝기 균일성 및 시야 원뿔 요구 사항을 충족하는지 확인해야 합니다. 더 넓은 시야각이 필요한 경우, 다른 LED 모델이나 2차 확산판이 필요할 것입니다. 협각 빔은 빛을 효율적으로 특정 영역(예: 간판 면)으로 집중시키고, 스필을 최소화하는 데 유리합니다.

8. 기술 비교 및 차별화

표준 SMD LED(예: PLCC 패키지)와 비교하여, 이 소자는 사전 정렬된 빔을 가진 스루홀 램프 스타일 폼 팩터에서 상당히 높은 발광 강도를 제공합니다. 이는 별도의 광학 렌즈를 추가하는 비용과 정렬 복잡성을 제거합니다. 다른 고출력 LED와 비교하여, 더 낮은 전류(20mA 대 350mA+)에서 작동하므로 드라이버 설계를 단순화하고 시스템 열 문제를 줄이면서도 간판에 적합한 고휘도를 제공합니다.

9. 자주 묻는 질문 (FAQ)

Q: Y, Z, 1 강도 빈의 차이점은 무엇인가요?
A: 이들은 서로 다른 최소 발광 출력 범위를 나타냅니다. 빈 1이 가장 높은 출력(16000-21000 mcd)을 가지며, 다음으로 빈 Z(11500-16000 mcd), 그 다음 빈 Y(8500-11500 mcd) 순입니다. 선택은 응용 분야의 밝기 요구 사항에 따라 달라집니다.

Q: 이 LED를 30mA로 연속 구동할 수 있나요?
A: 네, 30mA는 최대 정격 DC 순방향 전류입니다. 그러나 주변 온도가 높은 경우(55°C 이상) 지정된 대로 전류를 감액해야 합니다. 최적의 수명과 안정적인 성능을 위해 전형적인 20mA 이하에서 작동하는 것이 권장됩니다.

Q: 백을 개봉한 후 168시간의 플로어 라이프가 있는 이유는 무엇인가요?
A: MSL 3 등급은 패키지가 공기 중의 습기를 흡수함을 나타냅니다. 공장 플로어 조건(<30°C/60% RH)에서 168시간 후, 흡수된 습기는 고온 리플로우 솔더링 공정 중 패키지 손상(균열 또는 박리와 같은)을 일으킬 수 있는 수준에 도달할 수 있습니다. 이 시간을 초과하면 습기를 제거하기 위해 베이킹이 필요합니다.

Q: 정전기(ESD) 예방 조치가 필요한가요?
A: 네. 포장에는 정전기 민감 소자가 포함되어 있음이 표시되어 있습니다. 수동 취급 중 정전기 방전으로 인한 손상을 방지하기 위해 접지된 손목 스트랩 및 작업대 사용과 같은 표준 ESD 취급 예방 조치를 따라야 합니다.

10. 작동 원리 및 기술

이것은 InGaN(인듐 갈륨 나이트라이드) 반도체 기술을 기반으로 한 백색 LED입니다. InGaN 칩에서 청색광을 생성합니다. 이 청색광은 패키지 내부의 형광체 층을 여기시킵니다. 형광체는 청색광의 일부를 더 긴 파장(노란색, 빨간색)으로 다운 변환시키며, 남은 청색광과 형광체에서 방출된 빛의 혼합은 백색광으로 인지됩니다. 형광체의 특정 혼합은 상관 색온도(CCT)와 색도 좌표를 결정하며, 이는 색조 빈닝 과정을 통해 제어됩니다. 투명 에폭시 패키지는 보호용 외피와 1차 광학 요소 역할을 모두 하여, 빛 출력을 지정된 시야각으로 형성합니다.