T-1 3mm 확산형 블루 LED 램프 - 468nm 피크 파장 - 3.0V 순방향 전압 - 102mW 소비 전력 - 한국어 기술 데이터시트

1. 제품 개요

본 문서는 대중적인 T-1(3mm) 스루홀 패키지의 고효율 블루 발광 다이오드(LED)에 대한 완전한 기술 사양을 제공합니다. 이 소자는 확산 렌즈를 특징으로 하여, 투명 렌즈에 비해 더 넓고 균일한 광 분포를 제공하므로, 부드럽고 눈부심 없는 조명이 요구되는 표시등 및 백라이트 응용 분야에 적합합니다. 이 LED의 핵심 장점은 유해 물질(예: 납)을 사용하지 않고 제조되었음을 나타내는 RoHS 지침 준수, 낮은 전력 소비 및 높은 신뢰성을 포함합니다. 이는 인쇄 회로 기판(PCB) 또는 패널에 다양하게 장착하도록 설계되었으며, 낮은 전류 요구 사항으로 인해 집적 회로(IC) 구동 레벨과 호환됩니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 절대 최대 정격

절대 최대 정격은 소자에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이러한 정격은 주변 온도(T_A) 25°C에서 지정되며, 어떠한 작동 조건에서도 초과해서는 안 됩니다.

• 소비 전력 (P_D):102 mW. 이는 LED가 열로 소산할 수 있는 최대 전력량입니다.
• 피크 순방향 전류 (I_FP):60 mA. 이는 펄스 조건(1/10 듀티 사이클 및 0.1ms 펄스 폭 기준)에서 허용되는 최대 전류입니다. 이는 DC 정격보다 훨씬 높아 짧은 고강도 플래시가 가능합니다.
• DC 순방향 전류 (I_F):30 mA. 이는 안정적인 장기 작동을 위해 권장되는 최대 연속 순방향 전류입니다.
• 전류 디레이팅:30°C부터 0.5 mA/°C의 선형 디레이팅. 주변 온도가 30°C를 초과하는 경우, 과열을 방지하기 위해 허용 가능한 최대 DC 순방향 전류를 감소시켜야 합니다.
• 작동 온도 범위:-30°C ~ +80°C. 소자는 이 주변 온도 범위 내에서 기능이 보장됩니다.
• 보관 온도 범위:-40°C ~ +100°C. 소자는 이 한계 내에서 열화 없이 보관될 수 있습니다.
• 리드 솔더링 온도:LED 본체에서 2.0mm(0.8\") 떨어진 지점에서 측정 시 5초 동안 260°C. 이는 핸드 또는 웨이브 솔더링 공정에 허용되는 열 프로파일을 정의합니다.

2.2 전기 및 광학 특성

이러한 파라미터는 T_A=25°C 및 I_F=20mA(표준 테스트 조건)에서 측정됩니다. 이는 소자의 일반적인 성능을 정의합니다.

• 광도 (I_V):85 (최소), 180 (일반), 520 (최대) mcd. 이는 CIE 명시 응답 곡선에 맞춰 필터링된 센서를 사용하여 측정된, 인간의 눈이 인지하는 LED의 밝기 측정값입니다. 넓은 범위는 빈닝 시스템이 사용됨을 나타냅니다(섹션 3 참조).
• 시야각 (2θ_1/2):45° (일반). 이는 중심축(0°)에서의 광도 값이 절반으로 떨어지는 전체 각도입니다. 확산 렌즈가 이 넓은 시야각을 생성합니다.
• 피크 발광 파장 (λ_P):468 nm (일반). 이는 광 출력이 최대가 되는 파장입니다.
• 주 파장 (λ_d):465 nm (최소), 475 nm (최대). 이는 CIE 색도도에서 도출되며, LED의 인지된 색상(파란색)을 가장 잘 정의하는 단일 파장을 나타냅니다. 이 또한 빈닝 대상입니다.
• 스펙트럼 선 반치폭 (Δλ):20 nm (일반). 이는 방출된 빛의 스펙트럼 순도 또는 대역폭을 나타냅니다.
• 순방향 전압 (V_F):3.0 V (일반), 3.4 V (최대). 20mA로 구동될 때 LED 양단에 걸리는 전압 강하입니다.
• 역방향 전류 (I_R):V_R=5V에서 10 μA (최대). LED는 역방향 작동을 위해 설계되지 않았습니다. 이 파라미터는 누설 특성화만을 위한 것입니다.
• 정전 용량 (C):V_F=0V, f=1 MHz에서 40 pF (일반). 이는 접합 용량으로, 고속 스위칭 응용 분야와 관련이 있습니다.

3. 빈닝 시스템 사양

생산 응용 분야에서 밝기와 색상의 일관성을 보장하기 위해 LED는 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 특정 최소 성능 기준을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 광도 빈닝

단위: mcd @ 20mA. 각 빈 한계의 허용 오차는 ±15%입니다.

• 빈 E: 85 – 110 mcd
• 빈 F: 110 – 140 mcd
• 빈 G: 140 – 180 mcd
• 빈 H: 180 – 240 mcd
• 빈 J: 240 – 310 mcd
• 빈 K: 310 – 400 mcd
• 빈 L: 400 – 520 mcd

광도에 대한 특정 빈 코드는 제품 포장에 표시됩니다.

3.2 주 파장 빈닝

단위: nm @ 20mA. 각 빈 한계의 허용 오차는 ±1 nm입니다.

• 빈 B08: 465 – 470 nm
• 빈 B09: 470 – 475 nm

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에서 특정 그래프(그림 1, 그림 6)를 참조하지만, 이러한 LED의 일반적인 곡선은 주요 관계를 설명합니다:

• I-V (전류-전압) 곡선:순방향 전류와 순방향 전압 사이의 지수 관계를 보여줍니다. 블루 LED의 경우 무릎 전압은 약 2.8V-3.0V입니다.
• 상대 광도 대 순방향 전류:특정 지점까지는 전류와 거의 선형적으로 밝기가 증가하지만, 그 이후에는 가열로 인해 효율이 떨어질 수 있습니다.
• 상대 광도 대 주변 온도:주변 온도가 증가함에 따라 광 출력은 일반적으로 감소합니다. 이 열 효과를 관리하기 위해 0.5 mA/°C의 디레이팅 계수가 적용됩니다.
• 스펙트럼 분포:상대 강도 대 파장의 그래프로, 약 468nm에서 피크를 보이며 일반적인 반치폭은 20nm입니다.
• 시야각 패턴:확산 렌즈의 람베르시안 또는 준-람베르시안 분포 특성을 보여주는 극좌표 그래프로, 축에서 ±22.5°에서 강도가 절반으로 감소합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

LED는 직경 3mm의 확산 렌즈를 가진 표준 T-1 패키지에 장착됩니다. 주요 치수 정보는 다음과 같습니다:

• 모든 치수는 밀리미터 단위입니다(인치는 괄호 안에 제공됨).
• 별도로 명시되지 않는 한 표준 허용 오차는 ±0.25mm(±0.010\")입니다.
• 플랜지 아래 수지의 최대 돌출은 1.0mm(0.04\")입니다.
• 리드 간격은 리드가 패키지 본체에서 나오는 지점에서 측정됩니다.

5.2 극성 식별

스루홀 LED의 경우, 캐소드는 일반적으로 렌즈 가장자리의 평평한 부분, 더 짧은 리드 또는 플랜지의 노치로 식별됩니다. 이 부품의 특정 극성 표시는 데이터시트 다이어그램을 참조해야 합니다. 올바른 극성은 작동에 필수적입니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 리드 성형

• 굽힘은 LED 렌즈 베이스에서 최소 3 mm 떨어진 지점에서 수행해야 합니다.
• 리드 프레임의 베이스는 굽힘 중 지렛대로 사용해서는 안 됩니다.
• 리드 성형은 실온에서 수행해야 하며솔더링 공정이전에 이루어져야 합니다.
• PCB 조립 중에는 LED 패키지에 과도한 기계적 응력을 가하지 않도록 필요한 최소한의 클린칭 힘을 사용하십시오.

6.2 솔더링 공정

중요:렌즈 베이스에서 솔더링 지점까지 최소 3 mm의 간격을 유지해야 합니다. 솔더가 리드 프레임을 따라 올라가 솔더링 문제를 일으킬 수 있으므로 렌즈를 솔더에 담그는 것을 피해야 합니다.

권장 조건:

• 솔더링 아이언:온도: 최대 300°C. 시간: 최대 3초 (일회성 솔더링만).
• 웨이브 솔더링:예열: 최대 100°C, 최대 60초. 솔더 웨이브: 최대 260°C, 최대 5초.

중요 참고:과도한 솔더링 온도 및/또는 시간은 LED 렌즈 변형 또는 파괴적 고장을 일으킬 수 있습니다. 적외선(IR) 리플로우 솔더링은이 스루홀 LED 유형에 적합하지 않은공정입니다.

6.3 세척

세척이 필요한 경우, 이소프로필 알코올과 같은 알코올 계 용제만 사용하십시오.

6.4 보관

• 권장 보관 환경은 30°C 및 상대 습도 70%를 초과하지 않아야 합니다.
• 원래의 습기 방지 포장에서 꺼낸 LED는 3개월 이내에 사용해야 합니다.
• 원래 포장 외부에서 장기 보관할 경우, 건조제가 들어 있는 밀폐 용기 또는 질소 퍼지 건조기에 보관하십시오.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 포장 사양

LED는 정전기 방전(ESD) 손상을 방지하기 위해 정전기 방지 백에 포장됩니다.

• 포장 백: 백당 1000, 500 또는 250개.
• 내부 카톤: 카톤당 10개의 포장 백(총 10,000개).
• 외부 카톤: 외부 카톤당 8개의 내부 카톤(총 80,000개).
• 참고: 모든 출하 로트에서 최종 팩만이 불완전한 수량을 포함할 수 있습니다.

8. 응용 설계 권장 사항

8.1 구동 회로 설계

LED는 전류 구동 소자입니다. 병렬로 여러 LED를 구동할 때 균일한 밝기를 보장하기 위해각 LED와 직렬로 개별 전류 제한 저항을 사용하는 것이강력히 권장됩니다(회로 모델 A). 단일 전압원과 공유 저항으로 여러 LED를 병렬로 구동하는 것(회로 모델 B)은 권장되지 않습니다. 각 LED의 순방향 전압(V_F)의 약간의 변동이 전류 및 결과적으로 밝기에 큰 차이를 일으키기 때문입니다.

8.2 정전기 방전(ESD) 보호

이 LED는 정전기 방전으로 인한 손상에 취약합니다. 취급 및 조립 중 다음 예방 조치를 준수해야 합니다:

• 작업자는 도전성 손목 스트랩 또는 정전기 방지 장갑을 착용해야 합니다.
• 모든 장비, 작업대 및 보관 랙은 적절하게 접지되어야 합니다.
• 작업 영역의 정전기를 중화시키기 위해 이오나이저를 사용하십시오.

8.3 응용 범위 및 제한 사항

이 LED는 사무용 장비, 통신 장치 및 가전 제품을 포함한 일반 전자 장비에서 사용하도록 설계되었습니다. 이는 항공, 운송, 교통 제어, 의료/생명 유지 시스템 또는 안전 장치와 같이 높은 신뢰성이 안전에 중요한 응용 분야를 위해 특별히 설계되거나 인증되지 않았습니다. 이러한 응용 분야의 경우 제조업체와 상담하여 적절하게 인증된 구성 요소를 사용해야 합니다.

9. 기술 비교 및 설계 고려 사항

투명 렌즈 T-1 LED와 비교하여, 이 확산형 버전은 훨씬 더 넓고 부드러운 광 패턴을 제공하여 \"핫 스팟\" 효과를 제거합니다. 이는 여러 각도에서 보기가 필요한 패널 표시등에 우수합니다. 468nm 블루 파장은 상태 표시등, 백라이트 및 장식 조명에 일반적으로 선택됩니다. 설계자는 제공된 디레이팅 곡선을 활용하여, 특히 최대 전류 정격 근처 또는 높은 주변 온도에서 작동할 때 열 관리를 신중하게 고려해야 합니다. 약 3.0V의 순방향 전압은 표준 적색 또는 녹색 LED보다 높은 구동 전압을 필요로 하며, 이는 전원 공급 설계에서 고려되어야 합니다.

10. 자주 묻는 질문(FAQ)

Q: 5V 전원으로 이 LED를 직접 구동할 수 있나요?

A: 아니요. 20mA에서 일반적인 V_F가 3.0V이므로 직렬 전류 제한 저항이 필요합니다. 옴의 법칙 사용: R = (V_공급- V_F) / I_F. 5V 공급 및 20mA 목표의 경우: R = (5V - 3.0V) / 0.02A = 100 Ω. 100Ω(또는 가장 가까운 표준 값) 저항을 사용해야 합니다.

Q: 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇인가요?

A: 피크 파장(λ_P)은 최대 스펙트럼 출력을 갖는 물리적 파장입니다. 주 파장(λ_d)은 인지된 색상을 가장 잘 나타내는 인간의 색상 인지(CIE 차트)를 기반으로 계산된 값입니다. 이 블루 LED와 같은 단색 LED의 경우 종종 가깝지만 동일하지는 않습니다.

Q: 병렬 연결된 각 LED에 별도의 저항이 필요한 이유는 무엇인가요?

A: LED의 순방향 전압은 동일한 빈 내에서도 소자마다 약간씩 다를 수 있습니다. 개별 저항이 없으면 V_F가 낮은 LED가 불균형적으로 더 많은 전류를 끌어당겨, 밝기가 고르지 않고 낮은 V_F units.

Q: 이 LED는 자동차 실내 조명에 적합한가요?

A: 작동할 수는 있지만, 이 표준 데이터시트는 자동차 응용 분야에 필요한 확장된 온도 범위, 진동 및 신뢰성 표준에 대한 인증을 나타내지 않습니다. 이러한 목적을 위해서는 자동차 등급 표준(예: AEC-Q102)에 특별히 인증된 구성 요소를 사용해야 합니다.

11. 실용 응용 예시

시나리오:테스트 장비용 다중 표시등 패널 설계. 네 개의 블루 상태 LED가 서로 다른 작동 모드(대기, 테스트 중, 합격, 불합격)를 표시하는 데 필요합니다. 균일한 밝기는 사용자 경험에 매우 중요합니다.

설계 구현:

1. 회로:마이크로컨트롤러 GPIO 핀을 사용하여 각 LED를 구동합니다. 각 핀은 100Ω 전류 제한 저항에 연결된 후 LED의 애노드에 연결됩니다. LED 캐소드는 접지에 연결됩니다.
2. 부품 선택:동일한 광도 빈(예: 빈 G: 140-180 mcd) 및 동일한 주 파장 빈(예: B08: 465-470nm)의 LED를 지정하여 패널에서 색상과 밝기의 일관성을 보장합니다.
3. 레이아웃:권장되는 최소 3mm 굽힘 반경으로 PCB에 LED를 배치합니다. PCB의 솔더링 지점이 LED 본체에서 최소 3mm 떨어져 있는지 확인하십시오.
4. 소프트웨어:GPIO 핀을 하이(예: 3.3V 또는 5V)로 구동하여 해당 LED를 켭니다. 100Ω 저항은 공급 전압에 따라 전류를 약 (3.3V-3.0V)/100Ω = 3mA 또는 (5V-3.0V)/100Ω = 20mA로 설정하여 안전하고 제어된 조명을 제공합니다.

12. 작동 원리

발광 다이오드는 반도체 p-n 접합 소자입니다. 접합의 내재 전위를 초과하는 순방향 전압이 인가되면, n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 접합 영역으로 주입됩니다. 이러한 전하 캐리어가 재결합할 때 에너지가 방출됩니다. 이 특정 LED에서 반도체 재료(일반적으로 인듐 갈륨 질화물, InGaN 기반)는 이 에너지가 파란색 스펙트럼(~468 nm) 파장의 광자(빛) 형태로 방출되도록 설계되었습니다. 반도체 칩을 둘러싼 확산 에폭시 렌즈에는 방출된 광자의 방향을 무작위화하는 산란 입자가 포함되어 있어 좁은 빔 대신 넓고 균일한 시야각을 생성합니다.

13. 기술 동향

2014년 노벨 물리학상이 수여된 효율적인 블루 LED의 개발은 백색 LED 조명(인광체 변환을 통해) 및 풀컬러 디스플레이를 가능하게 한 기초적인 돌파구였습니다. 이와 같은 표시등형 LED의 현재 동향은 효율성 증가(와트당 더 많은 광 출력), 더 엄격한 빈닝을 통한 색상 일관성 개선 및 신뢰성 향상에 초점을 맞추고 있습니다. 또한 소형화(T-1보다 작은) 및 현대 자동화 조립 라인을 지배하는 표면 실장 장치(SMD) 패키지로의 LED 통합을 위한 지속적인 노력이 있습니다. 그러나 스루홀 LED는 프로토타이핑, 교육용, 수리 작업 및 견고한 기계적 장착이 필요한 응용 분야에서 여전히 관련성을 유지하고 있습니다.