T-1 3/4 스루홀 LED 램프 데이터시트 - 572nm 옐로우 그린 - 20mA - 75mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 T-1 3/4 (약 5mm) 스루홀 LED 램프의 사양을 상세히 설명합니다. 이 소자는 광범위한 전자 장비에서 상태 표시 및 신호 전달 용도로 설계되었습니다. AlInGaP (알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 칩을 사용하여 옐로우 그린 스펙트럼, 특히 572nm에서 피크를 이루는 빛을 생성합니다. LED는 녹색 확산 렌즈로 캡슐화되어 시야각을 넓히고 광 출력을 부드럽게 하는 데 도움을 줍니다. 이 패키지 유형은 산업 표준 폼 팩터로, 기존의 납땜 기술을 사용하여 인쇄 회로 기판(PCB) 또는 패널에 다양하게 장착할 수 있습니다.

이 LED의 핵심 장점은 RoHS (유해 물질 제한) 지침을 준수하여 무연 제품임을 나타냅니다. 높은 발광 강도 출력과 낮은 전력 소비의 균형을 제공하여 배터리 구동 및 전원선 구동 장치 모두에 적합합니다. 그 설계는 집적 회로(IC) 구동 레벨과 호환되어 디지털 시스템의 인터페이스 요구 사항을 단순화합니다.

이 부품의 목표 시장은 통신 장비, 컴퓨터 주변 장치, 소비자 가전, 가전 제품 및 산업 제어 시스템을 포함하여 광범위합니다. 주요 기능은 시스템 상태, 전원 표시 또는 작동 모드에 대한 명확하고 신뢰할 수 있는 시각적 피드백을 제공하는 것입니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 소자에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 정상 작동을 위한 것이 아닙니다.

• 전력 소산 (Pd):최대 75 mW. 이는 주변 온도(TA) 25°C에서 LED 패키지가 안전하게 열과 빛으로 변환할 수 있는 총 전기 전력입니다.
• DC 순방향 전류 (IF):최대 30 mA 연속 전류.
• 피크 순방향 전류:최대 60 mA, 단 펄스 조건(듀티 사이클 ≤ 1/10, 펄스 폭 ≤ 10ms)에서만 가능합니다. 이는 스트로브 또는 깜빡임 응용 분야와 같이 더 높은 순간 밝기를 달성하기 위해 짧은 시간 동안 과구동하는 것을 허용합니다.
• 디레이팅:최대 허용 DC 순방향 전류는 주변 온도가 50°C 이상 상승할 때마다 섭씨 1도당 0.57 mA씩 25°C에서의 30mA 정격에서 선형적으로 감소해야 합니다. 이는 고온 환경에서의 열 관리에 중요합니다.
• 작동 온도 범위:-40°C ~ +85°C. 소자는 이 넓은 온도 범위 내에서 작동하도록 정격화되어 있습니다.
• 보관 온도 범위:-40°C ~ +100°C.
• 리드 납땜 온도:최대 260°C, 최대 5초 동안. LED 본체에서 2.0mm (0.079") 떨어진 지점에서 측정됩니다. 이는 핸드 또는 웨이브 납땜을 위한 공정 창을 정의합니다.

2.2 전기 및 광학 특성

이는 표준 테스트 조건인 TA=25°C 및 IF=20mA에서 측정한 일반적인 성능 파라미터입니다.

• 발광 강도 (Iv):85 ~ 400 mcd (밀리칸델라), 일반값은 180 mcd입니다. 이 넓은 범위는 빈닝 시스템(섹션 4 참조)을 통해 관리됩니다. 측정은 명시(인간의 눈) 반응 곡선(CIE)에 맞춰 필터링된 센서를 사용합니다. 빈 한계에 ±15% 테스트 허용 오차가 적용됩니다.
• 시야각 (2θ1/2):40도 (일반값). 이는 발광 강도가 중심축에서 측정된 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도입니다. 녹색 확산 렌즈가 이 중간 정도의 넓은 시야각에 기여합니다.
• 피크 발광 파장 (λP):575 nm (일반값). 이는 LED의 스펙트럼 출력 곡선에서 가장 높은 지점의 파장입니다.
• 주 파장 (λd):566 ~ 578 nm. 이는 색상을 정의하는 인간의 눈이 인지하는 단일 파장으로, CIE 색도도에서 도출됩니다. 목표는 572nm입니다.
• 스펙트럼 선 반치폭 (Δλ):11 nm (일반값). 이는 방출된 빛의 스펙트럼 순도 또는 대역폭을 나타냅니다. 값이 작을수록 더 단색광에 가까운 광원임을 의미합니다.
• 순방향 전압 (VF):IF=20mA에서 2.1 ~ 2.4 V (일반값 2.4V). 이는 LED가 작동할 때 양단에 걸리는 전압 강하입니다.
• 역방향 전류 (IR):역방향 전압(VR) 5V가 인가될 때 최대 100 μA.중요 참고사항:이 테스트 조건은 특성화 전용입니다. LED는 다이오드이며 역방향 바이어스 하에서 작동하도록 설계되지 않았습니다. 역방향 전압을 인가하면 손상될 수 있습니다.

3. 빈닝 시스템 사양

생산의 일관성을 보장하기 위해 LED는 성능 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 특정 강도 및 색상 요구 사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 발광 강도 빈닝

빈은 코드(EF0, GH0, JK0)로 정의되며 IF=20mA에서 최소 및 최대 강도 값을 가집니다. 각 빈 한계에 ±15% 허용 오차가 적용됩니다.

• EF0:85 - 140 mcd
• GH0:140 - 240 mcd
• JK0:240 - 400 mcd

Iv 분류 코드는 추적성을 위해 각 포장 봉지에 표시됩니다.

3.2 주 파장 빈닝

파장 빈은 H06부터 H11까지의 코드로 정의되며, 각각 2nm 범위를 포함합니다. 각 빈 한계에 ±1nm 허용 오차가 적용됩니다.

• H06:566.0 - 568.0 nm
• H07:568.0 - 570.0 nm
• H08:570.0 - 572.0 nm
• H09:572.0 - 574.0 nm
• H10:574.0 - 576.0 nm
• H11:576.0 - 578.0 nm

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에서 특정 그래픽 곡선(예: 스펙트럼 피크용 Fig.1, 시야각용 Fig.6)이 참조되지만, 제공된 데이터를 통해 주요 관계를 분석할 수 있습니다.

전류 대 발광 강도 (I-Iv 관계):AlInGaP LED의 경우, 작동 범위 내에서 발광 강도는 일반적으로 순방향 전류에 비례합니다. 최대 연속 전류(30mA)로 LED를 구동하면 20mA 테스트 조건보다 더 높은 강도를 얻을 수 있지만, 열 효과와 효율 저하를 고려해야 합니다. 펄스 전류 정격(60mA)은 듀티 사이클 응용 분야에서 더 높은 피크 밝기를 가능하게 합니다.

온도 의존성:디레이팅 사양(50°C 이상에서 0.57 mA/°C)은 열적 한계의 직접적인 지표입니다. 접합 온도가 증가함에 따라 과열을 방지하기 위해 최대 허용 전류가 감소합니다. 또한 LED의 순방향 전압(VF)은 일반적으로 음의 온도 계수를 가지며, 이는 온도가 상승함에 따라 약간 감소함을 의미합니다. 발광 출력도 일반적으로 접합 온도가 증가함에 따라 감소합니다.

스펙트럼 특성:572nm의 주 파장(λd)은 이 LED를 옐로우 그린 영역에 위치시킵니다. 이는 인간의 명시(주간) 시각 곡선의 최대 감도에 가깝습니다. 이는 단위 복사 전력당 인지되는 밝기 측면에서 매우 효율적입니다. 11nm 스펙트럼 반치폭은 AlInGaP 기술의 특징인 상대적으로 좁은 방출 대역을 나타내며, 이는 채도 높은 색상을 초래합니다.

5. 기계적 및 포장 정보

5.1 외형 치수

소자는 표준 T-1 3/4 레이디얼 리드 패키지 프로파일을 따릅니다. 주요 치수 참고 사항은 다음과 같습니다:

• 모든 치수는 밀리미터 단위이며, 별도로 명시되지 않는 한 일반 허용 오차는 ±0.25mm입니다.
• 플랜지 아래 수지의 최대 돌출은 1.0mm입니다.
• 리드 간격은 리드가 패키지 본체를 빠져나가는 지점에서 측정되며, 이는 PCB 레이아웃에 중요합니다.
• LED 리드 프레임에는 절단 기능이 포함되어 있으며, 이는 조립 중 기계적 안정성을 위해 또는 제조 공정의 일부로 사용될 가능성이 있습니다.

5.2 극성 식별

레이디얼 스루홀 LED의 경우, 캐소드(음극 리드)는 일반적으로 렌즈 가장자리의 평평한 부분, 더 짧은 리드 또는 플랜지의 노치로 식별됩니다. 데이터시트는 표준 산업 관행을 암시합니다. 더 긴 리드가 일반적으로 애노드(+)입니다. 설계자는 조립 중 역방향 연결을 방지하기 위해 극성을 확인해야 합니다.

5.3 포장 사양

LED는 정전기 방지 포장 봉지로 공급됩니다. 봉지당 여러 포장 옵션을 사용할 수 있습니다: 1000, 500, 200 또는 100개. 이 봉지들은 다음과 같이 카톤에 통합됩니다:

• 내부 카톤:15개의 포장 봉지를 포함합니다. 1000개 봉지를 사용하는 경우 총 15,000개입니다.
• 외부 카톤:8개의 내부 카톤을 포함하며, 1000개 봉지를 사용한 전체 선적 시 총 120,000개가 됩니다. 선적 로트의 최종 팩은 가득 차지 않을 수 있습니다.

6. 납땜 및 조립 지침

6.1 보관

장기 보관의 경우, 주변 환경은 30°C 또는 상대 습도 70%를 초과해서는 안 됩니다. 원래 밀봉된 방습 봉지에서 꺼낸 LED는 3개월 이내에 사용해야 합니다. 원래 포장 외부에서 장기간 보관할 경우, 수분 흡수를 방지하기 위해 건조제가 들어 있는 밀폐 용기나 질소 퍼지 건조기에 보관해야 합니다. 수분 흡수는 납땜 중 "팝콘 현상"을 일으킬 수 있습니다.

6.2 세척

납땜 후 세척이 필요한 경우, 이소프로필 알코올(IPA)과 같은 알코올 기반 용제만 사용해야 합니다. 강력하거나 공격적인 화학 물질은 에폭시 렌즈를 손상시킬 수 있습니다.

6.3 리드 성형

장착을 위해 리드를 구부려야 하는 경우, 이 작업은납땜 전실온에서 수행해야 합니다. 굽힘은 LED 렌즈 베이스에서 최소 3mm 이상 떨어진 곳에서 이루어져야 합니다. LED 베이스를 굽힘 중 지렛대로 사용해서는 안 되며, 이는 내부 와이어 본드나 에폭시 실링에 스트레스를 줄 수 있습니다. PCB 삽입 시, 기계적 스트레스를 피하기 위해 최소한의 클린치 힘을 사용하십시오.

6.4 납땜 공정

납땜 지점과 LED 렌즈 베이스 사이에 최소 2mm의 간격을 유지해야 합니다. 렌즈를 솔더에 담가서는 안 됩니다.

• 인두:최대 온도 350°C, 리드당 최대 시간 3초 (일회성 납땜만).
• 웨이브 납땜:최대 100°C로 최대 60초 동안 예열합니다. 솔더 웨이브 온도 최대 260°C, 최대 침지 시간 5초. LED는 솔더 웨이브가 렌즈 베이스로부터 2mm 이내로 접근하지 않도록 위치시켜야 합니다.
• 중요 경고:과도한 온도나 시간은 에폭시 렌즈를 녹이거나 변형시키고, 내부 재료를 열화시키며, 치명적인 고장을 일으킬 수 있습니다. 적외선(IR) 리플로우 납땜은 이 스루홀 패키지 유형에 명시적으로 적합하지 않다고 명시되어 있습니다.

7. 응용 및 설계 권장사항

7.1 구동 회로 설계

LED는 전류 구동 소자입니다. 그 밝기는 전압이 아닌 전류에 의해 제어됩니다. 특히 병렬로 연결할 때 여러 LED를 구동할 때 균일한 밝기를 보장하기 위해,각 LED와 직렬로 개별 전류 제한 저항을 사용하는 것이강력히 권장됩니다 (회로 모델 A).

병렬로 연결된 여러 LED에 단일 저항을 사용하는 것(회로 모델 B)은 권장되지 않습니다. LED마다 순방향 전압(VF) 특성의 작은 변동이 각 분기마다 흐르는 전류에 큰 차이를 일으켜 밝기가 고르지 않게 됩니다. 직렬 저항은 전류를 안정화하고 전원 전압 및 LED의 VF 변동을 보상하는 역할을 합니다.

저항 값(R)은 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다: R = (Vcc - VF) / IF, 여기서 Vcc는 공급 전압, VF는 LED의 순방향 전압(보수적인 설계를 위해 데이터시트의 최대값 사용), IF는 원하는 순방향 전류(예: 20mA)입니다.

7.2 정전기 방전(ESD) 보호

LED는 정전기 방전으로 인한 손상에 취약합니다. 취급 및 조립 중에 예방 조치를 취해야 합니다:

• 작업자는 접지된 손목 스트랩이나 정전기 방지 장갑을 착용해야 합니다.
• 모든 장비, 작업대 및 보관대는 적절하게 접지되어야 합니다.
• 이온화기는 마찰로 인해 플라스틱 렌즈에 축적될 수 있는 정전기를 중화시키는 데 사용할 수 있습니다.
• 조립 구역에서 작업하는 인원에 대한 교육 및 인증을 포함한 ESD 관리 프로그램을 시행하십시오.

7.3 일반적인 응용 시나리오

이 LED는 실내외 간판(밝기와 색상이 효과적인 곳) 및 일반 전자 장비 모두에 적합합니다. 구체적인 용도는 다음과 같습니다:

• 전원/상태 표시기:가전 제품, 컴퓨터 및 네트워크 장비의 켜짐/꺼짐, 대기 또는 작동 모드 표시등.
• 패널 표시기:제어 패널의 스위치, 버튼 또는 범례에 대한 백라이트.
• 소비자 가전:오디오/비디오 장비, 충전기 및 장난감의 표시등.
• 산업 제어:기계, 센서 및 계측 장비의 상태 표시.

8. 기술 비교 및 고려사항

GaP(갈륨 포스파이드) 녹색 LED와 같은 구형 기술과 비교하여, 이 AlInGaP 옐로우 그린 LED는 훨씬 더 높은 발광 효율과 강도를 제공하여 동일한 구동 전류에서 더 밝은 출력을 제공합니다. 572nm 파장은 인간의 눈의 명시(주간) 시각 최대 감도와 밀접하게 일치하므로 탁월한 가시성을 제공합니다.

응용 분야에 LED를 선택할 때, 설계자는 시야각과 축상 강도 사이의 절충점을 고려해야 합니다. 이 LED의 40도 시야각은 합리적으로 넓은 시야각을 제공하면서도 좋은 축상 밝기를 유지하는 좋은 절충안을 제공합니다. 극도로 넓은 시야각이 필요한 응용 분야의 경우, 다른 렌즈 모양(예: 평평한 상단 또는 측면 보기 패키지)이 더 적합할 것입니다.

스루홀 패키지는 프로토타이핑, 수동 조립 및 솔더 접합부의 높은 기계적 강도가 필요한 응용 분야에서 장점을 제공합니다. 그러나 대량 자동화 조립의 경우, 표면 실장 장치(SMD) 패키지가 일반적으로 더 빠른 배치 속도와 감소된 보드 공간으로 인해 선호됩니다.

9. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 이 LED를 5V 디지털 논리 출력에 직접 구동할 수 있나요?

A: 아니요. 일반 순방향 전압은 2.4V입니다. 5V에 직접 연결하면 과도한 전류가 흘러 LED가 파괴됩니다. 직렬 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 5V 전원 및 20mA 목표의 경우, 약 (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 옴의 저항이 시작점이 될 것입니다(가장 가까운 표준 값, 예: 120 또는 150 옴 사용).

Q: "디레이팅" 사양이 제 설계에 어떤 의미인가요?

A: 응용 분야가 50°C 이상의 주변 온도에서 작동하는 경우, 최대 연속 전류를 줄여야 합니다. 예를 들어, 주변 온도 70°C(50°C 기준점보다 20°C 높음)에서는 전류를 20°C * 0.57 mA/°C = 11.4 mA만큼 줄여야 합니다. 따라서 70°C에서의 최대 안전 연속 전류는 30 mA - 11.4 mA = 18.6 mA가 됩니다.

Q: 별도의 "피크" 전류 정격이 있는 이유는 무엇인가요?

A: LED는 짧은 펄스 동안 더 높은 전류를 처리할 수 있습니다. 이는 발생된 열이 접합 온도를 손상 수준까지 올릴 시간이 없기 때문입니다. 이는 매우 밝은 섬광을 생성하거나 여러 LED를 순차적으로 구동하는 멀티플렉싱 방식에 유용합니다.

Q: 주문 시 빈닝 코드를 어떻게 해석해야 하나요?

A: 원하는 발광 강도 빈(예: 140-240 mcd용 GH0)과 주 파장 빈(예: 570-572nm용 H08)을 지정하여 수신하는 LED의 밝기와 색상이 일관되도록 해야 합니다. 응용 분야가 색상에 민감하지 않은 경우, 더 넓은 파장 빈이 허용될 수 있으며 잠재적으로 비용 효율적일 수 있습니다.

10. 설계 적용 사례 연구 예시

시나리오:최대 60°C 환경에서 작동하는 산업용 컨트롤러용 상태 표시 패널 설계. 패널에는 세 개의 LED가 있습니다: 전원(지속 켜짐), 고장(깜빡임), 활성(통신 중 펄스). 시스템은 제어를 위해 3.3V 마이크로컨트롤러를 사용합니다.

설계 단계:

1. 전류 선택:주변 온도 60°C로 인해 디레이팅을 적용합니다. 50°C 이상의 온도는 10°C입니다. 전류 감소 = 10°C * 0.57 mA/°C = 5.7 mA. 최대 연속 전류 = 30 mA - 5.7 mA = 24.3 mA. 신뢰성과 수명을 위해 15mA의 설계 목표를 선택하여 한계 내에서 잘 유지하면서 좋은 밝기를 제공합니다.
2. 저항 계산:Vcc = 3.3V, VF(최대) = 2.4V, IF = 15mA 사용. R = (3.3V - 2.4V) / 0.015A = 60 옴. 표준 62옴 저항이 선택됩니다.
3. 구동 방법:각 LED는 마이크로컨트롤러 GPIO 핀(출력으로 구성)과 접지 사이에 연결되며, 자체 62옴 직렬 저항을 가집니다. "고장" LED는 소프트웨어로 깜빡입니다. "활성" LED는 독특한 시각적 효과를 위해 더 높은 주파수로 펄스되며, 30mA 이상의 펄스를 사용하는 경우 1/10 듀티 사이클 한계 내에 머뭅니다.
4. 빈닝:일관된 외관을 위해 GH0 강도 빈과 H08 또는 H09 파장 빈을 지정하여 세 LED 모두 밝기와 색조가 밀접하게 일치하도록 합니다.
5. 레이아웃:PCB 구멍은 리드 간격 치수에 따라 배치됩니다. 웨이브 납땜 중 솔더 위킹을 방지하기 위해 LED 본체 주위에 최소 2mm 반경의 금지 영역을 유지합니다.

11. 기술 원리 소개

이 LED는 기판 위에 성장된 AlInGaP 반도체 재료를 기반으로 합니다. p-n 접합에 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 활성 영역으로 주입되어 재결합합니다. 이 재결합 과정은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 빛의 특정 파장(색상)은 결정 성장 중 알루미늄, 인듐, 갈륨 및 인의 비율을 조정하여 설계된 반도체 재료의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. 572nm 옐로우 그린 발광은 AlInGaP의 특정 조성으로 달성됩니다. 녹색 확산 에폭시 렌즈는 여러 목적을 제공합니다: 깨지기 쉬운 반도체 칩과 와이어 본드를 캡슐화하고 보호하며, 광 출력 빔을 형성하는 굴절 요소 역할을 하여(40도 시야각 생성), 확산 입자를 포함하여 빛을 산란시켜 발광 표면이 더 균일하고 덜 눈부시게 보이도록 합니다.

12. 산업 동향 및 맥락

이 T-1 3/4 패키지와 같은 스루홀 LED는 수리, 취미 활동 및 특정 산업 시장에서 여전히 중요하지만, 전자 제조의 지배적인 동향은 표면 실장 기술(SMT)로 향하고 있습니다. SMD LED는 자동화 조립 속도, 보드 공간 절약 및 낮은 프로파일에서 상당한 이점을 제공합니다. 그러나 스루홀 부품은 기계적 견고성, 수동 납땜 및 재작업의 용이성, 리드를 통한 PCB에 대한 우수한 열 연결로 인해 가치가 있습니다. 재료 기술 측면에서 AlInGaP는 고효율 적색, 주황색, 호박색 및 옐로우 그린 LED의 표준으로 남아 있습니다. 진정한 녹색 및 청색의 경우 InGaN(인듐 갈륨 나이트라이드)이 일반적인 기술입니다. 개발 초점은 발광 효율(루멘/와트) 증가, 온도 및 수명에 걸친 색상 일관성 및 안정성 개선, 가혹한 환경 조건에서의 신뢰성 향상에 계속 맞춰져 있습니다.