3.1mm 앰버 확산 AlInGaP LED 램프 - 광도 140-240mcd @20mA - 순방향 전압 2.4V - 한국어 기술 데이터시트

1. 제품 개요

본 문서는 고효율 스루홀 장착형 LED 램프의 사양을 상세히 설명합니다. 이 소자는 일반적인 지시등 용도로 설계되어 성능, 신뢰성 및 사용 편의성의 균형을 제공합니다. 주요 기능은 전자 장비에서 명확하고 가시적인 광 신호를 제공하는 것입니다.

이 부품의 핵심 장점은 낮은 전력 소비 대비 높은 광도 출력으로, 에너지 효율적인 선택이 가능합니다. 패키지는 표준 인쇄 회로 기판(PCB) 장착 공정과 호환되며, 복잡한 구동 단계 없이 통합 회로(IC)와 직접 인터페이스할 수 있는 저전류 회로로 구동되도록 설계되었습니다. 확산 렌즈는 넓고 균일한 시야각을 제공하여 다양한 위치에서의 가시성을 향상시킵니다.

목표 시장은 신뢰할 수 있는 상태 표시가 필요한 광범위한 소비자 및 산업용 전자 제품을 포함합니다. 이는 가전제품, 통신 장치, 사무 기기의 전원 표시등, 모드 선택기, 작동 상태 표시등 등으로 제한되지 않습니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 소자에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 한계에서 또는 그 이하에서의 동작은 보장되지 않으며, 신뢰성 있는 설계에서는 피해야 합니다.

• 전력 소산 (Pd):75 mW. 이는 주변 온도(T_A) 25°C에서 소자가 열로 소산할 수 있는 최대 전력량입니다. 이를 초과하면 열 폭주 및 고장으로 이어질 수 있습니다.
• DC 순방향 전류 (I_F):30 mA. LED를 통해 흐를 수 있는 최대 연속 전류입니다.
• 피크 순방향 전류:60 mA, 단 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서만 가능합니다. 이는 깜빡임 응용과 같이 짧은 순간의 더 높은 밝기를 허용합니다.
• 디레이팅:주변 온도가 50°C를 초과하여 상승할 때마다 DC 순방향 전류는 섭씨 1도당 0.4 mA씩 선형적으로 감소해야 합니다. 이는 고온 환경에서 수명을 보장하는 데 중요합니다.
• 역방향 전압 (V_R):5 V. 이보다 높은 역바이어스 전압을 인가하면 LED 접합부의 즉각적이고 치명적인 고장을 초래할 수 있습니다.
• 동작 및 보관 온도:-40°C ~ +100°C. 소자는 산업용 온도 범위로 등급이 매겨져 있습니다.
• 리드 솔더링 온도:LED 본체에서 1.6mm 떨어진 지점에서 측정 시 5초 동안 260°C. 이는 핸드 또는 웨이브 솔더링의 공정 창을 정의합니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성

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

• 광도 (I_V):140-240 mcd (밀리칸델라). 이는 인간 눈의 명시 응답(CIE 곡선)에 맞춰 필터링된 센서로 측정한 LED의 인지된 밝기를 지정합니다. 넓은 범위는 빈닝 시스템이 사용됨을 나타냅니다(섹션 3 참조).
• 시야각 (2θ_1/2):75도. 이는 광 강도가 피크(축상) 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도입니다. 75° 각도는 광범위한 영역 표시에 적합한 합리적으로 넓고 확산된 빔 패턴을 나타냅니다.
• 피크 방출 파장 (λ_P):591 nm. 이는 스펙트럼 전력 출력이 가장 높은 파장입니다.
• 주 파장 (λ_d):590 nm. 이는 CIE 색도도에서 파생된 측색 측정값으로, LED의 인지된 색상(앰버)을 가장 잘 설명하는 단일 파장을 나타냅니다. 색상 사양에 더 관련성이 높은 파라미터입니다.
• 스펙트럼 선 반폭 (Δλ):15 nm. 이는 방출된 빛의 스펙트럼 순도 또는 대역폭을 나타냅니다. 더 좁은 폭은 더 단색광에 가까운 광원을 나타냅니다.
• 순방향 전압 (V_F):2.4V (일반, 최대). 20mA에서 동작할 때 LED 양단의 전압 강하입니다. 이는 직렬로 연결된 전류 제한 저항을 설계하는 데 중요합니다.
• 역방향 전류 (I_R):V_R=5V에서 100 µA (최대). 오프 상태에서 접합부의 누설을 측정한 값입니다.
• 정전 용량 (C):0V 바이어스 및 1MHz에서 40 pF (일반). 이는 매우 고속 스위칭 응용과 관련이 있지만, 일반적으로 지시등 용도에서는 무시할 수 있습니다.

3. 빈닝 시스템 설명

대량 생산의 일관성을 보장하기 위해 LED는 주요 광학 파라미터를 기준으로 분류(빈닝)됩니다. 이를 통해 설계자는 특정 밝기 및 색상 요구 사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 광도 빈닝

단위: mcd @ 20mA. 이 특정 부품 번호에 제공된 빈 코드는 'GH'이며, 이는 최소 광도 140 mcd, 최대 240 mcd에 해당합니다. 다른 사용 가능한 빈(JK, LM)은 더 높은 광도 범위(최대 680 mcd까지)를 제공합니다. 각 빈 한계의 허용 오차는 ±15%입니다.

3.2 주 파장 빈닝

단위: nm @ 20mA. 데이터시트에는 H14 (582-584 nm)부터 H20 (594-596 nm)까지의 빈이 나열되어 있습니다. 부품 번호 LTL1KHKSD의 특정 빈은 제공된 발췌문에 나열되어 있지 않지만, 이러한 범위 중 하나에 속하여 정확한 앰버 색조를 정의할 것입니다. 각 빈 한계의 허용 오차는 ±1 nm로, 선택된 빈 내에서 엄격한 색상 제어를 보장합니다.

4. 성능 곡선 분석

특정 그래프는 본문에 상세히 설명되어 있지 않지만, 이러한 LED의 일반적인 곡선은 다음과 같습니다:

• I-V (전류-전압) 곡선:순방향 전압과 전류 사이의 지수 관계를 보여줍니다. AlInGaP LED의 경우 무릎 전압은 약 2.0-2.1V입니다.
• 광도 대 순방향 전류 (I_Vvs. I_F):일반적으로 거의 선형 관계로, 전류가 증가함에 따라 밝기가 증가하지만, 매우 높은 전류에서는 열 효과로 인해 효율이 떨어질 수 있음을 보여줍니다.
• 광도 대 주변 온도:온도가 증가함에 따라 광 출력의 디레이팅을 보여줍니다. AlInGaP LED는 일반적으로 구형 기술에 비해 우수한 고온 성능을 가집니다.
• 스펙트럼 분포:상대 강도 대 파장의 그래프로, 약 591 nm 근처에서 피크를 보이며 약 15 nm의 반폭을 가져 앰버 색상을 확인시켜 줍니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

LED는 직경 3.1 mm의 원형 패키지를 특징으로 합니다. 주요 치수 참고 사항은 다음과 같습니다: 모든 치수는 mm 단위; 표준 허용 오차는 ±0.25mm; 플랜지 아래 수지 돌출부 최대 1.0mm; 리드 간격은 패키지 본체에서의 출구 지점에서 측정됩니다. 리드는 스루홀 장착을 위해 설계되었습니다.

5.2 극성 식별

스루홀 LED의 경우, 캐소드는 일반적으로 렌즈 림의 평평한 모서리, 더 짧은 리드 또는 플라스틱 플랜지의 노치로 식별됩니다. 특정 마킹은 부품 또는 그 포장에서 확인해야 합니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

손상을 방지하기 위해 적절한 취급이 필수적입니다.

• 리드 성형:솔더링 전, 실온에서 수행해야 합니다. 렌즈 베이스에서 최소 3mm 떨어진 지점에서 리드를 구부리십시오. 패키지 본체를 지렛대로 사용하지 마십시오.
• 솔더링 클리어런스:솔더 지점과 렌즈 베이스 사이에 최소 2mm를 유지하십시오. 렌즈를 솔더에 담그지 마십시오.
• 권장 솔더링 조건:
  • 솔더링 아이언:최대 300°C, 리드당 최대 3초.
  • 웨이브 솔더링:최대 100°C로 최대 60초 동안 예열; 최대 260°C 솔더 웨이브에서 최대 10초.
• 중요:IR 리플로우 솔더링은 이 스루홀 타입 LED에는 적합하지 않습니다. 과도한 열 또는 시간은 렌즈를 변형시키거나 LED를 파괴할 수 있습니다.
• 세척:세척이 필요한 경우 이소프로필 알코올과 같은 알코올 계 용제만 사용하십시오.

7. 포장 및 주문 정보

표준 포장은 다음과 같습니다: LED는 1000개, 500개 또는 250개 단위로 봉지에 포장됩니다. 10개의 봉지는 내부 카톤(총 10,000개)에 배치됩니다. 8개의 내부 카톤은 외부 운송 카톤(총 80,000개)에 포장됩니다. 부분 포장은 운송 로트의 최종 포장에서만 허용됩니다.

8. 응용 설계 권장 사항

8.1 구동 회로 설계

LED는 전류 구동 소자입니다. 균일한 밝기를 보장하고 과전류 손상을 방지하기 위해 전압원에서 전원을 공급받을 때 각 LED마다 직렬 전류 제한 저항이 필수적입니다. 저항 값(R)은 옴의 법칙을 사용하여 계산됩니다: R = (V_공급- V_F) / I_F. 병렬로 연결된 여러 LED에 공통 저항을 사용하는 것(데이터시트의 회로 B)은 개별 LED V_F의 변동으로 인해 밝기와 전류 분배에 상당한 차이를 초래할 수 있으므로 권장되지 않습니다.

8.2 정전기 방전 (ESD) 보호

LED는 ESD에 민감합니다. 취급 및 조립 시 예방 조치를 취해야 합니다: 접지된 손목 스트랩과 작업대를 사용하십시오; 플라스틱 렌즈의 정전기를 중화시키기 위해 이오나이저를 사용하십시오; 모든 장비가 적절하게 접지되어 있는지 확인하십시오.

8.3 보관 조건

원래 밀봉된 봉지 외부에서 장기 보관할 경우, 건조제가 들어 있는 밀폐 용기나 질소 분위기에서 보관하십시오. 권장 보관 환경은 ≤30°C 및 ≤70% 상대 습도입니다. 원래 포장에서 꺼낸 LED는 이상적으로 3개월 이내에 사용해야 합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

이 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) LED는 GaAsP(갈륨 비소 포스파이드)와 같은 구형 기술에 비해 발전된 기술을 나타냅니다. 주요 차별화 요소는 다음과 같습니다:

• 더 높은 효율:AlInGaP는 와트당 더 많은 루멘을 제공하여 동일한 전류에서 더 높은 밝기 또는 동일한 밝기에서 더 낮은 전력 소비를 가능하게 합니다.
• 우수한 온도 안정성:AlInGaP LED의 광도는 GaAsP에 비해 온도가 증가함에 따라 덜 저하됩니다.
• 더 나은 색상 채도:이 기술은 더 밝고 생생한 앰버 및 빨간색을 가능하게 합니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

Q: 이 LED를 5V 마이크로컨트롤러 핀에서 직접 구동할 수 있나요?

A: 아니요. 일반적인 순방향 전압은 2.4V이며, 마이크로컨트롤러 핀은 약 2.6V의 전압 강하를 유지하면서 20mA를 안정적으로 공급할 수 없습니다. 직렬 저항(예: (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 옴)과 마이크로컨트롤러 핀으로 구동되는 트랜지스터 스위치를 사용해야 합니다.

Q: 왜 일반 값 대신 최소 광도(140 mcd)가 있나요?

A: 빈닝 시스템은 최소 성능 수준을 보장합니다. 'GH' 빈에서 주문하면 모든 LED가 표준 테스트 조건에서 140 mcd 이상을 충족하거나 초과할 것임이 보장되어 응용 분야에서 일관성을 보장합니다.

Q: 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇인가요?

A> 피크 파장은 방출 스펙트럼의 물리적 피크입니다. 주 파장은 인간의 색상 인지(CIE 차트)를 기반으로 계산된 값으로, 실제로 보는 색상을 더 정확하게 나타냅니다. 이 앰버 LED와 같은 단색광 LED의 경우 두 값은 종종 매우 가깝습니다.

11. 실용 응용 예시

시나리오: 전원 공급 장치 구동 가전제품 전원 표시등 설계.

전원 공급 장치는 안정화된 5V 레일을 제공합니다. 목표는 명확하게 보이는, 항상 켜져 있는 앰버 표시등을 갖는 것입니다.

1. 전류 선택:I_F= 20mA 선택(표준 테스트 전류, 우수한 밝기와 수명 보장).
2. 저항 계산:보수적인 설계를 위해 최대 V_F(2.4V)를 사용하면 더 높은 V_F 부품에서도 밝기를 보장합니다. R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 옴. 가장 가까운 표준 값은 130Ω 또는 120Ω입니다.
3. 저항 정격 전력:P = I²R = (0.02)²* 130 = 0.052W. 표준 1/8W (0.125W) 또는 1/4W 저항으로도 충분합니다.
4. PCB 레이아웃:LED를 패널 컷아웃 근처에 배치하십시오. 구멍 직경이 3.1mm 렌즈와 클리어런스를 수용하는지 확인하십시오. 풋프린트 설계에서 본체까지 최소 2mm 솔더 간격 규칙을 따르십시오.
5. 조립:올바른 극성을 확인하면서 LED를 삽입하십시오. 권장 웨이브 솔더링 프로파일을 사용하고 부품을 과열하지 않도록 주의하십시오.

12. 동작 원리

LED는 반도체 다이오드입니다. 밴드갭 전압을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 활성 영역(이 경우 AlInGaP 층)에서 재결합합니다. 이 재결합은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 특정 물질 구성(Al, In, Ga, P)이 밴드갭 에너지를 결정하며, 따라서 방출되는 빛의 파장(색상)을 결정합니다. 확산 에폭시 렌즈는 반도체 다이를 캡슐화하여 기계적 보호를 제공하고, 광 출력 빔을 형성하며, 광 추출을 향상시킵니다.

13. 기술 동향

지시등 LED의 일반적인 동향은 더 높은 효율과 소형화를 향해 있습니다. 이 3.1mm 램프와 같은 스루홀 패키지는 견고성과 수동 조립의 용이성으로 인해 여전히 인기가 있지만, 표면 실장 장치(SMD) LED는 더 작은 크기, 자동 피크 앤 플레이스 조립에 적합성, 낮은 프로파일로 인해 새로운 설계를 지배하고 있습니다. 그러나 스루홀 LED는 높은 단일 점 밝기가 필요한 응용 분야, 리드를 통한 우수한 열 방산, 또는 전면 패널 장착을 위한 기계적 강도가 중요한 경우에 장점을 유지합니다. 기본 AlInGaP 물질 기술은 효율성과 신뢰성을 위해 계속 최적화되고 있습니다.