LTL403FDBK 오렌지색 LED 데이터시트 - 스루홀 램프 - 5mm 라운드 - 2.4V - 20mA - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTL403FDBK은 일반적인 지시등 용도로 설계된 스루홀 방식 LED 램프입니다. AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 재료를 사용하여 오렌지색 광 출력을 생성합니다. 이 소자는 솔리드 스테이트 신뢰성, 긴 수명, 그리고 집적 회로 구동 레벨과의 호환성을 특징으로 하여, 다양한 전자 장비의 레벨 표시기나 상태 표시등으로 사용하기에 적합합니다.

본 제품은 무연(Pb-free) 부품으로 제조되었으며, RoHS(유해물질 제한 지침)를 준수합니다. 주요 패키지는 표준 5mm 라운드, 투명 렌즈 형태로, 다방향에서 가시성을 제공하는 넓은 시야각을 제공합니다.

1.1 핵심 장점

• 환경 규정 준수:무연 및 RoHS 준수 구조.
• 높은 신뢰성:솔리드 스테이트 설계로 긴 수명과 내구성을 보장합니다.
• 통합 용이성:표준 IC 논리 레벨과 호환되어 회로 설계를 단순화합니다.
• 광학 성능:투명 렌즈가 우수한 광 출력과 명확한 시야각을 제공합니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

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

• 전력 소산 (P_D):최대 72 mW. 이는 소자가 열로 안전하게 소산할 수 있는 총 전력입니다.
• 피크 순방향 전류 (I_FP):펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서 최대 60 mA.
• DC 순방향 전류 (I_F):최대 연속 전류 20 mA.
• 동작 온도 범위 (T_A):-40°C ~ +85°C. 산업용 온도 환경에 적합하도록 정격이 지정되었습니다.
• 보관 온도 범위 (T_stg):-40°C ~ +100°C.
• 리드 솔더링 온도:LED 본체에서 2.0 mm 떨어진 지점에서 측정 시 5초 동안 260°C.

2.2 전기적 및 광학적 특성

다른 명시가 없는 한, 이 파라미터들은 주변 온도(T_A) 25°C, 순방향 전류(I_F) 10 mA에서 지정됩니다.

• 광도 (I_v):50 mcd (최소), 140 mcd (전형), 240 mcd (최대). 이는 LED의 인지된 밝기입니다. 보증 범위는 ±15% 허용 오차를 포함합니다.
• 시야각 (2θ_1/2):40도 (전형). 이는 광도가 축상(정축) 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도입니다.
• 피크 발광 파장 (λ_p):611 nm (전형). 이는 스펙트럼 출력이 가장 강한 파장입니다.
• 주 파장 (λ_d):598.0 nm (최소), 605.0 nm (전형), 613.5 nm (최대). 이는 CIE 색도도에서 유도된, LED의 인지된 색상을 정의하는 단일 파장입니다.
• 스펙트럼 선 반치폭 (Δλ):17 nm (전형). 이는 방출되는 빛의 스펙트럼 순도 또는 대역폭을 나타냅니다.
• 순방향 전압 (V_F):1.9 V (최소), 2.4 V (전형). 지정된 순방향 전류가 흐를 때 LED 양단에 걸리는 전압 강하입니다.
• 역방향 전류 (I_R):역방향 전압(V_R) 5V에서 최대 100 μA. 이 소자는 역방향 동작을 위해 설계되지 않았으며, 이 파라미터는 테스트 목적으로만 사용됩니다.

3. 빈닝 시스템 설명

LED는 주요 광학 파라미터에 따라 빈으로 분류되어 어플리케이션 내 일관성을 보장합니다. 빈닝 허용 오차는 각 빈의 한계에 적용됩니다.

3.1 광도 빈닝

단위: mcd @ 10mA. 빈 한계당 허용 오차: ±15%.

• 빈 CD:최소 50 mcd, 최대 85 mcd.
• 빈 EF:최소 85 mcd, 최대 140 mcd.
• 빈 GH:최소 140 mcd, 최대 240 mcd.

3.2 주 파장 빈닝

단위: nm @ 10mA. 빈 한계당 허용 오차: ±1 nm.

• 빈 H22:598.0 nm ~ 600.0 nm.
• 빈 H23:600.0 nm ~ 603.0 nm.
• 빈 H24:603.0 nm ~ 606.5 nm.
• 빈 H25:606.5 nm ~ 610.0 nm.
• 빈 H26:610.0 nm ~ 613.5 nm.

이 빈닝을 통해 설계자는 매우 특정한 색상 포인트를 가진 LED를 선택할 수 있으며, 이는 색상 매칭이나 특정 미적 요구사항이 필요한 어플리케이션에 매우 중요합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 다양한 조건에서의 소자 동작을 이해하는 데 필수적인 전형적인 성능 곡선을 참조합니다. 특정 그래프는 본문에 재현되지 않았지만, 그 함의는 아래에서 분석됩니다.

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

I-V 특성은 다이오드의 전형적인 비선형입니다. 10mA에서 지정된 순방향 전압(V_F) 2.4V는 핵심 설계 파라미터입니다. 전류가 증가함에 따라 반도체와 리드의 직렬 저항으로 인해 V_F가 약간 증가합니다. 이 곡선은 구동 회로의 전류 제한 저항 설계에 매우 중요합니다.

4.2 광도 대 순방향 전류

광도는 일정 범위 내에서 순방향 전류에 거의 비례합니다. 절대 최대 DC 전류(20mA) 이상으로 동작하는 것은 가속화된 성능 저하, 수명 단축 및 잠재적 파괴적 고장을 초래할 수 있으므로 권장되지 않습니다. 매우 높은 전류에서는 발열 효과로 인해 관계가 준선형이 될 수 있습니다.

4.3 스펙트럼 분포

스펙트럼 출력 곡선은 약 611 nm(오렌지) 근처에서 피크를 보이며, 전형적인 반치폭은 17 nm입니다. 빈닝에 사용되는 주 파장은 이 스펙트럼에서 계산되어 색상 포인트를 정의합니다. 좁은 대역폭은 AlInGaP 기술의 특징으로, 우수한 색 채도를 제공합니다.

4.4 온도 의존성

LED 성능은 온도에 민감합니다. 일반적으로 순방향 전압(V_F)은 음의 온도 계수를 가지며(온도 증가에 따라 감소), 광도는 접합 온도 증가에 따라 감소합니다. 지정된 온도 범위 내에서 동작하는 것은 성능과 신뢰성을 유지하는 데 매우 중요합니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

5.1 패키지 치수

이 소자는 표준 5mm 라운드 스루홀 LED입니다. 주요 치수 정보는 다음과 같습니다:

• 모든 치수는 밀리미터 단위입니다(참고용으로 인치 제공).
• 다른 명시가 없는 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 부분이나 더 짧은 리드로 식별됩니다. 이 부품 번호의 특정 극성 표시는 데이터시트를 참조해야 합니다. 올바른 극성은 동작에 필수적입니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 리드 성형

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

6.2 솔더링 공정

• 렌즈 베이스와 솔더링 지점 사이에 최소 2mm의 간격을 유지해야 합니다.
• 렌즈를 솔더에 담그는 것을 피해야 합니다.
• LED가 솔더링으로 인해 고온 상태일 때 리드에 외부 응력을 가해서는 안 됩니다.

권장 솔더링 조건:

• 솔더링 아이언:최대 온도 350°C, 최대 시간 3초(한 번만).
• 웨이브 솔더링:
  • 예열: 최대 100°C, 최대 60초.
  • 솔더 웨이브: 최대 260°C, 최대 5초.

중요 참고사항:적외선(IR) 리플로우 솔더링은 이 스루홀 타입 LED 램프에 적합한 공정이 아닙니다. 과도한 온도나 시간은 렌즈 변형이나 소자 고장을 일으킬 수 있습니다.

7. 패키징 및 주문 정보

7.1 패키징 사양

LED는 대량 취급을 위해 여러 단계로 포장됩니다:

• 1차 포장:포장 백당 1000, 500, 200 또는 100개.
• 내부 카톤:내부 카톤당 10개의 포장 백, 총 10,000개.
• 외부 카톤:외부 카톤당 8개의 내부 카톤, 총 80,000개.

8. 어플리케이션 권장사항

8.1 의도된 용도 및 제한사항

이 LED는 사무 장비, 통신 장치 및 가정용 어플리케이션을 포함한 일반 전자 장비용으로 제작되었습니다. 특히 고장이 생명이나 건강을 위협할 수 있는(예: 항공, 의료 시스템, 중요한 안전 장치) 예외적인 신뢰성이 요구되는 어플리케이션에는 설계되지 않았습니다. 이러한 고신뢰성 어플리케이션에는 공급업체와의 상담이 필요합니다.

8.2 구동 회로 설계

LED는 전류 구동 소자입니다. 여러 LED를 병렬로 연결할 때 균일한 밝기를 보장하려면, 각 LED와 직렬로 개별 전류 제한 저항을 사용하는 것이강력히 권장됩니다(회로 모델 A).

개별 저항 없이 LED를 직접 병렬로 연결하는 것(회로 모델 B)은 피해야 합니다. 개별 LED 간의 순방향 전압(V_F) 특성의 작은 차이가 상당한 전류 불균형을 일으켜, 밝기 불균일 및 일부 소자에서의 과전류를 초래할 수 있습니다.

직렬 저항 값(R_s)은 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다: R_s= (V_공급- V_F) / I_F, 여기서 V_F는 LED 순방향 전압(설계 여유를 위해 전형 또는 최대값 사용)이고 I_F는 원하는 순방향 전류(예: 10mA)입니다.

8.3 정전기 방전(ESD) 보호

LED는 정전기 방전으로 인한 손상에 취약합니다. 권장 예방 조치에는 다음이 포함됩니다:

• 취급 시 도전성 손목 스트랩이나 방전 장갑을 사용하십시오.
• 모든 장비, 작업대 및 보관대가 적절하게 접지되었는지 확인하십시오.
• 플라스틱 렌즈에 축적될 수 있는 정전기를 중화시키기 위해 이온화기를 사용하십시오.

9. 보관 및 취급

• 보관 환경:30°C 및 상대 습도 70%를 초과해서는 안 됩니다.
• 유통 기한:원래 포장에서 꺼낸 LED는 3개월 이내에 사용해야 합니다.
• 장기 보관:원래 포장 밖에서 장기간 보관할 경우, 건조제가 들어 있는 밀폐 용기나 질소 퍼지된 데시케이터에 보관하십시오.
• 세척:필요한 경우, 이소프로필 알코올과 같은 알코올 계 용제로만 세척하십시오.

10. 기술 비교 및 고려사항

10.1 재료 기술: AlInGaP

활성 반도체 재료로 알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AlInGaP)를 사용하는 것은 오렌지색, 적색 및 황색 LED에 장점을 제공합니다. 기존 기술에 비해 AlInGaP는 일반적으로 더 높은 발광 효율, 더 나은 온도 안정성 및 더 긴 수명을 제공합니다. 611 nm 피크 파장과 좁은 스펙트럼 폭은 이 재료 시스템의 직접적인 결과입니다.

10.2 스루홀 대 표면 실장

이것은 스루홀 소자로, PCB의 도금 스루홀에 삽입되고 반대쪽에서 솔더링되도록 설계되었습니다. 이 기술은 높은 기계적 강도를 제공하며, 프로토타입, 교육용 키트 또는 수동 조립이나 수리가 예상되는 어플리케이션에서 종종 선호됩니다. SMD 패키지의 더 작은 크기와 낮은 프로파일로 인해 대량 자동화 생산에서는 표면 실장 소자(SMD) 패키지로 점점 더 대체되고 있습니다.

11. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q1: 이 LED를 20mA로 연속 구동할 수 있나요?
A1: 예, 20mA는 절대 최대 DC 순방향 전류 정격입니다. 신뢰할 수 있는 장기 동작을 위해서는 이 값을 디레이팅하는 것이 일반적인 관행입니다. 전형적인 테스트 조건인 10mA 또는 약간 더 높은 값(예: 15-18mA)에서 동작하면 수명을 연장하고 안정성을 향상시킬 수 있습니다.

Q2: 광도 빈 한계에 ±15% 허용 오차가 있는 이유는 무엇인가요?
A2: 이는 측정 시스템 변동을 고려하고 빈닝 공정이 실제로 달성 가능하도록 보장하기 위함입니다. 이는 "EF" 빈(85-140 mcd)으로 표시된 LED가 실제로 허용 오차의 극단에서 72.25 mcd만큼 낮거나 161 mcd만큼 높게 측정될 수 있음을 의미합니다. 설계자는 광학 설계에서 이 편차를 고려해야 합니다.

Q3: LED 본체에 너무 가까이 솔더링하면 어떻게 되나요?
A3: 리드를 통해 전도된 과도한 열은 내부 와이어 본드를 손상시키고, 반도체 칩을 열화시키거나, 플라스틱 렌즈를 녹이거나 변형시킬 수 있습니다. 이는 즉각적인 고장이나 LED 수명을 현저히 단축시킬 수 있습니다. 항상 최소 2mm의 간격을 유지하십시오.

Q4: 배터리 구동 장치에 사용할 수 있나요?
A4: 예, 10mA에서 전형적인 순방향 전압이 2.4V이므로, 3V 코인 셀(CR2032와 같은) 또는 직렬로 연결된 두 개의 AA/AAA 배터리(3V)에서 동작하기에 적합합니다. 더 높은 배터리 전압에서 전류를 제한하기 위해 직렬 저항은 필수입니다.

12. 설계 적용 사례 연구

시나리오:5V DC 공급 레일로 구동되는 소비자 가전 제품용 4개의 오렌지색 상태 표시등이 있는 패널 설계.

설계 단계:

1. 전류 선택:밝기와 수명의 좋은 균형을 위해 순방향 전류(I_F)를 15mA로 선택합니다. 이는 최대 20mA보다 훨씬 낮습니다.
2. 전압 기준:보수적인 설계를 위해 데이터시트의 최대 순방향 전압(V_F)을 사용합니다. 전형값은 2.4V이지만, 2.6V와 같은 값을 사용하면 여유를 확보할 수 있습니다.
3. 저항 계산: R_s= (V_공급- V_F) / I_F= (5V - 2.6V) / 0.015A = 160 옴. 가장 가까운 표준 E24 값은 160Ω 또는 150Ω입니다.
4. 저항 정격 전력: P_R= I_F²* R_s= (0.015)²* 160 = 0.036W. 표준 1/8W(0.125W) 또는 1/10W 저항으로도 충분합니다.
5. 회로 레이아웃:5V 레일에 병렬로 연결된 4개의 독립 회로(LED + 160Ω 저항)를 사용하십시오. 4개의 LED를 하나의 공유 저항에 연결하지 마십시오.
6. PCB 레이아웃:LED 장착 구멍이 3mm 리드 굽힘 거리를 유지하고, 솔더 패드가 PCB 상의 LED 본체 외곽선에서 >2mm 떨어진 위치에 배치되도록 하십시오.

13. 동작 원리

발광 다이오드(LED)는 반도체 p-n 접합 소자입니다. 접합의 내재 전위를 초과하는 순방향 전압이 인가되면, n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 활성 영역으로 주입되어 재결합합니다. 이 특정 AlInGaP LED에서 이 전자-정공 재결합 동안 방출되는 에너지는 주로 가시 스펙트럼의 오렌지색 부분(~611 nm 파장)에 해당하는 에너지를 가진 광자(빛) 형태입니다. 투명 에폭시 렌즈는 반도체 칩을 보호하고, 광 출력 빔을 형성하며, 재료로부터의 광 추출을 향상시키는 역할을 합니다.

14. 기술 동향

LED 패키징의 일반적인 동향은 자동화 조립을 위한 더 작은 폼 팩터와 표면 실장 기술(SMD)로 향하고 있습니다. 그러나 5mm 라운드 패키지와 같은 스루홀 LED는 취미 시장, 교육 목적, 레거시 제품 지원 및 매우 높은 기계적 결합 강도가 필요한 어플리케이션에서 여전히 관련성을 유지하고 있습니다. AlInGaP 및 관련 III-V족 반도체 재료의 발전은 효율(루멘/와트)과 신뢰성의 한계를 계속해서 넓혀가고 있습니다. 더욱이, 단일 반도체 재료에서 더 넓은 색 영역을 달성하기 위한 형광체 변환 기술의 지속적인 개발이 이루어지고 있지만, 단색 오렌지 LED의 경우 직접 발광 AlInGaP가 여전히 지배적이고 가장 효율적인 기술로 남아 있습니다.