LTW-420DS4 화이트 LED 데이터시트 - 5mm T-1 패키지 - 3.2V 순방향 전압 - 120mW 소비 전력 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTW-420DS4는 인쇄회로기판(PCB)에 스루홀 방식으로 장착하도록 설계된 백색 발광 다이오드(LED)입니다. 물처럼 투명한 렌즈를 가진 대중적인 T-1(5mm) 직경 패키지로 제공되어 다양한 지시등 및 조명 애플리케이션에 적합합니다. 이 소자는 InGaN(인듐 갈륨 나이트라이드) 기술을 활용하여 백색광을 생성합니다.

1.1 핵심 장점

이 LED의 주요 장점은 RoHS(유해물질 제한) 지침을 준수하여 무연 제품임을 나타냅니다. 상대적으로 낮은 전력 소비로 높은 발광 효율을 제공하여 에너지 효율적입니다. 낮은 전류 요구사항 덕분에 집적회로와의 호환성을 위해 설계되었습니다. 스루홀 설계는 PCB 또는 패널에 다양한 방식으로 장착할 수 있어 기계적 안정성을 제공합니다.

1.2 목표 시장 및 애플리케이션

이 LED는 다양한 전자 부문을 대상으로 합니다. 주요 적용 분야에는 상태 표시를 위한 컴퓨터 주변기기, 통신 장비, 소비자 가전, 가전제품 및 산업 제어 시스템이 포함됩니다. 주요 기능은 이러한 장치에서 상태 표시등 또는 저수준 조명원 역할을 하는 것입니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

이 섹션에서는 데이터시트에 정의된 LED의 주요 전기적, 광학적 및 열적 특성에 대한 상세하고 객관적인 분석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

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

• 소비 전력 (Pd):최대 120 mW. 이는 LED 패키지가 열로 방출할 수 있는 총 전력입니다.
• DC 순방향 전류 (IF):연속 30 mA. 이 전류를 초과하면 열 폭주 위험과 수명 단축 위험이 증가합니다.
• 피크 순방향 전류:100 mA이지만, 펄스 조건(듀티 사이클 ≤ 1/10, 펄스 폭 ≤ 10ms)에서만 가능합니다. 이는 짧고 고강도의 섬광에 유용합니다.
• 동작 온도 범위 (TA):-30°C ~ +85°C. LED는 이 주변 온도 범위 내에서 작동이 보장됩니다.
• 보관 온도 범위 (Tstg):-40°C ~ +100°C.
• 리드 솔더링 온도:LED 본체에서 2.0mm 떨어진 지점에서 측정 시 최대 5초 동안 260°C. 이는 조립 공정 제어에 매우 중요합니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성 (TA=25°C)

이는 표준 테스트 조건에서의 일반적인 성능 파라미터입니다.

• 광도 (Iv):순방향 전류(IF) 20 mA에서 최소 1150 mcd, 일반 2200 mcd, 최대 5500 mcd 범위입니다. 실제 광도는 빈(등급)으로 분류되며, 보장된 값에 ±15%의 허용 오차가 적용됩니다. Iv 빈 코드는 포장 봉지에 표시됩니다.
• 시야각 (2θ1/2):45도. 이는 광도가 중심(0도) 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도입니다. 45도 각도는 일반적인 표시에 적합한 비교적 넓은 빔을 제공합니다.
• 순방향 전압 (VF):IF=20mA에서 2.8V(최소), 3.2V(일반), 3.8V(최대) 범위입니다. 순방향 전압도 빈으로 분류되며, 측정 허용 오차는 ±0.1V입니다.
• 역방향 전류 (IR):역방향 전압(VR) 5V에서 최대 10 μA. 이 소자는역방향 작동을 위해 설계되지 않았으며,이 파라미터는 테스트 목적으로만 사용됩니다.
• 색도 좌표 (x, y):IF=20mA에서 CIE 1931 색도도에서 도출된 일반 값은 x=0.29, y=0.28입니다. 특정 색조도 이 색도도 상의 정의된 영역으로 빈 분류됩니다.

2.3 열적 특성

DC 순방향 전류의 디레이팅 계수는 30°C부터 0.45 mA/°C의 비율로 선형적으로 지정됩니다. 이는 주변 온도가 30°C 이상으로 1°C 상승할 때마다 최대 접합 온도 및 소비 전력 한계를 초과하지 않도록 허용 가능한 최대 연속 순방향 전류를 0.45 mA 감소시켜야 함을 의미합니다. 예를 들어, 주변 온도 70°C에서 최대 DC 전류는 약 30 mA - (0.45 mA/°C * (70-30)°C) = 12 mA로 디레이팅됩니다.

3. 빈 분류 시스템 설명

LED의 주요 파라미터는 생산 로트 내 일관성을 보장하고 설계자가 특정 요구사항에 맞는 부품을 선택할 수 있도록 빈으로 분류됩니다.

3.1 광도 (Iv) 빈 분류

LED는 세 가지 광도 빈으로 분류됩니다: QR (1150-1900 mcd), ST (1900-3200 mcd), UV (3200-5500 mcd). 빈 한계에 ±15%의 허용 오차가 적용됩니다.

3.2 순방향 전압 (VF) 빈 분류

전압은 2.8V에서 3.8V까지 0.2V 단계로 빈 분류되며, 코드는 2E부터 6E까지입니다. 이는 특히 여러 LED가 병렬로 연결될 때 일관된 전류 구동 회로 설계에 도움이 됩니다.

3.3 색조 (색도) 빈 분류

백색 색상점은 CIE 1931 색도 좌표에 따라 빈 분류됩니다. 데이터시트는 8개의 주요 색조 등급(A1, A2, B1, B2, C1, C2, D1, D2)을 정의하며, 각각은 색도도 상의 특정 사각형 영역을 나타냅니다. 이러한 빈의 각 좌표 한계에 ±0.01의 허용 오차가 적용됩니다. 이는 동일한 색조 빈의 LED 간 색상 일관성을 보장합니다.

4. 성능 곡선 분석

제공된 데이터시트 발췌문은 일반적인 곡선을 언급하지만, 표준 분석은 설계에 중요한 다음 관계를 다룹니다.

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

LED는 지수적 I-V 특성을 가진 다이오드입니다. 이 곡선은 LED를 통해 흐르는 전류와 그 양단의 전압 간의 관계를 보여줍니다. \"무릎\" 전압은 일반적인 VF(3.2V) 근처입니다. 무릎 전압을 크게 초과하여 작동하면 전류가 급격히 증가하므로 외부 전류 제한 저항 또는 정전류 드라이버로 제어해야 합니다.

4.2 광도 대 순방향 전류

이 곡선은 일반적으로 광도가 순방향 전류와 함께 증가하지만, 특히 가열로 인해 효율이 떨어질 수 있는 높은 전류에서 완벽하게 선형적인 방식으로 증가하지는 않음을 보여줍니다. 데이터시트의 Iv 정격은 일반적인 작동점인 20mA에서 지정됩니다.

4.3 광도 대 주변 온도

LED의 광 출력은 일반적으로 접합 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 이 디레이팅을 이해하는 것은 고온 환경에서 작동하는 애플리케이션에서 충분한 밝기를 유지하기 위해 필수적입니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 외형 치수

LED는 T-1(5mm) 라디얼 리드 패키지입니다. 본체 직경은 약 5mm입니다. 리드는 스루홀 삽입을 위해 설계되었습니다. 홀더/스페이서 재질은 검정색 나일론 플라스틱으로 지정되며, LED 렌즈 자체는 흰색입니다. 중요한 기계적 참고사항은 달리 명시되지 않는 한 모든 치수에 ±0.25mm의 허용 오차가 있다는 점입니다.

5.2 극성 식별

스루홀 LED의 경우, 극성은 일반적으로 리드 길이(더 긴 리드가 애노드, 양극) 및/또는 플라스틱 렌즈 가장자리의 평평한 부분(일반적으로 캐소드, 음극에 인접)으로 표시됩니다. 이 모델의 구체적인 표시는 데이터시트를 참조해야 합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

손상을 방지하기 위해 적절한 취급이 중요합니다.

6.1 리드 성형

리드는 LED 렌즈 베이스에서 최소 3mm 떨어진 지점에서 구부려야 합니다. 리드 프레임의 베이스를 지렛대로 사용해서는 안 됩니다. 굽힘은 상온에서 수행해야 하며솔더링 공정이전에 이루어져야 합니다.

6.2 솔더링 공정

핸드 솔더링 (인두):리드당 최대 3초 동안 최대 온도 350°C. 솔더링 지점은 에폭시 렌즈/벌브 베이스에서 2mm 이상 떨어져 있어야 합니다. LED가 뜨거울 때 리드에 스트레스를 가해서는 안 됩니다.
웨이브 솔더링:권장 조건에는 최대 60초 동안 최대 100°C의 예열, 최대 5초 동안 최대 260°C의 솔더 웨이브 온도가 포함됩니다. 담금 위치는 에폭시 벌브 베이스에서 2mm 이상 낮아서는 안 됩니다. 렌즈를 솔더에 담그는 것은 피해야 합니다.
중요 참고:적외선(IR) 리플로우 솔더링은 이 스루홀 타입 LED 제품에적합하지 않음이명시적으로 언급되어 있습니다. 과도한 온도나 시간은 렌즈 변형이나 치명적인 고장을 일으킬 수 있습니다.

6.3 보관 및 세척

보관을 위해 주변 환경은 30°C 또는 상대 습도 70%를 초과해서는 안 됩니다. 원래 포장에서 꺼낸 LED는 3개월 이내에 사용해야 합니다. 원래 포장 외부에서 장기 보관할 경우, 건조제가 들어 있는 밀폐 용기 또는 질소 환경을 권장합니다. 세척이 필요한 경우, 이소프로필 알코올과 같은 알코올 기반 용제를 사용해야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 포장 사양

LED는 봉지에 포장됩니다. 표준 봉지 수량은 1000, 500, 200 또는 100개입니다. 이러한 봉지 10개가 내부 카톤에 들어가 총 10,000개가 됩니다. 내부 카톤 8개가 외부 운송 카톤에 포장되어 외부 카톤당 총 80,000개가 됩니다. 데이터시트는 모든 운송 로트에서 최종 포장만 불완전 포장일 수 있다고 명시합니다.

7.2 라벨링 및 식별

광도(Iv) 빈 코드는 각 포장 봉지에 표시되어 사용자가 내용물의 성능 등급을 식별할 수 있습니다.

8. 애플리케이션 권장사항

8.1 일반적인 애플리케이션 회로

LED는 전류 구동 소자입니다. 여러 LED를 병렬로 연결할 때 균일한 밝기를 보장하기 위해각 LED와 직렬로 개별 전류 제한 저항을 사용하는 것이강력히 권장됩니다(데이터시트의 회로 A). 개별 저항 없이 LED를 직접 병렬로 연결하는 것(회로 B)은 권장되지 않습니다. LED 간 순방향 전압(VF)의 작은 차이로 인해 전류 분배와 결과적으로 밝기에 상당한 차이가 발생할 수 있기 때문입니다. 저항 값은 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다: R = (Vsupply - VF) / IF, 여기서 VF는 데이터시트의 일반 또는 최대 순방향 전압이고, IF는 원하는 작동 전류(예: 20mA)입니다.

8.2 설계 고려사항

• 전류 구동:항상 전류 제한 메커니즘(저항 또는 드라이버)을 사용하십시오.
• 열 관리:소비 전력 및 전류 디레이팅 규칙을 준수하십시오, 특히 고주변 온도 또는 밀폐 공간에서.
• 광학 설계:45도 시야각은 넓은 시야에 적합합니다. 더 집중된 빛을 위해 외부 렌즈나 반사판이 필요할 수 있습니다.
• PCB 레이아웃:구멍 간격이 LED의 리드 간격과 일치하는지 확인하십시오. 3mm 리드 굽힘 반경과 2mm 솔더링 여유 공간을 위해 LED 본체 주변에 충분한 여유 공간을 제공하십시오.

9. 기술 비교 및 차별화

백열등과 같은 오래된 기술과 비교하여, 이 LED는 훨씬 우수한 전력 효율, 더 긴 수명 및 더 빠른 스위칭 속도를 제공합니다. LED 시장 내에서 주요 차별화 요소는 패키지(5mm T-1 스루홀), 백색, 정의된 광도 및 전압 빈, 45도 시야각의 특정 조합입니다. 이는 고출력 조명원이 아닌 범용 지시등 LED로 포지셔닝됩니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 5V 공급 전원으로 이 LED를 직접 구동할 수 있나요?
A: 아니요. 직렬 저항을 사용해야 합니다. 예를 들어, 일반 VF 3.2V, 원하는 IF 20mA인 경우, 저항 값은 (5V - 3.2V) / 0.02A = 90 옴이 됩니다. 표준 91 또는 100 옴 저항이 적합합니다.

Q: 광도의 \"±15% 허용 오차\"는 무엇을 의미하나요?
A: 주어진 빈(예: ST 빈: 1900-3200 mcd)의 LED의 실제 측정 광도가 명목 빈 한계보다 15% 높거나 낮을 수 있음을 의미합니다. 이는 생산 변동 허용 오차입니다.

Q: 리드를 본체에서 최소 3mm 떨어진 곳에서 구부리는 것이 왜 그렇게 중요하나요?
A: 본체에 더 가까이 구부리면 내부 와이어 본딩과 에폭시 캡슐화에 과도한 기계적 스트레스를 생성하여 즉시 파손이나 시간이 지남에 따라 잠재적 고장을 일으킬 수 있습니다.

Q: 이 LED를 야외 애플리케이션에 사용할 수 있나요?
A: 데이터시트는 실내 및 실외 간판에 적합하다고 명시합니다. 그러나 가혹한 야외 환경의 경우, 방수, 외부 재료의 자외선 저항성 및 더 넓은 온도 사이클링에 대한 추가 설계 고려사항이 필요합니다.

11. 실제 사용 사례 예시

시나리오: 네트워크 라우터용 상태 표시 패널 설계.패널에는 전원, 네트워크 활동 및 포트 상태를 표시하기 위해 10개의 밝은 백색 LED가 필요합니다. 설계자는 높은 가시성을 위해 UV 광도 빈에서 LTW-420DS4를 선택합니다. PCB에서 5V 레일을 사용할 수 있습니다. 직렬 저항 계산은 최악의 경우 부품에서도 전류가 20mA를 초과하지 않도록 보장하기 위해 최대 VF(3.8V)를 사용하여 수행됩니다: R = (5V - 3.8V) / 0.02A = 60 옴. 각 LED에 대해 62 옴, 1/4W 저항이 선택됩니다. PCB 레이아웃은 LED를 2.54mm(0.1\") 리드 간격으로 배치하고, 구멍은 삽입 후 리드에 5mm 굽힘 반경을 허용하도록 배치됩니다. 조립 중에는 지정된 온도 및 시간 프로파일로 웨이브 솔더링 공정을 사용하여 솔더 웨이브가 LED 본체와 접촉하지 않도록 합니다.

12. 작동 원리 소개

LED는 반도체 p-n 접합 다이오드입니다. 순방향 전압이 인가되면, n형 물질의 전자가 활성 영역 내에서 p형 물질의 정공과 재결합합니다. 이 재결합 과정은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 방출된 빛의 색상(파장)은 반도체 물질의 에너지 밴드갭에 의해 결정됩니다. 백색 LED는 일반적으로 인광체 층으로 코팅된 청색 InGaN LED 칩을 사용하여 생성됩니다. 칩의 청색광이 인광체를 여기시키면, 인광체가 황색광을 방출합니다. 청색광과 황색광의 조합은 인간의 눈에 백색으로 인지됩니다.

13. 기술 동향

LED 기술의 일반적인 동향은 더 높은 효율(와트당 더 많은 루멘), 더 높은 전력 밀도 및 더 나은 색 재현성을 향하고 있습니다. LTW-420DS4와 같은 지시등 타입 LED의 경우, 소형화(0402 또는 0201과 같은 더 작은 표면 실장 소자 패키지), 패키지 내 전류 제한 저항 통합, 더 넓은 시야각 또는 특정 빔 패턴을 가진 LED 개발 등의 동향이 포함됩니다. 기초 재료 과학은 계속 개선되어 더 일관된 색상점과 더 긴 작동 수명을 제공하고 있습니다. RoHS 및 기타 환경 규제 표준으로의 이동은 이제 전자 부품의 기본 요구사항이 되었습니다.