LTPL-C16FUVM375 자외선 LED 데이터시트 - 3.2x1.6x1.9mm - 3.5V - 160mW - 375nm 피크 파장 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTPL-C16 시리즈는 자외선(UV) 응용 분야를 위해 특별히 설계된 고체 조명 기술의 중요한 발전을 대표합니다. 본 제품은 에너지 효율적이고 초소형 광원으로, 발광 다이오드(LED)의 장수명 및 높은 신뢰성과 기존 UV 조명 시스템을 대체하기에 적합한 성능 수준을 결합했습니다. 소형 폼 팩터와 표면 실장 설계 덕분에 제품 개발에 상당한 자유도를 제공하여 UV 기반 공정 및 장비에 새로운 가능성을 열어줍니다.

1.1 주요 특징 및 장점

이 부품의 핵심 장점은 설계 및 제조 공정에서 비롯됩니다. 표준 자동 픽 앤 플레이스 장비와 완벽하게 호환되어 인쇄 회로 기판(PCB) 상에서 대량의 비용 효율적인 조립을 용이하게 합니다. 패키지는 적외선(IR) 및 기상 리플로우 솔더링 공정 모두에 적합하며, 표준 무연 및 RoHS 준수 제조 요구 사항을 준수합니다. EIA(전자 산업 연합) 표준 풋프린트는 기존 설계 라이브러리 및 조립 라인과의 상호 운용성과 통합 용이성을 보장합니다. 또한, 이 장치는 집적 회로(IC) 구동 레벨과 직접 호환되도록 설계되어 주변 제어 전자 장치를 단순화합니다.

1.2 목표 응용 분야

이 UV LED는 자외선을 활용하는 산업 및 제조 공정을 특별히 대상으로 합니다. 주요 응용 분야로는 접착제, 수지 및 코팅의 UV 경화가 있으며, 여기서는 정밀하고 빠른 중합이 필요합니다. 또한 UV 마킹 및 코딩 시스템에도 적합합니다. 또 다른 중요한 사용 사례는 특수 인쇄 잉크의 건조 및 경화입니다. 375nm 파장은 이러한 목적을 위한 광화학 반응을 시작하는 데 특히 효과적입니다.

2. 기계적 및 패키지 정보

이 장치는 소형 표면 실장 패키지에 장착되어 있습니다. 외곽 치수는 PCB 레이아웃 및 열 관리에 매우 중요합니다. 패키지 본체의 길이는 약 3.2mm, 너비는 1.6mm, 높이는 1.9mm입니다. 상세 기계 도면에 별도로 명시되지 않는 한 모든 치수 공차는 일반적으로 ±0.1mm입니다. 최적의 광 추출을 위한 투명 렌즈를 특징으로 합니다.

2.1 PCB 부착 패드 레이아웃

신뢰할 수 있는 솔더링을 위해 권장 PCB 랜드 패턴(풋프린트)이 제공됩니다. 이 패턴은 적외선 또는 기상 리플로우 솔더링 공정에 최적화되어 있습니다. 패드 설계는 적절한 솔더 필렛 형성, 기계적 안정성 및 LED 다이에서 PCB로의 효과적인 열 전달을 보장하며, 이는 접합 온도 관리 및 장기 신뢰성 유지에 중요합니다.

2.2 극성 식별

이 부품은 지정된 캐소드와 애노드를 가지고 있습니다. 극성은 일반적으로 패키지 본체의 노치, 점 또는 모서리 절단과 같은 표시로 나타냅니다. 역방향 전압이 절대 최대 정격을 초과하면 장치에 즉각적인 손상을 초래할 수 있으므로, 조립 중 올바른 극성 방향은 필수입니다.

3. 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 한계 이하 또는 이 한계에서의 동작은 보장되지 않으며 신뢰할 수 있는 성능을 위해 피해야 합니다.

• 소비 전력 (Po):160 mW. 이는 주변 온도(Ta) 25°C에서 장치 내부에서 허용되는 최대 전력 손실입니다.
• DC 순방향 전류 (If):40 mA. 인가할 수 있는 최대 연속 순방향 전류입니다.
• 역방향 전압 (Vr):5 V. 역방향으로 인가할 수 있는 최대 전압입니다.
• 동작 온도 범위 (Topr):-40°C ~ +85°C. 장치가 기능하도록 설계된 주변 온도 범위입니다.
• 보관 온도 범위 (Tstg):-40°C ~ +100°C.
• 접합 온도 (Tj):90°C. 반도체 접합 자체의 최대 허용 온도입니다.

4. 전기-광학 특성

이 매개변수는 별도로 명시되지 않는 한 Ta=25°C의 표준 테스트 조건과 순방향 전류(If) 20mA에서 측정됩니다. 이는 장치의 일반적인 성능을 정의합니다.

• 복사 플럭스 (Φe):14 mW (최소), 20 mW (일반), 28 mW (최대). 이는 UV 스펙트럼에서의 총 광 출력으로, 밀리와트 단위로 측정됩니다.
• 시야각 (2θ1/2):135도 (일반). 이는 방사 강도가 피크 강도의 절반이 되는 방사 각도 확산을 정의합니다.
• 피크 파장 (λp):370 nm (최소), 375 nm (일반), 380 nm (최대). 스펙트럼 복사 강도가 최대가 되는 파장입니다.
• 순방향 전압 (Vf):2.8 V (최소), 3.5 V (일반), 4.0 V (최대). 지정된 순방향 전류에서 동작할 때 LED 양단에 걸리는 전압 강하입니다.
• 역방향 전류 (Ir):10 µA (최대) at Vr=1.2V. 이 매개변수는 제너 특성을 확인하기 위해 테스트되지만, 장치는 역방향 동작을 위한 것이 아닙니다.

5. 빈 코드 및 분류 시스템

생산 편차를 관리하고 정밀한 선택을 허용하기 위해 LED는 주요 매개변수에 따라 성능 빈으로 분류됩니다. 빈 코드는 포장에 표시됩니다.

5.1 순방향 전압 (Vf) 빈닝

장치는 세 가지 전압 빈으로 분류됩니다: V1 (2.8V-3.2V), V2 (3.2V-3.6V), V3 (3.6V-4.0V). 이를 통해 설계자는 병렬 배열에서 일관된 성능을 위해 유사한 전압 강하를 가진 LED를 선택하거나 특정 구동기 요구 사항에 맞출 수 있습니다.

5.2 복사 플럭스 (Φe) 빈닝

광 출력은 강도 매칭을 보장하기 위해 넓은 범위로 빈닝됩니다. 빈은 R3 (14-16 mW)에서 R9 (26-28 mW)까지 다양합니다. 균일한 조명이 필요한 응용 분야의 경우 동일하거나 인접한 플럭스 빈에서 LED를 선택하는 것이 중요합니다.

5.3 피크 파장 (λp) 빈닝

UV 파장은 두 가지 주요 그룹으로 빈닝됩니다: P3P (370-375 nm) 및 P3Q (375-380 nm). 이는 특정 UV 활성화 파장에 민감한 공정을 위한 스펙트럼 일관성을 보장합니다.

6. 성능 곡선 분석

그래픽 데이터는 다양한 조건에서 장치의 동작에 대한 깊은 통찰력을 제공합니다.

6.1 상대 복사 플럭스 대 순방향 전류

이 곡선은 광 출력이 전류에 비례하지 않음을 보여줍니다. 전류가 증가함에 따라 증가하지만, 열 효과 및 내부 양자 효율 저하로 인해 매우 높은 전류에서 포화 또는 효율 저하가 나타날 수 있습니다. 일반적인 20mA 테스트 포인트보다 상당히 높게 동작하려면 신중한 열 관리가 필요합니다.

6.2 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

I-V 특성은 다이오드의 전형적인 지수 함수입니다. 이 곡선은 문턱 전압(전류가 유의미하게 흐르기 시작하는 지점)과 순방향 전압이 전류에 따라 어떻게 증가하는지 보여줍니다. 이 정보는 정전류 구동기 설계에 매우 중요합니다.

6.3 상대 복사 플럭스 대 접합 온도

이것은 설계를 위한 가장 중요한 곡선 중 하나입니다. 온도가 광 출력에 미치는 부정적인 영향을 보여줍니다. 접합 온도(Tj)가 상승함에 따라 복사 플럭스가 감소합니다. 높은 출력과 긴 수명을 유지하기 위해서는 효과적인 방열판 및 PCB 열 설계가 필수적입니다. 이 곡선은 디레이팅 계수를 정량화합니다.

6.4 상대 방출 스펙트럼

스펙트럼 분포 그래프는 파장에 따른 방사 강도를 보여줍니다. ~375nm에서의 피크를 확인하고 스펙트럼 대역폭(반치폭 - FWHM)을 보여주며, 이는 특정 광반응을 목표로 하는 응용 분야에 중요합니다.

7. 조립 및 취급 지침

7.1 솔더링 공정 권장 사항

이 장치는 무연 리플로우 솔더링에 적합합니다. 상세한 온도 프로파일이 제공되며, 예열, 소킹, 리플로우 및 냉각 단계를 지정합니다. 주요 매개변수로는 최대 본체 온도 260°C 이하 및 240°C 이상 시간 10초 미만이 포함됩니다. 급속 냉각 속도는 권장되지 않습니다. 인두를 사용한 수동 솔더링은 가능하지만, 리드당 최대 3초, 한 번만 300°C로 제한해야 합니다.

7.2 정전기 방전 (ESD) 주의 사항

이 LED는 정전기 방전에 민감합니다. 취급 및 조립 중 적절한 ESD 제어가 이루어져야 합니다. 여기에는 접지된 손목 스트랩, 방진 매트, ESD 안전 포장 및 장비 사용이 포함됩니다. ESD 주의 사항을 준수하지 않으면 장치의 잠재적 또는 치명적인 고장으로 이어질 수 있습니다.

7.3 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우 지정된 용제만 사용해야 합니다. LED를 상온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 1분 미만 담그는 것은 허용됩니다. 거친 또는 지정되지 않은 화학 물질은 에폭시 렌즈와 패키지를 손상시켜 광 출력 감소 또는 조기 고장을 초래할 수 있습니다.

7.4 습기 민감도 및 보관

이 패키지는 JEDEC 표준 J-STD-020에 따라 습기 민감도 등급(MSL) 3입니다. 방습 백이 밀봉된 상태에서, 장치는 ≤ 30°C 및 ≤ 90% RH에서 보관 시 1년의 유통 기한을 가집니다. 백이 개봉되면, ≤ 30°C 및 ≤ 60% RH에서 보관 시 168시간(7일) 이내에 부품을 사용해야 합니다. 습도 지시 카드가 분홍색으로 변하거나 시간 제한을 초과한 경우, 솔더링 중 "팝콘" 현상 손상을 방지하기 위해 리플로우 전에 최소 48시간 동안 60°C에서 베이크아웃이 필요합니다.

8. 포장 및 주문 정보

부품은 자동화 처리를 위해 엠보싱된 캐리어 테이프에 공급됩니다. 테이프 치수는 표준 피더와 호환되도록 지정됩니다. 테이프는 7인치(178mm) 릴에 감겨 있습니다. 일반적인 릴에는 1500개가 들어 있습니다. 포장은 EIA-481-1-B 사양을 준수합니다. 상단 커버 테이프가 부품 포켓을 밀봉합니다. 품질 사양에 따라 릴당 최대 2개의 연속 누락 부품이 허용됩니다.

9. 응용 설계 고려 사항

9.1 구동 회로 설계

LED는 전류 구동 장치입니다. 안정적이고 일관된 동작을 위해서는 정전압이 아닌 정전류원으로 구동되어야 합니다. 여러 LED를 연결할 때는 각 장치를 통해 동일한 전류가 흐르도록 보장하기 위해 직렬 연결이 선호됩니다. 병렬 연결이 불가피한 경우, 순방향 전압(Vf)의 편차를 보상하고 전류 편중을 방지하기 위해 각 LED 분기마다 개별적인 전류 제한 저항을 사용해야 하며, 이는 밝기 불균일 및 한 장치의 과부하로 이어질 수 있습니다.

9.2 열 관리

접합 온도 관리는 성능과 수명에 가장 중요합니다. 최대 접합 온도는 90°C입니다. 설계자는 PCB 레이아웃, 구리 면적 및 가능한 열 비아 사용을 기반으로 접합에서 주변 환경으로의 열 저항(Rth j-a)을 계산해야 합니다. 소비 전력(Pd = Vf * If)은 특히 성능 곡선에 표시된 온도에 따른 광 출력 디레이팅을 고려하여 Tj를 한계 내로 유지하도록 관리되어야 합니다. PCB 상의 잘 설계된 열 패드는 필수적입니다.

9.3 광학 설계

135도의 시야각은 넓은 방출 패턴을 제공합니다. 집중되거나 평행광화된 UV 광이 필요한 응용 분야의 경우, 렌즈 또는 반사경과 같은 2차 광학 장치가 필요할 수 있습니다. 이러한 광학 장치의 재질은 UV 방사에 투명해야 합니다(예: 특수 유리 또는 PMMA와 같은 UV 안정 플라스틱).

10. 신뢰성 및 응용 참고 사항

이 제품은 표준 상업용 및 산업용 전자 장비에서 사용하도록 설계되었습니다. 고장이 안전을 위협할 수 있는 예외적인 신뢰성이 필요한 응용 분야(예: 항공, 의료 생명 유지, 교통 안전 시스템)의 경우, 표준 제품 데이터가 그러한 극단적인 사용 사례를 다루지 않을 수 있으므로 특정 상담 및 잠재적 적격성 평가 과정이 필요합니다. LED의 수명은 주로 접합 온도와 구동 전류인 동작 조건에 크게 영향을 받습니다. 절대 최대 정격 이하에서 동작하고 견고한 열 설계를 구현하면 동작 수명을 최대화할 수 있습니다.