LTPL-C16FUVD405 UV LED 데이터시트 - 3.2x1.6x1.6mm - 3.3V - 1.75W - 405nm - 영어 기술 문서

1. 제품 개요

LTPL-C16F 시리즈는 고체 조명 기술의 중요한 발전을 나타내며, 특히 자외선(UV) 응용 분야를 위해 설계되었습니다. 이 제품은 혁신적이고 에너지 효율적이며 초소형 광원으로, 발광 다이오드(LED)의 탁월한 수명과 신뢰성을 기존 조명 시스템과 전통적으로 연관된 높은 휘도 수준과 성공적으로 결합했습니다. 이 조합은 설계 엔지니어에게 비할 데 없는 자유를 제공하여, 까다로운 환경에서 오래되고 효율성이 낮은 조명 기술을 효과적으로 대체하는 데 필요한 광 출력을 제공하면서도 새로운 컴팩트 폼 팩터를 창출할 수 있게 합니다.

1.1 주요 특징

• 대량 생산을 위한 표준 자동 실장 및 픽 앤 플레이스 장비와 완벽하게 호환됩니다.
• 적외선(IR) 및 증기상 리플로우 솔더링 공정을 견딜 수 있도록 설계되어 견고한 조립을 보장합니다.
• 기존 설계에 쉽게 통합할 수 있도록 표준화된 EIA(Electronic Industries Alliance) 폼 팩터로 포장되었습니다.
• 입력 특성은 표준 집적 회로(IC) 구동 레벨과 호환됩니다.
• 친환경 제품으로 제조되어 RoHS 지침을 준수하며, 납(Pb) 및 기타 제한 물질을 포함하지 않습니다.

1.2 Target Applications

이 UV LED는 405nm 자외선의 집중된 광원이 필요한 응용 분야를 위해 특별히 설계되었습니다. 주요 사용 사례는 다음과 같습니다:

• UV 경화: 접착제, 코팅제 및 잉크의 신속한 중합 및 경화.
• UV Marking & Coding: 다양한 기재에 대한 영구 마킹.
• UV 접착: 급속 경화 접착 공정.
• 인쇄 잉크 건조: 특수 UV 반응성 잉크의 가속 건조 및 경화.

2. 기계적 및 패키지 정보

본 장치는 초소형 표면 실장 패키지에 수납되어 있습니다. 주요 외형 치수는 다음과 같습니다(단위: mm, 별도 명시되지 않는 한 표준 공차는 ±0.1mm): 패키지 본체의 길이는 약 3.2mm, 너비는 1.6mm, 높이는 1.6mm입니다. 적외선 및 기상 리플로우 솔더링을 위한 패드 레이아웃 권장사항을 포함한 상세한 기계 도면은 데이터시트에 제공되어 열적 및 기계적 신뢰성을 위한 적절한 PCB 풋프린트 설계를 보장합니다.

3. 절대 최대 정격

이 한계를 초과하는 스트레스는 장치에 영구적인 손상을 초래할 수 있습니다. 모든 정격은 주변 온도(Ta) 25°C에서 지정됩니다.

• 전력 소산 (Po): 1.75 W
• DC 순방향 전류 (If): 500 mA
• 동작 온도 범위 (Topr): -40°C ~ +85°C
• 보관 온도 범위 (Tstg): -40°C ~ +100°C
• 최대 접합 온도 (Tj): 115°C

4. 전기-광학 특성

주요 성능 파라미터는 별도로 명시되지 않는 한, If = 350mA의 테스트 조건에서 Ta=25°C에서 측정됩니다.

• Radiant Flux (Φe): 440 mW (최소), 500 mW (전형), 590 mW (최대). 측정 허용 오차는 ±10%입니다.
• 시야각 (2θ1/2): 135° (전형적).
• 피크 파장 (λp): 395 nm (Min), 405 nm (Typ), 415 nm (Max). 이는 근자외선 스펙트럼의 중심 방출 파장을 정의합니다. 허용 오차는 ±3nm입니다.
• 순방향 전압 (Vf): 350mA에서 3.1 V (Min), 3.3 V (Typ), 3.5 V (Max). 측정 허용 오차는 ±0.1V입니다.
• 역방향 전압 (Vr): 역전류 (Ir) 10µA에서 최대 1.2 V. 중요 참고사항: 이 파라미터는 제너 다이오드 기능 특성 평가만을 위해 시험됩니다. 본 LED는 역방향 바이어스에서 동작하도록 설계되지 않았습니다. 장시간 역전류 노출은 소자 손상으로 이어질 수 있습니다.

ESD 주의: 본 부품은 정전기(ESD)에 민감합니다. 잠재적 또는 치명적인 손상을 방지하기 위해 접지된 손목 스트랩, 방진 매트 및 장비 사용을 포함한 적절한 취급 절차가 필수입니다.

5. Bin Code 및 분류 체계

생산 과정에서 일관된 성능을 보장하기 위해, 주요 파라미터를 기준으로 장치를 빈(Bin)으로 분류합니다. 빈 코드는 포장에 표기됩니다.

5.1 순방향 전압(Vf) Binning

• Bin V3: Vf = 3.1V ~ 3.3V @ 350mA
• Bin V4: Vf = 3.3V ~ 3.5V @ 350mA

5.2 복사 플럭스(Φe) 빈닝

• 빈 R1: Φe = 440 mW ~ 470 mW
• Bin R2: Φe = 470 mW ~ 500 mW
• Bin R3: Φe = 500 mW ~ 530 mW
• Bin R4: Φe = 530 mW ~ 560 mW
• Bin R5: Φe = 560 mW ~ 590 mW

5.3 피크 파장(λp) Binning

• Bin P3U: λp = 395 nm ~ 400 nm
• Bin P4A: λp = 400 nm ~ 405 nm
• 빈 P4B: λp = 405 nm ~ 410 nm
• 빈 P4C: λp = 410 nm ~ 415 nm

6. 성능 곡선 분석

데이터시트는 설계 최적화에 중요한 여러 특성 곡선을 제공합니다.

6.1 상대 방출 스펙트럼

스펙트럼 분포 곡선은 405nm(전형적)를 중심으로 하는 주된 피크를 보여주며, LED 기술의 특징인 상대적으로 좁은 스펙트럼 대역폭을 가집니다. 이러한 단색성은 특정 광개시가 필요한 응용 분야에 유리합니다.

6.2 상대 복사 플럭스 대 순방향 전류

이 곡선은 광 출력과 구동 전류 간의 관계를 보여줍니다. 복사 플럭스는 낮은 전류 수준에서 초선형적으로 증가하며, 높은 전류에서는 열적 영향과 효율 저하(efficiency droop) 효과로 인해 포화 경향을 보입니다. 최적의 효율과 수명을 위해 일반적인 350mA 이하에서 동작하는 것이 권장됩니다.

6.3 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

I-V 특성은 구동 회로 설계에 필수적입니다. 이는 다이오드의 전형적인 지수 관계를 보여줍니다. 350mA에서의 전형적인 순방향 전압은 3.3V입니다. 안정적인 광 출력을 보장하기 위해 구동 회로는 전압 제어가 아닌 전류 제어 방식이어야 합니다.

6.4 Relative Radiant Flux vs. Junction Temperature

이 중요한 곡선은 접합 온도(Tj) 상승이 광 출력에 미치는 부정적인 영향을 보여줍니다. UV LED의 효율은 일반적으로 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 적절한 PCB 레이아웃(써멀 비아 및 충분한 구리 면적 활용)을 통한 효과적인 열 관리가 높은 출력과 장기적 신뢰성을 유지하는 데 가장 중요합니다.

7. 조립 및 제조 지침

7.1 리플로우 솔더링 프로파일

무연(Pb-free) 솔더 공정을 위한 권장 리플로우 프로파일이 제공됩니다. 주요 매개변수는 다음과 같습니다:

• 예열: 150-200°C에서 최대 120초.
• 최고 체온: 최대 260°C.
• 액상선 이상 시간: 10초 이내 권장(최대 2회의 리플로우 사이클 허용).
• 통제된 점진적 냉각 속도가 권장됩니다. 급속 냉각은 권장하지 않습니다.
• 인두를 이용한 핸드 솔더링은 300°C로 최대 3초, 1회만 가능합니다.

7.2 세정

조립 후 세정이 필요한 경우, 지정된 화학 물질만 사용해야 합니다. LED를 상온의 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 1분 미만으로 침지하는 것은 허용됩니다. 지정되지 않은 화학 물질의 사용은 패키지 에폭시나 렌즈를 손상시킬 수 있습니다.

7.3 Moisture Sensitivity

본 제품은 JEDEC J-STD-020 기준 Moisture Sensitivity Level (MSL) 3으로 분류됩니다. 리플로우 과정 중 팝콘 현상을 방지하기 위한 예방 조치가 필요합니다.

• 밀봉 백: 30°C 이하, 상대습도 90% 이하에서 보관하십시오. 백 개봉일로부터 1년 이내에 사용하십시오.
• 개봉된 백: 30°C 이하, 상대습도 60% 이하에서 보관하십시오. 공장 환경 조건에 노출된 후 168시간(7일) 이내에 솔더링해야 합니다.
• 습도 지시 카드가 10% 분홍색 이상을 나타내거나, 플로어 라이프를 초과한 경우 사용 전 60°C에서 최소 48시간 베이킹이 필요합니다.

8. 포장 사양

부품은 자동화 처리를 위해 엠보싱 처리된 캐리어 테이프에 공급됩니다.

• 테이프 치수: EIA-481-1-B 규격 준수.
• 릴 크기: Standard 7-inch (178mm) reel.
• Quantity per Reel: Maximum of 1500 pieces.
• Empty pockets are sealed with cover tape. The maximum allowable number of consecutive missing components is two.

9. 애플리케이션 설계 고려사항

9.1 구동 방식

LED는 근본적으로 전류 구동형 소자입니다. 안정적이고 일관된 성능을 위해서는 정전압원이 아닌 정전류원으로 구동해야 합니다. 기본적인 응용에는 전압원과 직렬 저항으로 구성된 간단한 회로를 사용할 수 있지만, 특히 열 영향을 관리하고 수명을 보장하기 위한 정밀한 제어를 위해서는 전용 LED 구동 IC나 회로를 사용하는 것이 권장됩니다.

9.2 열 관리

성능 곡선에서 보듯이, 접합 온도는 출력 효율과 수명에 직접적인 영향을 미칩니다. 설계자는 효과적인 열 경로를 구현해야 합니다. 여기에는 충분한 구리 두께를 가진 PCB 사용, LED의 열 패드 바로 아래에 배열된 서멀 비아(thermal via)의 적용, 그리고 고전류나 고주변 온도에서 동작 시 외부 방열판 추가가 포함될 수 있습니다.

9.3 광학 설계

135도의 시야각은 넓은 방사 패턴을 제공합니다. 집속 또는 평행 광속이 필요한 응용 분야의 경우, 렌즈나 반사경과 같은 2차 광학 부품을 사용해야 합니다. 이러한 광학 부품의 재료는 405nm 자외선에 투과성이 있어야 하며, 일반 폴리카보네이트나 아크릴은 적합하지 않을 수 있고 장기간 자외선 노출로 열화될 수 있습니다. 자외선 등급 유리나 특수 플라스틱 사용을 권장합니다.

10. 신뢰성 및 적용 참고사항

본 LED는 표준 전자 장비에서 사용하기 위한 것입니다. 고장 시 안전, 건강 또는 핵심 인프라(항공, 의료 생명 유지 장치, 교통 제어)에 위험이 될 수 있는 적용 분야의 경우, 설계 도입 전 반드시 구성품 제조업체와의 특정 신뢰성 평가 및 협의가 필요합니다. 정격 수명과 신뢰성을 달성하기 위해서는 절대 최대 정격, 납땜 지침 및 보관 조건을 적절히 준수하는 것이 필수적입니다.