LTPL-C036UVG385 UV LED 데이터시트 - 3.7V 정격 - 4.4W 최대 - 380-390nm 피크 파장 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 제품은 주로 UV 경화 공정 및 기타 일반적인 UV 응용 분야를 위해 설계된 고성능, 고효율 자외선(UV) 광원입니다. 이는 발광 다이오드(LED)에 내재된 긴 수명과 높은 신뢰성을 기존 UV 광원에 필적하는 강도 수준과 결합하여 고체 조명 기술의 진보를 보여줍니다. 이 기술은 상당한 설계 유연성을 제공하며, 수은등과 같은 기존 UV 기술을 대체하는 고체 UV 솔루션에 새로운 기회를 창출합니다.

1.1 핵심 장점 및 목표 시장

이 UV LED 시리즈의 주요 특징은 산업 및 제조 통합을 위한 장점을 강조합니다. 이 제품은 I.C.(집적 회로) 호환이 가능하여 전자 제어 및 자동화 시스템 통합이 용이합니다. 또한 RoHS 준수 및 무연으로, 엄격한 국제 환경 및 안전 기준을 충족합니다. 주요 이점은 기존 광원 대비 높은 전기 효율과 낮은 전력 소비를 통해 총 운영 비용을 절감할 수 있다는 점입니다. 더 나아가, LED 기술의 연장된 수명과 견고함은 램프 교체와 관련된 유지보수 비용 및 가동 중단 시간을 크게 줄여줍니다.

2. 기술 파라미터: 심층 객관적 해석

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 절대 최대 DC 순방향 전류(If)는 1000 mA입니다. 최대 전력 소비(Po)는 4.4 와트입니다. 장치는 작동 온도 범위(Topr) -40°C ~ +85°C 및 저장 온도 범위(Tstg) -55°C ~ +100°C로 정격화되었습니다. 최대 허용 접합 온도(Tj)는 110°C입니다. 역방향 바이어스 조건에서 LED를 장시간 동작시키는 것은 부품 고장으로 이어질 수 있으므로 반드시 피해야 합니다.

2.2 전기광학 특성

이 파라미터들은 주변 온도 25°C, 순방향 전류(If) 700mA의 표준 테스트 조건에서 지정되며, 이는 일반적인 동작 지점으로 보입니다. 순방향 전압(Vf)은 최소 2.8V에서 최대 4.4V까지 범위를 가지며, 전형적인 값은 3.7V입니다. UV 스펙트럼에서의 총 광 출력인 복사 플럭스(Φe)는 1050 mW(최소)에서 1545 mW(최대)까지 범위를 가지며, 전형적인 값은 1230 mW입니다. 피크 파장(λp)은 380 nm에서 390 nm 사이로 지정되어 UVA 스펙트럼에 속합니다. 시야각(2θ1/2)은 전형적으로 55도입니다. 접합에서 납땜 지점까지의 열저항(Rthjs)은 전형적으로 5.0 °C/W로, 열 관리 설계의 핵심 파라미터입니다.

3. 빈 코드 시스템 설명

본 제품은 주요 성능 파라미터에 따라 빈으로 분류되어 응용 분야에서의 일관성을 보장합니다. 이를 통해 설계자는 특성이 밀집된 LED를 선택할 수 있습니다.

3.1 순방향 전압(Vf) 빈닝

LED는 700mA에서 네 개의 전압 빈(V0 ~ V3)으로 분류됩니다. 빈은 다음과 같습니다: V0 (2.8V - 3.2V), V1 (3.2V - 3.6V), V2 (3.6V - 4.0V), V3 (4.0V - 4.4V). 이 분류의 허용 오차는 +/- 0.1V입니다.

3.2 복사 플럭스(mW) 빈닝

광 출력 파워는 700mA에서 다섯 개의 카테고리(PR ~ UV)로 빈닝됩니다. 빈은 다음과 같습니다: PR (1050-1135 mW), RS (1135-1225 mW), ST (1225-1325 mW), TU (1325-1430 mW), UV (1430-1545 mW). 허용 오차는 +/- 10%입니다.

3.3 피크 파장(Wp) 빈닝

UV 스펙트럼은 두 개의 파장 빈으로 나뉩니다: P3R (380-385 nm) 및 P3S (385-390 nm), 허용 오차는 +/- 3nm입니다. 빈 분류 코드는 추적성을 위해 각 제품 포장 봉지에 표시됩니다.

4. 성능 곡선 분석

4.1 상대 복사 플럭스 대 순방향 전류

이 곡선은 LED의 광 출력과 구동 전류 간의 관계를 보여줍니다. 일반적으로 복사 플럭스는 전류와 함께 증가하지만, 높은 전류에서는 열 효과 증가와 효율 저하로 인해 비선형적인 증가를 나타낼 수 있습니다. 설계자는 이를 통해 출력과 수명을 균형 있게 조절하는 최적의 구동 전류를 결정합니다.

4.2 상대 스펙트럼 분포

이 그래프는 피크 파장(380-390nm)을 중심으로 서로 다른 파장에 걸쳐 방출되는 빛의 강도를 나타냅니다. 특정 광개시제가 특정 파장에 의해 활성화되는 응용 분야에 중요한 스펙트럼 대역폭을 보여줍니다.

4.3 방사 패턴 / 시야각

방사 특성 플롯은 빛 강도의 공간적 분포를 보여줍니다. 전형적인 55도 시야각(반치폭)은 중간 정도로 넓은 빔을 나타내며, 경화 응용 분야에서 영역을 균일하게 조명하는 데 적합합니다.

4.4 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

이 기본적인 전기적 특성은 다이오드에서 전압과 전류 간의 지수 관계를 보여줍니다. 전압의 작은 변화가 전류의 큰 변화를 일으킬 수 있으므로 적절한 구동 회로 설계에 매우 중요합니다.

4.5 상대 복사 플럭스 대 접합 온도

이 곡선은 광 출력의 열 의존성을 보여줍니다. UV LED 출력은 일반적으로 접합 온도가 상승함에 따라 감소합니다. 높고 안정적인 출력 파워를 유지하기 위해서는 효과적인 방열 설계가 필수적이며, 이는 중요한 설계 고려 사항입니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 외형 치수

데이터시트는 모든 치수가 밀리미터 단위로 표시된 상세한 기계 도면을 제공합니다. 일반 치수 공차는 ±0.2mm이며, 렌즈 높이와 세라믹 기판 길이/너비의 공차는 ±0.1mm로 더 엄격합니다. 중요한 참고 사항으로, 장치 하단의 열 패드는 애노드 및 캐소드 전기 패드와 전기적으로 중립(절연)되어 있음을 명시합니다.

5.2 권장 PCB 부착 패드 레이아웃

인쇄 회로 기판(PCB) 설계를 위한 상세한 랜드 패턴 다이어그램이 제공됩니다. 여기에는 애노드, 캐소드 및 열 패드 연결을 위한 크기와 간격이 포함됩니다. 이 레이아웃을 준수하면 적절한 납땜, 전기적 연결 및 가장 중요한 LED 접합에서 PCB 및 방열판으로의 최적 열 전달이 보장됩니다.

6. 납땜 및 조립 지침

6.1 리플로우 납땜 프로파일

권장 리플로우 납땜 공정을 정의하는 상세한 온도 대 시간 그래프가 제공됩니다. 주요 파라미터에는 예열, 소킹, 리플로우 피크 온도 및 냉각 속도가 포함됩니다. 참고 사항은 모든 온도가 패키지 본체의 상단을 기준으로 함을 강조합니다. 급속 냉각 공정은 권장되지 않습니다. LED에 가해지는 열 응력을 최소화하기 위해 신뢰할 수 있는 접합을 달성하는 가능한 가장 낮은 납땜 온도가 항상 바람직합니다.

6.2 핸드 납땜 지침

핸드 납땜이 필요한 경우, 권장 최대 조건은 300°C에서 최대 2초이며, 이는 한 번만 수행해야 합니다. 리플로우 납땜은 최대 3회를 초과하여 수행해서는 안 됩니다.

6.3 세척 지침

납땜 후 세척이 필요한 경우, 이소프로필 알코올과 같은 알코올 기반 용매만 사용해야 합니다. 지정되지 않은 화학 액체의 사용은 LED 패키지 재료를 손상시킬 수 있으므로 금지됩니다.

7. 포장 및 취급 정보

7.1 테이프 및 릴 사양

LED는 자동 픽 앤 플레이스 조립을 위해 엠보싱된 캐리어 테이프와 릴에 공급됩니다. 테이프 포켓과 표준 7인치 릴 모두에 대한 상세한 치수가 제공됩니다. 테이프는 상단 커버로 밀봉됩니다. 7인치 릴당 최대 500개까지 적재할 수 있습니다. 사양은 EIA-481-1-B 표준을 따릅니다.

8. 응용 제안 및 설계 고려 사항

8.1 전형적인 응용 시나리오

주요 응용 분야는 인쇄, 코팅, 접착제 및 치과와 같은 산업에서 사용되는 UV 경화입니다. 다른 일반적인 UV 응용 분야에는 형광 여기, 위조 감지 및 의료 장비 살균(해당 파장 범위 내)이 포함됩니다.

8.2 구동 방법 및 회로 설계

LED는 전류 구동 장치입니다. 응용 분야 내에서 여러 LED를 병렬로 연결할 때 강도 균일성을 보장하기 위해, 각 개별 LED와 직렬로 전류 제한 저항을 포함하는 것이 강력히 권장됩니다. 이는 서로 다른 유닛 간의 순방향 전압(Vf)의 미세한 변동을 보상하여, 전류 편중을 방지하고 어레이 전체에 걸쳐 균일한 광 출력과 수명을 보장합니다.

8.3 열 관리

전형적인 열저항 5.0 °C/W와 출력의 접합 온도에 대한 민감도(성능 곡선에 표시된 대로)를 고려할 때, 신뢰할 수 있는 고출력 동작을 위해서는 효과적인 방열 설계가 필수적입니다. PCB는 충분한 열 비아를 갖추고 설계되어야 하며, 외부 방열판에 연결될 수도 있습니다. 최대 접합 온도 110°C를 초과해서는 안 됩니다.

9. 신뢰성 및 품질 보증

9.1 신뢰성 테스트 계획

데이터시트는 제품에 대해 수행된 포괄적인 신뢰성 테스트 계획을 설명합니다. 테스트에는 저온 동작 수명(LTOL, -10°C), 상온 동작 수명(RTOL), 고온 동작 수명(HTOL, 85°C), 습열 동작 수명(WHTOL, 60°C/90% RH), 열 충격(TMSK) 및 고온 저장이 포함됩니다. 나열된 모든 테스트는 지정된 기간(500 또는 1000시간) 동안 10개 샘플 중 0개의 고장을 보였습니다.

9.2 고장 기준

신뢰성 테스트 후 장치 고장을 판단하는 기준이 명확히 정의되어 있습니다. 일반 동작 전류에서 순방향 전압(Vf)이 초기 값의 ±10%를 초과하여 변화하는 경우 고장으로 간주됩니다. 마찬가지로, 복사 플럭스(Φe)가 초기 값의 ±15%를 초과하여 변화하는 경우 고장으로 간주됩니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

10.1 권장 동작 전류는 무엇입니까?

절대 최대 전류는 1000 mA이지만, 모든 전기광학 특성 및 빈 코드는 700 mA에서 지정되어 있으며, 이는 최적의 성능과 수명을 위한 의도된 일반적인 동작 지점임을 나타냅니다.

10.2 내 설계를 위해 빈 코드를 어떻게 해석해야 합니까?

시스템 요구 사항에 따라 빈을 선택하십시오. 전류 구동 회로의 경우, 개별 전류 제한 저항을 사용한다면 Vf 빈은 덜 중요합니다. 복사 플럭스(mW) 빈은 경화 속도 또는 빛 강도에 직접적인 영향을 미칩니다. 파장(Wp) 빈은 광개시제 또는 응용 분야의 활성화 스펙트럼과 일치해야 합니다.

10.3 저항 없이 여러 LED를 병렬로 구동할 수 있습니까?

권장되지 않습니다. Vf의 자연적 변동으로 인해, 직접 병렬로 연결된 LED는 전류를 균등하게 공유하지 않습니다. 가장 낮은 Vf를 가진 LED가 더 많은 전류를 끌어당겨 과열 및 고장을 일으킬 수 있으며, 이는 연쇄 반응을 초래할 수 있습니다. 항상 각 병렬 분기마다 직렬 저항을 사용하거나, 더 나은 방법으로 다중 채널용으로 설계된 정전류 구동기를 사용하십시오.

11. 기술 소개 및 동작 원리

이 장치는 반도체 기반의 자외선 발광 다이오드입니다. 이는 특수 설계된 반도체 재료(일반적으로 알루미늄 갈륨 나이트라이드 - AlGaN 기반)에서 전계발광 원리에 따라 동작합니다. p-n 접합에 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 재결합하여 광자의 형태로 에너지를 방출합니다. AlGaN 재료 시스템의 특정 밴드갭 에너지는 방출된 광자가 자외선 범위(380-390 nm UVA)에 있음을 결정합니다. 패키지는 이 빛을 효율적으로 추출하면서 반도체 접합에서 발생하는 열을 관리하기 위한 견고한 열 경로를 제공하도록 설계되었습니다.