T-1-3-4 웜 화이트 LED 램프 334-15/X2C5-1 PSB 데이터시트 - 패키지 5.0mm - 전압 2.8-3.6V - 전력 110mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 고성능 웜 화이트 LED 램프의 사양을 상세히 설명합니다. 이 장치는 인듐 갈륨 질화물(InGaN) 반도체 칩과 형광체가 채워진 반사판을 결합하여 청색 발광을 웜 화이트 빛으로 변환합니다. 널리 사용되는 T-1 3/4 원형 패키지에 장착되어, 높은 광 출력이 필요한 다양한 지시등 및 조명 응용 분야에 적합합니다.

이 LED의 핵심 장점은 높은 광 출력과 일관된 색상 특성으로, 대표적인 색도 좌표가 정의되어 있습니다. 신뢰성과 현대 환경 기준(RoHS, EU REACH, 할로겐 프리 요건: Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm) 준수를 위해 설계되었습니다. 제품은 벌크 또는 자동화 조립 공정을 위한 테이프 릴에 제공됩니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 절대 최대 정격

장치는 장기적인 신뢰성을 보장하기 위해 엄격한 한도 내에서 작동하도록 설계되었습니다. 연속 순방향 전류(I_F) 정격은 30 mA이며, 펄스 조건(듀티 사이클 1/10 @ 1 kHz)에서 최대 100 mA의 피크 순방향 전류(I_FP)가 허용됩니다. 최대 역방향 전압(V_R)은 5 V입니다. 총 소비 전력(P_d)은 110 mW를 초과해서는 안 됩니다. 동작 온도 범위는 -40°C에서 +85°C이며, 저장 온도는 -40°C에서 +100°C입니다. 장치는 4 kV(인체 모델)의 정전기 방전(ESD)을 견딜 수 있습니다. 최대 납땜 온도는 260°C에서 5초입니다.

2.2 전기-광학 특성

주요 성능 파라미터는 주변 온도 25°C, 순방향 전류 20 mA의 표준 테스트 조건에서 측정됩니다.

• 순방향 전압(V_F):최소 2.8 V에서 최대 3.6 V까지 범위를 가집니다. 이 파라미터는 드라이버 설계 및 전원 공급 장치 선택에 매우 중요합니다.
• 광도(I_V):최소 광도는 2850 밀리칸델라(mcd)입니다. 대표값은 명시되지 않았으나, 최대값은 7150 mcd에 달하며, 빈닝을 통해 관리되는 상당한 밝기 분포를 가진 제품군임을 나타냅니다.
• 시야각(2θ_1/2):대표적인 반각은 50도로, 방출되는 빛의 각도 분포를 정의합니다.
• 색도 좌표:CIE 1931 표준에 따른 대표적인 색점은 x=0.40, y=0.39입니다. 이는 백색광을 색 공간의 웜 화이트 영역에 위치시킵니다.
• 제너 보호:장치는 역방향 전압 보호를 위한 제너 다이오드를 내장하고 있으며, 테스트 전류 5 mA에서 대표적인 제너 역방향 전압(V_Z)은 5.2 V입니다.
• 역방향 전류(I_R):역방향 바이어스로 5 V가 인가될 때 최대 역방향 누설 전류는 50 μA입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

밝기, 순방향 전압 및 색상의 일관성을 보장하기 위해 LED는 특정 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 응용 분야의 정확한 요구 사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 광도 빈닝

LED는 20 mA에서 측정된 광도에 따라 네 가지 주요 빈으로 분류됩니다. 각 빈 내 허용 오차는 ±10%입니다.

• 빈 P:2850 mcd (최소) ~ 3600 mcd (최대)
• 빈 Q:3600 mcd ~ 4500 mcd
• 빈 R:4500 mcd ~ 5650 mcd
• 빈 S:5650 mcd ~ 7150 mcd

3.2 순방향 전압 빈닝

순방향 전압 또한 회로 설계, 특히 전압 강하나 전력 소비에 민감한 응용 분야를 돕기 위해 빈닝됩니다. 측정 불확도는 ±0.1V입니다.

• 빈 0:2.8 V ~ 3.0 V
• 빈 1:3.0 V ~ 3.2 V
• 빈 2:3.2 V ~ 3.4 V
• 빈 3:3.4 V ~ 3.6 V

3.3 색상 빈닝 (색도)

색상 출력은 엄격히 제어되며 CIE 1931 색도도 상의 특정 영역으로 구분됩니다. 정의된 색상 등급은 D1, D2, E1, E2, F1, F2입니다. 이 그룹들은 웜 화이트 스펙트럼 내 서로 다른 사각형 영역을 나타내며, F1/F2가 가장 따뜻한(가장 낮은 상관 색온도) 색상이고 D1/D2가 상대적으로 차가운 색상입니다. 색도 좌표의 측정 불확도는 ±0.01입니다. 데이터시트는 이를 단일 선택 그룹(그룹 1: D1+D2+E1+E2+F1+F2)으로 묶어, 이 제품 시리즈에서 모든 색상 등급을 사용할 수 있음을 나타냅니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 다양한 조건에서 장치의 동작을 설명하는 여러 특성 곡선을 제공합니다.

4.1 상대 강도 대 파장

이 스펙트럼 분포 곡선은 서로 다른 파장에 걸쳐 방출되는 빛의 상대 강도를 보여줍니다. 웜 화이트 LED의 경우, 이 곡선은 일반적으로 청색 영역(InGaN 칩에서)에서 지배적인 피크와 노란색/빨간색 영역(형광체 변환에서)에서 더 넓은 피크나 고원을 보여줍니다. 정확한 모양은 LED의 색 재현 특성을 정의합니다.

4.2 지향성 패턴

지향성 곡선은 상대 강도를 방사 각도에 대해 그려, 50도의 대표적인 시야각을 시각적으로 확인시켜 줍니다. 중심축(0도)에서 멀어질수록 광 강도가 어떻게 감소하는지 보여줍니다.

4.3 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

이 기본 곡선은 다이오드의 전류와 전압 사이의 지수 관계를 보여줍니다. 동작점을 결정하고 전류 제한 회로나 정전류 드라이버를 설계하는 데 매우 중요합니다.

4.4 상대 강도 대 순방향 전류

이 그래프는 광 출력(상대 강도)이 순방향 전류에 따라 어떻게 증가하는지 보여줍니다. 일반적으로 일정 범위 내에서 선형적이지만, 열적 및 효율 저하 효과로 인해 더 높은 전류에서 포화될 수 있습니다.

4.5 색도 좌표 대 순방향 전류

이 곡선은 색상이 중요한 응용 분야에 중요합니다. 구동 전류가 변함에 따라 색점(x, y 좌표)이 어떻게 이동할 수 있는지 보여줍니다. 전류 수준에 걸쳐 안정적인 색점이 바람직합니다.

4.6 순방향 전류 대 주변 온도

이 디레이팅 곡선은 주변 온도가 증가함에 따라 허용 가능한 최대 순방향 전류를 나타냅니다. 과열을 방지하고 신뢰성을 보장하기 위해 고온에서 작동할 때는 최대 전류를 줄여야 합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

LED는 표준 T-1 3/4 원형 패키지를 사용합니다. 주요 치수 사항은 다음과 같습니다:

• 모든 치수는 밀리미터(mm) 단위입니다.
• 별도로 명시되지 않는 한 일반 공차는 ±0.25 mm입니다.
• 리드 간격은 리드가 패키지 본체에서 나오는 지점에서 측정됩니다.
• 플랜지 아래 수지의 최대 돌출은 1.5 mm입니다.

데이터시트에는 전체 직경, 리드 길이 및 직경, 착석면, 광학 렌즈 형상을 지정하는 상세한 치수 도면이 제공됩니다.

6. 납땜 및 조립 지침

적절한 취급은 LED 성능과 신뢰성을 유지하는 데 필수적입니다.

6.1 리드 성형

• 굽힘은 에폭시 불바디 기부에서 최소 3 mm 떨어진 지점에서 이루어져야 합니다.
• 부품을 납땜하기전에리드를 성형하십시오.
• 굽힘 중 LED 패키지에 스트레스를 가하지 마십시오. 이는 내부 연결을 손상시키거나 에폭시를 균열시킬 수 있습니다.
• 상온에서 리드를 절단하십시오. 고온 절단은 고장을 유발할 수 있습니다.
• PCB 구멍이 LED 리드와 완벽하게 정렬되도록 하여 장착 스트레스를 피하십시오.

6.2 저장 조건

• 권장 저장 조건: ≤30°C 및 ≤70% 상대 습도.
• 이 조건에서의 유통 기한은 출하일로부터 3개월입니다.
• 더 긴 저장(최대 1년)을 위해서는 질소 분위기와 건조제가 있는 밀봉 용기를 사용하십시오.
• 습한 환경에서 급격한 온도 변화를 피하여 결로를 방지하십시오.

6.3 납땜 공정

• 납땜 접합부에서 에폭시 불바디까지 3 mm 이상의 거리를 유지하십시오.
• 리드프레임의 타이 바 기부까지만 납땜하는 것이 권장됩니다.
• 최대 납땜 온도 260°C에서 5초를 준수하십시오.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 포장 사양

LED는 정전기 방전(ESD) 및 습기 손상을 방지하도록 포장됩니다.

• 1차 포장:방전 백.
• 수량:백당 200~500개.
• 2차 포장:5개의 백을 하나의 내부 카톤에 넣습니다.
• 3차 포장:10개의 내부 카톤을 하나의 마스터(외부) 카톤에 포장합니다.

7.2 라벨 설명

포장 라벨에는 주요 정보가 포함됩니다:

• CPN:고객 부품 번호.
• P/N:제조사 부품 번호.
• QTY:포장 내 수량.
• CAT:광도 및 순방향 전압 빈의 조합 코드.
• HUE:색상 등급 코드 (예: D1, F2).
• REF:참조 정보.
• LOT No:추적성을 위한 제조 로트 번호.

7.3 모델 번호 지정

부품 번호는 구조화된 형식을 따릅니다:334-15/X2C5-□ □ □ □. 빈칸(□)은 원하는색상 그룹, 광도 빈, 및순방향 전압 그룹을 선택하기 위한 특정 코드에 해당합니다. 이를 통해 사용자는 응용 분야에 필요한 정확한 성능 특성을 지정할 수 있습니다.

8. 응용 제안 및 설계 고려 사항

8.1 대표적인 응용 분야

이 고휘도 웜 화이트 LED는 다음에 매우 적합합니다:

• 메시지 및 정보 패널:높은 대비와 가독성이 필요한 곳.
• 광학 상태 표시기:소비자 가전, 산업 장비 및 자동차 계기판에서.
• 백라이트:소형 LCD 디스플레이, 멤브레인 스위치 또는 장식 패널용.
• 표지 및 위치 표시등:조명 또는 신호 제공.

8.2 설계 고려 사항

• 전류 구동:항상 순방향 전압 빈(V_F)과 공급 전압을 기반으로 정전류 드라이버나 적절한 전류 제한 저항을 사용하십시오. 절대 최대 정격을 초과하지 마십시오.
• 열 관리:소비 전력이 상대적으로 낮지만(110 mW), 특히 최대 전류 근처에서 구동할 경우 고주변 온도 환경에서 적절한 방열판이나 공기 흐름을 보장하십시오. 순방향 전류 대 주변 온도 디레이팅 곡선을 참조하십시오.
• 광학 설계:50도의 시야각은 상당히 넓은 빔을 제공합니다. 집중된 빛을 위해서는 2차 광학(렌즈)가 필요할 수 있습니다.
• ESD 보호:장치가 4kV HBM 등급을 가지고 있지만, 조립 중에는 표준 ESD 취급 주의 사항을 따라야 합니다.
• 색상 일관성:균일한 색상 외관이 필요한 응용 분야의 경우, 엄격한 색상 빈(HUE)을 지정하고 배열 내 모든 LED가 동일하거나 인접한 빈에서 나온 것인지 확인하십시오.

9. 기술 비교 및 차별화

이 LED는 주로 웜 화이트 발광에 적합한 높은 광도와 함께 고전적이고 널리 채택된 T-1 3/4 패키지의 조합을 통해 차별화됩니다. 더 작은 SMD LED와 비교하여, 스루홀 설계는 프로토타이핑, 수동 조립 또는 더 높은 단일 점 밝기가 필요한 응용 분야에 유리할 수 있습니다. 역방향 전압 보호를 위한 제너 다이오드 포함은 역방향 전압 스파이크가 발생할 수 있는 회로 설계에서 견고성을 향상시키는 주목할 만한 기능입니다. 상세하고 다중 파라미터 빈닝 시스템(강도, 전압, 색상)은 설계자에게 최종 제품의 성능과 일관성에 대한 높은 수준의 제어를 제공하며, 이는 대량 생산에서 매우 중요합니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

10.1 어떤 드라이버 회로를 권장합니까?

기본 지시등 용도에는 간단한 직렬 저항으로 충분합니다. 저항값을 R = (V_공급- V_F) / I_F로 계산하십시오. 최악의 조건에서도 전류가 20mA를 초과하지 않도록 빈의 최대 V_F(예: 빈 3의 경우 3.6V)를 사용하십시오. 최적의 안정성과 효율성, 특히 배열이나 더 높은 전류에서 사용할 때는 정전류 드라이버를 권장합니다.

10.2 온도가 성능에 어떤 영향을 미칩니까?

주변 온도가 상승하면 LED의 순방향 전압이 약간 감소하지만, 내부 효율이 떨어져 동일한 전류에서 광 출력이 감소할 수 있습니다. 더 중요한 것은 과도한 온도가 LED의 수명을 단축시킬 수 있다는 점입니다. 항상 순방향 전류 대 주변 온도 디레이팅 곡선을 참조하고 적절한 열 설계를 통해 접합 온도가 안전한 한도 내에 유지되도록 하십시오.

10.3 색상 혼합 응용 분야에 사용할 수 있습니까?

이것은 형광체 변환 웜 화이트 LED이며, 단색 LED가 아닙니다. RGB 색상 혼합을 위해 설계되지 않았습니다. 색상 혼합을 위해서는 전용 적색, 녹색, 청색(RGB) LED를 사용해야 합니다.

10.4 제너 전압 사양의 목적은 무엇입니까?

제너 다이오드는 보호를 위해 LED에 병렬로 통합되어 있습니다. 약 5.2V를 초과하는 역방향 전압이 실수로 인가되면, 제너 다이오드가 도통하여 전압을 클램핑하고 LED 접합을 손상으로부터 보호할 수 있습니다. 제너 역방향 전류(I_Z) 정격 100 mA는 이 보호 역할에서의 전류 처리 능력을 나타냅니다.

11. 설계 및 사용 사례 연구

시나리오: 산업 장비용 고가시성 상태 표시등 설계

엔지니어는 밝은 공장 환경에서 작동하는 기계용 밝고 신뢰할 수 있는 상태 표시등이 필요합니다. 빛은 다양한 각도에서 명확하게 보여야 하며 따뜻하고 뚜렷한 색상을 가져야 합니다. 그들은 가장 높은 강도의 빈 S(5650-7150 mcd)와 따뜻한 외관을 위한 색상 등급 F1/F2의 이 LED를 선택합니다. 12V 공급 레일이 있는 PCB를 설계합니다. 최대 V_F3.6V와 목표 I_F20mA를 사용하여 직렬 저항을 계산합니다: R = (12V - 3.6V) / 0.02A = 420Ω. 표준 430Ω, 1/4W 저항이 선택됩니다. 조립 지침을 따라 삽입 전 본체에서 4mm 떨어진 곳에서 리드를 구부립니다. 최종 표시등은 주변광에서도 우수한 가시성을 제공하며, 일관된 빈닝은 생산 라인에 있는 모든 유닛이 동일하게 보이도록 보장합니다.

12. 동작 원리 소개

이 LED는 반도체 내 전계 발광 원리로 작동합니다. 핵심은 인듐 갈륨 질화물(InGaN) 칩입니다. 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 칩의 활성 영역 내에서 재결합하여 광자 형태로 에너지를 방출합니다. InGaN 합금의 특정 구성으로 인해 이 방출은 청색 파장 범위에 있습니다. 백색광을 만들기 위해, 청색광은 반사판 컵 내부의 형광체 코팅에 조사됩니다. 형광체는 청색 광자의 일부를 흡수하고 더 긴 노란색 및 빨간색 파장의 빛을 재방출합니다. 남은 청색광과 형광체 변환된 노란색/빨간색 빛의 혼합물은 인간의 눈에 웜 화이트 빛으로 인지됩니다. 정확한 색조(상관 색온도)는 형광체 구성과 농도에 의해 결정됩니다.

13. 기술 동향 및 배경

표면 실장 장치(SMD) LED가 크기와 자동화 조립 적합성으로 인해 대량 생산을 지배하고 있지만, 이 T-1 3/4 패키지와 같은 스루홀 LED는 여전히 관련성을 유지하고 있습니다. 주요 장점으로는 수동 납땜 및 프로토타이핑의 용이성, 더 큰 패키지와 칩으로 인한 더 높은 단일 점 밝기 가능성, 특정 가혹한 환경에서의 견고성이 포함됩니다. 백색 LED 기술의 동향은 더 높은 효율(와트당 더 많은 루멘), 개선된 색 재현 지수(CRI), 더 큰 색상 일관성을 지속적으로 향해 나아가고 있습니다. 이 장치에서 볼 수 있는 제너 다이오드와 같은 보호 기능 통합은 신뢰성 향상과 최종 회로 설계 단순화에 초점을 맞추고 있음을 반영합니다. 또한, 글로벌 지속 가능성 이니셔티브에 의해 추진되는 환경 규정(RoHS, REACH, 할로겐 프리) 준수는 이제 표준 요구 사항이 되었습니다.