LTW-010DCG-TR LED 데이터시트 - 3.0x1.6x1.6mm - 3.4V - 120mW - 백색광 - English Technical Document

1. 제품 개요

LTW-010DCG-TR은 에너지 효율적이고 컴팩트한 광원으로 설계된 표면 실장형 백색 발광 다이오드(LED)입니다. 이 제품은 LED 기술에 내재된 긴 수명과 신뢰성을 다양한 응용 분야에서 기존 조명을 대체하기에 적합한 높은 수준의 밝기와 결합하였습니다. 이 소자는 자동화 조립 공정에 적합하게 패키징되어 설계자가 제품에 고체 조명을 통합하는 데 유연성을 제공합니다.

1.1 핵심 장점 및 타겟 시장

이 부품의 주요 장점은 높은 발광 강도, 넓은 시야각, 그리고 표준 적외선(IR) 및 기상 재유공정과의 호환성을 포함합니다. EIA 표준 패키지는 기존 생산 라인에의 쉬운 통합을 보장합니다. 본 제품은 친환경으로 분류되며 무연(Pb-free)으로 RoHS 지침을 준수합니다. 목표 응용 분야는 자동차 및 휴대용 조명(예: 독서등, 손전등)부터 건축, 장식 및 신호용(예: 엣지 라이트 사인, 교통 신호등, 다운라이터)에 이르기까지 다양합니다.

2. 기술 파라미터: 심층적이고 객관적인 해석

2.1 절대 최대 정격

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

• 전력 소산 (Pd): 120 mW. 이는 LED 패키지가 열적 한계를 초과하지 않고 열로 소산할 수 있는 최대 전력량입니다.
• 피크 순방향 전류(I_F(PEAK)): 100 mA. 이 전류는 과열을 방지하기 위해 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서만 허용됩니다.
• DC Forward Current (I_F): 30 mA. 이는 신뢰할 수 있는 장기 운전을 위해 권장되는 최대 연속 순방향 전류입니다.
• Reverse Voltage (V_R): 5 V. 역방향 바이어스에서 이 전압을 초과하면 즉시 손상될 수 있습니다.
• 동작 온도 범위 (T_opr): -30°C ~ +85°C. 본 장치는 이 주변 온도 범위 내에서 정상 동작함이 보장됩니다.
• 보관 온도 범위 (T_stg): -40°C ~ +100°C.
• Reflow Soldering Condition: 무연 솔더링 프로파일에 적합하며, 260°C 피크 온도에서 10초간 견딥니다.

2.2 전기-광학 특성

이 파라미터들은 주변 온도 25°C, 순방향 전류(I_F) 20 mA의 표준 테스트 조건에서 측정되며, 이는 공통 기준점으로 사용됩니다.

• 광도 (I_V): 2200 mcd (최소), 3000 mcd (전형). 이는 특정 방향에서 LED의 인지된 밝기를 측정한 값입니다. 테스트에는 CIE 명시도 눈 반응 곡선에 맞추어 필터링된 센서가 사용됩니다.
• 시야각 (2θ_1/2): 115도 (Typ). 이는 광도가 0도(온축)에서의 광도의 절반이 되는 전체 각도입니다. 넓은 시야각은 더 확산된 광 패턴을 나타냅니다.
• 색도 좌표 (x, y): x=0.295, y=0.282 (Typ). 이 좌표는 CIE 1931 색도도에서 LED의 백색점을 정의합니다. 이 값에는 ±0.01의 허용 오차가 적용됩니다.
• 순방향 전압 (V_F): 2.7 V (최소), 3.4 V (최대) at I_F=20mA. 이는 지정된 전류가 흐를 때 LED 양단에 발생하는 전압 강하입니다. 구동 회로 설계의 핵심 파라미터입니다.

3. Binning System 설명

대량 생산 시 일관성을 보장하기 위해, LED는 주요 파라미터에 따라 빈(Bin)으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 색상과 휘도 균일성에 대한 특정 애플리케이션 요구사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 순방향 전압(V_F) 빈닝

VF 빈 코드(V1~V7)는 20mA에서의 순방향 전압에 따라 LED를 분류합니다. 각 빈은 0.1V 범위(예: V1: 2.7-2.8V, V7: 3.3-3.4V)를 가지며, 각 빈에는 ±0.1V의 허용 오차가 있습니다. 이는 안정적인 정전류 드라이버 설계에 도움이 됩니다.

3.2 광도 (I_V) 빈닝

IV 빈 코드(S3~S10)는 20mA에서의 광도에 따라 LED를 분류합니다. 빈은 S3(2200-2300 mcd)부터 S10(2900-3000 mcd)까지입니다. 각 빈 내에서 광도와 광속에는 ±10%의 허용 오차가 적용됩니다. mcd 값은 참고용입니다.

3.3 색도(Chromaticity) Binning

색상 등급표(예: A1, C1, D4)는 CIE 1931 색도도 상의 특정 사각형 영역을 정의합니다. 각 등급은 x와 y에 대한 모서리 좌표가 정의되어 있어 LED의 백색점이 제어된 영역 내에 위치하도록 보장합니다. 각 색조(x, y) 빈에는 ±0.01의 허용 오차가 적용됩니다. 이는 여러 LED 간에 일관된 백색 외관을 요구하는 응용 분야에 매우 중요합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 비표준 조건에서의 소자 동작을 이해하는 데 필수적인 일반적인 특성 곡선을 참조합니다. 특정 그래프가 본문에 재현되지는 않았지만, 그 함의는 표준적인 내용입니다.

• I-V 곡선: 순방향 전류와 순방향 전압 사이의 관계를 보여줍니다. 비선형이며, 턴온 전압은 낮은 전류에서 V와 거의 같습니다._F 이 곡선은 열 관리 및 구동 회로 설계에 도움이 됩니다.
• 광도 대 순방향 전류: 일반적으로 광 출력은 전류가 증가함에 따라 증가하지만, 매우 높은 전류에서는 열 효과로 인해 포화되거나 효율이 저하될 수 있음을 보여줍니다.
• 광도 대 주변 온도: 접합 온도가 상승함에 따라 광 출력이 일반적으로 감소함을 보여줍니다. 이러한 디레이팅은 고온 환경에서 작동하는 애플리케이션 설계에 매우 중요합니다.
• 시야각 패턴: 광 강도의 공간적 분포를 나타내는 극좌표 그래프입니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 외형 치수

별도로 명시되지 않는 한, 패키지 치수는 길이 3.0mm, 너비 1.6mm, 높이 1.6mm이며, 공차는 ±0.1mm입니다. 캐소드는 일반적으로 패키지 상의 표시 또는 노치로 식별됩니다. 정확한 배치 및 풋프린트 설계를 위해서는 상세 치수 도면을 참조해야 합니다.

5.2 권장 PCB 부착 패드

적외선 또는 기상 리플로우 솔더링을 위한 랜드 패턴 설계가 제공됩니다. 이 패드 레이아웃은 신뢰성 있는 솔더 접합 형성, 우수한 열 방산 및 기계적 안정성을 위해 최적화되었습니다. 이 권장 사항을 준수하는 것은 제조 수율과 장기 신뢰성에 중요합니다.

6. 납땜 및 조립 지침

6.1 리플로우 납땜 파라미터

본 부품은 적외선 리플로우 납땜과 호환됩니다. 권장 무연 리플로우 프로파일(J-STD-020D 기준)을 참조하며, 최고 온도는 260°C에서 10초간 유지됩니다. 권장 온도 상승률, 예열 및 냉각 단계를 준수하는 것은 열 충격과 LED 패키지 또는 형광체 손상을 방지하는 데 중요합니다.

6.2 세척

솔더링 후 세정이 필요한 경우, 지정된 화학 약품만 사용해야 합니다. LED는 상온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 1분 미만으로 침지할 수 있습니다. 지정되지 않은 화학 액체는 에폭시 렌즈나 패키지를 손상시킬 수 있습니다.

6.3 보관 및 취급

본 제품은 JEDEC J-STD-020 기준 Moisture Sensitivity Level (MSL) 3 등급입니다. 리플로우 공정 중 수분으로 인한 손상("팝코닝")을 방지하기 위한 예방 조치가 필요합니다.

• 밀봉 패키지: ≤30°C 및 ≤90% 상대습도(RH) 조건에서 보관하십시오. 건조제가 들어 있는 원래의 방습 봉지에 보관할 경우 유통기한은 1년입니다.
• 개봉된 포장: ≤30°C 및 ≤60% 상대습도(RH) 조건에서 보관하십시오. 구성 부품은 공장 환경 조건에 노출된 후 168시간(7일) 이내에 솔더 리플로우 공정을 거쳐야 합니다. Humidity Indicator Card를 모니터링해야 합니다.
• ESD 주의사항: LED는 정전기 방전(ESD)에 민감합니다. 접지된 손목 스트랩이나 방진 장갑을 사용하여 취급하는 것이 권장됩니다. 모든 장비와 기계는 적절하게 접지되어야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 Tape and Reel 사양

부품은 직경 7인치(178mm) 릴에 감긴 12mm 폭의 엠보싱 캐리어 테이프로 공급됩니다. 각 릴에는 최대 2000개가 들어갈 수 있습니다. 포장은 EIA-481-1-B 규격을 준수합니다. 테이프에는 빈 포켓을 밀봉하는 커버 테이프가 있으며, 릴당 연속으로 누락된 부품은 최대 2개로 제한됩니다.

7.2 부품 번호 및 마킹

부품 번호는 LTW-010DCG-TR입니다. 각 포장 봉지에는 추적 가능성과 빈 식별을 위해 광속 분류 코드가 표시되어 있습니다.

8. 적용 제안

8.1 대표적인 응용 회로

이 LED는 최적의 동작과 수명 연장을 위해 정전류원이 필요합니다. 안정된 전압 공급과 함께 간단한 직렬 저항을 사용할 수 있으며, R = (V_supply - V_F) / I_F더 나은 효율성과 온도 안정성을 위해, 특히 여러 개의 LED를 직렬 또는 병렬로 구동할 때는 전용 LED 드라이버 IC를 사용하는 것이 권장됩니다. 최대 DC 전류는 30mA를 초과하지 않아야 합니다.

8.2 열 관리 설계 고려사항

소비 전력이 비교적 낮지만(최대 120mW), 적절한 열 설계는 광 출력과 수명을 유지하는 데 필수적입니다. 권장되는 PCB 패드는 열 전달에 도움이 됩니다. 고전류 또는 고주변 온도 애플리케이션의 경우, 방열을 위해 PCB 상에 충분한 구리 면적을 확보해야 합니다. LED를 최대 전류보다 낮은 전류에서 동작시키는 것은 효율과 수명을 크게 향상시킬 수 있습니다.

8.3 광학 설계 고려사항

115도의 시야각은 넓고 확산된 빔을 생성합니다. 더 집중된 빔이 필요한 애플리케이션의 경우, 렌즈나 반사경과 같은 2차 광학 부품을 사용해야 합니다. 여러 LED를 나란히 사용할 때는 가시적인 색상 차이를 피하기 위해 색도 분급(chromaticity binning)을 고려해야 합니다.

9. 기술적 비교 및 차별화

LTW-010DCG-TR은 높은 전형적 광도(3000mcd)와 매우 넓은 시야각(115°)의 조합을 통해 차별화됩니다. 많은 경쟁사 LED는 좁은 빔의 고강도 또는 낮은 강도의 넓은 빔 중 하나만 제공합니다. 이로 인해 이 제품은 2차 광학 장치 없이도 우수한 전체 루멘 출력과 넓은 조명 범위를 모두 요구하는 애플리케이션에 적합합니다. 표준 SMD 조립 및 리플로우 공정과의 호환성은 대량 생산에 있어 핵심적인 장점입니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술적 매개변수 기준)

10.1 광도(mcd)와 광속(lm)의 차이는 무엇인가요?

광도는 특정 방향의 밝기(칸델라)를 측정하는 반면, 광속은 모든 방향으로 방출되는 총 가시광선 출력(루멘)을 측정합니다. 본 데이터시트는 주로 광도를 명시합니다. 넓은 시야각은 광속이 넓은 영역에 걸쳐 효과적으로 활용됨을 시사합니다.

10.2 이 LED를 30mA로 연속 구동할 수 있나요?

예, 30mA는 권장 최대 정격 DC 순방향 전류입니다. 그러나 신뢰성 향상과 수명 연장을 위해, 20mA(시험 조건)와 같이 더 낮은 전류로 구동하는 것이 좋습니다. 항상 주변 온도와 열 설계를 고려하십시오.

10.3 컬러 빈닝 테이블은 어떻게 해석하나요?

이 표는 CIE 색도도 상의 영역을 정의합니다. 색상 일치를 보장하려면 주문 시 원하는 색상 등급(예: C1)을 지정하십시오. 동일 등급의 LED는 정의된 사각형 내에 색도 좌표가 위치하여 시각적 일관성을 보장합니다.

10.4 5V 역방향 전압을 초과하면 어떻게 되나요?

5V를 초과하는 역전압을 인가하면 LED 접합부가 즉각적이고 치명적으로 손상될 수 있습니다. 회로 설계 시 역바이어스 조건이 발생하지 않도록 하는 것이 중요하며, LED가 교류 전원 또는 역전압이 발생할 수 있는 회로에 연결된 경우 병렬로 보호 다이오드를 사용하는 것이 바람직합니다.

11. 실용적 설계 및 사용 사례

사례: 휴대용 작업등 설계
배터리로 작동하며 균일하고 넓은 영역의 조명이 필요한 작업등의 경우, LTW-010DCG-TR은 탁월한 선택입니다. 설계자는 균일한 밝기와 색상을 보장하기 위해 엄격한 광도 등급(예: S8-S10)과 단일 색상 등급(예: C2)의 LED를 선택할 것입니다. 그들은 3.7V 리튬이온 배터리로부터 3-4개의 LED를 직렬로 효율적으로 구동하기 위해 부스트 컨버터를 사용한 정전류 드라이버를 설계하고, 출력과 배터리 수명을 균형 있게 맞추기 위해 전류를 20-25mA로 설정할 것입니다. 115도의 넓은 각도는 확산판의 필요성을 없애 기계적 설계를 단순화합니다. MSL-3 등급은 방습 포장 백을 개봉한 후 일주일 이내에 LED를 솔더링해야 하는 조립 공정 계획을 요구합니다.

12. 작동 원리 소개

LTW-010DCG-TR과 같은 백색 LED는 일반적으로 인광체 변환 원리로 작동합니다. 이 소자의 핵심은 순방향 바이어스가 인가될 때 청색 또는 자외선 스펙트럼의 빛을 방출하는 반도체 칩(일반적으로 인듐 갈륨 나이트라이드 - InGaN 기반)입니다. 이 1차 빛은 패키지 내부에 도포된 인광체 층으로 향합니다. 인광체는 1차 빛의 일부를 흡수하여 더 긴 파장(노란색, 빨간색)의 빛으로 재방출합니다. 변환되지 않은 청색광과 인광체에서 방출된 빛이 혼합되어 인간의 눈에는 백색광으로 인지됩니다. 정확한 비율은 상관 색온도(CCT)와 색도 좌표를 결정합니다.

13. 기술 동향

고체 조명 산업은 효율(루멘/와트) 증대, 보다 자연스러운 빛을 위한 색 재현 지수(CRI) 개선, 더 높은 신뢰성과 수명 연장에 초점을 맞춘 동향으로 지속적으로 진화하고 있습니다. 소형화 및 높은 전력 밀도 추구도 진행 중입니다. 더 나아가 조정 가능한 백색광(조절 가능 CCT)과 연결성을 특징으로 하는 스마트 조명 통합이 보편화되고 있습니다. LTW-010DCG-TR과 같은 컴포넌트는 시장의 성숙되고 비용 효율적인 부분을 대표하며, 이러한 고급 동향이 고가 제품에서 발전하는 동안 표준 조명 응용 분야에 신뢰할 수 있는 성능을 제공합니다.