LTLMR4TCY2DA シアンLED データシート - 505nm - 25° 指向角 - 30mA - 105mW - 日本語技術文書

1. 製品概要

LTLMR4TCY2DAは、高輝度のシアン発光表面実装LEDであり、要求の厳しい照明用途向けに設計されています。InGaN技術を活用し、ピーク波長505nmの光を生成し、滑らかな放射パターンを提供する拡散パッケージに収められています。このデバイスの主な特徴は、追加の二次光学系を必要とせず、パッケージレンズ設計により実現された、典型的に25度の固有の狭指向角です。これにより、精密な光の方向性と制御を必要とする用途に特に適しています。本デバイスは、鉛フリーおよびハロゲンフリー材料を使用して構築され、RoHSに完全準拠し、湿気感受性レベル3（MSL3）の取り扱いに対応しています。

1.1 中核的利点とターゲット市場

このLEDの主な利点は、標準20mA駆動電流で12,000から27,000 mcdの範囲の高い光度出力と、高効率のための低消費電力です。パッケージは、高度なエポキシ技術により、優れた耐湿性とUV保護を提供します。その設計は、標準的な表面実装技術（SMT）組立ラインおよび工業用リフローはんだ付けプロセスと互換性があります。ターゲットアプリケーションは、高視認性と制御された光分布が重要なサイン分野、例えばビデオメッセージサイン、交通標識、および様々なその他のメッセージ表示板が主です。

2. 詳細な技術パラメータ分析

このセクションでは、標準試験条件（TA=25°C）下でのLEDの動作限界と性能特性の詳細な内訳を提供します。

2.1 絶対最大定格

永久的な損傷を防ぐため、デバイスはこれらの限界を超えて動作させてはなりません。最大連続DC順電流は30 mAです。パルス動作では、特定の条件下（デューティサイクル≤1/10、パルス幅≤10ms）で100 mAのピーク順電流が許容されます。最大許容損失は105 mWです。順電流定格は、周囲温度45°Cを超えると、摂氏1度あたり0.5 mAで直線的に低下します。動作温度範囲は-40°Cから+85°C、保管温度範囲は+100°Cまでです。デバイスは、ピーク温度260°Cで最大10秒間のリフローはんだ付けに耐えることができます。

2.2 電気光学特性

試験条件IF=20mAにおいて、光度（Iv）は典型的に12,000から27,000ミリカンデラ（mcd）の範囲です。指向角（2θ1/2）（強度が軸上の値の半分に低下する全角として定義）は典型的に25度、最小20度です。ピーク発光波長（λP）は505 nmです。知覚される色を定義する主波長（λd）は、498 nmから507 nmの範囲です。スペクトル線半値幅（Δλ）は典型的に28 nmで、シアン発光のスペクトル純度を示します。20mA時の順方向電圧（VF）は、最小2.7Vから最大3.6Vの範囲です。逆電流（IR）は、逆電圧（VR）5Vで最大10 μAに制限されます。なお、本デバイスは逆バイアス下での動作用には設計されていません。

3. ビニングシステム仕様

生産における色と明るさの一貫性を確保するため、LEDは主要パラメータに基づいてビンに分類されます。

3.1 光度ビニング

LEDは、20mA時の光度出力に基づいて3つの強度ビン（Z、1、2）に分類されます。ビンZは12,000から16,000 mcd、ビン1は16,000から21,000 mcd、ビン2は21,000から27,000 mcdをカバーします。試験および保証において、各ビン限界には±15%の許容差が適用されます。

3.2 主波長ビニング

色の一貫性のために、主波長は2つのコードにビニングされます：C1（498 nmから503 nm）およびC2（503 nmから507 nm）。各ビン限界の許容差は±1 nmです。このビニングにより、設計者はアプリケーションの特定の色点要件に合致するLEDを選択できます。

4. 性能曲線分析

データシートで参照される特定のグラフ曲線（図1、図6）はありますが、その典型的な挙動を説明できます。順電流対順電圧（I-V）曲線は、標準的なダイオードの指数関数的特性を示します。光度は、推奨動作範囲内では一般的に順電流に比例します。ピーク発光波長（λP）と主波長（λd）は、接合温度と駆動電流の変化に伴ってわずかにシフトする可能性があり、これは半導体光源では典型的です。狭い25度の指向角プロファイルは、中心コーンの外側で急速に減衰する高度に指向性のあるビームを示しており、高軸上輝度と最小限の光漏れを必要とする用途に有利です。

5. 機械的およびパッケージ情報

5.1 外形寸法と公差

LEDは表面実装パッケージです。すべての寸法はミリメートルで提供され、特に指定がない限り一般的な公差は±0.25mmです。主な注意点は、フランジ下の樹脂の最大突出が1.0mmであること、およびリード間隔はリードがパッケージ本体から出る点で測定されることです。設計者は、正確なフットプリント計画のために詳細な寸法図を参照する必要があります。

5.2 推奨はんだパッドパターン

PCB設計には、特定のパッドレイアウト（P1、P2、P3）が推奨されます。重要な設計上の注意点は、パッドの1つ（P3）がヒートシンクまたは他の冷却機構に接続されることを意図していることです。このパッドは、動作中に発生する熱を効果的に分散するように設計されており、特に最大定格付近または最大定格で動作する場合に、性能と寿命を維持するために不可欠です。デバイスはリフローはんだ付け用に設計されており、ディップはんだ付けプロセスには適していません。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

6.1 リフローはんだ付けプロファイル

鉛フリーリフロープロファイルが推奨されます。主なパラメータは以下の通りです：温度150°Cから200°Cの間で最大120秒の予熱/ソーク段階、液相線以上（T_L=217°C）の時間が60秒から150秒の間、およびピーク温度（T_P）が260°C。指定された分類温度（T_C=255°C）の5°C以内の時間は30秒を超えてはなりません。25°Cからピーク温度までの総時間は5分以内に抑える必要があります。はんだごてによる手動リワークの場合、最大温度は315°Cで3秒以内であり、これは1回のみ実行する必要があります。

6.2 保管と湿気感受性

これはMSL3デバイスです。未開封の防湿バッグ内のLEDは、30°C以下、相対湿度（RH）90%以下の条件で最大12ヶ月間保管できます。バッグを開封した後、部品は30°C以下、60% RH以下の環境に保管し、すべてのはんだ付けは168時間（7日）以内に完了する必要があります。以下の場合、60°C ±5°Cで20時間のベーキングが必要です：湿度指示カードが>10% RHを示す場合、フロアライフが168時間を超えた場合、またはデバイスが>30°Cおよび60% RHにさらされた場合。ベーキングは1回のみ実行する必要があります。長時間の暴露は、銀メッキリードを酸化させ、はんだ付け性に影響を与える可能性があります。未使用のLEDは乾燥剤とともに再密封する必要があります。

6.3 洗浄

はんだ付け後の洗浄が必要な場合は、イソプロピルアルコール（IPA）などのアルコール系溶剤のみを使用する必要があります。エポキシレンズやパッケージマーキングを損傷する可能性があるため、強力または侵襲的な化学洗浄剤は避けるべきです。

7. パッケージングおよび注文情報

7.1 パッケージング仕様

LEDは、エンボス加工されたキャリアテープおよびリールで供給されます。テープ寸法は指定されており、部品を確実に保持するように設計されたポケットがあります。標準リールには1,000個が含まれます。バルクパッケージングでは、1リールが乾燥剤および湿度指示カードとともに防湿バッグに入れられます。そのようなバッグ3つが内箱に梱包され（合計3,000個）、次に内箱10個が外輸送箱に梱包され、外箱あたり合計30,000個となります。パッケージは静電気敏感デバイス（ESD）を含むことが明確にマークされており、安全な取り扱い手順が必要です。

8. アプリケーション推奨事項および設計上の考慮点

8.1 典型的なアプリケーションシナリオ

このLEDの主な用途は、屋内および屋外の様々なタイプのサインです。その高輝度は、太陽光下での視認性が考慮されるビデオメッセージサインや大型情報表示に適しています。狭く制御された指向角は、交通標識や方向指示メッセージサインに理想的であり、光が視聴者に向けて高効率で最小限の無駄で指向されることを保証します。また、明るいシアンのインジケータまたはバックライトを必要とする一般的な電子機器にも使用できます。

8.2 設計上の考慮点

電流駆動：安定した光出力を確保し、熱暴走を防ぐために、定電圧源よりも定電流ドライバを強く推奨します。設計では、最適な寿命のためにLEDを推奨の20mA以下で動作させ、絶対に必要な場合にのみ十分な熱管理とともに最大30mAを使用する必要があります。
熱管理：低消費電力にもかかわらず、特に高温環境や高密度アレイでは、性能と信頼性を維持するために効果的な放熱が重要です。パッドP3を熱プレーンに接続する推奨事項を実施する必要があります。
光学設計：固有の25度の指向角により、多くのサイン用途では追加のレンズが不要になることが多く、機械設計が簡素化されます。ただし、さらに狭いビームや特定の分布パターンを必要とする用途では、二次光学系を使用できます。
ESD保護：ESD敏感デバイスとして、組立中は接地された作業台やリストストラップの使用を含む適切な取り扱い手順に従う必要があります。

9. 技術比較と差別化

標準的なSMD LED（3528や5050パッケージなど）やPLCC（Plastic Leaded Chip Carrier）パッケージと比較して、LTLMR4TCY2DAは著しく狭い固有の指向角を提供します。標準的なSMD LEDはしばしば120度以上の指向角を持ち、狭いビームを実現するために外部レンズや反射板を必要とします。この統合された狭角設計により、最終製品の組立が簡素化され、部品点数が削減され、二次光学系での光損失を最小限に抑えることで光学効率が向上する可能性があります。コンパクトなパッケージでの高光度は、スペースが制限された高輝度アプリケーションでも競争優位性を提供します。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: ピーク波長（505nm）と主波長（498-507nm）の違いは何ですか？
A: ピーク波長は、発光出力が最も高い単一波長です。主波長はCIE図上の色座標から導出され、知覚される色を表します。これは、LEDの色が純粋な単色光源であった場合に一致する単一波長です。スペクトル幅を持つLEDでは、これらはしばしば近いですが同一ではありません。

Q: このLEDを3.3V電源で駆動できますか？
A: 可能性はありますが、直接はできません。順方向電圧は2.7Vから3.6Vの範囲です。一部のLEDは3.3Vで暗く点灯するかもしれませんが、より高いVfを持つ他のLEDはまったく点灯しないかもしれません。信頼性が高く一貫した動作のためには、定電流ドライバ回路が必要です。

Q: MSL3定格とベーキングプロセスが重要なのはなぜですか？
A: プラスチックパッケージに吸収された湿気は、高温リフローはんだ付けプロセス中に急速に気化し、内部剥離、クラック、またはポップコーン現象を引き起こし、デバイスを破壊する可能性があります。MSL定格と関連する取り扱い手順は、高い組立歩留まりと長期信頼性を確保するために重要です。

Q: ビンコード（例：2、C1）はどのように解釈すればよいですか？
A: ビンコードは性能グループを指定します。例えば、2、C1は、光度ビン2（21,000-27,000 mcd）および主波長ビンC1（498-503 nm）のLEDを示します。ビンを指定することで、設計者は製品全体で明るさと色の均一性を維持できます。

11. 設計および使用事例研究

シナリオ：高視認性歩行者用交通信号の設計
設計エンジニアが、直射日光下でも明確に視認できる歩行/歩行禁止信号を作成しています。彼らはシアンの歩行表示用にLTLMR4TCY2DA LEDを選択します。狭い25度の指向角により、LEDは拡散板の後ろのコンパクトなアレイに配置でき、歩行者向けの意図した視認ゾーン内で明るく均一な照明を確保し、そのゾーン外での光害を最小限に抑えます。高光度（ビン2 LEDを選択）により、太陽光下での視認性が保証されます。設計者は、寿命を最大化するために18mAに設定された定電流ドライバを実装し、推奨されるPCBパッドレイアウトを使用して、放熱のために熱パッドをボード上の大きな銅面に接続します。また、組立工場が湿気関連の故障を防ぐためにMSL3取り扱いおよび指定されたリフロープロファイルに従うことを確認します。

12. 動作原理

LTLMR4TCY2DAは、窒化インジウムガリウム（InGaN）技術に基づく半導体光源です。ダイオードの閾値を超える順方向電圧が印加されると、電子と正孔が半導体チップの活性領域に注入されます。これらの電荷キャリアが再結合し、光子（光）の形でエネルギーを放出します。InGaN材料の特定の組成がバンドギャップエネルギーを決定し、それが今度は発光の波長を定義します—この場合は、約505 nmのスペクトルのシアン領域です。エポキシパッケージはチップを封止し、機械的保護を提供し、ビームを形成するための蛍光体を含まない拡散材を組み込み、UVおよび耐湿性の機能を含みます。

13. 技術トレンド

表面実装LED市場は、より高い効率（ワットあたりのルーメン）、増加した電力密度、およびより高い信頼性に向けて進化し続けています。このタイプのデバイスに関連するトレンドには、温度および寿命にわたる改善された効率と色安定性のためのInGaN材料の継続的な改良が含まれます。パッケージング技術は、チップからPCBへのより良い熱管理を提供するために進歩しており、より小さなフットプリントからより高い駆動電流と輝度を可能にしています。また、より高いMSL定格を達成してサプライチェーンロジスティクスを簡素化するための耐湿性の向上にも焦点が当てられています。さらに、フルカラービデオディスプレイなど、正確な演色性と均一性を必要とするアプリケーションの要求を満たすために、色と光束の両方についてより厳しいビニング公差が標準になりつつあります。