LTST-C195KGKFKT デュアルカラーSMD LED データシート - パッケージ寸法 - 緑色2.0V 橙色2.0V - 75mW - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、デュアルカラーの表面実装LED部品の完全な技術仕様を提供します。このデバイスは、2つの異なる発光チップを単一の業界標準パッケージ内に統合しています。コンパクトなフットプリントで2つの異なる色による表示を必要とするアプリケーション向けに設計されています。この部品の主な利点は、自動実装プロセスとの互換性、先進的な半導体材料による高輝度出力、および環境規制への適合性です。スペース節約と信頼性の高い性能が重要な、幅広い民生電子機器、計器パネル、状態表示アプリケーションに適しています。

2. 詳細技術パラメータ分析

2.1 絶対最大定格

デバイスには安全な動作のための限界値が定義されています。これらの定格を超えると永久損傷を引き起こす可能性があります。各色チップ（緑色および橙色）の最大許容損失は、周囲温度（Ta）25°Cにおいて75 mWです。最大連続順方向電流（DC）はチップあたり30 mAです。パルス動作では、デューティ比1/10、パルス幅0.1msの条件下で80 mAのピーク順方向電流が許容されます。印加可能な最大逆電圧は5 Vです。動作温度範囲は-30°Cから+85°C、保管温度範囲はより広く-40°Cから+85°Cです。順方向電流には25°Cを超えると0.4 mA/°Cのディレーティング係数が適用され、熱負荷を管理するために周囲温度が上昇すると許容連続電流が減少することを意味します。

2.2 電気的・光学的特性

主要な性能パラメータは、Ta=25°C、試験電流（IF）20 mAで測定されます。緑色および橙色チップ両方の代表的な順方向電圧（VF）は2.0 Vで、最大値は2.4 Vです。この低い順方向電圧はAlInGaP技術の特徴であり、エネルギー効率に貢献します。

光学的性能：

• 緑色チップ：代表的な光度は35.0 mcd（ミリカンデラ）で、最小値は18.0 mcd、最大値はビニングシステムによって定義されます。代表的なピーク発光波長（λP）は574 nm、代表的な主波長（λd）は571 nmです。
• 橙色チップ：代表的な光度はより高く90.0 mcd（最小45.0 mcd）を提供します。より長い波長で発光し、代表的なλPは611 nm、代表的なλdは605 nmです。

両チップは130度という非常に広い視野角（2θ1/2）を共有し、広角視認に適した広く拡散した光パターンを提供します。スペクトル線半値幅（Δλ）は、緑色で約15 nm、橙色で約17 nmであり、比較的純粋な色の発光を示しています。その他の電気的パラメータには、VR=5Vにおける最大逆電流（IR）10 µA、および代表的な接合容量（C）40 pFが含まれます。

3. ビニングシステムの説明

輝度の一貫性を確保するため、LEDは20 mAで測定された光度に基づいてビンに分類されます。各ビンには定義された最小および最大光度範囲があり、各ビン内で+/-15%の許容差が適用されます。

緑色光度ビン：

• ビン M: 18.0 - 28.0 mcd
• ビン N: 28.0 - 45.0 mcd
• ビン P: 45.0 - 71.0 mcd

橙色光度ビン：

• ビン P: 45.0 - 71.0 mcd
• ビン Q: 71.0 - 112.0 mcd
• ビン R: 112.0 - 180.0 mcd
• ビン S: 180.0 - 280.0 mcd

このシステムにより、設計者はアプリケーションに応じて予測可能な輝度レベルの部品を選択でき、複数LEDアレイでの均一な外観を実現する上で重要です。

4. 性能曲線分析

データシートには、詳細設計に不可欠な代表的な特性曲線が参照されています。具体的なグラフは本文中には再現されていませんが、通常以下を含みます：

• 相対光度 vs. 順方向電流：光出力が電流とともにどのように増加するかを示し、通常動作範囲内でほぼ線形関係にあります。
• 順方向電圧 vs. 順方向電流：ダイオード接合のIV特性を示します。
• 相対光度 vs. 周囲温度：光出力の熱的ディレーティングを示し、一般的に温度上昇とともに減少します。
• スペクトル分布：各色の相対放射パワーと波長の関係を示すグラフで、ピーク波長と主波長を強調しています。

これらの曲線は、駆動回路の設計、熱性能の管理、および異なる動作条件下での色安定性を理解する上で重要です。

5. 機械的・パッケージ情報

デバイスは標準的なEIAパッケージ外形に準拠しています。主要な寸法注記では、特に断りのない限り、すべての寸法はミリメートル単位で、一般的な公差は±0.10 mmであることを指定しています。部品はウォータークリアレンズを備えており、チップ本来の色（緑色または橙色）を直接見ることができます。デュアルカラー機能のためのピン割り当ては明確に定義されています：ピン1および3は緑色チップ用、ピン2および4は橙色チップ用です。この4ピン構成により、2色を独立して制御できます。デバイスは、標準的な自動実装機と互換性のある、直径7インチのリールに8mmテープで梱包されて供給されます。

6. はんだ付けおよび実装ガイドライン

6.1 リフローはんだ付けプロファイル

2つの推奨赤外線（IR）リフロープロファイルが提供されています：1つは通常（スズ-鉛）はんだプロセス用、もう1つは鉛フリー（SnAgCu）はんだプロセス用です。鉛フリーはんだペーストを使用する場合は、鉛フリープロファイルが必須です。赤外線はんだ付けの主要パラメータは、最大5秒間持続する260°Cのピーク温度です。詳細な予熱および昇温/冷却速度は、通常プロファイルグラフに示されています。

6.2 保管および取り扱い

LEDは、30°C以下、相対湿度70%以下の環境で保管する必要があります。元の防湿梱包から取り出された部品は、1週間以内にIRリフローはんだ付けを行う必要があります。元の梱包外で長期間保管する場合は、乾燥剤を入れた密閉容器または窒素雰囲気中で保管しなければなりません。未梱包で1週間以上保管した場合は、吸収した湿気を除去し、リフロー中のポップコーン現象を防ぐために、実装前に約60°Cで少なくとも24時間のベーキングが必要です。

6.3 洗浄

はんだ付け後の洗浄が必要な場合は、指定された溶剤のみを使用してください。指定外の化学薬品はプラスチックパッケージを損傷する可能性があります。許容される方法には、常温のエチルアルコールまたはイソプロピルアルコールに1分未満浸漬することが含まれます。

7. 梱包および発注情報

標準梱包は、4000個を収容した7インチリールです。残数に対しては500個の最小発注数量が利用可能です。テープアンドリールシステムはANSI/EIA 481-1-A-1994規格に準拠しています。キャリアテープの空きポケットはトップカバーテープで密封されています。品質仕様では、リール上で最大2個の連続した欠品が許容されます。部品番号LTST-C195KGKFKTはメーカーの内部コーディングシステムに従っており、特定のデュアルカラーバリアントを識別します。

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 駆動回路設計

LEDは電流駆動デバイスです。複数のLEDを並列に駆動する際に均一な輝度を確保するためには、各LEDに直列に電流制限抵抗を使用することを強く推奨します（回路モデルA）。単一の電流源から複数のLEDを直接並列に駆動すること（回路モデルB）は推奨されません。個々のLED間の順方向電圧（Vf）特性のわずかなばらつきが、電流分担、ひいては輝度に大きな差を生じさせるためです。

8.2 静電気放電（ESD）保護

デバイスは静電気放電に敏感です。ESD損傷は、高い逆方向リーク電流、低い順方向電圧、または低電流での点灯不良として現れる可能性があります。取り扱いおよび実装中に予防措置を実施する必要があります：

• 導電性リストストラップまたは帯電防止手袋を使用してください。
• すべての設備、作業台、保管ラックが適切に接地されていることを確認してください。
• イオナイザーを使用して、取り扱い時の摩擦によりLEDレンズに蓄積する可能性のある静電気を中和してください。

8.3 適用範囲および注意事項

この部品は、汎用電子機器向けです。故障が生命や健康に危険を及ぼす可能性のある、例外的な信頼性を必要とするアプリケーション（例：航空、医療機器、安全システム）では、設計採用前に部品メーカーに相談する必要があります。設計者は、本データシートに概説された絶対最大定格および推奨動作条件に厳密に従わなければなりません。

9. 技術比較および差別化

この部品の主要な差別化機能は、単一のSMDパッケージでのデュアルカラー機能とAlInGaP半導体技術の使用です。AlInGaP（アルミニウムインジウムガリウムリン）は、特にアンバーから赤色のスペクトルにおいて、従来技術と比較して高い発光効率と優れた色純度を提供することで知られています。2つのチップの統合により、2つの別々の単色LEDを使用する場合と比較して基板スペースを節約し、実装を簡素化します。広い130度の視野角は、広い視認性を必要とするアプリケーションにおけるもう一つの利点です。

10. よくある質問（FAQ）

Q: 緑色と橙色の両チップを、それぞれ最大DC電流30mAで同時に駆動できますか？

A: はい、ただし総消費電力の考慮が必要です。それぞれ30mAでの同時動作は、個々の限界に近い合計消費電力をもたらします。そのような使用例では、PCBの熱管理に注意が必要です。

Q: ピーク波長（λP）と主波長（λd）の違いは何ですか？

A: ピーク波長は、発光スペクトルが最高強度を持つ波長です。主波長はCIE色度図から導出され、人間の目がLEDの出力と同じ色として知覚するであろう純粋な単色光の単一波長を表します。λdは色指定により関連することが多いです。

Q: アプリケーションに適した正しいビンをどのように選択しますか？

A: 最悪条件（例：最大動作温度、寿命末期）下での設計に必要な最小輝度に基づいてビンを選択してください。より高い最小輝度を持つビンを使用すると、輝度の安全マージンが得られます。複数のユニット間で一貫した外観を得るには、単一のビンコードを指定してください。

11. 実践的な設計および使用例

例1: デュアルステータス状態表示器：単一のLTST-C195KGKFKTで、2つの別々のLEDを置き換え、2つの異なるシステム状態（例：緑色で準備完了/正常、橙色で待機/警告）を表示できます。これによりPCB面積を節約し、部品点数を削減します。駆動回路は、適切なピン（緑色用に1/3、橙色用に2/4）に接続された2つの独立した電流制限抵抗ネットワークからなり、マイクロコントローラのGPIOピンによって制御されます。

例2: コンパクトデバイス内のバッテリーレベル表示器：携帯機器では、複数のデュアルカラーLEDをバーグラフスタイルで使用できます。異なる色で異なるバッテリーレベル閾値を表示できます（例：>50%で緑色、20-50%で橙色、<20%以下で両方消灯）。広い視野角により、様々な角度から表示器が見えることが保証されます。

12. 動作原理の紹介

発光ダイオード（LED）は、電流が流れると光を発する半導体デバイスです。この現象はエレクトロルミネセンスと呼ばれ、デバイス内で電子が正孔と再結合する際に、光子の形でエネルギーを放出することで発生します。半導体チップの特定の材料が、発光する光の色（波長）を決定します。この部品で使用されているAlInGaP材料システムは、スペクトルの緑色から赤色部分において、電気エネルギーを可視光に変換するのに特に効率的です。デュアルカラーパッケージには、電気的に絶縁された2つの半導体チップが含まれており、それぞれ特定の色を発光するように調整された材料で作られ、共通のウォータークリアエポキシレンズの下に収められています。

13. 技術トレンドおよび発展

SMD LED技術の一般的なトレンドは、より高い効率（ワットあたりのルーメン）、改善された演色性、およびより小さなパッケージでの増加した電力密度に向かって続いています。また、この部品が対応している、鉛フリーおよびRoHS準拠の材料とプロセスの電子業界全体でのより広範な採用に向けた強い推進力もあります。単一パッケージへの複数機能（デュアルカラーやRGBなど）の統合は、現代の電子機器における小型化と設計の簡素化の需要に対応しています。蛍光体技術とチップ設計の進歩は、温度および寿命にわたる輝度と色安定性の限界を押し広げ続けています。