LTST-S326TGKRKT デュアルカラーSMD LED データシート - サイドルッキング - 緑/赤 - 20mA/30mA - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、デュアルカラー・サイドルッキング表面実装デバイス（SMD）LEDの完全な技術仕様を提供します。この部品は、単一パッケージ内に2つの異なる半導体チップを統合しています：緑色発光用のInGaN（窒化インジウムガリウム）チップと、赤色発光用のAlInGaP（リン化アルミニウムインジウムガリウム）チップです。この設計により、単一のコンパクトなデバイスから2色の発光が可能となり、スペースが限られた環境での状態表示、バックライト、装飾照明などの用途に適しています。サイドエミッティングレンズ構成により、光は実装面に対して平行に放射され、エッジライトパネルや側面から視認するインジケータに最適です。

このLEDは、大量生産の自動組立プロセス向けに設計されています。標準的な8mmテープに実装され、7インチ径のリールに巻かれて供給され、ピックアンドプレース装置に対応しています。また、このデバイスは赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスにも対応し、鉛フリー（Pbフリー）組立の業界標準プロファイルに準拠しています。パッケージはウォータークリアレンズを採用しており、光を拡散させないため、部品の側面から高輝度で集光された出力が得られます。

2. 絶対最大定格

絶対最大定格は、デバイスに永久的な損傷が生じる可能性のある限界値を定義します。これらの値は周囲温度（Ta）25°Cで規定されており、いかなる動作条件下でも超えてはなりません。

• 電力損失（Pd）：グリーンチップで76 mW、レッドチップで75 mW。これはLEDが熱として放散できる最大電力です。
• ピーク順電流（I_FP）：グリーンで100 mA、レッドで80 mA。これはパルス条件下での最大許容電流であり、デューティ比1/10、パルス幅0.1msで規定されています。これを超えるとチップの即時劣化を引き起こす可能性があります。
• 直流順電流（I_F）：グリーンで20 mA、レッドで30 mA。これは信頼性の高い長期動作のために推奨される最大連続順電流です。
• 動作温度範囲：-20°C から +80°C。デバイスはこの周囲温度範囲内で動作することが保証されています。
• 保存温度範囲：-30°C から +100°C。デバイスは電源を印加しない状態で、この範囲内で保存することができます。
• 赤外線はんだ付け条件：リフローはんだ付け中、パッケージは最大10秒間、ピーク温度260°Cに耐えることができます。

3. 電気的・光学的特性

以下のパラメータは、指定された試験条件下でTa=25°Cにおいて測定され、デバイスの代表的な性能を示します。

3.1 光度と視野角

• 光度（I_V）：I_F= 20 mAで測定。
  • 緑（InGaN）：最小45.0 mcd、代表値150.0 mcd。
  • 赤（AlInGaP）：最小18.0 mcd、代表値100.0 mcd。
  光度は、明所視（人間の目）応答曲線（CIE）に近似したセンサーとフィルターの組み合わせを使用して測定されます。
• 視野角（2θ_1/2）：両色とも代表値130度。これは、光度が光軸上（0度）で測定された値の半分に低下する全角です。130°という広い視野角は、側面照明に適した広く拡散した発光パターンを示しています。

3.2 分光特性

• ピーク発光波長（λ_P）：光出力が最大となる波長。
  • 緑：代表値520 nm。
  • 赤：代表値639 nm。
• 主波長（λ_d）：人間の目が色として認識する単一波長。CIE色度座標から導出されます。
  • 緑：代表値525 nm。
  • 赤：代表値631 nm。
• スペクトル半値幅（Δλ）：最大強度の半分の高さで測定された発光の帯域幅（半値全幅 - FWHM）。
  • 緑：代表値15 nm。
  • 赤：代表値20 nm。
  半値幅が狭いほど、スペクトル的に純粋な色であることを示します。

3.3 電気的パラメータ

• 順方向電圧（V_F）：I_F= 20 mAで測定。
  • 緑：代表値3.5 V、最大3.8 V。
  • 赤：代表値2.0 V、最大2.4 V。
  2つのチップ間のV_Fの大きな違いは、それらの異なる半導体材料のバンドギャップ（InGaNはAlInGaPよりも広いバンドギャップを持つ）によるものです。これは回路設計、特に共通の電圧源から両色を駆動する場合に考慮する必要があります。
• 逆方向電流（I_R）：逆方向電圧（V_R）5Vにおいて、両色とも最大10 μA。重要注意：このパラメータは試験目的のみです。LEDは逆バイアス下での動作向けに設計されていません。回路に逆電圧を印加するとデバイスを損傷する可能性があります。

4. ビニングシステムの説明

LEDの光度はロットによってばらつくことがあります。ビニングシステムは、測定された性能に基づいてデバイスをグループ（ビン）に分類し、エンドユーザーに一貫性を保証するために使用されます。各光度ビンの許容差は+/-15%です。

4.1 グリーンチップ光度ビン

20 mAで測定した光度、単位：ミリカンデラ（mcd）。

• ビン P：45.0 mcd（最小）から71.0 mcd（最大）
• ビン Q：71.0 mcdから112.0 mcd
• ビン R：112.0 mcdから180.0 mcd
• ビン S：180.0 mcdから280.0 mcd
• ビン T：280.0 mcdから450.0 mcd

4.2 レッドチップ光度ビン

20 mAで測定した光度、単位：ミリカンデラ（mcd）。

• ビン M：18.0 mcd（最小）から28.0 mcd（最大）
• ビン N：28.0 mcdから45.0 mcd
• ビン P：45.0 mcdから71.0 mcd
• ビン Q：71.0 mcdから112.0 mcd
• ビン R：112.0 mcdから180.0 mcd

この部品を指定または注文する際、光度（および波長/色）の特定のビンコードは、特定の性能レベルを保証するために、完全な部品番号の一部となる場合があります。

5. 機械的・パッケージ情報

このデバイスは、SMD部品のEIA（Electronic Industries Alliance）標準パッケージ寸法に準拠しています。詳細な機械図面はデータシートに記載されており、以下を含みます：

• パッケージ外形図：すべての主要寸法をミリメートル単位で示した上面、側面、底面図。特に記載がない限り、公差は通常±0.10 mmです。
• ピン割り当て：
  • カソード1（C1）：レッドAlInGaPチップに接続。
  • カソード2（C2）：グリーンInGaNチップに接続。
  • このデバイスは共通アノード構成である可能性が高いですが、正確なピン配置はパッケージ図から確認する必要があります。
• 推奨はんだパッドレイアウト：適切なはんだ接合部の形成と機械的安定性を確保するために、プリント回路基板（PCB）の推奨フットプリントが提供されています。
• 極性識別：パッケージ本体のマーキング（切り欠き、ドット、面取りエッジなど）は、ピン1またはカソードの向きを示します。正しい配置は正常動作に不可欠です。

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（Pbフリー）はんだプロセス向けの推奨赤外線（IR）リフロープロファイルが提供されています。主要パラメータは以下の通りです：

• プリヒートゾーン：温度範囲150–200°C。
• プリヒート時間：最大120秒で、基板と部品を徐々に加熱し、フラックスを活性化させ、熱衝撃を最小限に抑えます。
• ピーク温度：最大260°C。部品本体はこの温度を超えてはなりません。
• 液相線以上時間：はんだが溶融している時間を制御する必要があります。代表的な目標はピーク温度で最大10秒です。
• 最大リフローサイクル数：デバイスは、これらの条件下で最大2回のリフローサイクルに耐えることができます。

このプロファイルは信頼性を確保するためにJEDEC標準に基づいています。ただし、最適なプロファイルは特定のPCB設計、はんだペースト、オーブンに依存するため、特性評価が推奨されます。

6.2 手はんだ付け

手はんだ付けが必要な場合：

• はんだごて温度：最大300°C。
• はんだ付け時間：接合部ごとに最大3秒。
• 制限：プラスチックパッケージおよび内部のワイヤーボンドへの熱ダメージを避けるため、手はんだ付けは1回のみ行うべきです。

6.3 洗浄

はんだ付け後の洗浄が必要な場合：

• 推奨溶剤：エチルアルコールやイソプロピルアルコール（IPA）などのアルコール系洗浄剤のみを使用してください。
• プロセス：LEDを常温で1分未満浸漬します。攪拌は穏やかに行ってください。
• 警告：指定外の化学液体は使用しないでください。プラスチックレンズやパッケージ材料を損傷し、ひび割れや曇りの原因となる可能性があります。

7. 保管および取り扱い

7.1 保管条件

• 密封防湿バッグ（オリジナル包装）：温度≤30°C、相対湿度（RH）≤90%で保管。乾燥剤入りのオリジナルバッグ内での保管寿命は1年です。
• バッグ開封後：部品は湿気に敏感（MSL）です。温度≤30°C、相対湿度（RH）≤60%で保管してください。バッグ開封後1週間以内にIRリフローはんだ付けを完了することが推奨されます。
• 長期保管（バッグ外）：オリジナル包装外で1週間以上保管する場合は、乾燥剤入りの密閉容器または窒素デシケーター内で保管してください。
• ベーキング：部品が周囲湿度に1週間以上さらされた場合は、はんだ付け前に約60°Cで少なくとも20時間ベーキングし、吸収した湿気を除去し、リフロー中のポップコーン現象（パッケージのひび割れ）を防止する必要があります。

7.2 静電気放電（ESD）対策

LEDは静電気放電や電圧サージに敏感であり、半導体接合を劣化または破壊する可能性があります。

• 常にESD保護エリアで部品を取り扱ってください。
• 接地された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。
• すべての機器、工具、作業面が適切に接地されていることを確認してください。

8. 包装およびリール仕様

この部品は、自動組立機に適したテープアンドリール形式で供給されます。

• テープ幅：8 mm。
• リール直径：7インチ（178 mm）。
• 1リールあたりの数量：3000個。
• 最小発注数量（MOQ）：残数については500個。
• カバーテープ：空の部品ポケットはトップカバーテープで密封されています。
• 欠品：標準品質仕様に従い、テープ内の連続した欠品の最大数は2個です。
• 包装はANSI/EIA-481仕様に準拠しています。

9. アプリケーションノートおよび設計上の考慮事項

9.1 代表的なアプリケーションシナリオ

• 状態インジケータ：デュアルカラー機能により、単一の部品フットプリントから複数の状態（例：緑=OK/オン、赤=エラー/警告）を表示できます。
• サイドイルミネーション/エッジライティング：サイドルッキング発光は、フロントフェーシングLEDが適さないパネルの端、光ガイド、ディスプレイの照明に最適です。
• 民生用電子機器：家電、オーディオ機器、ガジェットの電源、モード、接続状態インジケータとして使用されます。
• 自動車内装照明：ダッシュボードやコンソールのバックライト用（特定の自動車グレードへの適合性評価が必要）。
• 装飾照明：混合色または選択可能な色出力が求められるコンパクトな器具に使用されます。

9.2 回路設計上の考慮事項

• 電流制限：LEDは電流駆動デバイスです。各色チャネルに対して、常に直列の電流制限抵抗または定電流ドライバを使用してください。抵抗値はオームの法則を使用して計算します：R = (供給電圧V_supply- V_F) / I_F。V_Fは緑（約3.5V）と赤（約2.0V）で異なることを忘れないでください。
• 独立制御：2色を独立して制御するには、別々の回路（例：独自の電流制限抵抗を持つ2つのマイクロコントローラGPIOピン）で駆動する必要があります。
• 電力損失：各チップの計算電力（P = V_F* I_F）が、周囲温度を考慮して絶対最大定格を超えないようにしてください。最大定格近くで動作する場合は、放熱のために十分なPCB銅面積が必要になる場合があります。
• 逆電圧保護：このデバイスは逆バイアス向けに設計されていないため、特にACまたは調整不良のDC環境で、LEDに逆電圧が印加されないように回路を設計してください。並列（逆極性）のダイオードで保護することができます。

10. 信頼性および注意事項

• 適用範囲：このLEDは、標準的な商業用および産業用電子機器を対象としています。事前の協議および追加の適合性評価なしでは、故障が直接生命や健康を脅かす可能性のある用途（例：航空管制、医療生命維持装置、重要な安全システム）には特に適合していません。
• 熱管理：高い周囲温度または高い順電流で動作すると、光度出力が低下し、デバイスの寿命が短縮されます。高温動作については、減額曲線（本抜粋には記載されていません）を参照する必要があります。
• 長期ルーメンメンテナンス：すべてのLEDと同様に、光度出力は数千時間の動作にわたって徐々に減少します。劣化率は動作電流と接合温度に依存します。

11. 技術比較とトレンド

11.1 材料技術

緑色にInGaN、赤色にAlInGaPを使用することは、これらの色に対する標準的で成熟した半導体技術を表しています。InGaNベースのLEDは、一般的に従来技術と比較して、より高い効率と、より高い電流および温度での優れた性能を提供します。サイドルッキングパッケージスタイルは、上面のPCB実装面積が限られている特定の照明タスクにおいて、確立されたフォームファクタです。

11.2 業界トレンド

小型化への要請は、このようなマルチチップSMDパッケージへの需要を引き続き牽引しています。さらに、すべてのLED色において、より高い発光効率（電気入力1ワットあたりのより多くの光出力）への絶え間ないトレンドがあります。このデータシートは特定の製品を表していますが、新しい世代では、より高い代表光度またはビン内での改善された色の一貫性を提供する可能性があります。自動化された鉛フリー組立プロセスとの互換性は、グローバルな電子機器製造における重要な要件であり続けています。