LTW-327ZDSKG-5A デュアルカラー サイドビュー SMD LED データシート - 白色/緑色 - 5mA - 技術文書

1. 製品概要

LTW-327ZDSKG-5Aは、デュアルカラー（2色）のサイドビュー（直角発光）表面実装（SMD）LEDです。この部品は、パッケージ側面からの照明を必要とする用途向けに特別に設計されており、LCDパネルのバックライトシステム、エッジライトパネル、基板に対して垂直ではなく横方向に光を導く必要がある狭小スペースの照明ソリューションに最適な選択肢です。

本デバイスは、1つのパッケージ内に2つの異なる半導体チップを集積しています。白色光発光用のInGaN（窒化インジウムガリウム）チップと、緑色光発光用のAlInGaP（リン化アルミニウムインジウムガリウム）チップです。このデュアルチップ構成により、1つのコンパクトなフットプリントから2つの光源のカラーミキシングまたは独立制御が可能です。パッケージははんだ付け性を向上させたスズメッキリードフレームを採用し、高速自動実装装置に対応した7インチ径リールに巻かれた8mm幅テープに供給されます。

1.1 主な特長と利点

• デュアルカラー光源:白色と緑色のLEDを1つのEIA標準パッケージに統合し、基板スペースを節約し設計を簡素化します。
• 直角発光:サイドビュー設計は、PCB表面と平行に光を導くように最適化されており、エッジライティング用途に不可欠です。
• 高輝度:高度なInGaNおよびAlInGaPチップ技術を採用し、高い光度を実現します。
• 製造互換性:パッケージは、標準的な自動実装システムおよび赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスとの互換性を考慮して設計されています。
• 環境適合性:本製品はRoHS（有害物質使用制限）指令に適合しています。

2. 技術仕様の詳細

2.1 絶対最大定格

これらの定格は、デバイスに永久的な損傷が生じる可能性のあるストレスの限界を定義します。これらの限界以下または限界での動作は保証されておらず、回路設計では避けるべきです。

• 電力損失（Pd）:白色: 35 mW、緑色: 48 mW。これは許容される最大の熱としての電力損失です。
• ピーク順電流（I_FP）:白色: 50 mA、緑色: 40 mA。これはLEDが瞬間的に耐えられる最大パルス電流（1/10デューティサイクル、0.1msパルス幅）です。
• 連続順電流（I_F）:白色: 10 mA、緑色: 20 mA。これは周囲温度Ta=25°Cでの連続動作における最大推奨DC電流です。
• 温度範囲:動作: -20°C ～ +80°C；保管: -40°C ～ +85°C。
• はんだ付け条件:ピーク温度260°Cで10秒間の赤外線リフローはんだ付けに耐えます。
• 静電気放電（ESD）:人体モデル（HBM）閾値は2000Vです。適切なESD取り扱い予防策が必須です。

2.2 電気的・光学的特性

これらは、特に断りのない限り、周囲温度（Ta）25°C、順電流（I_F）5mAで測定した代表的な性能パラメータです。

• 光度（I_V）:輝度の主要な測定値です。
  • 白色: 最小 28.0 mcd、代表値 指定なし、最大 112.0 mcd。
  • 緑色: 最小 4.5 mcd、代表値 指定なし、最大 18.0 mcd。
• 指向角（2θ_1/2）:両色とも約130度で、発光の角度広がりを定義します。
• 順電圧（V_F）:LEDが導通時の両端の電圧降下です。
  • 白色: 最小 2.70V、代表 3.00V、最大 3.15V。
  • 緑色: 最小 1.70V、代表 2.00V、最大 2.40V。
  色間のV_Fの違いは、特に共通の電流源から駆動する場合、ドライバ回路設計において重要です。
• 緑色チップ 分光特性（I_F=5mA時）:
  • ピーク波長（λ_P）: 代表値 575 nm。
  • 主波長（λ_d）: 代表値 570 nm。
  • スペクトル半値幅（Δλ）: 代表値 20 nm。
  • 色度座標（x, y）: CIE 1931図上で代表値 (0.3, 0.3)。
• 逆電流（I_R）:逆電圧（V_R）5V時、最大 100 µA。本デバイスは逆バイアス動作向けに設計されていません。

3. ビニングシステムの説明

LEDは性能の一貫性を確保するため、性能別のビンに選別されます。分類コードは梱包袋に印字されています。

3.1 光度（I_V）ビニング

LEDは、5mAで測定された光出力に基づいてグループ分けされます。

• 白色LEDビン:
  • N: 28.0 - 45.0 mcd
  • P: 45.0 - 71.0 mcd
  • Q: 71.0 - 112.0 mcd
• 緑色LEDビン:
  • J: 4.5 - 7.1 mcd
  • K: 7.1 - 11.2 mcd
  • L: 11.2 - 18.0 mcd

各光度ビンの許容差は +/- 15% です。

3.2 緑色LEDの色相（色度）ビニング

緑色LEDは、CIE 1931色度図上の座標（x, y）で定義される色点に応じてもビニングされます。6つのビン（S1からS6）が、正確な座標境界とともに規定されています。各色相ビンの許容差は、x座標、y座標ともに +/- 0.01 です。これにより、正確な緑色が重要な用途において、厳密な色の一貫性が確保されます。

4. 特性曲線の分析

データシートには、異なる条件下でのデバイスの挙動を理解するため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、通常は以下を含みます:

• 相対光度 vs. 順電流:最大定格まで、電流の増加に伴う輝度の上昇を示します。
• 順電圧 vs. 順電流:ダイオードのI-V特性を示します。
• 相対光度 vs. 周囲温度:光出力の温度による低下を示し、アプリケーションにおける熱管理に極めて重要です。
• 分光分布:緑色LEDについて、ピーク波長~575 nmを中心に、各波長で発せられる光の強度を示します。

設計者は、これらの曲線を使用して適切な動作点を選択し、特に効率と熱効果に関する性能のトレードオフを理解する必要があります。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 ピン割り当てと極性

品番LTW-327ZDSKG-5Aは黄色のレンズを有します。ピン割り当ては以下の通りです:

• アノード1（A1）: AlInGaP緑色チップに接続。
• アノード2（A2）: InGaN白色チップに接続。

共通カソードは本文中では明示的にラベルされていませんが、機械図面にはカソードパッドが示されています。損傷を防ぐため、正しい極性が必須です。

5.2 パッケージ寸法と公差

本デバイスは、サイドビューLED向けのEIA標準パッケージ外形に準拠しています。詳細なパッケージ図面に特に記載のない限り、全ての寸法はミリメートル単位で、標準公差は±0.10 mmです。データシートには、リフロー時の適切な機械的位置合わせとはんだ接合部の信頼性を確保するための、推奨はんだ付けパッド寸法と向きが含まれています。

6. 実装、はんだ付け、取り扱いガイドライン

6.1 はんだ付けプロセス

本LEDは赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスに対応しています。ピーク温度260°Cを10秒間維持する推奨プロファイルが提案されています。LEDパッケージや内部ワイヤーボンドへの熱損傷を防ぐため、このプロファイルを遵守することが重要です。

6.2 洗浄

はんだ付け後の洗浄が必要な場合は、指定された薬品のみを使用してください。指定外の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。推奨方法は、LEDを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です。

6.3 保管と湿気感受性

LEDは湿気感受性デバイスです。以下の特定の保管条件が義務付けられています:

• 未開封パッケージ:温度≤30°C、相対湿度（RH）≤90%で保管。1年以内に使用すること。
• 開封済みパッケージ:保管環境は温度30°C、湿度60%RHを超えてはなりません。開封後1週間以内にIRリフローを完了することが推奨されます。
• 長期保管（開封済み）: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。
• 再乾燥:元の梱包から出して1週間以上保管した場合は、はんだ付け前に約60°Cで少なくとも20時間のベーキング（再乾燥）を行い、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止する必要があります。

6.4 静電気放電（ESD）予防策

本デバイスのESD閾値は2000V（HBM）です。静電気による損傷を防ぐため、適切なESD対策（リストストラップ、帯電防止手袋の使用、全ての設備と作業台の適切な接地確保）が必須です。

7. 梱包と発注

7.1 テープ＆リール仕様

LEDは、産業標準のエンボス加工キャリアテープ（幅8mm）にトップカバーテープを貼った状態で供給され、7インチ（178mm）径のリールに巻き取られています。

• 1リールあたりの数量:3000個。
• 最小発注数量（MOQ）:端数数量の場合、500個。
• 梱包規格:ANSI/EIA-481規格に準拠。
• 品質:テープ内の連続した欠品（空ポケット）の最大数は2個です。

自動ハンドリング装置のセットアップのため、テープポケット寸法、リールハブ、フランジの詳細な機械図面が提供されています。

8. アプリケーションノートと設計上の考慮事項

8.1 主な用途

このサイドビューデュアルカラーLEDの主な用途はLCDバックライトであり、特に民生電子機器、産業用パネル、自動車内装における中小型ディスプレイ向けです。直角発光設計により、導光板の端に配置して効率的に光をパネル内に結合させることが可能です。その他の潜在的な用途には、狭いスペースの状態表示灯、装飾的なエッジライティング、キーパッドやシンボルのバックライトなどがあります。

8.2 回路設計上の考慮事項

• 電流制限:常に直列抵抗または定電流ドライバを使用して、順電流を推奨DC値（白色10mA、緑色20mA）以下に制限してください。I_Fを超えると寿命が短縮し、即時故障の原因となります。
• 独立制御:2つのアノードにより、白色と緑色のLEDを独立して駆動できます。これにより、カラーミキシング（青緑色やアクア色の作成）や、別々の信号表示機能が可能になります。
• 熱管理:電力損失は低いですが、カソードパッドに対して十分なPCB銅面積またはサーマルビアを確保することは、接合温度を低く保ち、光出力と長寿命を維持するのに役立ちます。特に高温環境下では重要です。
• 電源電圧:駆動回路を設計する際は、異なる順電圧を考慮してください。各色に抵抗を付けた単一の電流源で十分な場合もありますが、両方のLEDについて電圧の余裕を確認する必要があります。

8.3 信頼性と寿命

LEDの寿命は動作条件に強く影響されます。主な要因は以下の通りです:

• 駆動電流:最大定格電流以下で動作させることで、動作寿命が大幅に延長されます。
• 接合温度（T_j）:高いT_jはルーメン維持率の低下を加速し、色度をシフトさせる可能性があります。PCBを介した効果的な放熱が極めて重要です。
• 環境シーリング:プラスチックパッケージは基本的な保護を提供しますが、指定範囲外の過酷な化学薬品、紫外線、または極端な湿度への曝露は避けるべきです。

9. 技術比較と差別化

LTW-327ZDSKG-5Aは、以下の特長の組み合わせにより差別化されています:

• 単色サイドビューLEDとの比較:1パッケージで2色を提供することで設計の柔軟性を高め、2つの別々の単色LEDを使用する場合と比較して部品点数と基板スペースを削減します。
• トップ発光LEDとの比較:直角発光プロファイルがその定義的特徴であり、直接照明ではなくエッジライティングに焦点を当てた全く異なる光学設計を可能にします。
• 他のデュアルカラーLEDとの比較:白色にInGaN、緑色にAlInGaPを使用することは、効率と色品質のために選ばれた組み合わせです。輝度と色相（緑色）の両方に対する特定のビニング構造は、表示用途における色の一貫性への注力を示しています。

10. よくある質問（FAQ）

Q1: 白色と緑色のLEDを、それぞれの最大DC電流で同時に駆動できますか？
A1: 可能ですが、総合的な電力損失を考慮する必要があります。I_F(White)=10mA（V_F~3.0V、P=30mW）およびI_F(Green)=20mA（V_F~2.0V、P=40mW）での同時動作では、合計約70mWとなります。アプリケーションの熱環境が、最大接合温度を超えることなくこの合計熱負荷を処理できることを確認してください。

Q2: ピーク波長と主波長の違いは何ですか？
A2: ピーク波長（λ_P）は、発光スペクトルが最大強度を持つ波長です。主波長（λ_d）は、基準白色光と比較したときにLEDの知覚色に一致する単色光の波長です。色の仕様にはλ_dがより関連します。

Q3: なぜ開封済みパッケージの保管条件は未開封のものより厳しいのですか？
A3: 未開封パッケージには、内部を乾燥状態に保つための乾燥剤が含まれています。一度開封すると、湿気感受性のプラスチックパッケージが周囲湿度に曝され、湿気を吸収します。過度に吸収した湿気は、はんだ付け（リフロー）中に急速に気化し、内部の剥離やクラック（ポップコーン現象）を引き起こす可能性があります。

Q4: 梱包袋に印字されたビンコードはどのように解釈すればよいですか？
A4: コードは、その袋に入っているLEDの性能ビンを示しています。例えば、コードがQ-K-S4と指定されている場合、