LTST-C235TBJRKT デュアルカラーSMD LED データシート - パッケージ寸法 - 青色3.3V / 赤色2.0V - 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デバイス（SMD）LEDの完全な技術仕様を提供します。本コンポーネントは、単一パッケージ内に2つの異なる半導体チップを集積しています：一つはInGaN（窒化インジウムガリウム）技術を用いて青色光を発光し、もう一つはAlInGaP（リン化アルミニウムインジウムガリウム）技術を用いて赤色光を発光します。この設計により、標準的なEIA互換フットプリントで、コンパクトな多色表示または照明ソリューションが実現可能です。

LEDは、直径7インチのリールに巻かれた8mmテープ上にパッケージングされており、現代の電子機器製造で使用される高速自動実装機と完全に互換性があります。グリーン製品に分類され、RoHS（有害物質使用制限）指令に準拠しています。また、本デバイスは、プリント基板（PCB）上への表面実装部品の組み立て標準である赤外線（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。

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発生す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。

• 消費電力：青色チップ：76 mW、赤色チップ：75 mW。
• ピーク順電流：デューティサイクル1/10、パルス幅0.1msで測定。青色チップ：100 mA、赤色チップ：80 mA。
• DC順電流：最大連続順電流。青色チップ：20 mA、赤色チップ：30 mA。
• 動作温度範囲：-20°C ～ +80°C。
• 保管温度範囲：-30°C ～ +100°C。
• 赤外線はんだ付け条件：リフローはんだ付け中、デバイスは最大10秒間、ピーク温度260°Cに耐えることができます。

LEDをこれらの限界値付近または超えて動作させると、その寿命と信頼性が大幅に低下する可能性があります。設計者は、駆動回路がこれらの規定範囲内の条件を維持することを確認しなければなりません。

3. 電気的・光学的特性

これらの特性は、標準試験条件下で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 光度と指向角

光度（Iv）は、特定の方向に放射される光の知覚される強さの尺度です。単位はミリカンデラ（mcd）です。

• 青色チップ（InGaN）：代表的な光度は、順電流（IF）20 mAにおいて45.0 mcdで、規定最小値は28.0 mcdです。
• 赤色チップ（AlInGaP）：代表的な光度は、IF=20 mAにおいて45.0 mcdで、規定最小値は18.0 mcdです。

指向角（2θ1/2）は、両色とも130度です。これは、光度が中心軸（0度）での値の半分に低下する全角度です。130度の角度は広い視野パターンを示し、広範囲の視認性を必要とするアプリケーションに適しています。

3.2 分光特性

分光特性は、発光の色品質を定義します。

• ピーク波長（λP）：発光スペクトルが最も強い波長。青色：468 nm（代表値）、赤色：639 nm（代表値）。
• 主波長（λd）：その色を最もよく表すと人間の目に知覚される単一波長。これはCIE色度図から導出されます。青色：470 nm（代表値）、赤色：631 nm（代表値）。
• スペクトル半値幅（Δλ）：最大強度の半分における発光スペクトルの幅。青色：25 nm（代表値）、赤色：20 nm（代表値）。半値幅が狭いほど、より飽和した純粋な色を示します。

3.3 電気的特性

• 順方向電圧（VF）：指定電流で動作時のLED両端の電圧降下。
  • 青色チップ：代表値 3.3V、最大 3.8V（IF=20 mA時）。
  • 赤色チップ：代表値 2.0V、最大 2.4V（IF=20 mA時）。
• 逆方向電流（IR）：逆方向電圧（VR）5Vを印加した時の最大リーク電流。両チップとも最大逆方向電流は10 μAです。重要注意：このパラメータは試験目的のみであり、LEDは逆バイアス下での動作を想定していません。

ESD注意：LEDは静電気放電（ESD）に敏感です。組み立ておよび取り扱い中の損傷を防ぐため、接地リストストラップ、帯電防止マット、帯電防止設備の使用など、適切なESD対策が必須です。

4. ビニングシステム

製造プロセスにおける自然なばらつきを考慮するため、LEDは性能ビンに分類されます。これにより、製造ロット内の一貫性が確保されます。

4.1 光度ビニング

各色の光度は、以下のコードに従ってビニングされます。各ビン内の許容差は+/-15%です。

青色チップ ビニング（mcd @20mA）：

• コード N：28.0 – 45.0 mcd
• コード P：45.0 – 71.0 mcd
• コード Q：71.0 – 112.0 mcd
• コード R：112.0 – 180.0 mcd

赤色チップ ビニング（mcd @20mA）：

• コード M：18.0 – 28.0 mcd
• コード N：28.0 – 45.0 mcd
• コード P：45.0 – 71.0 mcd
• コード Q：71.0 – 112.0 mcd

発注時にビンコードを指定することで、設計者はアプリケーションに必要な輝度レベルを持つLEDを選択でき、複数ユニット間での視覚的一貫性を確保できます。

5. はんだ付けおよび実装ガイドライン

5.1 リフローはんだ付けプロファイル

本デバイスは、鉛フリー（Pbフリー）はんだ付けプロセス用に設計されています。JEDEC規格に準拠した推奨赤外線（IR）リフロープロファイルが提供されています。主なパラメータは以下の通りです：

• プリヒート：150°C ～ 200°C。
• プリヒート時間：最大 120秒。
• ピーク温度：最大 260°C。
• 液相線以上時間：最大 10秒（最大2回のリフローサイクルを推奨）。

正確なプロファイルは、使用する特定のPCB設計、はんだペースト、およびオーブンに対して特性評価を行う必要があります。データシート3ページのプロファイルは一般的な目標値として機能します。

5.2 手はんだ付け

手はんだ付けが必要な場合は、細心の注意を払う必要があります：

• はんだごて温度：最大 300°C。
• はんだ付け時間：接合部あたり最大 3秒。
• 手はんだ付けは、大量生産ではなく、一度限りの修理に限定すべきです。

5.3 洗浄

指定された洗浄剤のみを使用してください。指定外の化学薬品はLEDパッケージを損傷する可能性があります。

• 推奨溶剤：エチルアルコールまたはイソプロピルアルコール。
• 手順：洗浄が必要な場合は、LEDを常温で1分未満浸漬します。

6. 機械的仕様およびパッケージング情報

6.1 パッケージ寸法とピン割り当て

LEDは標準SMDパッケージです。レンズはウォータークリアです。ピン割り当ては以下の通りです：

• ピン 1, 2：青色（InGaN）チップのアノードおよびカソード。
• ピン 3, 4：赤色（AlInGaP）チップのアノードおよびカソード。

詳細な機械図面がデータシートに提供されており、すべての重要な寸法がミリメートルで示されています。特に記載がない限り、ほとんどの寸法の公差は±0.10 mmです。信頼性の高いはんだ接合の形成とリフロー中の適切な位置合わせを確保するための、PCB用推奨はんだパッドレイアウトも含まれています。

6.2 テープ・リールパッケージング

LEDは、業界標準のエンボス加工キャリアテープで供給されます。

• リールサイズ：直径 7インチ。
• 1リールあたり数量：3000個。
• 最小梱包数量：残数は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シールされています。
• 欠品：テープ内の連続する欠品ランプの最大数は2個です。

このパッケージングはANSI/EIA 481-1-A-1994規格に準拠しており、自動実装装置との互換性を確保しています。

7. 保管および取り扱い

7.1 保管条件

• 未開封パッケージ（乾燥剤付き）：30°C以下、相対湿度（RH）90%以下で保管。1年以内に使用してください。
• 開封済みパッケージ：保管環境は30°C、60% RHを超えてはなりません。元の袋の外での長期保管の場合は、乾燥剤を入れた密閉容器または窒素デシケーターで保管してください。

7.2 ベーキング要件

LEDが元の防湿包装から出されて1週間以上保管された場合は、はんだ付け前にベーキングを行い、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。

• ベーキング条件：約60°Cで少なくとも20時間。
• 開封後のリフロー：元の包装を開封してから1週間以内にIRリフローはんだ付けを完了することを推奨します。

8. アプリケーションノートと注意事項

8.1 想定用途

このLEDは、OA機器、通信機器、家電製品などの一般的な電子機器アプリケーション向けに設計されています。事前の協議と特定の認定なしに、故障が生命や健康を危険にさらす可能性のある安全クリティカルなアプリケーション（例：航空、医療生命維持装置、輸送安全システム）には意図されていません。

8.2 設計上の考慮点

• 電流制限：順電流（IF）が最大DC定格（青色20mA、赤色30mA）を超えないように、常に直列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。
• 熱管理：消費電力は低いですが、十分なPCB銅面積または熱ビアを確保することで、特に高温環境下での動作において、接合温度を低く保ち、発光出力と寿命を維持するのに役立ちます。
• 逆電圧保護：デバイスは逆動作用に設計されていないため、回路設計ではLED端子間にいかなる逆バイアスが印加されないようにする必要があります。
• デュアルカラーの駆動：2つのチップは電気的に独立しています。適切な回路を使用して、個別にまたは一緒に駆動することができます。両方を同時に駆動する場合は、パッケージ全体の総消費電力を考慮してください。

9. 代表的なアプリケーションシナリオ

このLEDのデュアルカラー機能により、様々な表示および状態表示機能に汎用的に使用できます。

• 状態インジケータ：民生電子機器、ネットワーク機器、産業用コントローラで使用され、異なる動作状態（例：電源ON/スタンバイ、ネットワークアクティビティ、故障状態）を示します。
• 2色表示：シンプルなセグメント表示や、2色が必要なボタンのバックライトとして使用できます。
• 自動車内装照明：非クリティカルな室内雰囲気照明用ですが、特定の自動車グレードの認定が必要となります。
• 家電製品ユーザーインターフェース：洗濯機、オーブン、オーディオ機器などで、明確な多状態フィードバックを提供します。

10. 性能分析と特性曲線

データシートには、詳細な設計分析に不可欠な代表的な性能曲線が含まれています。特定のグラフは本文では再現されていませんが、通常以下の関係を示します：

• 順電流 vs. 順電圧（I-V曲線）：非線形関係を示し、必要な駆動電圧と直列抵抗値を計算する上で重要です。
• 光度 vs. 順電流：光出力が電流とともにどのように増加するかを示し、輝度と消費電力の最適化に役立ちます。
• 光度 vs. 周囲温度：温度上昇に伴う光出力の低下率を示し、高温環境で動作する設計において重要です。
• 分光分布：波長全体の相対強度を描いたグラフで、ピーク波長と主波長の値、およびスペクトル純度を確認します。

設計者は、非標準条件（異なる電流または温度）下でのデバイスの動作を予測し、意図した動作範囲全体で堅牢な性能を確保するために、これらの曲線を参照する必要があります。