LTST-C295TGKRKT デュアルカラーSMD LED データシート - 高さ0.55mm - 緑3.8V / 赤2.4V - 76mW / 75mW - 日本語技術文書

1. 製品概要

LTST-C295TGKRKTは、コンパクトなサイズと高輝度のインジケータを必要とする現代の電子アプリケーション向けに設計された、デュアルカラーの表面実装デバイス（SMD）LEDです。この部品は、1つの超薄型パッケージ内に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。その主な設計目標は、色の識別が不可欠な状態表示、バックライト、パネル照明において、信頼性が高くスペースを節約するソリューションを提供することです。

このLEDの中核的な利点には、0.55mmという非常に低いプロファイルが含まれ、これは薄型の民生用電子機器や携帯機器での使用を容易にします。RoHS（有害物質の使用制限）指令に準拠しており、環境に配慮した選択肢となっています。パッケージはEIA（電子工業会）規格に従って標準化されており、自動実装機や標準的な赤外線リフローはんだ付けプロセスとの互換性を確保し、大量生産を効率化します。

ターゲット市場は、オフィスオートメーション機器、通信機器、家電製品、およびデュアルカラーの状態表示（例：電源オン/スタンバイ、充電状態、ネットワークアクティビティ）が最小限の占有面積で求められる様々な民生用電子機器など、幅広い電子機器を含みます。

2. 詳細な技術パラメータ分析

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発生する可能性のある応力限界を定義します。これらの限界以下または限界での動作は保証されません。緑色チップの場合、最大連続DC順電流は20mAで、パルス条件下（1/10デューティサイクル、0.1msパルス幅）では100mAのピーク順電流が許容されます。赤色チップは、わずかに高い30mAのDC電流を許容しますが、ピーク電流は80mAと低くなります。最大電力損失は緑色チップで76mW、赤色チップで75mWであり、高密度実装のPCBにおける熱管理にとって重要です。デバイスの動作温度範囲は-20°Cから+80°C、保管温度は-30°Cから+100°Cに耐えられます。また、ピーク温度260°Cで最大10秒間の無鉛赤外線リフローはんだ付けに適合しています。

2.2 電気的・光学的特性

これらのパラメータは、標準的な周囲温度25°Cおよび順電流（I_F）20mA（典型的な動作点）で測定されます。

光度（I_V）：これはLEDから放出される知覚される光のパワーを測定したものです。緑色チップの場合、最小強度は112ミリカンデラ（mcd）で、典型的な範囲は最大450 mcdまで及びます。赤色チップは最小45 mcd、最大180 mcdです。この広い範囲は、デバイスが異なる輝度ビンで入手可能であることを示しています。

視野角（2θ_1/2）：両方の色とも、130度（典型値）という非常に広い視野角を特徴とします。これは、光度が中心軸での値の半分に低下する全角であり、オフアクシス角度からの視認性が重要なアプリケーションにLEDが適していることを意味します。

波長特性：緑色チップの典型的なピーク発光波長（λ_P）は530nmで、主波長（λ_d）の範囲は520.0nmから535.0nmです。赤色チップの典型的なピークは639nmで、主波長範囲は624.0nmから638.0nmです。スペクトル線半値幅（Δλ）は、緑色で約35nm、赤色で約20nmであり、放出される光のスペクトル純度を示します。

順方向電圧（V_F）：これは、指定された電流で動作するときのLED両端の電圧降下です。緑色チップのV_Fは2.8V（最小）から3.8V（最大）の範囲です。赤色チップはより低いV_Fを持ち、1.8Vから2.4Vの範囲です。この違いは回路設計において重要であり、特に共通の電圧源から両方の色を駆動する場合、異なる値の電流制限抵抗が必要になる可能性があります。

逆方向電流（I_R）：逆方向電圧（V_R）5Vが印加されたとき、両チップの最大逆方向リーク電流は10µAです。デバイスは逆方向動作用に設計されていないことが明示されており、このパラメータはテスト目的のみであることに注意してください。

3. ビニングシステムの説明

大量生産における一貫性を確保するため、LEDは性能ビンに分類されます。LTST-C295TGKRKTは、光度と主波長に対してビニングシステムを使用しています。

3.1 光度ビニング

緑色チップの場合、ビンはR、S、Tと指定され、それぞれ112.0-180.0 mcd、180.0-280.0 mcd、280.0-450.0 mcdの強度範囲をカバーします。赤色チップの場合、ビンP、Q、Rは45.0-71.0 mcd、71.0-112.0 mcd、112.0-180.0 mcdをカバーします。各光度ビンには+/-15%の許容差が適用されます。

3.2 主波長ビニング

緑色チップに適用され、波長ビンAP、AQ、ARは、それぞれ520.0-525.0nm、525.0-530.0nm、530.0-535.0nmの主波長範囲に対応します。各波長ビンの許容差は厳密な+/-1nmであり、選択されたビン内での正確な色の一貫性を確保します。

4. 性能曲線分析

データシート（6-7ページ）で特定のグラフィカル曲線が参照されていますが、その意味は標準的なものです。I-V（電流-電圧）曲線は、ダイオードに典型的な指数関係を示し、順方向電圧の立ち上がりは緑色（InGaN）チップの方が赤色（AlInGaP）チップよりも高くなります。相対光度 vs. 順電流曲線は、光出力がある点までは電流とほぼ直線的に増加し、その後は加熱により効率が低下することを示します。相対光度 vs. 周囲温度曲線は重要です。ほとんどのLEDでは、接合温度が上昇すると光出力が減少します。設計者は、特に最大定格付近または高温環境で動作する場合、この熱的デレーティングを考慮する必要があります。スペクトル分布曲線は、ピーク波長を中心とした狭い発光帯を示し、緑色の帯域は赤色よりも広くなっています。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法と極性

LEDは標準的なSMDパッケージで提供されます。主要な機械的特徴は、その高さ0.55mmです。ピン割り当ては明確に定義されています：ピン1と3は緑色のアノード/カソード用、ピン2と4は赤色のアノード/カソード用です。正確なフットプリントと寸法図はデータシートに提供されており、PCBランドパターン設計に不可欠です。レンズはウォータークリアで、チップ本来の色が見えるようになっています。

5.2 推奨はんだパッド設計

信頼性の高いはんだ付けと適切な機械的安定性を確保するために、推奨されるはんだパッドレイアウトが含まれています。これらの推奨事項に従うことで、リフロー中のトゥームストーニング（部品が一端で立つ現象）を防ぎ、強固な接合のための良好なはんだフィレット形成を確保するのに役立ちます。

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

本デバイスは、SMD実装の標準である赤外線リフローはんだ付けプロセスに対応しています。無鉛はんだ用の推奨リフロープロファイルが提供されており、JEDEC規格に準拠しています。主要なパラメータには、プリヒート段階（通常150-200°C、最大120秒）、ピーク温度260°Cを超えない制御されたランプアップ、および液相線以上時間（TAL）（ピーク温度が最大10秒間維持される）が含まれます。このプロファイルは、熱衝撃を最小限に抑えながら、完全なはんだ接合部の形成を確保することを目的としています。

6.2 取り扱いおよび保管上の注意

ESD（静電気放電）感受性：LEDは静電気による損傷を受けやすいです。リストストラップや接地された設備を使用したESD保護環境下で取り扱うことを強く推奨します。

湿気感受性：デバイスは乾燥剤入りの防湿バッグで出荷されますが、バッグを開封した後、周囲条件（<30°C、<60% RH）で保管する場合は1週間以内に使用する必要があります。開封後の長期保管には、乾燥剤を入れた密閉容器または窒素雰囲気中で保管する必要があります。元の包装から出して1週間以上保管された部品は、はんだ付け前にベーキング処理（約60°Cで少なくとも20時間）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。

6.3 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。室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LEDを1分未満浸漬することを推奨します。指定外の化学薬品はプラスチックパッケージやレンズを損傷する可能性があります。

7. 包装および発注情報

LTST-C295TGKRKTは、自動実装用の業界標準包装で供給されます。部品は8mm幅のエンボス加工キャリアテープに配置され、7インチ（178mm）径のリールに巻かれます。フルリールあたり4000個が含まれます。少量の場合は、最小500個の包装が利用可能です。テープおよびリール仕様はANSI/EIA-481に準拠しています。トップカバーテープが部品ポケットを密封し、リールには機械への正しいローディングのための方向指示が含まれています。

8. アプリケーションノートおよび設計上の考慮事項

8.1 典型的なアプリケーション回路

各色チップ（緑と赤）は独立して駆動する必要があります。各LEDには、所望の順電流（通常20mA）を設定するための直列の電流制限抵抗が必須です。抵抗値はオームの法則を使用して計算されます：R = (V_電源- V_F) / I_F。緑色チップと赤色チップの順方向電圧が異なるため、共通の電源電圧を使用すると、同じ電流を得るために各色で異なる抵抗値が必要になります。例えば、5V電源の場合：R_緑= (5V - 3.3V) / 0.02A = 85Ω; R_赤= (5V - 2.1V) / 0.02A = 145Ω（典型的なV_F値を使用）。

8.2 熱管理

電力損失は低いですが、寿命と安定した性能のためには、PCB上の適切な熱設計が依然として重要です。特に高温環境または最大定格電流付近で動作する場合は、はんだパッド周囲に十分な銅面積を確保してヒートシンクとして機能させてください。発熱部品をLEDの直近に配置することは避けてください。

8.3 光学設計

130度という広い視野角により、広い視認性を必要とするアプリケーションにこのLEDが適しています。より指向性のある光が必要な場合は、外部レンズや導光板を使用できます。ウォータークリアレンズはチップからの最も純粋な色を提供しますが、より柔らかく均一な外観が望ましい場合は、外部に拡散レンズやコーティングを適用できます。

9. 技術比較および差別化

LTST-C295TGKRKTの主な差別化要因は、超薄型0.55mmパッケージでのデュアルカラー機能です。2つの別々の単色LEDを使用する場合と比較して、PCBスペースを節約し、実装を簡素化します。緑色にInGaNを使用することで、GaPなどの古い技術と比較して高い効率と輝度を実現しています。AlInGaP赤色チップは、高い効率と優れた色純度を提供します。標準的なリフロープロセスおよびテープ＆リール包装との互換性により、より特殊なまたは手動実装のソリューションと比較して、大量生産においてコスト効率の高い選択肢となっています。

10. よくある質問（FAQ）

Q: 緑色と赤色のLEDを同時に駆動できますか？

A: はい、可能ですが、別々の回路（つまり、それぞれ独自の電流制限抵抗を持つ独立した電流経路）で駆動する必要があります。順方向電圧特性が異なるため、単一の抵抗から並列に駆動することは推奨されず、不均一な電流分布を引き起こします。

Q: 型番や発注時のビンコード（R、S、T、AP、AQなど）の意味は何ですか？

A: これらのコードは、光度および主波長に関するLEDの性能グレードを指定します。製品内で一貫した外観を得るためには、同じビンのLEDを指定して使用することが重要です。利用可能なビンについてはサプライヤーにご確認ください。

Q: このLEDにはヒートシンクが必要ですか？

A: 一般的には、低電力損失（≤76mW）のため不要です。ただし、最適な寿命のためには、グランドプレーンに接続されたサーマルリリーフパッドの使用など、良好なPCB熱設計手法を推奨します。特に高温環境では重要です。

Q: このLEDを逆電圧表示に使用できますか？

A: いいえ。データシートには、デバイスは逆方向動作用に設計されていないと明記されています。5Vを超える逆電圧を印加すると損傷する可能性があります。逆極性保護のためには、回路に外部ダイオードを使用する必要があります。

11. 実践的な設計および使用例

事例研究1: 携帯機器の状態インジケータ：スマートフォンやタブレットでは、このLEDをUSBポート付近で使用できます。緑色チップは充電完了、赤色チップは充電中を示すことができます。超薄型プロファイルにより、現代の機器の厳しい機械的制約内に収めることができます。

事例研究2: 産業用制御パネル：機械オペレータのパネル上で、デュアルカラーLEDは明確な状態情報を提供できます。例えば、緑色はシステム準備完了、赤色は故障または警告を示します。広い視野角により、工場フロアの様々な位置から状態が見えるようになります。

事例研究3: 自動車内装照明：主照明用ではありませんが、モード（例：通常モード vs. ナイトモード）に基づいて色が変化する、控えめなボタンのバックライトやアクセント照明に使用できます。堅牢なパッケージングと認定されたはんだ付けプロファイルにより、自動車用電子モジュールに適していますが、特定の自動車グレードの認定が必要になる場合があります。

12. 技術原理の紹介

LEDの動作は、半導体p-n接合におけるエレクトロルミネッセンスに基づいています。順方向電圧が印加されると、n型領域からの電子とp型領域からの正孔が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すると、光子（光）の形でエネルギーを放出します。放出される光の色（波長）は、半導体材料のバンドギャップエネルギーによって決まります。InGaN材料系はより広いバンドギャップを持ち、緑、青、白色光の発光を可能にします。AlInGaP材料系は、赤、オレンジ、黄色光を生成するのに特に効率的です。このような2つのチップを1つのパッケージに収めることで、コンパクトなデュアルカラー光源が作成されます。

13. 業界動向と発展

SMD LEDのトレンドは、より高い効率（ワットあたりの光出力）、より小さなパッケージサイズ、そしてより大きな統合に向かって続いています。デュアルカラーおよびRGB（赤緑青）LEDは、動的な色混合とより洗練されたユーザーインターフェースを可能にするため、より一般的になっています。また、自動車および産業市場に対応するため、高温条件下での信頼性と性能の向上に向けた強い推進力があります。さらに、この0.55mm高パッケージに見られるように、小型化への推進は、ますます薄くなる民生用電子機器の開発を支えています。基礎となる半導体材料、特に緑色と青色については、その効率を改善するための継続的な研究が行われており、これは歴史的にグリーンギャップとして知られる課題です。