LTST-S326KSTGKT-5A SMD LED データシート - 2色（黄/緑） - 5mA - 130° 視野角 - 日本語技術文書

1. 製品概要

LTST-S326KSTGKT-5Aは、最小限の占有面積で信頼性の高いインジケータ照明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、コンパクトな表面実装型2色LEDです。このデバイスは、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：黄色発光用のAlInGaPチップと、緑色発光用のInGaNチップです。この構成により、単一の部品から2色の表示が可能となり、貴重なPCBスペースを節約します。LEDは、高光出力と広い視野角を確保するウォータークリアレンズを備えた標準EIA準拠パッケージに収められています。自動ピックアンドプレース実装システムおよび標準的な赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスとの互換性を考慮して特別に設計されており、大量生産環境に適しています。

このLEDの中核的な利点は、RoHS指令への準拠、高光度を実現する超高輝度チップ技術の採用、および自動組立ラインでの堅牢性を考慮した設計です。主なターゲット市場は、ステータス表示やバックライトが必要な通信機器、オフィスオートメーション機器、家電製品、産業用制御パネル、および様々な民生電子機器に及びます。

2. 技術仕様詳細

2.1 絶対最大定格

これらの限界を超えてデバイスを動作させると、永久損傷を引き起こす可能性があります。

• 電力損失：黄色：62.5 mW、緑色：76 mW
• ピーク順方向電流（1/10デューティサイクル、0.1msパルス）：黄色：60 mA、緑色：100 mA
• 連続DC順方向電流（I_F）：黄色：25 mA、緑色：20 mA
• 動作温度範囲（T_a）：-20°C ～ +80°C
• 保管温度範囲：-30°C ～ +100°C
• 赤外線はんだ付け条件：ピーク温度260°C、最大10秒間。

2.2 電気・光学特性（T_a=25°C、I_F=5mA）

これらは標準試験条件下での代表的な性能パラメータです。

• 光度（I_V）：
  • 黄色：最小7.1 mcd、代表値 -、最大71.0 mcd
  • 緑色：最小28.0 mcd、代表値 -、最大280.0 mcd
  • CIE明所視感度曲線に近似したセンサー/フィルターを使用して測定。
• 視野角（2θ_1/2）：130度（両色とも代表値）。これは、光度が軸上値の半分になる全角です。
• ピーク波長（λ_P）：黄色：591 nm（代表値）、緑色：530 nm（代表値）。
• 主波長（λ_d）：
  • 黄色：最小582.0 nm、最大596.0 nm
  • 緑色：最小520.0 nm、最大540.0 nm
• スペクトル帯域幅（Δλ）：黄色：15 nm（代表値）、緑色：35 nm（代表値）。
• 順方向電圧（V_F）：
  • 黄色：代表値2.0 V、最大2.3 V
  • 緑色：代表値2.8 V、最大3.2 V
• 逆方向電流（I_R）：V_R=5V時、両色とも最大10 µA。注：このデバイスは逆方向動作用に設計されていません。このパラメータは試験目的のみです。

3. ビニングシステムの説明

製品は、アプリケーション内での色と明るさの一貫性を確保するために、光度に基づいてビンに分類されます。各ビンの許容範囲は+/-15%です。

3.1 光度ビン

黄色（I_F=5mA）：

• ビンK：7.1 – 11.2 mcd
• ビンL：11.2 – 18.0 mcd
• ビンM：18.0 – 28.0 mcd
• ビンN：28.0 – 45.0 mcd
• ビンP：45.0 – 71.0 mcd

緑色（I_F=5mA）：

• ビンN：28.0 – 45.0 mcd
• 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

型番LTST-S326KSTGKT-5Aは、黄色（K）と緑色（S）のチップに対する特定のビン選択を示しています。設計者は、特に複数のLEDが隣接して使用される場合に視覚的な均一性を保証するために、アプリケーションに必要なビンを指定する必要があります。

4. 性能曲線分析

PDFでは代表的な曲線が参照されていますが、その特性は提供されたデータから推測できます：

• I-V（電流-電圧）曲線：順方向電圧（V_F）仕様は、特徴的な指数関数的関係を示唆しています。代表値V_Fが低い（2.0V）黄色チップは、緑色チップ（代表値V_F2.8V）と比較して曲線形状が若干異なります。V_Fは負の温度係数を持つため、適切な電流制限が不可欠です。
• 光度対電流：定格動作範囲内では、光度（I_V）は順方向電流（I_F）にほぼ比例します。ただし、熱効果により非常に高い電流では効率が低下する可能性があります。
• 温度特性：AlInGaP（黄色）とInGaN（緑色）の両方のLEDの光出力は、接合温度の上昇に伴って一般的に減少します。-20°Cから+80°Cの動作温度範囲は、指定された性能が保証される周囲条件を定義します。
• スペクトル分布：ピーク波長と主波長、およびスペクトル帯域幅（Δλ）が色純度を定義します。緑色チップのΔλ（35 nm）が黄色チップ（15 nm）よりも広いことは、InGaNベースの緑色LEDでは典型的です。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

LEDは標準EIA表面実装パッケージ外形に準拠しています。特に指定がない限り、すべての寸法はミリメートル単位で、標準公差は±0.1 mmです。パッケージは、スペースに制約のあるアプリケーションに適した薄型設計を特徴としています。

5.2 ピン割り当てと極性

このデバイスには2つのアノード（各チップ用に1つ）と共通のカソードがあります。ピン割り当ては以下の通りです：

• カソード1（C1）：緑色InGaNチップに接続。
• カソード2（C2）：黄色AlInGaPチップに接続。

PCBレイアウトおよび組立時には正しい極性を遵守する必要があります。適切なはんだ付けと機械的安定性を確保するために、推奨されるPCB実装パッドレイアウトが提供されています。

6. はんだ付け・実装ガイド

6.1 リフローはんだ付けパラメータ（鉛フリープロセス）

このデバイスは赤外線リフローはんだ付けに対応しています。JEDEC標準に準拠した推奨プロファイルは以下の通りです：

• 予熱温度：150°C ～ 200°C
• 予熱時間：最大120秒
• ピーク本体温度：最大260°C
• 260°C以上での時間：最大10秒
• リフローサイクル数：最大2回。

注：実際のプロファイルは、特定のPCB設計、はんだペースト、および使用するオーブンに合わせて特性評価する必要があります。

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：パッドあたり最大3秒
• サイクル数：1回のみ。

6.3 保管・取り扱い

• ESD対策：このデバイスは静電気放電（ESD）に敏感です。取り扱い時にはリストストラップ、帯電防止マット、適切に接地された設備を使用してください。
• 湿気感受性：表面実装デバイスとして、湿気に敏感です。
  • 密封バッグ：温度≤30°C、相対湿度≤60%で保管。バッグ開封後1年以内に使用してください。
  • バッグ開封後：元のバッグから出して1週間以上経過した部品については、リフロー前に少なくとも20時間、60°Cでベーキングすることを推奨します（"ポップコーン現象"防止のため）。
• 洗浄：イソプロピルアルコール（IPA）やエチルアルコールなどの承認されたアルコール系溶剤のみを使用してください。室温で1分未満の浸漬とします。指定外の化学薬品は避けてください。

7. 梱包・発注情報

自動実装用の標準梱包は以下の通りです：

• テープ：幅8mmのエンボスキャリアテープ。
• リール：直径7インチ（178mm）リール。
• リールあたり数量：3000個。
• 最小発注数量（MOQ）：残数については500個。
• 梱包はANSI/EIA-481仕様に従います。空のポケットはカバーテープで密封され、連続する欠品は最大2個まで許容されます。

8. アプリケーション推奨事項

8.1 代表的なアプリケーションシナリオ

• ステータスインジケータ：ルーター、モデム、基地局、通信機器における電源オン、スタンバイ、モード、バッテリー充電、またはネットワークアクティビティのインジケータ。
• キーパッド/キーボードバックライト：産業用パネル、医療機器、または民生電子機器において、2色のフィードバック（例：アクティブ時は緑、警告時は黄）を提供。
• パネルインジケータ：家電製品（オーブン、洗濯機）やオフィスオートメーション機器（プリンター、スキャナー）の制御パネル上。
• シンボル照明：小型の標識やアイコンの照明。

8.2 設計上の考慮点

• 電流制限：各色チャネルには常に直列の電流制限抵抗を使用してください。抵抗値は、電源電圧（V_CC）、希望する順方向電流（I_F）、およびLEDの順方向電圧（V_F）に基づいて計算します。堅牢な設計のためには、データシートの最大V_Fを使用します：R = (V_CC- V_{F_max}) / I_F.
• 熱管理：電力損失は低いですが、高周囲温度または最大電流付近で動作する場合、性能と寿命を維持するために、十分なPCB銅面積または熱ビアを確保してください。
• 光学設計：130度の視野角は広い視認性を提供します。指向性のある光が必要な場合は、外部レンズや光ガイドが必要になる場合があります。
• 駆動回路：このLEDはロジックレベル互換であり、マイクロコントローラのGPIOピン（電流制限抵抗付き）から直接駆動するか、より高い電流制御のためにトランジスタ/MOSFETスイッチを介して駆動できます。

9. 技術比較・差別化

LTST-S326KSTGKT-5Aは、そのカテゴリーにおいて以下の特定の利点を提供します：

• 1パッケージ2色：2つの別々のSMD LEDが不要となり、PCBスペースを節約し、実装時間/コストを削減し、部品表（BOM）を簡素化します。
• 高輝度：超高輝度AlInGaPおよびInGaNチップの使用により高光度を実現し、明るい環境下でも良好な視認性が要求されるアプリケーションに適しています。
• 標準化パッケージ：EIA標準フットプリントにより、既存の多数のPCBレイアウト、ピックアンドプレースノズル、およびフィーダーシステムとの互換性が確保されます。
• 堅牢なプロセス互換性：IRリフローおよび自動組立に特化して設計されており、大量生産における高歩留まりと信頼性を確保します。

10. よくある質問（FAQ）

Q1: 黄色と緑色のLEDを同時に最大DC電流で駆動できますか？

A1: できません。絶対最大定格は個別のDC順方向電流（黄色：25mA、緑色：20mA）を規定しています。これらのレベルで両方を同時に駆動すると、パッケージ全体の電力損失定格を超える可能性が高いです。同時動作の場合は、熱的考慮に基づいて電流を適宜減額してください。

Q2: ピーク波長（λ_P）と主波長（λ_d）の違いは何ですか？

A2: ピーク波長は、発光スペクトルの強度が最も高くなる単一波長です。主波長は、指定された白色基準光と組み合わせたときにLEDの知覚色と一致する単色光の波長です。λ_dは人間の色知覚により密接に関連しています。

Q3: デバイスが逆方向動作用でない場合、なぜ逆方向電流（I_R）の試験条件が規定されているのですか？

A3: I_R試験は、接合の完全性とリークをチェックするための標準的な品質・信頼性試験です。LEDチップとパッケージに重大な欠陥がないことを確認します。実際の回路で逆電圧を印加することは推奨されず、デバイスを損傷する可能性があります。

Q4: 防湿バッグ開封後の1週間というタイムラインはどの程度重要ですか？

A4: リフローはんだ付け時の湿気による損傷（"ポップコーン現象"）を防ぐための保守的なガイドラインです。暴露時間を超えた場合は、指定通り（60°Cで20時間以上）部品をベーキングすることで吸収された湿気を効果的に除去し、はんだ付け可能な状態に戻すことができます。

11. 実践的設計ケーススタディ

シナリオ：無線ルーター用の2状態インジケータを設計。緑は安定したインターネット接続を示し、黄は接続試行または信号劣化を示します。

実装：

1. LEDは前面パネルPCB上に配置されます。共通カソードはグランドに接続します。
2. 緑色アノード（C1）は、電流制限抵抗を介してマイクロコントローラのGPIOピン（例：3.3V）に接続します。R_green = (3.3V - 3.2V_max) / 0.005A = 20Ω（標準値22Ωを使用）。
3. 黄色アノード（C2）は、別の抵抗を介して別のGPIOピンに接続します。R_yellow = (3.3V - 2.3V_max) / 0.005A = 200Ω（標準値220Ωを使用）。
4. マイクロコントローラのファームウェアがピンを制御します：安定したリンク時は緑ピンをハイに、検索/劣化時は黄ピンをハイに、オフ時は両方をローにします。
5. 広い130°の視野角により、典型的な部屋の様々な角度からインジケータが見えることが保証されます。

12. 技術原理の紹介

LTST-S326KSTGKT-5Aは、固体半導体発光に基づいています。そのパッケージ内には2つの異なる半導体材料が含まれています：

• 黄色発光（AlInGaP）：黄色光は、アルミニウムインジウムガリウムリン（AlInGaP）チップによって生成されます。順方向電圧が印加されると、電子と正孔がチップの活性領域で再結合し、光子の形でエネルギーを放出します。AlInGaP合金の特定の組成がバンドギャップエネルギーを決定し、それが黄色の波長（〜590 nm）に対応します。
• 緑色発光（InGaN）：緑色光は、インジウムガリウムナイトライド（InGaN）チップによって生成されます。動作原理は同じ（エレクトロルミネセンス）ですが、InGaN材料系はより広いバンドギャップ調整性を持っています。インジウム含有量を調整することで、発光波長を青、緑、シアンのスペクトル全体で変化させることができます。InGaNで高効率の緑色を達成することは青色よりも困難であり、それはより広いスペクトル幅に反映されています。

ウォータークリアエポキシレンズがチップを封止し、機械的保護を提供し、光出力ビームを形成し、環境シールを提供します。

13. 業界動向と発展

LTST-S326KSTGKT-5AのようなSMD LEDの市場は、いくつかの主要なトレンドによって進化し続けています：

• 小型化の進展：より高密度な電子機器やウェアラブルデバイスなどの新しいフォームファクタを可能にするため、さらに小さなパッケージサイズ（例：0402、0201メトリック）への需要が持続しています。
• 高効率・高輝度化：エピタキシャル成長とチップ設計の継続的な改善により、より高い発光効率（電気ワットあたりのより多くの光出力）を持つLEDが生み出され、同じ電流でより低い電力消費またはより明るいインジケータが可能になります。
• 色の一貫性と高度なビニング：波長（色）と強度に対するより厳しいビニング公差が、特にフルカラーディスプレイやインジケータアレイなど、複数のLEDが完全に一致する必要があるアプリケーションにおいて標準になりつつあります。
• トレンドは、単純なディスクリートLEDを超えて、内蔵電流制限抵抗、ドライバIC、さらにはアドレス可能RGB LED（例：WS2812）用のマイクロコントローラを備えたLEDなどの統合ソリューションに向かっています。信頼性と過酷環境対応：
• より高い温度、湿度、化学物質暴露下での性能と寿命の向上に焦点を当てた開発が進められており、自動車、産業、屋外環境へのアプリケーションを拡大しています。LTST-S326KSTGKT-5Aのようなデバイスは、標準的なインジケータアプリケーションに対して成熟した、信頼性の高い、費用対効果の高いソリューションを表しており、一方で新しい技術は特殊な高性能用途の限界を押し広げています。

LTST-S326KSTGKT-5Aのようなデバイスは、標準的なインジケータアプリケーションに対して成熟した、信頼性の高い、費用対効果の高いソリューションを表しており、一方で新しい技術は特殊な高性能用途の限界を押し広げています。