LTST-C235TBKFWT デュアルカラーSMD LED データシート - パッケージ寸法 - ブルー/オレンジ - 3.3V/2.0V - 76mW/75mW - 技術文書

1. 製品概要

LTST-C235TBKFWTは、コンパクトで信頼性が高く、明るいインジケータソリューションを必要とする現代の電子機器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。単一のEIA標準パッケージ内に、青色発光用のInGaN（窒化インジウムガリウム）チップと、オレンジ色発光用のAlInGaP（リン化アルミニウムインジウムガリウム）チップという2つの異なる半導体チップを統合しています。この構成により、単一のコンポーネント占有面積で多様な信号表示や状態表示が可能となります。

本製品はグリーン製品に分類され、RoHS（有害物質使用制限指令）準拠基準を満たしており、厳しい環境規制のある市場での使用に適しています。7インチ径リールに巻かれた8mmテープに梱包されており、大量電子機器製造で一般的な高速自動実装プロセスを容易にします。

1.1 主な特長と利点

• デュアルカラー光源：別々のチップからの青色（InGaN）とオレンジ色（AlInGaP）の発光を組み合わせています。
• 高輝度：高輝度チップ技術を採用し、強い光度を実現しています。
• 製造互換性：自動実装装置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完全に互換性があります。
• IC互換性：ほとんどのロジックレベル出力で直接駆動可能です。
• 標準化されたパッケージング：EIA標準パッケージにより、業界の設計や組立ラインとの幅広い互換性が確保されています。

2. 技術パラメータ分析

このセクションでは、LTST-C235TBKFWT LEDに規定された主要な電気的および光学的パラメータについて、詳細かつ客観的な解釈を提供します。すべての値は周囲温度（Ta）25°Cで規定されています。

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限界を定義します。これらの条件下での動作は保証されません。

• 消費電力（Pd）：青色：76 mW、オレンジ色：75 mW。これは、DC動作時に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）：青色：100 mA、オレンジ色：80 mA。これは、パルス条件下（デューティサイクル1/10、パルス幅0.1ms）で許容される最大瞬間電流です。これを超えると致命的な故障を引き起こす可能性があります。
• DC順電流（I_F）：青色：20 mA、オレンジ色：30 mA。これは、信頼性の高い長期動作のための推奨最大連続順電流です。
• 温度範囲：動作：-20°C ～ +80°C；保管：-30°C ～ +100°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。

2.2 電気的・光学的特性

これらは、規定された試験条件下での代表的な性能パラメータです。

• 光度（I_V）：I_F= 20 mAでミリカンデラ（mcd）単位で測定。青色：最小 18.0、代表値 45.0、最大 280.0。オレンジ色：最小 28.0、代表値は記載なし、最大は表から該当なし。これは、人間の目で知覚されるLEDの明るさを示します。
• 指向角（2θ_1/2）：両色とも代表値130度。これは、光度が軸上値の半分に低下する全角であり、ビームの広がりを定義します。
• ピーク波長（λ_P）：青色：468 nm（代表値）、オレンジ色：611 nm（代表値）。これは、スペクトル出力が最も強くなる波長です。
• 主波長（λ_d）：青色：470 nm（代表値）、オレンジ色：605 nm（代表値）。これは、CIE色度図から導き出された、LEDの知覚される色を最もよく表す単一波長です。
• スペクトル半値幅（Δλ）：青色：25 nm（代表値）、オレンジ色：17 nm（代表値）。これは、発光のスペクトル純度または帯域幅を測定します。
• 順電圧（V_F）：I_F= 20 mA時。青色：代表値 3.30V、最大 3.80V。オレンジ色：代表値 2.00V、最大 2.40V。これは、動作時のLED両端の電圧降下です。
• 逆電流（I_R）：V_R= 5V時、両方とも最大 10 μA。このデバイスは逆バイアス動作用に設計されていません。このパラメータはリーク特性評価のみを目的としています。

3. 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きがあります。ビニングシステムは、測定された性能に基づいてLEDをグループ（ビン）に分類し、エンドユーザーに一貫性を確保するために使用されます。

3.1 光度ビニング

LTST-C235TBKFWTは、光度範囲を示すために文字コードを使用します。各ビン内の許容差は+/-15%です。

青色チップ ビン：

- M: 18.0 - 28.0 mcd

- N: 28.0 - 45.0 mcd

- P: 45.0 - 71.0 mcd

- Q: 71.0 - 112.0 mcd

- R: 112.0 - 180.0 mcd

オレンジ色チップ ビン：

- N: 28.0 - 45.0 mcd

- P: 45.0 - 71.0 mcd

- Q: 71.0 - 112.0 mcd

- R: 112.0 - 180.0 mcd

- S: 180.0 - 280.0 mcd

このシステムにより、設計者は高輝度環境下での視認性や低消費電力表示など、アプリケーション要件に適した輝度グレードを選択できます。

4. 性能曲線分析

データシートでは特定のグラフ（例：図1、図5）が参照されていますが、このようなLEDの代表的な性能曲線は重要な設計上の洞察を提供します。

4.1 順電流対順電圧（I-V曲線）

I-V関係は指数関数的です。青色チップ（InGaN、V_F~3.3V）の場合、曲線はオレンジ色チップ（AlInGaP、V_F~2.0V）と比較してより急峻な膝特性を示します。これは、同じ電圧源から駆動して同じ目標電流（例：20mA）を達成するために、異なる電流制限抵抗値が必要となることを意味します。

4.2 光度対順電流

光度は、推奨動作範囲内では順電流にほぼ比例します。ただし、効率（単位電気入力あたりの光出力）は、発熱の増加により非常に高い電流では通常低下します。推奨DC順電流以下で動作させることで、最適な効率と長寿命が確保されます。

4.3 温度依存性

LEDの性能は温度に敏感です。接合温度が上昇すると：

- 光度は一般的に低下します。

- 所定の電流に対する順電圧は通常わずかに低下します。

- 主波長がシフトする可能性があります（通常、より長い波長側へ）。

動作温度範囲で一貫した光学性能を維持するためには、PCB設計における適切な熱管理が重要です。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法とピン割り当て

本デバイスはEIA標準SMD LEDフットプリントに準拠しています。具体的な寸法はデータシートの図面に記載されています。ピン割り当ては正しい動作のために重要です：

- ピン1および2：青色InGaNチップのアノードおよびカソード。

- ピン3および4：オレンジ色AlInGaPチップのアノードおよびカソード。

各色のアノード/カソード極性を識別し、PCBレイアウト時の誤接続を避けるためには、パッケージ図面を参照することが不可欠です。

5.2 推奨はんだパッド設計

データシートには、推奨はんだパッド寸法が含まれています。これらの推奨事項に従うことで、信頼性の高いはんだ接合、リフロー時の適切な位置合わせ、およびLEDパッケージからの放熱が確保されます。これらのパッドレイアウトから大きく逸脱すると、トゥームストーニング（部品の立ち上がり）、はんだフィレット不良、または熱性能の低下を引き起こす可能性があります。

6. はんだ付け・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

データシートには、鉛フリーはんだプロセス用の推奨IRリフロープロファイルが記載されています。主なパラメータは以下の通りです：

- プリヒート：150-200°Cで基板を徐々に加熱し、フラックスを活性化します。

- プリヒート時間：最大120秒（熱衝撃を防ぐため）。

- ピーク温度：最大260°C。

- 液相線以上時間：3ページのプロファイルは重要なリフローゾーンを示しています。部品は、はんだが溶融するのに十分な温度（SnAgCuの場合、通常217°C以上）に適切な時間（例：60-90秒）さらされる必要があります。

- 冷却速度：はんだ接合部にかかる応力を最小限に抑えるため、制御冷却が推奨されます。

6.2 手はんだ付け

手はんだ付けが必要な場合：

- 最大300°Cに設定された温度制御付きはんだごてを使用してください。

- 接合部ごとのはんだ付け時間は最大3秒に制限してください。

- LED本体に直接ではなく、PCBパッドに熱を加えてください。これにより、プラスチックレンズや半導体ダイへの熱損傷を防ぎます。

6.3 洗浄

はんだ付け後の洗浄が必要な場合：

- 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のエポキシレンズを損傷し、曇りやひび割れを引き起こす可能性があります。

- 推奨溶剤は、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です。

- 溶剤の浸入を防ぐため、浸漬時間は1分未満にしてください。

6.4 保管と取り扱い

• ESD対策：LED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、静電気防止マット、適切に接地された設備を使用してください。
• 湿気感受性：表面実装プラスチックパッケージであるため、湿気に敏感です。元の密閉された防湿バッグを開封した場合、部品は1週間以内に使用するか、リフロー前にベーキング（例：60°Cで20時間）して吸収した湿気を除去し、はんだ付け時のポップコーン現象による損傷を防ぐ必要があります。
• 長期保管：開封済みパッケージの場合は、温度30°C以下、相対湿度60%以下で保管してください。長期保管の場合は、乾燥剤を入れた密閉容器を使用してください。

7. 梱包と発注

7.1 テープ＆リール仕様

標準梱包は、7インチ（178mm）径リールに巻かれた8mmエンボスキャリアテープです。

- リールあたり数量：3000個。

- 最小発注数量（MOQ）：残数で500個。

- カバーテープ：空のポケットはトップカバーテープで密封されています。

- 欠品部品：梱包標準（ANSI/EIA 481-1-A-1994）により、連続して最大2個のLED欠品が許容されます。

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

• 状態インジケータ：デュアルカラー機能により、複数の状態（例：青色でオン/スタンバイ、オレンジ色で故障/充電中、両方点灯で第3の状態）を表示できます。
• 民生電子機器：電源ボタン、接続状態（Wi-Fi/Bluetooth）、ノートパソコン、ルーター、周辺機器のバッテリーレベルインジケータ。
• 産業用制御パネル：機械状態、動作モード表示。
• 低消費電力のアクセント照明やインジケータ照明（ただし、特定の自動車グレード認定が必要となります）。8.2 設計上の考慮事項

電流制限：

• 各LEDチップには常に直列抵抗を使用して順電流を設定してください。抵抗値は R = (V電源_{- V}) / I_F で計算します。部品のばらつきがあってもI_Fを超えないようにする保守的な設計のためには、データシートの最大V_Fを使用してください。_F駆動回路：
• LEDはマイクロコントローラのGPIOピンと互換性があります。GPIOが要求電流（20-30mA）をシンク/ソースできることを確認してください。より高い電流や多数のLEDをマルチプレクスする場合は、トランジスタドライバーまたは専用LEDドライバーICを使用してください。熱管理：
• 消費電力は低いですが、特に高周囲温度または最大電流で動作する場合、はんだパッド周囲に十分な銅面積を設けてヒートシンクとして機能させるPCBレイアウトを確保してください。光学設計：
• 130度の指向角は、直接視認に適した広く拡散した光パターンを提供します。ライトパイプアプリケーションでは、広い角度により光をパイプに効果的に結合することができます。9. 技術比較と差別化

LTST-C235TBKFWTは、そのクラスにおいて以下の特定の利点を提供します：

デュアルチップ対シングルチップ：

• 2つの別々の単色LEDを使用する場合と比較して、本デバイスはPCBスペースを節約し、部品点数を削減し、組立を簡素化します。チップ技術：
• 青色にInGaN、オレンジ色にAlInGaPを使用することは、それぞれの色に対して成熟した高効率半導体技術を表しており、良好な輝度と信頼性を提供します。パッケージ標準化：
• EIA標準パッケージにより、既存の多数のPCBフットプリントや設計ライブラリとのドロップイン互換性が確保され、設計リスクを低減します。プロセス互換性：
• IRリフローおよび自動実装との完全な互換性により、大量生産でコストに敏感な製造に理想的です。10. よくある質問（FAQ）

Q1: 青色とオレンジ色のLEDを同時に最大DC電流で駆動できますか？

A1: はい、ただし総消費電力の考慮が必要です。20mA（青）と30mA（オレンジ）で同時動作すると、消費電力は約（3.3V*0.02A）+（2.0V*0.03A）= 0.126Wとなります。これは個々の最大値を下回りますが、特定のレイアウトにおいて、組み合わせた熱負荷がパッケージの放熱能力を超えないことを確認する必要があります。

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

）は、発光スペクトルで最も強度が高い点の物理的な波長です。主波長（λ_P）は、人間の色知覚（CIE図表）に基づいて計算された値であり、私たちが見る色を定義します。単色LEDの場合、これらはしばしば近い値になります。より広いスペクトルを持つLEDの場合、異なることがあります。_dQ3: 発注時にビンコードをどのように解釈すればよいですか？

A3: ビンコード（例：青色用P、オレンジ色用Q）は、そのロットで保証される最小および最大光度範囲を指定します。生産ロット全体で輝度の一貫性を確保するためには、発注時に希望するビンを指定する必要があります。指定しない場合、製品の全範囲内の利用可能な任意のビンから部品が提供される可能性があります。

Q4: このLEDは屋外使用に適していますか？

A4: 動作温度範囲（-20°C ～ +80°C）は多くの屋外条件をカバーしています。ただし、長期的な屋外暴露には、このデータシートでカバーされていない追加要因の考慮が必要です：レンズの紫外線耐性（黄変防止）、温度サイクル耐性、湿気侵入に対する保護など。重要な屋外アプリケーションの場合は、メーカーに拡張信頼性データを問い合わせるか、屋外使用に特化して認定された製品を検討してください。

11. 設計・使用事例研究

シナリオ: ネットワークスイッチ用デュアルステータス電源ボタンの設計

設計者は、単一のボタンで電源状態（オン/オフ）とネットワークアクティビティ（アクティブ/アイドル）の両方を表示するLEDを必要としています。

実装：

1. LTST-C235TBKFWTは半透明のボタンキャップの背後に配置されます。

2. マイクロコントローラがLEDを駆動します：

オレンジ色点灯：

- 電源オン、デバイス起動中/アイドル状態。青色点灯：

- 電源オン、デバイス完全動作中かつアイドル状態。青色点滅：

- 電源オン、ネットワークアクティビティ検出。消灯：

- 電源オフ。3. 電流制限抵抗は各色ごとに個別に計算されます。3.3V MCU電源ラインの場合：R

青_{= (3.3V - 3.3V) / 0.02A = 0Ω（理論値）。実際には、突入電流を制限しMCUピンの電圧降下を考慮するために小さな抵抗（例：10Ω）が使用されます。R}オレンジ_{= (3.3V - 2.0V) / 0.02A = 65Ω（標準値68Ωを使用）。}4. 広い130度の指向角により、様々な視野角からボタンが均一に照明されます。

結果：

単一のコンポーネント占有面積で明確なマルチステートフィードバックを提供する、クリーンでコンパクトなユーザーインターフェースを実現し、PCBレイアウトと組立を簡素化しました。12. 技術原理紹介

発光原理：

LEDは半導体ダイオードです。順方向電圧が印加されると、電子がp-n接合を横断し、活性領域で正孔と再結合します。この再結合により、光子（光）の形でエネルギーが放出されます。光の特定の波長（色）は、使用される半導体材料のバンドギャップエネルギーによって決定されます。材料科学：

InGaN（窒化インジウムガリウム）：

- この材料系により、バンドギャップを調整して紫外線から緑色、青色までの光を生成することが可能です。このLEDの青色チップはこの技術を使用しています。AlInGaP（リン化アルミニウムインジウムガリウム）：

- この材料系は、黄色、オレンジ色、赤色スペクトルの高輝度LEDに使用されます。このLEDのオレンジ色チップはこの技術を使用しています。これら2つの成熟した材料技術を1つのパッケージに組み合わせることで、デュアルカラーアプリケーションに対する信頼性の高いソリューションを提供します。

13. 業界動向と発展

SMD LEDの分野は進化を続けています。LTST-C235TBKFWTのようなコンポーネントに関連する一般的な動向には以下が含まれます：

効率向上（lm/W）：

• 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、発光効率が向上し、同じ電気入力電力に対してより多くの光出力が得られるようになります。小型化：
• 本製品は標準パッケージを使用していますが、業界ではモバイルデバイスなどの空間制約のあるアプリケーション向けに、より小さなフットプリント（例：0402、0201）が追求されています。色の一貫性向上：
• より厳しいビニング許容差と製造管理の進歩により、ロット間でより一貫した色度と輝度を持つLEDが得られるようになります。信頼性と寿命の向上：
• パッケージ材料（エポキシ、リードフレーム）とチップ構造の改良により、動作寿命の延長と高温高湿条件下での性能向上が図られています。統合：
• デュアルカラーを超えて、単一パッケージにRGB（赤、緑、青）LEDなどのより多くの機能を統合する傾向、またはLEDを制御IC（ドライバーやシーケンサーチップなど）と組み合わせてより複雑なモジュールにする傾向があります。LTST-C235TBKFWTは、この進化する状況の中で、主流のデュアルカラーインジケータアプリケーションに対して、性能、コスト、製造性のバランスを提供する、確立された信頼性の高いソリューションを表しています。

The LTST-C235TBKFWT represents a well-established, reliable solution within this evolving landscape, offering a balance of performance, cost, and manufacturability for mainstream dual-color indicator applications.