LTST-C195KRKSKT デュアルカラーSMD LED データシート - 赤色 & 黄色 - 20mA - 75mW - 技術文書

1. 製品概要

LTST-C195KRKSKTは、赤色光を発するチップと黄色光を発するチップという2つの異なる半導体チップを単一パッケージ内に封入した、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、コンパクトなフットプリントで2色の状態表示、バックライト、装飾照明を必要とするアプリケーション向けに設計されています。高輝度と安定性で知られるUltra Bright AlInGaP（アルミニウムインジウムガリウムリン）チップ技術を採用しています。デバイスは業界標準の8mmテープに7インチリールに巻かれて供給され、現代の電子機器製造で使用される高速自動実装機との完全な互換性を備えています。

このLEDの主な利点は、RoHS（有害物質使用制限）指令に準拠しており、グリーン製品に分類されることです。赤外線（IR）リフローや気相リフローなど、表面実装技術（SMT）組立ラインで標準的な一般的な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。EIA（Electronic Industries Alliance）標準パッケージにより、他の部品や設計ライブラリとの機械的互換性が保証されています。

2. 技術パラメータ詳細分析

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。定格は周囲温度（Ta）25°Cで規定されています。赤色チップと黄色チップの両方において、最大連続直流順電流は30 mAです。各チップの最大許容損失は75 mWです。25°Cから線形的に0.4 mA/°Cのデレーティングファクターが適用され、過熱を防ぐために周囲温度の上昇に伴い許容連続電流が減少することを意味します。デバイスはパルス条件下（デューティ比1/10、パルス幅0.1ms）で80 mAのピーク順電流に耐えることができます。最大逆電圧は5 Vです。動作および保管温度範囲は-55°Cから+85°Cと規定されており、産業用や過酷な環境アプリケーションへの適合性を示しています。

2.2 電気的・光学的特性

これらの特性は、標準試験条件である順電流（IF）20 mA、Ta=25°Cで測定されます。赤色チップの標準的な光度（Iv）は45.0ミリカンデラ（mcd）、最小値は18.0 mcdです。黄色チップは通常より明るく、Ivは75.0 mcd（最小28.0 mcd）です。両チップとも130度という非常に広い指向角（2θ1/2）を有しており、パネルインジケータに適した広く拡散した発光パターンを提供します。

赤色チップの標準的なピーク発光波長（λP）は639 nm、主波長（λd）は631 nmで、可視スペクトルの標準的な赤色領域に位置します。黄色チップは、標準ピーク波長591 nm、主波長589 nmで発光します。両者のスペクトル線半値幅（Δλ）は約15 nmであり、比較的純粋な色の発光を示しています。20mA時の両チップの標準順電圧（VF）は2.0 V、最大値は2.4 Vです。5V時の最大逆電流（IR）は10 µA、標準接合容量（C）は40 pFです。

3. ビニングシステムの説明

本製品は、アプリケーションにおける輝度の一貫性を確保するため、光度に基づいてビンに仕分けされています。赤色チップと黄色チップで別々のビンコードが定義されています。

赤色チップ ビニング（20mA時）:

- ビンコード M: 18.0 - 28.0 mcd

- ビンコード N: 28.0 - 45.0 mcd

- ビンコード P: 45.0 - 71.0 mcd

- ビンコード Q: 71.0 - 112.0 mcd

黄色チップ ビニング（20mA時）:

- ビンコード N: 28.0 - 45.0 mcd

- ビンコード P: 45.0 - 71.0 mcd

- ビンコード Q: 71.0 - 112.0 mcd

- ビンコード R: 112.0 - 180.0 mcd

各光度ビンには+/-15%の許容差が適用されます。設計者は、特に複数のLEDを一緒に使用し、均一な外観が重要な場合、所望の輝度レベルを保証するために、発注時に必要なビンコードを指定する必要があります。

4. 性能曲線分析

データシートでは特定のグラフ曲線（例：スペクトル分布のFig.1、指向角のFig.6）が参照されていますが、提供されたデータから主要な性能を理解することができます。順電流（IF）と光度（Iv）の関係は、動作範囲内では一般的に線形です。最大30mAの直流電流でLEDを駆動すると、20mAの標準試験点よりも比例して高い光出力が得られますが、熱管理がより重要になります。順電圧（VF）は2つのチップ間でほとんど変動がなく、駆動回路の設計が簡素化されます。広い130度の指向角は一貫した特性であり、規定範囲内の通常の電流や温度変動によって大きく影響されることはありません。0.4 mA/°Cのファクターによって暗示されるデレーティング曲線は線形であり、周囲温度の上昇に伴う最大許容電流の予測可能な減少を示しています。

5. 機械的・包装情報

デバイスは業界標準のSMD LEDパッケージ外形に準拠しています。正しい回路設計のため、ピン割り当てが重要です：ピン1と3は赤色LEDチップに、ピン2と4は黄色LEDチップに割り当てられています。この構成により、通常、各色を独立して制御することが可能です。特に断りのない限り、すべての寸法はミリメートル単位で、標準公差は±0.10 mmです。部品は幅8mmのエンボスキャリアテープに供給され、直径7インチ（178mm）のリールに巻かれています。フルリールあたり4000個が含まれます。トップカバーテープが部品ポケットを密封し、取り扱いや輸送中の保護を図っています。

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、通常（スズ鉛）および鉛フリーはんだプロセスの両方に対する推奨赤外線（IR）リフロープロファイルが記載されています。鉛フリー実装（SnAgCuはんだペースト使用）の場合、推奨プロファイルには、予熱段階、ピーク温度への制御された上昇、冷却段階が含まれます。重要なパラメータは、ピークボディ温度が260°Cを超えないこと、および240°C以上の時間が最大10秒に制限されることです。ウェーブはんだ付けやはんだごてによる手はんだについても言及されており、温度（ウェーブ最大260°C、はんだごて最大300°C）と暴露時間（ウェーブ最大10秒、はんだごては接合部ごとに最大3秒）に厳しい制限があります。

6.2 保管・取り扱い

LEDは、30°C以下、相対湿度70%以下の環境で保管する必要があります。元の防湿包装から取り出した後、リフローはんだ付けを意図した部品は、1週間以内に処理する必要があります。1週間を超える保管が必要な場合は、乾燥した雰囲気（例：乾燥剤入り密閉容器または窒素デシケーター）で保管し、はんだ付け前に約60°Cで少なくとも24時間ベーキングを行い、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。

6.3 洗浄

はんだ付け後の洗浄が必要な場合は、指定されたアルコール系溶剤のみを使用してください。LEDは室温で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ができます。指定外または強力な化学洗浄剤の使用は、LEDのエポキシレンズやパッケージを損傷する可能性があります。

7. アプリケーション推奨事項

7.1 典型的なアプリケーションシナリオ

このデュアルカラーLEDは、民生電子機器、産業用制御パネル、自動車内装照明、標識などのマルチステータスインジケータに最適です。例としては、電源/充電状態ランプ（充電中：赤、満充電：黄）、家電製品のモードインジケータ、色切り替えが望まれる装飾用アクセント照明などがあります。

7.2 回路設計上の考慮事項

LEDは電流駆動デバイスです。均一な輝度を確保するため、特に複数のLEDを並列に接続する場合は、各LEDチップと直列に電流制限抵抗を使用することを強く推奨します（回路モデルA）。個別の抵抗なしで複数のLEDを並列駆動すること（回路モデルB）は推奨されません。個々のLED間の順電圧（VF）特性のわずかなばらつきが、電流分担に大きな差を生じさせ、結果として輝度のばらつきを引き起こす可能性があるためです。駆動回路の電源電圧を設計する際には、20mA時の標準VF 2.0Vを考慮する必要があります。

7.3 ESD（静電気放電）対策

LEDは静電気放電に敏感です。取り扱いおよび組立中は、適切なESD対策を実施する必要があります：接地されたリストストラップと作業台を使用し、イオナイザーを使用して静電気を中和し、すべての設備が適切に接地されていることを確認してください。プラスチックレンズは摩擦によって静電気を帯びることがあり、イオンブロワーはそれを安全に消散させるのに役立ちます。

8. 技術比較・差別化

この部品の主な差別化要因は、標準的な単一SMDパッケージ内でのデュアルカラー機能にあり、2つの別々のLEDを使用する場合と比較して基板スペースを節約できます。両色にAlInGaP技術を使用することで、従来の標準GaPなどの技術と比較して、より高い効率と優れた温度安定性を提供します。広い130度の指向角は、広く均一な照明が必要な場合に、狭角LEDに対する大きな利点となります。鉛フリー高温リフロープロファイルとの明示的な互換性は、現代のRoHS準拠製造プロセスへの適合性を高めています。

9. よくある質問（FAQ）

Q: 赤色チップと黄色チップを同時に最大電流で駆動できますか？

A: 最大定格はチップごとの値です。ただし、それぞれ30mAで同時動作すると、パッケージ全体で最大150mWの損失が発生します。設計者は、PCBレイアウトと周囲条件が十分な放熱を可能にし、接合温度を安全限界内に保つことを確認する必要があります。

Q: ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

A: ピーク波長（λP）は、発光スペクトルの強度が最も高い波長です。主波長（λd）は、CIE色度図上の色座標から導出され、光の知覚される色を表します。色表示アプリケーションでは、λdの方がより関連性が高いことが多いです。

Q: 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？

A: 各色に対してビンコードを指定する必要があります（例：赤色：P、黄色：Q）。これにより、両方のチップが指定された光度範囲内にあるLEDを受け取り、製品内での輝度の一貫性が保証されます。

10. 設計事例

マルチステートのバッテリーインジケータを必要とする携帯機器を考えてみましょう。単一のLTST-C195KRKSKTでこの機能を実現できます：バッテリー残量が少ない時（<20%）は赤色チップが点灯、充電中は黄色チップが点灯し、両チップを低電流で駆動すれば中間状態（例：バッテリー中程度）のオレンジ色の色調を作り出すことができます。この設計は、2つの個別LEDを使用する場合と比較して、スペースを節約し、部品点数を減らし、組立を簡素化します。回路には、正しいピンペア（赤色：1&3、黄色：2&4）に接続された独自の電流制限抵抗を持つ、2つの独立した駆動チャネル（例：マイクロコントローラから）が必要です。広い指向角により、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。

11. 動作原理

LEDは半導体ダイオードです。特性順電圧（Vf）を超える順電圧が印加されると、AlInGaP材料内のp-n接合部で電子と正孔が再結合します。この再結合により、エネルギーが光子（光）の形で放出されます。半導体結晶格子中のアルミニウム、インジウム、ガリウム、リンの特定の組成が、バンドギャップエネルギーを決定し、それが直接発光の波長（色）を決定します。デュアルカラーパッケージには、物理的に分離された2つの半導体チップが含まれており、それぞれが異なる材料組成で設計され、それぞれ赤色光と黄色光を発光します。

12. 技術動向

オプトエレクトロニクス産業は、発光効率（ルーメン毎ワット）の向上、演色性と彩度の改善、信頼性の向上に注力し続けています。より小型のパッケージでの高出力密度化がトレンドです。鉛フリー高温はんだ付けへの移行は現在標準となっています。さらに、統合が重要なトレンドであり、マルチチップパッケージ（このデュアルカラーLEDのように）やLEDドライバーさえもモジュールに統合され、最終製品の設計と組立を簡素化しています。基礎となるAlInGaP技術は、その効率と安定性から、赤色、橙色、黄色LEDの高性能な選択肢であり続けています。