LTST-S327TBKSKT デュアルカラーSMD LED データシート - ブルー & イエロー - 20mA/30mA - 76mW/75mW - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、コンパクトな表面実装型デュアルカラーLED部品の仕様を詳細に説明します。このデバイスは、青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統合しています。この構成は、最小限の占有面積で複数の状態表示や色混合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。

1.1 中核的利点とターゲット市場

この部品の主な利点は、2つの光源を組み合わせた省スペース設計です。青色発光体にはInGaN、黄色発光体にはAlInGaPという、高効率・高輝度で知られる先進的な半導体材料を使用して構築されています。パッケージはRoHS指令に完全準拠し、はんだ付け性を向上させるためスズめっき仕上げとなっています。業界標準の8mmテープにマウントされ7インチリールに巻かれて供給されるため、高速自動実装システムおよび赤外線リフローはんだ付けプロセスに完全に対応しています。典型的な用途は、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、キーボードバックライト、状態表示器、および各種信号表示アプリケーションに及びます。

2. 技術パラメータ：詳細な客観的解釈

以下のセクションでは、提供されたデータに基づき、デバイスの電気的、光学的、熱的特性に関する詳細な分析を提供します。

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生じる可能性のあるストレスの限界を定義します。これらの条件下での動作は保証されません。青色チップの場合：最大許容損失は76 mW、ピーク順電流（パルス条件：デューティ比1/10、パルス幅0.1ms）は100 mA、最大連続DC順電流は20 mAです。黄色チップの場合：最大許容損失は75 mW、ピーク順電流は80 mA、最大連続DC順電流は30 mAです。デバイスの動作温度範囲は-20°Cから+80°C、保管温度範囲は-30°Cから+100°Cです。最大許容赤外線はんだ付け温度は260°Cで、その持続時間は10秒を超えてはなりません。

2.2 電気的・光学的特性

これらのパラメータは周囲温度（Ta）25°Cで規定され、典型的な動作条件を表します。各々の推奨DC順電流（青色は20mA、黄色は試験条件20mA）で駆動した場合、両色の光度（Iv）は最小28.0 mcdから最大180.0 mcdの範囲です。指向角（2θ1/2）は両発光体で130度であり、非常に広いビームパターンを示しています。ピーク発光波長（λP）は、青色で約468 nm、黄色で約592 nmです。知覚される色を定義する主波長（λd）は、青色で典型的に470 nm、黄色で590 nmです。スペクトル線半値幅（Δλ）は青色で25 nm、黄色で17 nmであり、スペクトル純度を示します。20mA時の順方向電圧（Vf）は、青色チップで典型的に3.4V（範囲3.4V～3.8V）、黄色チップで典型的に2.0V（範囲2.0V～2.4V）です。5V時の最大逆電流（Ir）は両方とも10 μAです。

3. ビニングシステムの説明

輝度の一貫性を確保するため、LEDは測定された光度に基づいてビンに仕分けされます。

3.1 光度ビニング

青色チップと黄色チップの両方とも、コードN、P、Q、Rで定義される同一のビニング構造を使用します。各ビンには、標準試験電流20mAで測定されたミリカンデラ（mcd）単位の指定された最小および最大光度値があります。ビンNは28.0～45.0 mcd、ビンPは45.0～71.0 mcd、ビンQは71.0～112.0 mcd、ビンRは112.0～180.0 mcdをカバーします。各ビンの限界値には+/-15%の許容差が適用されます。このシステムにより、設計者はアプリケーションに応じて予測可能な輝度レベルの部品を選択できます。

4. 性能曲線分析

文書内で特定のグラフデータ（例：スペクトル測定の図1、指向角の図5）が参照されていますが、典型的な性能傾向はパラメータから推測できます。順方向電圧（Vf）は負の温度係数を持ち、接合温度が上昇するとわずかに減少することを意味します。光度も接合温度の上昇とともに減少し、これはすべてのLEDに共通する特性です。順電流（If）と光度（Iv）の関係は、推奨動作範囲内では一般的に線形です。スペクトル特性（ピーク波長、主波長）は、駆動電流と温度の変化によりわずかにシフトする可能性があります。

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

このデバイスは業界標準のSMDパッケージ外形に準拠しています。ミリメートル単位のすべての重要な寸法を含む詳細な寸法図が原資料に提供されており、一般的な公差は±0.1 mmです。レンズはウォータークリアです。ピン割り当ては明確に定義されています：ピンA1はInGaN青色チップのアノード、ピンA2はAlInGaP黄色チップのアノードです。カソードはおそらく共通ですが、正確な内部接続はパッケージ図で確認する必要があります。組み立て時の正しい極性の識別が重要です。

5.2 推奨PCBパッドレイアウトとはんだ付け方向

データシートには、プリント回路基板（PCB）の取り付けパッドの推奨フットプリントが含まれています。この設計に従うことは、信頼性の高いはんだ接合の達成、適切な位置合わせ、およびリフロー工程中の効果的な放熱にとって重要です。また、安定した実装を確保するため、はんだ付け方向に対するテープ上の部品の推奨向きも示されています。

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条件

鉛フリー（Pbフリー）実装プロセスの場合、特定の赤外線（IR）リフロープロファイルが推奨されます。このプロファイルはJEDEC規格に準拠するように設計されています。主要なパラメータには、150～200°Cの範囲の予熱段階、最大予熱時間120秒、ピークボディ温度260°C以下、およびこのピーク温度以上の時間は最大10秒に制限することが含まれます。部品はこれらの条件下で2回を超えるリフローサイクルにさらされてはなりません。最適な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依存するため、プロセス特性評価が推奨されることが強調されています。

6.2 保管と取り扱い

LEDは湿気に敏感です（MSL3）。乾燥剤入りの元の密封防湿バッグに保管されている場合、保管条件は30°C以下、相対湿度90%以下とし、1年以内に使用する必要があります。バッグを開封した後は、保管環境が30°C、相対湿度60%を超えてはなりません。元の包装から取り出した部品は、1週間以内にIRリフローを行う必要があります。元のバッグの外で1週間を超えて保管する場合は、乾燥剤を入れた密閉容器または窒素雰囲気中で保管しなければなりません。開封状態で1週間以上保管した場合は、はんだ付け前に約60°Cで少なくとも20時間のベーキングが必要です。デバイスは静電気によって損傷する可能性があるため、接地リストストラップや設備の使用など、適切なESD（静電気放電）対策が必須です。

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。指定されていない化学薬品はパッケージ材料を損傷する可能性があります。推奨される方法は、LEDを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1分未満浸漬することです。

7. 包装および発注情報

部品は、保護カバーテープ付きのエンボス加工キャリアテープに供給されます。テープ幅は8 mmです。テープは標準的な7インチ（178 mm）直径のリールに巻かれています。フルリール1本あたり3000個が含まれます。フルリール未満の数量の場合、残数ロットの最小梱包数量は500個です。包装はANSI/EIA-481仕様に準拠しています。

8. アプリケーション提案

8.1 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、基板スペースが限られているが複数の視覚状態が必要なアプリケーションに最適です。例としては、デュアルステータスインジケータ（例：電源オン/スタンバイ、ネットワーク接続/アクティブ、充電状態）、色分けされた機能を持つキーパッドのバックライト、および民生用電子機器、通信機器、産業用人機インターフェース（HMI）における小規模な情報表示などがあります。

8.2 設計上の考慮事項

設計者は、2つのチップの異なる順方向電圧（Vf）と電流定格を考慮する必要があります。適切な動作を確保し過電流損傷を防ぐために、各アノード（A1およびA2）に個別の電流制限抵抗が必要になります。130度という広い指向角は、インジケータを広い範囲の位置から視認する必要があるアプリケーションに適しています。熱は光出力と寿命を低下させるため、特に最大電流定格付近または高温環境で動作させる場合は、熱管理を考慮する必要があります。

9. 技術比較と差別化

この部品の主要な差別化要因は、高性能で化学的に異なる2つのLEDチップ（InGaN青色とAlInGaP黄色）を1つの小型SMDパッケージに統合している点です。これは、2つの別々の単色LEDを使用する場合と比較して、よりコンパクトで潜在的に信頼性の高いソリューションを提供します。黄色にAlInGaPを使用することは、蛍光体変換LEDなどの他の黄色発光技術と比較して、通常、より高い効率と優れた温度安定性を提供します。

10. 技術パラメータに基づくよくある質問

Q: 青色と黄色のLEDをそれぞれの最大DC電流で同時に駆動できますか？

A: 注意深い熱解析なしに、両方を絶対最大DC電流（青色20mA + 黄色30mA = 合計50mA）で連続駆動することは推奨されません。合計損失電力がパッケージの放熱能力を超え、劣化が加速する可能性があるためです。

Q: なぜ2色で順方向電圧が異なるのですか？

A: 順方向電圧は、半導体材料のバンドギャップの基本的な特性です。InGaN（青色）はAlInGaP（黄色）よりも広いバンドギャップを持ち、その結果、より高い順方向電圧が必要になります。

Q: "ピーク発光波長"と"主波長"の違いは何を意味しますか？

A: ピーク波長は、スペクトルパワー出力が最も高くなる波長です。主波長は、人間の目に同じ色に見える単色光の単一波長です。これらはしばしば近い値ですが、特にスペクトルが広いLEDでは同一ではありません。

11. 実用的な設計と使用例

単一のインジケータ切り欠きを持つ携帯機器を考えてみましょう。このデュアルカラーLEDを使用することで、設計は3つの異なる状態を表示できます：オフ（両チップオフ）、状態A（青色オン、例："Bluetooth有効"）、状態B（黄色オン、例："バッテリー充電中"）、そして場合によっては状態C（両方オン、緑がかった色調を作成、例："満充電かつ接続中"）。これは、基板面積あたりの機能性を最大化し、2つの別々のLEDを組み込む場合と比較して機械設計を簡素化します。

12. 動作原理の紹介

LEDにおける発光は、エレクトロルミネセンスに基づいています。半導体チップのp-n接合に順方向電圧が印加されると、電子と正孔が接合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、エネルギーを放出します。InGaNやAlInGaPのような直接遷移型半導体では、このエネルギーは主に光子（光）として放出されます。発光の特定の波長（色）は、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。InGaNチップは青色スペクトルで発光し、AlInGaPチップは黄色/琥珀色スペクトルで発光します。

13. 技術トレンド

インジケータLEDのトレンドは、より高い効率（電気ワットあたりのより多くの光出力）、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。超小型フットプリントのデュアルおよびマルチカラーパッケージは、ますます高密度化する電子アセンブリをサポートするためにより一般的になっています。また、温度や寿命にわたる色の一貫性と安定性の向上にも焦点が当てられています。InGaNのような基礎材料は、性能とコスト効率の改善が続いており、青色/緑色を超えてより広いスペクトル範囲への使用が拡大しています。