LTST-C155TGKFKT 2色SMD LED データシート - 高さ1.10mm - 緑色3.3V/橙色2.0V - 76mW/75mW - 日本語技術文書

1. 製品概要

本資料は、LTST-C155TGKFKTの完全な技術仕様を提供します。これは、2色の表面実装デバイス（SMD）LEDであり、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、橙色発光用のAlInGaP（リン化アルミニウムインジウムガリウム）チップです。コンパクトな2色表示を必要とする、現代的な電子機器組立プロセスおよびアプリケーション向けに設計されています。

このLEDの中核的な利点は、1.10mmという極めて低いプロファイルにあります。これは、民生電子機器、自動車内装、携帯機器など、スペースに制約のある設計において極めて重要です。RoHS（有害物質使用制限）指令に準拠したグリーン製品です。パッケージは、7インチ径リールに巻かれた8mm幅テープ上に供給され、量産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。また、赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスにも対応しており、鉛フリー（Pbフリー）組立基準に適合しています。

ターゲット市場は、信頼性の高い2状態表示が必要とされる幅広い電子機器分野です。これには、オフィスオートメーション機器、通信機器、家電製品、産業用制御パネル、自動車のダッシュボード表示器などが含まれます。各色ごとに独立したアノード/カソードピンが用意されており、独立した制御が可能です。これにより、状態表示、電源表示、または多状態のユーザーインターフェースフィードバックを実現できます。

2. 詳細技術パラメータ分析

2.1 絶対最大定格

これらの限界を超えて動作させると、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。

• 電力損失（Pd）：緑色チップ：76 mW、橙色チップ：75 mW。このパラメータは、熱として許容される最大電力を定義します。これを超えると、接合温度が過度に上昇し、劣化が加速する可能性があります。
• ピーク順方向電流（I_FP）：緑色：100 mA、橙色：80 mA。これは、デューティ比1/10、パルス幅0.1msの条件下で許容される最大パルス電流です。連続DC定格よりも大幅に高く、短時間の高輝度パルスに有用です。
• DC順方向電流（I_F）：緑色：20 mA、橙色：30 mA。これは、標準的な輝度と長期信頼性を得るための推奨連続動作電流です。
• 逆電圧（V_R）：両色とも5 V。デバイスは逆バイアスに対して限定的な保護を提供します。AC動作や回路設計における逆バイアス条件向けには設計されていません。
• 動作温度範囲：-20°C から +80°C。LEDはこの周囲温度範囲内で動作可能です。
• 保存温度範囲：-30°C から +100°C。
• 赤外線はんだ付け条件：ピーク温度260°Cで10秒間耐えます。これは、鉛フリーリフロープロファイルの標準条件です。

2.2 電気的・光学的特性

これらは、特に断りのない限り、Ta=25°C、I_F=20mAで測定された代表的な性能パラメータです。

• 光度（I_V）：これは知覚される明るさです。緑色の場合、最小71.0 mcdから最大280.0 mcdの範囲です。橙色の場合、最小45.0 mcdから最大180.0 mcdの範囲です。個々のユニットの実際の光度は、そのビンコードによって決定されます（セクション3参照）。測定はCIEの明所視感度曲線に従います。
• 指向角（2\u03b8_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として定義される広い指向角であり、広い視野角からの視認性が求められるアプリケーションに適しています。
• ピーク発光波長（\u03bb_P）：緑色（InGaN）：代表値525 nm、橙色（AlInGaP）：代表値611 nm。これは、発光スペクトルの最高点における波長です。
• 主波長（\u03bb_d）：緑色：代表値525 nm、橙色：代表値605 nm。CIE色度図から導出される、光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（\u0394\u03bb）：緑色：代表値35.0 nm、橙色：代表値17.0 nm。橙色AlInGaPチップはスペクトル帯域幅が狭く、より広いスペクトルを持つ緑色と比較して、より飽和した純粋な色を実現します。
• 順方向電圧（V_F）：緑色（20mA時）：代表値3.3 V（最大3.5 V）。橙色（20mA時）：代表値2.0 V（最大2.4 V）。橙色チップの低いV_Fは、同じ駆動電流に対して消費電力が少ないことを意味します。これらの値は、駆動回路の電流制限抵抗を設計する上で極めて重要です。
• 逆電流（I_R）：逆電圧（V_R）5V印加時、緑色：最大10 \u00b5A、橙色：最大20 \u00b5A。この試験は特性評価のみを目的としており、デバイスは逆動作を意図していません。

3. ビニングシステムの説明

LEDは、測定された光度に基づいて選別（ビニング）され、生産ロット内の一貫性を確保します。ビンコードは、特定の輝度レベルを必要とするアプリケーションにおいて、発注情報の重要な部分です。

3.1 緑色チップ 光度ビン

• ビンコード Q：最小71.0 mcd、最大112.0 mcd。
• ビンコード R：最小112.0 mcd、最大180.0 mcd。
• ビンコード S：最小180.0 mcd、最大280.0 mcd。

3.2 橙色チップ 光度ビン

• ビンコード P：最小45.0 mcd、最大71.0 mcd。
• ビンコード Q：最小71.0 mcd、最大112.0 mcd。
• ビンコード R：最小112.0 mcd、最大180.0 mcd。

許容差：定義された各ビン内の光度には、±15%の許容差があります。これは、測定や生産におけるわずかな変動を考慮したものです。

4. 性能曲線分析

データシートには、非標準条件下でのデバイス挙動を理解するために不可欠な代表的な性能曲線が参照されています。具体的なグラフは本文中には再現されていませんが、その意味合いを以下に分析します。

4.1 順方向電流 vs. 順方向電圧（I-V曲線）

各チップ（緑色/橙色）のI-V曲線は、ダイオードに典型的な指数関数的関係を示します。橙色AlInGaPチップの曲線は、緑色InGaNチップ（約3.3V）と比較して、より低い膝電圧（約2.0V）を持つでしょう。このグラフは、必要な供給電圧を決定し、ユニット間および温度変化にわたって安定した輝度を確保するための定電流ドライバを設計する上で極めて重要です。

4.2 光度 vs. 順方向電流

この曲線は、推奨動作範囲内（最大20-30mA）では、駆動電流と光出力の間にほぼ線形関係を示すのが一般的です。定格DC電流を超えてLEDを駆動すると輝度は増加しますが、電力損失の増加、効率の低下、および接合温度上昇による寿命短縮の可能性という代償が伴います。

4.3 スペクトル分布

参照されるスペクトルグラフは、緑色（広い、~35nm）と橙色（狭い、~17nm）チップ間のスペクトル半値幅の違いを示すでしょう。橙色チップの狭い発光はAlInGaP技術の特徴であり、高い色純度を提供します。これは、色の識別が重要なインジケータアプリケーションでしばしば望まれます。

4.4 温度依存性

LEDの性能は温度に敏感です。提供された本文では詳細に述べられていませんが、典型的な特性には以下が含まれます：接合温度の上昇に伴う光度の低下、主波長のわずかなシフト（通常数ナノメートル）、および温度上昇に伴う順方向電圧（V_F）の低下。これらの要因は、高温環境にさらされるアプリケーションの熱管理および回路設計において考慮する必要があります。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

LEDは業界標準のEIAパッケージ外形を備えています。主要な機械的特徴は、最大高さ（H）1.10 mmの超薄型プロファイルです。PCBフットプリント設計に必要なその他の重要な寸法（長さ、幅、リード間隔など）は、特に指定のない限り標準公差±0.10 mmでパッケージ図面に提供されています。

5.2 ピン割り当て

デバイスは4つのピンを有します。LTST-C155TGKFKTバリアントの場合：

• ピン1および3は、緑色InGaNチップ（アノードおよびカソード）に割り当てられています。
• ピン2および4は、橙色AlInGaPチップ（アノードおよびカソード）に割り当てられています。

この構成により、2つのLEDを完全に独立して配線および制御することが可能です。

5.3 推奨はんだパッドレイアウト

PCB用の推奨ランドパターン（フットプリント）が提供されています。このパターンに従うことは、リフロー時の信頼性の高いはんだ接合の達成、トゥームストーニング（部品の立ち上がり）の防止、および適切な位置合わせを確保するために極めて重要です。パッド設計は、はんだフィレットの形成と熱緩和を考慮しています。

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

鉛フリープロセス向けの推奨赤外線（IR）リフロープロファイルが含まれています。JEDEC標準に準拠するこのプロファイルの主要パラメータは以下の通りです：

• プリヒート：150°C から 200°C。
• プリヒート時間：最大120秒。基板と部品を徐々に加熱し、熱衝撃を最小限に抑えます。
• ピーク温度：最大260°C。
• 液相線以上時間：部品はピーク温度に最大10秒間さらされるべきです。リフローは最大2回まで実行可能です。

基板設計、部品、ペーストは様々であるため、このプロファイルは一般的な目標として機能します。基板固有の特性評価が推奨されます。

6.2 手はんだ付け

手はんだ付けが必要な場合は、温度が300°Cを超えないはんだごてを使用してください。リードごとはんだ付け時間は最大3秒に制限し、プラスチックパッケージや内部ワイヤーボンドへの熱損傷を防ぐため、1回のみ行ってください。

6.3 洗浄

指定されていない化学洗浄剤を使用しないでください。はんだ付け後の洗浄が必要な場合は、LEDを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に1分未満浸してください。強力な溶剤は、エポキシレンズやパッケージマーキングを損傷する可能性があります。

6.4 静電気放電（ESD）対策

LEDは静電気放電や電圧サージに敏感です。取り扱い時は、接地されたリストストラップまたは帯電防止手袋の使用が推奨されます。すべての組立装置および作業台は適切に接地され、ESD損傷を防止する必要があります。ESD損傷は直ちに明らかにならない場合もありますが、長期信頼性を低下させる可能性があります。

7. 梱包・発注情報

7.1 テープ＆リール仕様

部品は、ANSI/EIA-481標準に従い、7インチ（178 mm）径リール上のエンボスキャリアテープで供給されます。

• テープ幅：8 mm。
• 1リールあたり数量：3000個。
• 最小発注数量（MOQ）：残数数量の場合、500個。
• カバーテープ：空の部品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：リール仕様上、連続する最大2個のランプ（空ポケット）の欠品が許容されます。

7.2 保存条件

未開封パッケージ：温度≤30°C、相対湿度（RH）≤90%で保存してください。乾燥剤入りの密封防湿バッグ内での保存寿命は1年です。開封済みパッケージ：元の梱包から取り出した部品は、周囲温度30°C / 相対湿度60%以下で保存してください。開封後1週間以内にIRリフローを完了することが推奨されます。長期保存（開封済み）：乾燥剤入りの密閉容器または窒素デシケーター内で保存してください。元のバッグから取り出して1週間以上保存した場合は、組立前に約60°Cで少なくとも20時間のベーキング（乾燥）を行うことが推奨されます。これにより吸収された湿気を除去し、リフロー時のポップコーン現象を防止します。

8. アプリケーションノート・設計上の考慮事項

8.1 代表的なアプリケーション回路

各LEDチップ（緑色および橙色）は、電圧源（例：5Vまたは3.3Vレール）から駆動する場合、外部の電流制限抵抗を必要とします。抵抗値（R）はオームの法則を使用して計算できます：R = (V_電源- V_F) / I_F。データシートの最大V_Fを使用して、最悪条件下でも電流がI_F（最大）を超えないようにします。例：5V電源から緑色LEDを目標I_F20mAで駆動する場合：R = (5V - 3.5V) / 0.020A = 75 \u03a9。標準の75\u03a9または82\u03a9抵抗が適しています。精密制御やマルチプレクシングには、定電流ドライバの使用が推奨されます。

8.2 熱管理

電力損失は低い（76/75 mW）ですが、PCB上の効果的な熱管理は、特に高温環境下や高電流で駆動する場合に、輝度と寿命を維持するために重要です。LEDパッド周囲に十分な銅面積を確保し、ヒートシンクとして機能するようにPCBレイアウトを設計してください。他の発熱部品を近接して配置しないようにします。

8.3 光学設計

ウォータークリアレンズは、広く拡散した指向角を提供します。より指向性のあるビームが必要なアプリケーションでは、LEDの上に二次光学部品（ライトパイプやレンズなど）を取り付けることができます。2色機能により、両方のチップを調整された電流で同時に駆動することで第3の色（例：黄みがかった色合い）を作り出すことが可能ですが、これは所望の色度を達成するために注意深い電流制御を必要とします。

9. 技術比較・差別化

LTST-C155TGKFKTは、以下の主要な特徴により市場で差別化されています：超薄型プロファイル（1.10mm）：これは多くの標準SMD LEDに対する大きな利点であり、現代のスマートフォン、タブレット、ノートパソコンなどの超薄型デバイスでの使用を可能にします。2チップ、独立制御：共通アノードまたはカソードを使用する一部の2色LEDとは異なり、このデバイスは完全に独立したピンを提供します。これにより、設計の柔軟性が高まり、追加のマルチプレクシングの複雑さなしに、独立した駆動回路とより複雑な表示パターンを実現できます。材料技術：緑色にInGaN、橙色にAlInGaPを使用していることは、それぞれの色に対して高効率の半導体材料を選択したことを示しており、良好な輝度と色安定性を提供します。製造対応性：自動実装および標準的な鉛フリーリフロープロファイルとの完全な互換性により、量産メーカーにおける組立コストと複雑さが低減されます。

10. よくある質問（FAQ）

Q1: 緑色と橙色のLEDを同時に点灯できますか？A: はい、ピンは独立しています。片方のみ、もう片方のみ、または両方を同時に点灯することができます。電源および回路が合計電流（例：両方20mAの場合最大50mA）を供給できることを確認してください。

Q2: ピーク波長と主波長の違いは何ですか？A: ピーク波長（\u03bb_P）は、スペクトル中の最高強度点の物理的な波長です。主波長（\u03bb_d）は、人間の色知覚（CIE図表）に基づいて計算され、知覚される色に最もよく一致する値です。これらはしばしば近い値ですが、特に広いスペクトルの場合、同一ではありません。

Q3: なぜ逆電圧定格は5Vしかないのですか？A: LEDは整流ダイオードのように逆電圧を遮断するようには設計されていません。5V定格は、取り扱いや試験中の偶発的な逆バイアスに対する安全限界です。回路設計では、LEDが正しく極性配置されていることを常に確認するか、AC信号または双方向バスに接続する場合は直列ダイオードで保護してください。

Q4: 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: ビンコード（例：緑色のS、橙色のR）は、保証される最小および最大光度を指定します。製品ライン全体で一貫した輝度を得るためには、ディストリビューターに必要なビンコードを指定してください。指定しない場合、製品の範囲内で利用可能な任意のビンから部品を受け取る可能性があります。

11. 実用的なアプリケーション例

シナリオ: 民生機器用デュアルステータス電源インジケータ携帯型バッテリー駆動デバイスが、このLEDを使用して充電状態を表示します。設計目標は以下の通りです：橙色は充電中、緑色は充電完了。実装方法：マイクロコントローラ（MCU）は2つのGPIOピンを有します。各ピンは、電流制限抵抗（セクション8.1で計算）を介して一方の色のLEDのアノードに接続されます。カソードはグランドに接続されます。MCUファームウェアは、充電中に橙色LEDピンをハイに駆動します。バッテリー管理ICが充電完了を通知すると、MCUは橙色ピンをオフにし、緑色ピンをハイに駆動します。超薄型パッケージにより、薄いベゼルの後ろに収まります。広い指向角により、様々な角度から状態が視認可能です。独立した制御により、スイッチンググランドを必要とする共通アノードタイプと比較して、ファームウェアが簡素化されます。

12. 技術原理の紹介

発光ダイオード（LED）は、電流が流れると光を発する半導体デバイスです。この現象はエレクトロルミネセンスと呼ばれます。順方向に電圧が印加されると、n型半導体からの電子とp型半導体からの正孔が活性領域（接合部）に注入されます。電子が正孔と再結合すると、光子（光の粒子）の形でエネルギーが放出されます。発光の波長（色）は、活性領域で使用される半導体材料のエネルギーバンドギャップによって決定されます。 この2色LEDでは、2つの異なる半導体チップが1つのパッケージ内に収められています：InGaN（窒化インジウムガリウム）：この材料系は広いバンドギャップを持ち、青色、緑色、紫外線領域で発光するように調整できます。ここでは、緑色光（ピーク約525 nm）を発するように設計されています。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、赤色、橙色、黄色スペクトル領域での高効率で知られています。ここでは、橙色光（ピーク約611 nm）を発するように設計されています。 各チップは独自のボンディングワイヤに接続されており、これらは4つの外部ピンに接続され、独立した電気的動作を可能にしています。

13. 業界動向

LTST-C155TGKFKTのようなSMD LEDの開発は、以下の主要な業界動向に沿っています：小型化：より薄く、より小さな部品への追求は、より洗練されコンパクトな最終製品を可能にし続けています。1.10mmの高さはこの動向を表しています。高集積化：単一パッケージ内に複数の機能（2色）を統合することは、2つの独立したLEDを使用する場合と比較して、PCBスペースを節約し、組立コストを削減します。鉛フリー・グリーン製造：RoHS準拠および鉛フリー高温リフロープロファイルとの互換性は、現在、世界的な環境規制によって推進される標準要件となっています。自動化対応性：テープ＆リール梱包およびピックアンドプレース設計は、大量生産におけるコスト効率の高い製造に不可欠です。性能の標準化：EIA標準パッケージおよびJEDECリフロープロファイルの使用は、電子機器サプライチェーン全体での相互運用性と信頼性を確保します。将来の動向には、さらに薄いパッケージ、より高効率な材料、およびLEDパッケージ自体へのドライバや制御ロジックの統合が含まれる可能性があります。