LTST-C195KGJRKT-5A 2色SMD LED データシート - パッケージ寸法 - 緑/赤 - 5V - 75mW - 技術文書

1. 製品概要

LTST-C195KGJRKT-5Aは、先進的なAlInGaPチップ技術を採用した2色表面実装デバイス（SMD）LEDです。この部品は、単一のコンパクトなパッケージから2つの異なる表示色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。超明るい出力を特徴とし、標準のEIA準拠パッケージに収められているため、赤外線および気相はんだリフローを含む自動組立プロセスに適しています。本デバイスはRoHS指令に準拠し、グリーン製品に分類されます。

1.1 中核的利点

• 2色機能：1つのパッケージ内に独立した緑色と赤色のLEDチップを統合し、基板スペースを節約し、多状態表示の設計を簡素化します。
• 高輝度：AlInGaP材料は、従来のLED技術と比較して優れた光度を実現します。
• 製造互換性：7インチリール上の8mmテープにパッケージングされており、高速自動実装機に完全に対応しています。
• 堅牢なプロセス互換性：標準的な赤外線リフローはんだ付けプロファイル（鉛フリー（Pbフリー）組立プロセスに必要なものも含む）に耐えます。

2. 技術パラメータ詳細解説

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応力限界を定義します。これらの値を超える条件下でのLEDの動作は推奨されません。

• 電力損失（P_d）：各色（緑および赤）あたり75 mW。これはデバイスで許容される最大の電力損失です。
• ピーク順電流（I_FP）：80 mA。これは最大瞬間順電流であり、通常、過熱を防ぐためにパルス条件（1/10デューティサイクル、0.1msパルス幅）で規定されます。
• 連続順電流（I_F）：30 mA DC。信頼性の高い連続動作のための最大定常状態電流です。
• 電流ディレーティング：25°Cから0.4 mA/°Cの線形ディレーティング。周囲温度が25°Cを超えて上昇するにつれて、最大許容順電流を減少させる必要があります。
• 逆電圧（V_R）：5 V。LEDにかけることができる逆方向の最大電圧です。
• 動作温度範囲（T_opr）：-30°C から +85°C。
• 保存温度範囲（T_stg）：-40°C から +85°C。
• はんだ付け温度：赤外線リフロー中、260°Cで5秒間耐えます。

2.2 電気的および光学的特性

これらは、特に断りのない限り、周囲温度（T_a）25°C、試験電流（I_F）5mAで測定した代表的な性能パラメータです。

• 光度（I_V）：
  • 緑：最小4.5 mcd、代表値は規定なし、最大28.0 mcd。
  • 赤：最小7.1 mcd、代表値は規定なし、最大45.0 mcd。
  • 測定はCIEの明所視感度曲線に基づいています。
• 指向角（2θ_1/2）：両色とも130度（代表値）。これは光度がピーク軸値の半分に低下する全角です。
• ピーク波長（λ_P）：
  • 緑：574 nm（代表値）。
  • 赤：639 nm（代表値）。
• 主波長（λ_d）：
  • 緑：571 nm（代表値）。
  • 赤：631 nm（代表値）。
  • これは、CIE色度図から導き出された、人間の目が知覚する単一波長です。
• スペクトル半値幅（Δλ）：
  • 緑：15 nm（代表値）。
  • 赤：20 nm（代表値）。
• 順電圧（V_F）：
  • 代表値：両色とも1.9 V。
  • 最大値：I_F= 5mA時、両色とも2.3 V。
• 逆電流（I_R）：V_R= 5V時、両色とも最大10 μA。

3. ビニングシステムの説明

LEDは、生産ロット内の一貫性を確保するために、その光度に応じて選別（ビニング）されます。ビンコードは品番の一部です（例：LTST-C195KGJRKT-5Aの'K'と'J'）。

3.1 光度ビニング

緑色（'C195'の後の最初の文字）：

• ビン J：4.5 mcd（最小） ～ 7.1 mcd（最大）
• ビン K：7.1 mcd ～ 11.2 mcd
• ビン L：11.2 mcd ～ 18.0 mcd
• ビン M：18.0 mcd ～ 28.0 mcd

赤色（'C195'の後の2番目の文字）：

• ビン K：7.1 mcd ～ 11.2 mcd
• ビン L：11.2 mcd ～ 18.0 mcd
• ビン M：18.0 mcd ～ 28.0 mcd
• ビン N：28.0 mcd ～ 45.0 mcd

各光度ビンの許容差は±15%です。この特定の部品（GJ）は、緑色ビンJと赤色ビンKを使用しています。

4. 性能曲線分析

データシートは、設計に不可欠な代表的な特性曲線を参照しています。正確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 順電流対順電圧（I-V曲線）

I-V特性は非線形です。緑色および赤色チップの両方について、代表的な順電圧は5mAで1.9Vです。設計者は、電圧の小さな変化が電流の大きな変化を引き起こす可能性があるため、適切な電流制限抵抗を選択するためにこの曲線を使用する必要があります。最悪ケースの電力損失計算には、最大V_F値2.3Vを使用すべきです。

4.2 光度対順電流

光出力は、推奨動作範囲内では順電流にほぼ比例します。ただし、非常に高い電流では熱の増加により効率が低下する可能性があります。規定の光度値は5mAでの値です。最大連続電流30mAで駆動すると出力は大幅に高くなりますが、注意深い熱管理が必要です。

4.3 温度特性

LEDの性能は温度に依存します。光度は、接合温度が上昇すると一般的に減少します。順電流の0.4 mA/°Cディレーティング係数は、特に高温環境下での熱暴走を防ぎ、長期信頼性を確保するための重要な設計パラメータです。

5. 機械的およびパッケージ情報

5.1 パッケージ寸法とピン割り当て

デバイスは標準的なSMDパッケージを使用しています。特に断りのない限り、主要な寸法公差は±0.10mmです。

• ピン割り当て：
  • 緑色LEDチップ：ピン1および3に接続。
  • 赤色LEDチップ：ピン2および4に接続。
• レンズ：ウォータークリア。チップ本来の色（緑と赤）が見えるようになっています。

5.2 推奨はんだパッドレイアウト

信頼性の高いはんだ接合の形成とリフロー中の適切な位置合わせを確保するために、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で、トゥームストーニングを防ぎ、良好な熱的および電気的接続を確保するのに役立ちます。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

6.1 リフローはんだ付けプロファイル

2つの推奨赤外線（IR）リフロープロファイルが提供されています：標準（SnPb）はんだプロセス用と鉛フリー（SnAgCu）はんだプロセス用です。鉛フリープロファイルはより高いピーク温度（通常最大260°C）を必要とします。LEDパッケージへの熱衝撃を防ぎ、はんだ接合の完全性を確保するために、プリヒート、ソーク、リフロー、冷却ゾーンを含む推奨時間-温度曲線に従うことが重要です。

6.2 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。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分未満浸漬することを推奨します。指定外の化学薬品の使用は、プラスチックレンズやパッケージを損傷する可能性があります。

6.3 保存条件

長期信頼性のため、LEDは30°C以下、相対湿度70%以下の環境で保存する必要があります。元の防湿包装から取り出した部品は、1週間以内にリフローはんだ付けする必要があります。1週間を超える保存が必要な場合は、乾燥剤を入れた密閉容器または窒素雰囲気中で保管し、組立前にベーキング（約60°Cで24時間）して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。

7. 包装および発注情報

7.1 テープおよびリール仕様

デバイスは、7インチ（178mm）直径のリールに巻かれた標準的なエンボスキャリアテープで供給されます。

• 包装数量：フルリールあたり4000個。
• 最小発注数量（MOQ）：残数については500個。
• テープ仕様：ANSI/EIA-481-1-A-1994に準拠。
• 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。
• 欠品部品：リール仕様により、連続する最大2個の欠品LED（空ポケット）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

• 状態表示：単一の部品から緑色と赤色を使用して、デュアルステート表示（例：電源オン/スタンバイ、充電状態、ネットワーク活動/エラー）を必要とする機器に最適です。
• フロントパネル表示：スペースが限られている民生用電子機器、産業用制御装置、自動車内装に使用されます。
• 凡例のバックライト：異なる色でアイコンやシンボルを照らすために使用できます。

8.2 回路設計上の考慮事項

駆動方法：LEDは電流駆動デバイスです。複数のLEDを並列に使用する場合に均一な輝度を確保するには、強く推奨します各LEDに直列に独立した電流制限抵抗を使用すること（回路モデルA）。個々のLEDの順電圧（V_F）のばらつきにより、電流、ひいては輝度に大きな差が生じる可能性があるため、単一の抵抗から複数のLEDを並列駆動すること（回路モデルB）は推奨されません。

ESD保護：AlInGaP LEDは静電気放電（ESD）に敏感です。ESDによる損傷は、高い逆リーク電流、低い順電圧、または低電流での点灯不良として現れる可能性があります。取り扱いおよび組立全体を通じて予防措置を実施する必要があります：

• 接地リストストラップと帯電防止マットを使用する。
• すべての設備と作業台が適切に接地されていることを確認する。
• イオナイザーを使用してLEDレンズ上の静電気を中和する。

9. 技術比較と差別化

この部品の主な差別化点は、単一の標準SMDパッケージ内での2色機能にあります。2つの独立した単色LEDを使用する場合と比較して、PCB上のスペースを大幅に節約し、部品点数を減らし、部品表（BOM）を簡素化します。AlInGaP技術の使用は、赤色チップのGaAsPなどの古い技術と比較して、より高い発光効率と優れた温度安定性を提供し、より明るく一貫した出力を実現します。130度の広い指向角は、オフアクシス角度からの視認性が重要なアプリケーションに適しています。

10. よくある質問（FAQ）

10.1 緑色と赤色のLEDを同時に駆動できますか？

はい、ただし、それぞれのピン（緑色は1/3、赤色は2/4）を介して独立して駆動する必要があります。適切に管理しない場合、最大電流で同時に駆動すると、パッケージの総電力損失定格を超える可能性があります。熱計算では、発生する熱の合計を考慮する必要があります。

10.2 ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

ピーク波長（λ_P）は、発光のスペクトルパワー分布が最大となる波長です。主波長（λ_d）は、CIE色度図で定義される光の知覚色に一致する単一波長です。狭いスペクトルを持つLEDの場合、これらはしばしば近い値ですが、色の仕様にはλ_dがより関連します。

10.3 品番のビンコードをどのように解釈すればよいですか？

LTST-C195GJRKT-5Aの場合、文字GJはそれぞれ緑色チップと赤色チップの光度ビンを示します。'G'は緑色チップのビン（この場合は'J'）に対応し、'J'は赤色チップのビン（この場合は'K'）に対応します。ビンJおよびKの正確なmcd範囲については、セクション3.1を参照してください。

11. 設計および使用事例

シナリオ：携帯機器用デュアルステータス電源インジケータ。コンパクトな携帯型医療機器には、バッテリー状態を明確かつスペース効率的に表示するインジケータが必要です：点灯緑色で十分な充電、点滅緑色で充電中、点灯赤色でバッテリー低下。

実装：LTST-C195KGJRKT-5Aは理想的な選択です。マイクロコントローラのGPIOピンが、100Ωの電流制限抵抗を介して緑色LED（ピン1/3）を駆動します（V_F~1.9V、~3.3V電源で~20mA）。別のGPIOピンが同様の抵抗を介して赤色LED（ピン2/4）を駆動します。ファームウェアが点滅および点灯状態を制御します。この設計では、2つではなく1つの部品フットプリントのみを使用し、配線を簡素化し、クリーンでプロフェッショナルな外観を提供します。

12. 技術原理の紹介

このLEDは、リン化アルミニウムインジウムガリウム（AlInGaP）半導体材料に基づいています。p-n接合に順電圧が印加されると、電子と正孔が再結合し、光子（光）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、それが直接発光の波長（色）を定義します。緑色チップは約571nm発光用の組成を使用し、赤色チップは約631nm発光用の異なる組成を使用します。ウォータークリアレンズは、これらの波長に対して透明なエポキシまたはシリコーンで作られており、拡散や色変換なしにチップ本来の色が見えるようになっています。

13. 業界動向と発展

SMDインジケータLEDのトレンドは、より高い効率、より小さなパッケージサイズ、および機能の増加に向かって続いています。小型化と豊富なユーザーインターフェースの要求を満たすために、単一パッケージ内の2色および多色LEDがより一般的になっています。また、鉛フリーはんだ付けに必要なより高温のリフロープロファイルや、湿気および化学薬品への耐性など、過酷な条件下での信頼性向上にも焦点が当てられています。さらに、LEDパッケージ内に電流制限抵抗またはドライバICを統合する（スマートLED）ことで、回路設計をさらに簡素化し、性能の一貫性を向上させるという新たなトレンドもあります。