LTST-C19MGEBK-RR SMD LED データシート - フルカラーRGB - 高さ0.5mm - 順電流20-30mA - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、表面実装デバイス (SMD) LEDランプであるLTST-C19MGEBK-RRの仕様を詳細に説明します。この部品は、自動化されたプリント基板 (PCB) 組立プロセスおよびスペースが重要な制約となるアプリケーション向けに特別に設計された小型LEDファミリーの一部です。このデバイスは、赤、緑、青の光を発光可能な3つの異なるLEDチップを単一のコンパクトなパッケージ内に統合しています。このフルカラー機能により、多様な現代の電子機器に適しています。

1.1 中核的利点とターゲット市場

このLEDの主な利点は、極めて薄いプロファイル、高い輝度出力、環境および製造基準への準拠です。その設計は、大量生産の自動化された製造環境との互換性を優先しています。

• ターゲットアプリケーション：このLEDは、通信機器 (コードレスおよび携帯電話)、ポータブルコンピューティング (ノートパソコン)、ネットワークシステム機器、各種家電製品、屋内看板またはディスプレイアプリケーションに適しています。
• 主な特徴：本デバイスは、有害物質使用制限 (RoHS) 指令に準拠しています。高さ0.5mmの超薄型パッケージを特徴とします。高性能な超高輝度InGaN (緑および青用) およびAlInGaP (赤用) 半導体チップを採用しています。自動化ハンドリングのためのEIA標準梱包に準拠し、7インチ径リール上の8mmテープに梱包されて供給されます。
• 製造互換性：この部品は、集積回路 (I.C.) および標準的な自動実装装置と互換性があるように設計されています。表面実装技術組立の標準である赤外線 (IR) リフローはんだ付けプロセスに耐えることができます。

2. 技術パラメータ：詳細な客観的解釈

LEDの性能は、主に周囲温度 (Ta) 25°Cにおける特定の環境および電気的試験条件下で定義されます。これらのパラメータを理解することは、信頼性の高い回路設計に不可欠です。

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。これらの限界以下または限界での動作は保証されておらず、設計では避けるべきです。

• 電力損失 (Pd)：緑および青チップ：76 mW；赤チップ：75 mW。これは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)：デューティサイクル1/10、パルス幅0.1ms条件下で、緑/青：100 mA、赤：80 mA。この定格は連続DCではなく、パルス動作用です。
• DC順電流 (I_F)：最大連続電流：緑および青チップ：20 mA；赤チップ：30 mA。
• 温度範囲：動作：-20°C ～ +80°C；保管：-30°C ～ +85°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。これは鉛フリー (Pb-free) はんだプロセスに典型的な条件です。

2.2 電気光学特性

これらは、指定された試験条件下で測定された典型的な性能値です。設計者は、最小および最大限界に注意しながら、これらをガイドラインとして使用すべきです。

• 光度 (I_V)：ミリカンデラ (mcd) で測定。最小値は180 mcdで、各色の異なる順電流で試験：緑は2mA、赤は4.8mA、青は3mA。最大は450 mcd。光度は、CIE標準眼応答曲線に近似したセンサーとフィルターを使用して測定されます。
• 視野角 (2θ_1/2)：典型的な全視野角は120度で、広角発光パターンを示します。
• 波長パラメータ：
  • ピーク発光波長 (λ_P)：典型的な値は、518 nm (緑)、632 nm (赤)、468 nm (青) です。これはスペクトル出力が最も強い波長です。
  • 主波長 (λ_d)：典型的な値は、525 nm (緑)、624 nm (赤)、470 nm (青) です。これは、色を定義する人間の目が知覚する単一波長です。
  • スペクトル線半値幅 (Δλ)：典型的な値は、35 nm (緑)、20 nm (赤)、25 nm (青) です。これは発光のスペクトル純度または帯域幅を示します。
• 順電圧 (V_F)：試験電流で動作時のLED両端の電圧降下。範囲は：緑：最小2.20V、最大3.00V；赤：最小1.70V、最大2.40V；青：最小2.20V、最大3.00V。
• 逆電流 (I_R)：逆電圧 (V_R) 5V印加時の最大リーク電流は、50 μA (緑/青) および10 μA (赤) です。このデバイスは逆動作用に設計されていません。このパラメータは試験目的のみです。

3. ビニングシステムの説明

生産における色と明るさの一貫性を確保するため、LEDは測定された性能に基づいてビンに分類されます。LTST-C19MGEBK-RRは、2つの主要なビニング基準を使用します。

3.1 光度 (I_V) ランク

LEDは、標準試験電流での測定光度に基づいて分類されます。ビンコードとその範囲は以下の通りです：

• S1：180 mcd (最小) ～ 225 mcd (最大)
• S2：225 mcd ～ 285 mcd
• T1：285 mcd ～ 355 mcd
• T2：355 mcd ～ 450 mcd

各光度ビンには+/-15%の許容差が適用されます。

3.2 色相 (カラー) ランク

これは、色点を科学的に定義するCIE 1931色度座標 (x, y) に基づく、より複雑なビニングシステムです。データシートは、色度図上で四辺形を形成する特定の座標境界を持つビンコード (A, B, C, Dおよびその亜種A1, B1など) の詳細なグリッドを提供します。これにより、ほぼ同一の色出力を持つLEDを正確に選択できます。各色相ビンの (x, y) 座標には+/-0.01の許容差が適用されます。主波長 (λ_d) はこれらの座標から導出されます。

4. 性能曲線分析

データシートでは特定のグラフィカル曲線 (例：図1、図5) が参照されていますが、その典型的な特性は提供された技術とパラメータに基づいて記述できます。

4.1 順電流 vs. 順電圧 (I-V カーブ)

LEDのI-V関係は非線形で指数的です。仕様で提供される順電圧 (V_F) 値は、特定の試験電流でのスナップショットです。実際には、V_FはI_Fの増加とともに増加し、温度にも依存します。赤 (~1.7-2.4V) と緑/青 (~2.2-3.0V) の異なるV_F範囲は、特に多色アプリケーションにおいて、電流制限回路の注意深い設計を必要とします。

4.2 光度 vs. 順電流

光出力 (I_V) は、動作範囲内では一般的に順電流 (I_F) に比例します。ただし、熱の増加により非常に高い電流では効率が低下する可能性があります。データシートは、InGaNおよびAlInGaPチップ技術の異なる効率を反映し、同等の輝度レベルを達成するために各色に対して異なる試験電流を指定しています。

4.3 温度特性

LEDの性能は温度に敏感です。光度は、接合温度が上昇すると一般的に減少します。指定された動作温度範囲-20°C～+80°Cは、デバイスが公表された仕様を満たす周囲条件を定義します。特にデバイスの薄型プロファイルは熱容量が限られている可能性があるため、性能と寿命を維持するには、PCB上の適切な熱管理が不可欠です。

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

LEDは標準SMDパッケージです。レンズはウォータークリアです。内部光源色と対応するピン割り当ては以下の通りです：ピン1および4はInGaN緑；ピン2および5はAlInGaP赤；ピン3および6はInGaN青。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、典型的な公差は±0.1 mmです。高さ0.5mmの超薄型は重要な機械的特徴です。

5.2 推奨PCB実装パッド

データシートには、LEDをはんだ付けするためのPCB上の推奨銅パッドレイアウトを示す図が含まれています。このフットプリントに従うことは、リフロープロセスおよび動作中の信頼性の高いはんだ接合、適切な位置合わせ、効果的な放熱を実現するために重要です。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

6.1 IRリフローはんだ付け条件

鉛フリー (Pb-free) はんだプロセスの場合、ピーク温度260°Cを10秒間維持する推奨リフロープロファイルが提供されます。これは多くのSMD部品の標準プロファイルであり、LEDパッケージが過度の熱で損傷しないことを保証します。

6.2 洗浄

はんだ付け後の洗浄が必要な場合は、指定された化学薬品のみを使用してください。データシートは、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分未満浸漬することを推奨しています。指定外の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。

6.3 静電気放電 (ESD) 注意

LEDチップは静電気および電圧サージに敏感です。これらのデバイスを取り扱う際は、適切なESD対策を使用することを強く推奨します：リストストラップ、帯電防止手袋、すべての装置および機械が適切に接地されていることを確認してください。

6.4 保管条件

未開封パッケージ：LEDは、30°C以下、相対湿度 (RH) 90%以下の環境で保管してください。乾燥剤入りの防湿袋に梱包されている場合、1年以内に使用してください。
開封済みパッケージ：保管環境は30°Cまたは60% RHを超えてはなりません。元の梱包から取り出した部品は、1週間以内にIRリフローはんだ付けを行う必要があります (湿気感受性レベル3、MSL 3)。元の袋の外で長期間保管する場合は、乾燥剤入りの密閉容器または窒素雰囲気中で保管してください。

7. 梱包および発注情報

7.1 テープ＆リール仕様

LEDは、業界標準のエンボス加工キャリアテープ (幅8mm) に梱包され、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個含まれます。テープには部品ポケットを密封するためのカバーテープがあります。梱包はANSI/EIA-481仕様に準拠しています。残数については、最小梱包数量は500個です。

8. アプリケーション提案と設計上の考慮事項

8.1 典型的なアプリケーションシナリオ

• キーボード/キーパッドバックライト：その薄型プロファイルとRGB機能により、ポータブルデバイスのキーを照明するのに理想的で、色変化効果も可能です。
• ステータスインジケータ：単一の部品フットプリントで多色のステータス情報 (例：エラーは赤、準備完了は緑、動作中は青) を提供できます。
• マイクロディスプレイおよびシンボル照明器具：小型のカラー情報ディスプレイや制御パネルのシンボルバックライトに適しています。

8.2 設計上の考慮事項

• 電流駆動：各色チャンネルは、異なるV_FとI_F characteristics.
• を持つため、独立して定電流ドライバーまたは適切な電流制限抵抗を使用してください。熱管理：
• 特に最大電流付近または最大電流で駆動する場合、PCB設計がLEDパッドからの放熱を可能にすることを確認してください。光学設計：
• 120度の視野角は広い発光を提供します。より均一または指向性のある出力が必要な場合は、拡散板または導光板を検討してください。一貫性のためのビニング：_V複数のユニット間で均一な色と明るさを必要とするアプリケーションでは、調達時に必要なI

および色相ビンコードを指定してください。

9. 技術比較と差別化LTST-C19MGEBK-RRは、主にその超薄型0.5mmの高さによって差別化されており、これはますます薄型化する民生機器にとって有利です。3つの高性能チップ (G/B用InGaN、R用AlInGaP)を1つのパッケージに統合することで、古い蛍光体変換白色LEDや効率の低いチップ技術と比較して優れた輝度と色域を提供します。自動化組立プロセス (テープ＆リール、IRリフロー)

への完全な準拠は、大量生産においてコスト効率の高い選択肢となり、手はんだ付けを必要とするLEDと区別されます。

10. よくある質問 (技術パラメータに基づく)
Q: 単一の定電流源から3色すべて (RGB) を駆動できますか？_FA: できません。順電圧 (V

) の範囲は、赤チップと緑/青チップで大きく異なります。これらは別々の電流制御回路で駆動するか、個別に計算された電流制限抵抗を持つ必要があります。
Q: ピーク波長と主波長の違いは何ですか？_PA: ピーク波長 (λ_d) は、LEDが発光する光スペクトルの物理的なピークです。主波長 (λ_d) は、人間の目が色に関連付ける知覚的な単一波長です。λ

は、ディスプレイや照明における色指定により関連性があります。
Q: MSLは3と評価されています。これは私の製造プロセスにとって何を意味しますか？

A: 湿気感受性レベル3は、パッケージがはんだ付けされる前に、工場フロア条件 (≤30°C/60% RH) に最大168時間 (7日間) 曝露できることを意味します。これを超えた場合、部品はリフロー前に吸収した湿気を除去するためにベーキングが必要になる可能性があり、"ポップコーン"損傷を防ぎます。

11. 実践的設計と使用事例
シナリオ：ポータブルIoTデバイス用の多色ステータスインジケータの設計。
設計では、ネットワークステータス (青：接続中、緑：接続済み、赤：エラー) とバッテリーステータス (緑：高、赤：低) を表示するための単一の極小部品が必要です。LTST-C19MGEBK-RRは、その薄さとRGB機能のために選択されました。設計者は以下の手順を実行します：
1. 推奨パッドフットプリントを使用してPCBをレイアウトします。_F2. 3つの独立したローサイドMOSFETスイッチ回路を設計し、各回路には目的の色 (赤、緑、青) の特定のV
範囲に対して計算された直列抵抗を設け、目的の電流 (例：低電力で良好な輝度を得るための15mA) を達成します。
3. マイクロコントローラのGPIOピンが必要な電流をシンクできることを確認します。
4. 発注時に厳密な色相ビン (例：緑用B1) を指定し、すべての生産ユニットで"接続済み"の緑色が一貫していることを保証します。

5. 開封後、リールがMSL 3の時間枠内で使用されるように組立プロセスを計画します。

12. 原理紹介
- LEDにおける発光は、半導体材料におけるエレクトロルミネセンスに基づいています。チップの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。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。このデバイスは以下を使用します：窒化インジウムガリウム (InGaN)：
- インジウム含有量を調整することでバンドギャップを調整できる化合物半導体。ここでは緑と青の光を生成するために使用されます。リン化アルミニウムインジウムガリウム (AlInGaP)：

高効率の赤色および琥珀色光の生成に優れた別の化合物半導体。ウォータークリアレンズにより、色変換なしで固有のチップ色を直接見ることができます。

13. 開発動向このようなSMD LEDの進化は、いくつかの明確な業界動向に従っています：小型化(より薄く、より小さなフットプリント) により、より洗練された最終製品を実現。効率向上(mAあたりのより高い光度) により、バッテリー駆動デバイスの消費電力を削減。高度なチップ材料 (InGaNやAlInGaPなど) による演色性と色域の向上により、より鮮やかで正確なディスプレイを実現。