LTST-C19HEGBK-XM SMD LED データシート - 0.35mm 超薄型 - RGB フルカラー - 20mA - 技術文書

1. 製品概要

LTST-C19HEGBK-XMは、現代のスペース制約の厳しい電子アプリケーション向けに設計されたフルカラー表面実装デバイス（SMD）LEDランプです。このコンポーネントは、赤、緑、青の3つの個別LEDチップを超薄型パッケージ内に統合し、最小限の占有面積で鮮やかなカラーミキシングと状態表示を可能にします。その主な設計目標は、幅広い民生用および産業用電子機器において信頼性の高い性能を提供しつつ、自動化組立プロセスを容易にすることです。

1.1 中核的利点

本デバイスは、設計者および製造者にいくつかの重要な利点を提供します。最も注目すべき特徴は、0.35mmという極めて低いプロファイルであり、これは超薄型ディスプレイ、キーパッドバックライト、高さ（Z方向）が主要な制約となる現代のモバイルデバイスなどのアプリケーションにおいて極めて重要です。パッケージはEIA標準寸法に準拠しており、業界標準の自動実装機およびテープ&リール供給システムとの互換性を保証します。さらに、RoHS適合材料を使用して構築され、標準的な赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスに耐えるように設計されており、大量生産、鉛フリー製造ラインに適しています。

1.2 ターゲット市場とアプリケーション

このLEDは、幅広い電子機器メーカーをターゲットとしています。典型的なアプリケーションには、コードレス電話や携帯電話などの通信機器の状態表示およびバックライト、ノートブックやタブレットなどのポータブルコンピューティングデバイス、ネットワークシステム機器、各種家電製品、屋内看板やシンボル照明などが含まれますが、これらに限定されません。RGB機能により複数の色を作成することが可能であり、ユーザーインターフェースのフィードバックや装飾照明での使用が拡大します。

2. 詳細な技術パラメータ分析

適切な回路設計と性能予測には、電気的および光学的パラメータの徹底的な理解が不可欠です。

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生じる可能性のある応力限界を定義します。周囲温度（Ta）25°Cで規定されています。最大連続DC順方向電流（If）は、赤チップで25 mA、緑および青チップで20 mAです。電力損失定格は異なり、赤は62.5 mW、緑/青は76 mWであり、AlInGaP（赤）とInGaN（緑/青）半導体材料の異なる効率と熱特性を反映しています。デバイスは、最大60 mA（赤）および100 mA（緑/青）までの短パルス電流（1/10デューティサイクル、0.1msパルス幅）に耐えることができます。動作温度範囲は-20°Cから+80°C、保管温度は-30°Cから+85°Cです。重要な点として、デバイスはピーク温度260°Cで最大10秒間のIRリフローはんだ付けに耐えることができます。

2.2 電気的・光学的特性

これらは、Ta=25°C、標準テスト電流20mAで測定された典型的な性能パラメータです。光度（Iv）は色によって大きく異なります：赤は71-180 mcdの範囲、緑ははるかに明るく382-967 mcd、青は71-180 mcdで赤の範囲と一致します。順方向電圧（Vf）も異なります：赤は1.6Vから2.4Vの間で動作し、緑と青はより高い電圧、2.6Vから3.6Vを必要とします。この電圧差は、特に定電流ドライバ用の駆動回路を設計する上で極めて重要です。指向角（2θ1/2）は広い130度であり、ランプスタイルSMD LEDに典型的な広い発光パターンを提供します。主波長（λd）は、赤617-631 nm、緑518-528 nm、青464-474 nmです。スペクトル線半値幅（Δλ）は色純度を示し、赤が最も狭く17nm（典型）、次に青が26nm、緑が35nm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は性能ビンに分類されます。このデータシートは、光度および緑と青LEDの主波長のビンを定義しています。

3.1 光度ビニング

光出力は、各ビン内で+/-15%の許容差を持つビンに分類されます。赤および青LEDの場合、ビンはQA（71-97 mcd）、QB（97-132 mcd）、RA（132-180 mcd）です。より高出力の緑LEDの場合、ビンはTB（382-521 mcd）、UA（521-710 mcd）、UB（710-967 mcd）です。設計者は、アプリケーションに必要な最小輝度を保証するために、必要なビンコードを指定する必要があります。

3.2 色相（波長）ビニング

色が重要なアプリケーションでは、主波長もビニングされます。緑LEDはビンP（518-523 nm）とビンQ（523-528 nm）に分類されます。青LEDはビンC（464-469 nm）とビンD（469-474 nm）に分類されます。各波長ビンの許容差は+/-1 nmです。これにより、発光する緑または青の正確な色合いをより厳密に制御することが可能となり、複数のLED間での色合わせや特定のブランドカラー要件にとって重要です。

4. 機械的およびパッケージ情報

4.1 パッケージ寸法とピン配置

LEDは標準的なSMDフットプリントに準拠しています。主要寸法には、全長、全幅、および重要な高さ0.35mm（最大0.35mm）が含まれます。ピン割り当ては明確に定義されています：ピン1は赤AlInGaPチップのアノード、ピン2は緑InGaNチップのアノード、ピン3は青InGaNチップのアノードです。すべてのカソードは内部的に4番目のパッド（ピン4）に接続されています。特に断りのない限り、寸法公差は通常±0.1mmです。詳細な寸法図は、PCBランドパターン設計に不可欠です。

4.2 極性識別と実装

正しい極性は極めて重要です。パッケージには、通常ピン1付近の切り欠きまたはドットなどの極性インジケータが印字されています。適切なはんだフィレット形成とリフロー工程中および後の機械的安定性を確保するために、推奨されるPCB取り付けパッドレイアウトが提供されています。このパッド設計に従うことは、トゥームストーニング（部品が一端で立ち上がる現象）を防止し、信頼性の高い電気的および熱的接続を確保するのに役立ちます。

5. はんだ付けおよび組立ガイドライン

5.1 IRリフローはんだ付けプロファイル

本デバイスは、鉛フリーIRリフロープロセスに対応しています。推奨プロファイルには、予熱段階、徐々の温度上昇、ピーク温度ゾーン、冷却段階が含まれます。絶対最大ピークボディ温度は260°Cであり、260°Cを超える時間は10秒を超えてはなりません。リフローサイクルの総数は最大2回に制限する必要があります。最適なプロファイルは、特定のPCB設計、はんだペースト、オーブンタイプ、ボード上の他のコンポーネントによって異なる可能性があることに注意することが重要です。実際の組立プロセスのプロファイリングを推奨します。

5.2 手はんだ付け

修理や試作のために手はんだ付けが必要な場合は、細心の注意を払う必要があります。はんだごて先端温度は300°Cを超えてはならず、任意のリードとの接触時間は接合部ごとに最大3秒に制限する必要があります。過度の熱を加えると、内部のワイヤーボンドや半導体ダイ自体が損傷する可能性があります。

6. 保管および取り扱い上の注意

6.1 湿気感受性と保管

LEDは湿気感受性デバイスです。乾燥剤と共に元の防湿バッグに密封されている場合、保管条件は温度≤30°C、相対湿度≤90%とし、1年以内に使用する必要があります。元のバッグを開封すると、コンポーネントは周囲湿度にさらされます。バッグ外での長期保管（1週間以上）の場合、乾燥剤を入れた密閉容器または窒素雰囲気中で保管する必要があります。周囲条件に1週間以上さらされたコンポーネントは、はんだ付け前にベーキング処理（約60°Cで少なくとも20時間）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による損傷を防止する必要があります。

6.2 静電気放電（ESD）保護

LEDは静電気放電による損傷を受けやすいです。これらのデバイスは、ESD保護エリアでリストストラップまたは帯電防止手袋を使用して取り扱うことを強く推奨します。実装機を含むすべての取り扱い機器は、サージや静電気がLEDの性能を低下させたり、即時故障を引き起こしたりするのを防ぐために、適切に接地されている必要があります。

7. 包装および発注情報

大量組立向けの標準包装はテープ&リールです。コンポーネントは、直径7インチ（178mm）のリール上の8mmキャリアテープで供給されます。フルリールあたり4000個が含まれます。少量の場合、最小500個単位のパックが端数用に用意されています。テープ&リール仕様はANSI/EIA 481標準に準拠しています。テープにはコンポーネントを保護するためのカバーがあり、リール内で連続して最大2個の欠品が許容されます。

8. アプリケーションノートおよび設計上の考慮事項

8.1 駆動回路設計

赤（≈2.0V）と緑/青（≈3.0V）チップの順方向電圧が異なるため、直列電流制限抵抗を用いた単純なコモンアノード構成では、同じ電流を得るために各色で異なる抵抗値が必要となり、輝度合わせが複雑になります。より高度なアプローチでは、調光およびカラーミキシング用にパルス幅変調（PWM）を備えた定電流ドライバを使用することが一般的です。これにより、順方向電圧の変動に関係なく安定した電流が供給され、正確な輝度および色制御が可能になります。

8.2 熱管理

電力損失は低いものの、特にLEDを最大電流付近または最大電流で駆動する場合、長期信頼性のためにはPCB上の適切な熱設計が依然として重要です。PCBの銅パッドはヒートシンクとして機能します。LEDの熱パッド（通常はカソードパッド）に接続された十分な銅面積を確保することは、放熱を助け、より低い接合温度を維持し、これにより光出力を保持し動作寿命を延ばします。

8.3 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。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LEDを1分未満浸漬することは許容されます。指定外または強力な化学洗浄剤の使用は、エポキシレンズまたはパッケージマーキングを損傷する可能性があります。

9. 信頼性および適用範囲

記載されているLEDは、標準的な商業用および産業用電子機器での使用を意図しています。故障が直接生命や健康を危険にさらす可能性のあるアプリケーション（航空、輸送、医療生命維持システム、安全装置など）では、特別な認定および協議が必要です。これらのコンポーネントは逆電圧動作用に設計されていません。5Vを超える逆バイアスを印加すると、過剰なリーク電流や潜在的な損傷を引き起こす可能性があります。

10. 技術比較およびポジショニング

LTST-C19HEGBK-XMの主な差別化要因は、超薄型0.35mmパッケージでのフルRGBカラーの組み合わせです。単色SMD LEDやより厚いRGBパッケージと比較して、設計者に最も狭いスペースでのカラー表示ソリューションを提供します。高効率InGaNおよびAlInGaPチップの使用により、特に緑チャンネルで良好な光度を提供します。自動組立および標準リフロープロセスとの互換性により、性能、サイズ、製造性のバランスをとりつつ、大量生産におけるコスト効率の高い選択肢として位置付けられています。