オレンジ SMD LED LTSA-G6SVUAETU データシート - 車載グレード - 140mA - 3.2V 標準 - 日本語技術文書

1. 製品概要

本資料は、自動化組立プロセスとスペース制約のあるアプリケーション向けに設計された高輝度表面実装LEDの完全な技術仕様を提供します。この部品の主要なターゲット市場は自動車産業であり、特に様々な環境条件下での信頼性と性能が最も重要となるアクセサリー用途を想定しています。

本デバイスは、InGaN（窒化インジウムガリウム）技術を用いて黄色光源を生成し、それをオレンジ色のレンズでフィルタリングして最終的な出力色を得る構造です。この組み合わせにより、効率的な光生成と精密な色制御が可能となります。パッケージは標準的な赤外線リフローはんだ付けプロセスに対応するよう設計されており、プリント基板（PCB）上での大量生産に適しています。

1.1 主要な特長と利点

• 車載認定:本デバイスは、車載用途における個別半導体のストレステスト認定を定義するAEC-Q101D規格を参照して認定されています。これにより、車両に典型的な過酷な条件下での信頼性が保証されます。
• RoHS準拠:材料および製造プロセスは有害物質使用制限指令（RoHS）に準拠しており、厳しい環境規制を持つ世界市場に適合します。
• 製造対応性:部品は、直径7インチのリールに巻かれた12mm幅テープ上の標準EIAパッケージ形式で供給されます。この包装は自動ピックアンドプレース装置と互換性があり、組立ラインの効率化を図ります。
• 熱管理:カソード・リードフレームは、半導体接合部からの熱エネルギーの放散を助けるヒートシンクとしても機能するよう設計されています。これは性能と寿命を維持するために極めて重要です。
• IC互換性:電気的特性は、標準的な集積回路の駆動電圧および電流と互換性を持つよう設計されています。

2. 技術パラメータと特性

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。

• 消費電力 (Pd):900 mW
• 順方向直流電流 (IF):250 mA
• ピーク順方向電流:500 mA (パルス条件時: 1/10デューティサイクル、0.1msパルス幅)
• 逆電圧 (VR):本デバイスは逆方向動作用に設計されていません。逆バイアスを印加すると即座に故障する可能性があります。
• 動作温度範囲 (Topr):-40°C ～ +110°C
• 保存温度範囲 (Tstg):-40°C ～ +110°C

2.2 熱特性

熱抵抗は、半導体接合部から環境へ熱がどれだけ効率的に伝達されるかを示す重要なパラメータです。値が低いほど熱管理に優れています。

• 接合部-周囲熱抵抗 (RθJA):45 °C/W (標準)。16mm²の銅パッドを有するFR4基板（厚さ1.6mm）上で測定。
• 接合部-はんだ付け点熱抵抗 (RθJS):25 °C/W (標準)。この低い値は、リードを介したチップからPCBへのより直接的な熱経路を示しています。
• 最大接合温度 (Tj):150 °C。半導体の内部温度はこの限界を超えてはなりません。

2.3 25°Cにおける電気光学特性

これらのパラメータは標準試験条件（Ta=25°C、IF=140mA）で測定され、LEDのコア性能を定義します。

• 光度 (Iv):4.5 cd（最小）から11.2 cd（最大）の範囲で、標準値はこの範囲内にあります。光度は、CIE明所視感度曲線に一致するようにフィルタリングされたセンサーを用いて測定されます。
• 指向角 (2θ½):120度（標準）。この広い指向角は、ランバートまたは準ランバートの放射パターンを示しており、集光ビームではなく広い照射が必要なアプリケーションに適しています。
• 色度座標 (Cx, Cy):標準値は x=0.56、y=0.42 です。CIE 1931色度図上のこれらの座標がオレンジ色の色点を定義します。
• 順方向電圧 (VF):140mA時で2.8Vから3.6Vの範囲、標準値は約3.2Vです。特定のビン内での許容差は±0.1Vです。
• 逆電流 (IR):逆電圧5V印加時に10 µA（最大）。本デバイスは逆バイアス動作を意図していないため、この試験は特性評価のみを目的としています。

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は主要パラメータに基づいてビンに分類されます。バッチコード形式は Vf/Iv/色相（例：24/EA/A20）です。

3.1 順方向電圧 (Vf) ビニング

LEDは、試験電流140mAにおける順方向電圧降下によってグループ分けされます。

• ビン 24:2.8V ≤ Vf< 3.0V
• ビン 64:3.0V ≤ Vf< 3.2V
• ビン A4:3.2V ≤ Vf< 3.4V
• ビン E4:3.4V ≤ Vf ≤ 3.6V

各ビン内の許容差は±0.1Vです。

3.2 光度 (Iv) ビニング

LEDは、測定された光出力に基づいて選別されます。

• ビン DA:4.5 cd ≤ Iv<5.6 cd (13.1 lm ～ 16.0 lm)
• ビン DB:5.6 cd ≤ Iv<7.1 cd (16.0 lm ～ 20.6 lm)
• ビン EA:7.1 cd ≤ Iv<9.0 cd (20.6 lm ～ 26.1 lm)
• ビン EB:9.0 cd ≤ Iv ≤ 11.2 cd (26.1 lm ～ 32.5 lm)

各光度ビンの許容差は±11%です。

3.3 色（色相）ビニング

LEDは、精密な色の一貫性を保証するために、CIE色度図上の特定の四辺形に分類されます。ビン（A10、A20、B10、B20）は、目標オレンジ色点（標準 x=0.56、y=0.42）の周囲の小さな隣接領域を定義します。各色相ビン内の(x, y)座標の許容差は±0.01であり、外観の均一性が重要なアプリケーションにおいて非常に厳密な色合わせを保証します。

4. 機械的仕様およびパッケージ情報

4.1 パッケージ寸法と極性

本デバイスは標準的な表面実装パッケージを使用します。特に指定のない限り、すべての寸法はミリメートル単位で、一般的な公差は±0.2mmです。重要な設計上の注意点として、カソード・リードフレームはLEDダイの主要なヒートシンクに内部接続されています。したがって、カソード（通常はパッケージに印字またはフットプリントで示される）の正しい識別は、正しい電気的接続だけでなく、最適な熱管理のためにも極めて重要です。放熱を最大化するために、カソードに接続された適切な熱用パッドを備えてデバイスを実装することを推奨します。

4.2 推奨PCB実装パッドレイアウト

信頼性の高いはんだ接合の形成、リフロー中の適切な自己位置合わせ、およびカソード熱パッドからPCB銅への効果的な熱伝達を確保するために、赤外線リフローはんだ付け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。

5. 組立および取り扱いガイドライン

5.1 はんだ付けプロセス: 赤外線リフロープロファイル

本コンポーネントは、鉛フリーはんだ付けプロセスに対応しています。推奨リフロープロファイルはJ-STD-020規格に準拠しています。主要パラメータは通常以下を含みます:

• 予熱/立ち上げ:フラックスを活性化し、熱衝撃を最小限に抑えるための制御された温度上昇。
• ソークゾーン:コンポーネントと基板の均一な加熱を確保するための、高温での一定期間。
• リフローゾーン:ピーク温度は、信頼性の高いはんだ接合を形成するのに十分な高さである必要がありますが、LEDパッケージの最大耐熱温度（絶対最大定格および湿気感受性レベルで定義）を超えてはなりません。
• 冷却速度:はんだ接合を固化させ、応力を最小限に抑えるための制御された冷却。

熱応力や過度の温度による損傷を防ぐため、このプロファイルに従うことが不可欠です。

5.2 洗浄

組立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、エポキシレンズやパッケージ材料を損傷し、光出力の低下や早期故障を引き起こす可能性があります。

5.3 湿気感受性と保管

本製品は、JEDEC規格J-STD-020に基づき、湿気感受性レベル（MSL）2に分類されます。

• 密封パッケージ時:乾燥剤入りの元の防湿バッグで保管した場合、30°C以下、相対湿度70%以下の条件下で保存寿命は1年です。
• 開封後:保護バッグを開封した後は、コンポーネントを30°C以下、相対湿度60%以下の環境で保管する必要があります。開封後1年以内に赤外線リフロー工程を完了することを推奨します。
• 長期保管/ベーキング:元の包装から出して1年以上保管されたコンポーネントについては、はんだ付け前に約60°Cで少なくとも48時間のベーキングを行うことを推奨します。これにより吸収された湿気を除去し、リフロー中のポップコーン現象（パッケージのひび割れ）を防止できます。

6. 包装および発注

標準包装構成は、7インチリールあたり1000個です。部品は、カバーテープで密封された12mm幅のエンボスキャリアテープ上で供給されます。テープおよびリールの寸法はANSI/EIA-481仕様に準拠しています。リール単位未満の数量については、残在庫の最小梱包数量は500個が適用されます。包装は自動組立装置のフィーダーとの互換性を確保しています。

7. アプリケーションノートおよび設計上の考慮事項

7.1 ターゲットアプリケーション

本LEDは、車載アクセサリー用途向けに規定されています。これには、堅牢な認定（AEC-Q101）が要求される、室内環境照明、ダッシュボード表示灯、スイッチバックライト、または外部アクセント照明などが含まれます。事前の協議および追加の認定なしでは、ヘッドライト、ブレーキランプ、方向指示器などの安全上重要な用途には意図されていません。

7.2 回路設計上の考慮事項

• 電流駆動:LEDは電流駆動デバイスです。順方向電流（IF）を設定するには、定電流源または電圧源と直列に接続された電流制限抵抗を使用する必要があります。標準動作条件は140mAですが、適切な熱設計を行えば最大直流定格250mAまで駆動可能です。
• 熱設計:LEDで消費される電力（Pd ≈ VF * IF）は熱を発生させます。熱抵抗値（RθJA、RθJS）を使用して、設計者は周囲温度に対する予想接合温度上昇（ΔTj = Pd * Rθ）を計算できます。接合温度（Tj = Ta + ΔTj）は150°C未満に保たなければなりません。PCB上のカソードパッドに接続された銅面積を最大化することが、RθJSを低減し温度を管理する最も効果的な方法です。
• ESD保護:提供されたデータシート抜粋では明示されていませんが、InGaN LEDは静電気放電（ESD）に敏感な場合があります。組立時には標準的なESD取り扱い予防策を遵守する必要があります。

7.3 信頼性と寿命

AEC-Q101Dへの認定には、高温動作寿命（HTOL）、温度サイクル、耐湿性など、自動車のライフサイクルを模擬した一連の加速ストレステストが含まれます。これにより、極端な温度、振動、湿度が一般的である過酷な自動車環境での使用におけるデバイスの信頼性に対する信頼が得られます。光度および順方向電圧特性は、数万時間の動作にわたって徐々に変化します。この変化の速度は、動作中の接合温度を可能な限り低く保つことに大きく依存します。