オレンジSMD LED LTST-C170KFKT データシート - パッケージ寸法 - 順方向電圧2.4V - 光度90mcd - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、高性能表面実装型オレンジLEDの完全な技術仕様を提供します。本デバイスは、オレンジ～赤色スペクトルにおいて高い発光効率と優れた色純度で知られる、超高輝度AlInGaP（アルミニウムインジウムガリウムリン）チップを採用しています。RoHS指令に準拠した環境配慮型製品として設計されており、環境安全性を確保しています。LEDは、業界標準の8mmテープに巻かれた7インチ径リールで供給され、大量生産の電子機器製造で使用される自動実装装置と完全に互換性があります。その設計は、現代のPCB実装ラインで標準的な赤外線（IR）リフローおよび気相リフローはんだ付けプロセスの両方に対応しています。

2. 技術パラメータ詳細解説

2.1 絶対最大定格

デバイスの動作限界は、周囲温度（Ta）25℃で定義されています。これらの定格を超えると、永久損傷を引き起こす可能性があります。最大連続DC順方向電流は30 mAです。パルス動作では、デューティ比1/10、パルス幅0.1msの条件下で、ピーク順方向電流80 mAが許容されます。最大許容損失は75 mWです。デバイスは最大5 Vまでの逆電圧に耐えることができます。動作および保管温度範囲は-55℃から+85℃と規定されており、幅広い環境条件への適合性を示しています。重要なはんだ付け条件も定義されています：ウェーブおよび赤外線はんだ付けは260℃で5秒間、気相はんだ付けは215℃で3分間です。

2.2 電気的・光学的特性

主要な性能パラメータは、Ta=25℃、順方向電流（IF）20 mAで測定されます。光度（Iv）の標準値は90.0ミリカンデラ（mcd）、最小値は45.0 mcdです。視野角（2θ1/2）は、強度が軸上の値の半分に低下する全角として定義され、130度であり、広い発光パターンを提供します。ピーク発光波長（λP）は標準で611 nm、主波長（λd）は605 nmであり、出力は確実にオレンジ色領域に位置します。スペクトル半値幅（Δλ）は17 nmであり、比較的狭いスペクトル帯域幅を示しています。順方向電圧（VF）は、20 mA時に2.0 Vから2.4 Vの範囲です。逆電流（IR）は、VR=5V時に最大100 μAであり、接合容量（C）は、0V、1 MHzで測定した標準値が40 pFです。

3. ビニングシステムの説明

本製品は、光度に基づいてユニットを分類するビニングシステムを採用しています。これにより、均一な照明を必要とするアプリケーションでの輝度の一貫性が確保されます。ビンコードと、IF=20mAにおける対応する強度範囲は以下の通りです：ビンP（45.0 - 71.0 mcd）、ビンQ（71.0 - 112.0 mcd）、ビンR（112.0 - 180.0 mcd）、ビンS（180.0 - 280.0 mcd）。各光度ビンには+/-15%の許容差が適用されます。設計者は、アプリケーションに必要な輝度レベルを保証するために、発注時に必要なビンコードを指定する必要があります。

4. 性能曲線分析

データシートは、様々な条件下でのデバイス動作を理解するために不可欠な標準性能曲線を参照しています。これらの曲線には通常、順方向電流（IF）と順方向電圧（VF）の関係（ダイオードの特性である指数関数的なターンオンを示す）、光度と順方向電流の関係（駆動電流の選択に重要）、周囲温度に対する光度および主波長の変化を示す曲線（温度変動にさらされる設計における熱管理および色安定性分析に重要）が含まれます。角度強度分布パターンは、視野角仕様によって示唆され、130度の円錐内で光がどのように放射されるかを示しています。

5. 機械的・包装情報

5.1 パッケージ寸法

LEDは、EIA標準の表面実装パッケージ外形に準拠しています。PCBフットプリント設計に必要なすべての重要な寸法はミリメートル単位で提供され、特に指定がない限り一般的な公差は±0.10 mmです。レンズはウォータークリアと記述されており、これは非拡散型の高輝度LEDに典型的です。詳細な機械図面には、本体の長さ、幅、高さ、リード間隔、およびレンズ形状が示されます。

5.2 はんだパッドレイアウトと極性

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、推奨はんだパッド寸法レイアウトが提供されています。パッド設計は、熱放散とはんだフィレットの形成を考慮しています。LEDの極性（アノードとカソード）は、パッケージ図面に明確に示されており、通常は本体のマーキングまたは非対称なパッド設計によって示され、これは正しいPCB実装にとって極めて重要です。

5.3 テープおよびリール仕様

デバイスは、7インチ（178mm）径のリールに巻かれた8mm幅のエンボスキャリアテープに包装されています。標準リール数量は3000個です。包装はANSI/EIA 481-1-A-1994仕様に従います。主要なテープ寸法には、ポケットピッチ、ポケットサイズ、およびカバーテープ仕様が含まれます。注意事項として、空のポケットはシールされ、残数の最小包装数量は500個、連続して欠品可能な最大コンポーネント数は2個であることが指定されています。

6. はんだ付けおよび実装ガイドライン

6.1 推奨リフロープロファイル

2つの推奨赤外線（IR）リフローはんだ付けプロファイルが提供されています：1つは標準的なスズ鉛（SnPb）はんだプロセス用、もう1つは通常SAC（Sn-Ag-Cu）合金を使用する無鉛（Pbフリー）はんだプロセス用です。無鉛プロファイルは、絶対最大定格に示されているように、より高いピーク温度（約260℃）を必要とします。プロファイルは、プリヒート温度と時間、温度上昇率、液相線以上時間（TAL）、ピーク温度、および冷却速度といった重要なパラメータを定義します。LEDのプラスチックパッケージおよび内部ワイヤボンドへの熱損傷を防ぐため、これらのプロファイルに従うことが必要です。

6.2 保管条件

LEDは、30℃、相対湿度70%を超えない環境で保管する必要があります。元の防湿包装から取り出した後は、672時間（28日）以内にIRリフローはんだ付けプロセスを完了することが推奨されます。元の袋の外で長期間保管する場合は、LEDを乾燥剤入りの密閉容器または窒素パージしたデシケーター内で保管する必要があります。672時間を超えて保管された部品は、はんだ付け前に約60℃で少なくとも24時間ベーキングを行い、吸収した湿気を除去し、リフロー中のポップコーン現象を防止する必要があります。

6.3 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。指定外の化学薬品は、LEDのエポキシレンズまたはパッケージを損傷する可能性があります。推奨方法は、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です。強力な洗浄や超音波洗浄は推奨されません。

7. アプリケーション推奨事項

7.1 典型的なアプリケーションシナリオ

この高輝度オレンジSMD LEDは、明確で視認性の高いインジケータライトを必要とする幅広いアプリケーションに適しています。一般的な用途には、民生電子機器（ルーター、プリンター、充電器）のステータスインジケータ、小型ディスプレイやアイコンのバックライト、自動車内装照明、標識、および汎用パネルインジケータが含まれます。自動実装との互換性により、コスト効率の高い大量生産に理想的です。

7.2 駆動回路設計

LEDは電流駆動デバイスです。複数のLEDを並列に駆動する際に均一な輝度を確保するためには、各LEDに直列に電流制限抵抗を使用することを強く推奨します（回路モデルA）。単一の電流源から複数のLEDを直接並列に駆動すること（回路モデルB）は推奨されません。各LEDの順方向電圧（Vf）特性のわずかなばらつきが、電流分担に大きな差を生じさせ、結果として知覚される輝度に差が生じる可能性があるためです。直列抵抗は、各LEDを流れる電流を安定させます。

7.3 静電気放電（ESD）保護

LEDは静電気放電に敏感です。ESD損傷は、高い逆方向リーク電流、低い順方向電圧、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。取り扱いおよび実装中に予防措置を実施する必要があります：作業者は接地リストストラップまたは帯電防止手袋を着用する必要があります。すべての設備、作業台、保管ラックは適切に接地する必要があります。また、取り扱い時の摩擦によりプラスチックレンズに蓄積する可能性のある静電気を中和するために、イオナイザーを使用する必要があります。低電流での点灯確認とVf測定は、ESD損傷を受けたユニットを特定するのに役立ちます。

8. 技術比較と差別化

このLEDの主要な差別化要因は、AlInGaP半導体材料の使用にあります。これは、オレンジ/赤色用の標準GaPなどの旧来技術と比較して、優れた効率と色安定性を提供します。130度の広い視野角は、狭ビームLEDとは異なり、広い視認性を必要とするアプリケーションに適しています。厳格なリフローはんだ付けプロファイル（IRおよび気相の両方）への準拠は、標準的なSMT実装の熱ストレスに耐えられる堅牢なパッケージ構造を示しています。詳細なビニングシステムは、設計者に製品内での輝度均一性を精密に制御する手段を提供します。

9. よくある質問（FAQ）

Q: ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

A: ピーク波長（λP）は、発光出力が最大となる単一波長です。主波長（λd）は、CIE色度図から導出され、光の知覚色に最もよく一致する単一波長を表します。このLEDのような単色光源では、両者は近い値になりますが、色の仕様に関してはλdの方がより関連性が高いです。

Q: 最大DC電流の30mAでこのLEDを連続駆動できますか？

A: 可能ではありますが、最適な寿命と信頼性のためには推奨されません。絶対最大定格付近で動作すると、接合温度が上昇し、劣化が加速します。設計者は、輝度と寿命のより良いバランスのために、20mA以下の標準動作条件を使用すべきです。

Q: 部品を長期間保管した場合、はんだ付け前にベーキング処理が必要なのはなぜですか？

A: プラスチックSMDパッケージは大気中の湿気を吸収する可能性があります。高温のリフローはんだ付けプロセス中に、この閉じ込められた湿気が急速に気化し、内部圧力を発生させ、パッケージのクラックや内部界面の剥離（ポップコーン現象）を引き起こす可能性があります。ベーキングは、この吸収された湿気を追い出します。

Q: 適切な電流制限抵抗値をどのように選択すればよいですか？

A: オームの法則を使用します：R = (電源電圧 - LEDのVf) / LED電流。5V電源、標準Vf 2.4V、目標電流20mAの場合：R = (5 - 2.4) / 0.02 = 130オーム。この計算では、すべての条件下で電流が目標値を超えないようにするため、データシートの最大Vf（2.4V）を使用してください。

10. 設計事例研究

10個の同一オレンジLEDインジケータを備えたネットワークスイッチ用ステータスインジケータパネルを設計する場合を考えます。均一な輝度を確保するために、設計者はサプライヤーからビンQ（71-112 mcd）を指定します。駆動回路は5Vラインを使用して設計されます。最大Vf 2.4Vと目標電流18mA（マージンを考慮して標準よりわずかに低い）を使用して直列抵抗を計算すると、R = (5V - 2.4V) / 0.018A ≈ 144オームとなります。標準の150オーム、1%公差の抵抗が選択されます。10個の同一回路がPCB上に配置され、それぞれに独自の抵抗が配置されます。PCBフットプリントは推奨パッド寸法に従います。実装業者は提供された無鉛リフロープロファイルを使用します。実装後、10個すべてのLEDが期待されるビンQの範囲内で一貫した輝度を示し、個別の電流制限抵抗の使用と慎重なビン選択という設計アプローチを検証します。

11. 動作原理

このLEDは、半導体p-n接合におけるエレクトロルミネッセンスの原理に基づいて動作します。発光領域はAlInGaPで構成されています。ダイオードのオン電圧（約2.0V）を超える順方向電圧が印加されると、n型領域からの電子とp型領域からの正孔が発光領域に注入されます。これらの電荷キャリアが再結合すると、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）を決定します—この場合、約605-611 nmのオレンジ色です。ウォータークリアレンズは、光が最小限の散乱でパッケージから出ることを可能にし、高い軸上強度をもたらします。

12. 技術動向

AlInGaP材料の使用は、琥珀色、オレンジ色、および赤色LEDにおける確立された高効率技術を表しています。業界における継続的な動向には、エネルギー効率を向上させるより高い発光効率（電気ワット当たりのより多くの光出力）への継続的な推進が含まれます。また、温度および動作寿命にわたる色安定性の向上にも焦点が当てられています。パッケージングの動向は、より高い駆動電流を扱うための熱性能を維持または改善しながら、より小型のフォームファクタを目指しています。さらに、インテリジェントドライバーとの統合、およびさらに高温の無鉛はんだ付けプロセスに対応するLEDの開発は、進化する環境規制と製造要求に対応するための活発な開発分野であり続けています。