SMD LED LTST-C230KRKT データシート - リバースマウントチップ - 赤色 - 順電流20mA - 順電圧2.4V - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、高輝度リバースマウントチップ型SMD LEDの技術仕様を詳細に説明します。本デバイスは、高発光効率と優れた色純度（特に赤色スペクトルにおいて）で知られる先進的なAlInGaP（アルミニウムインジウムガリウムリン）半導体材料を採用しています。主な設計特徴はリバースマウント構成であり、発光方向に対してPCBの反対側にLEDを実装するアプリケーションに適しています。本パッケージはEIA規格に準拠し、自動ピックアンドプレース装置との互換性を考慮して設計されており、鉛フリー赤外線リフローはんだ付けプロセスでの使用が認定されています。量産効率を高めるため、業界標準の8mmテープに載せ、7インチリールに巻かれた状態で供給されます。

2. 技術仕様詳細

2.1 絶対最大定格

絶対最大定格は、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。これらの定格は周囲温度（Ta）25°Cで規定されています。最大連続電力損失は75 mWです。通常動作条件下では、直流順電流は30 mAを超えてはなりません。パルス動作では、厳密に1/10のデューティ比、パルス幅0.1msの条件下で、ピーク順電流80 mAが許容されます。デバイスは最大5 Vの逆電圧に耐えることができます。動作温度範囲は-30°Cから+85°C、保管温度範囲はやや広く-40°Cから+85°Cです。本デバイスは、一般的な鉛フリー実装プロファイルに適合する、ピーク温度260°C、10秒間の赤外線リフローはんだ付けに耐える定格となっています。

2.2 電気光学特性

主要な性能パラメータは、標準試験条件である順電流（IF）20 mA、Ta=25°Cで測定されます。光度（Iv）の代表値は54.0ミリカンデラ（mcd）、規定最小値は18.0 mcdです。この強度は、明所視（CIE）人間の目の応答曲線に近似したセンサーとフィルターの組み合わせを用いて測定されます。本デバイスは130度という非常に広い視野角（2θ1/2）を特徴とし、これは光度が軸上（オンアクシス）値の半分に低下する全角として定義されます。ピーク発光波長（λP）の代表値は639ナノメートル（nm）、知覚的に色を定義する主波長（λd）の代表値は631 nmです。スペクトル半値幅（Δλ）は20 nmであり、AlInGaP技術に特徴的な比較的狭いスペクトル帯域幅を示しています。順電圧（VF）は、20 mA時で代表値2.4 V、最大値2.4 Vです。5 Vの逆バイアスを印加した場合の逆電流（IR）は最大10 μAに制限されます。

3. ビニングシステムの説明

生産ロット間での輝度の一貫性を確保するため、LEDは強度ビンに分類されます。ビニングは20 mAで測定された光度に基づいています。提供されるビンコードリストには、いくつかのカテゴリが含まれます：ビンM（18.0-28.0 mcd）、ビンN（28.0-45.0 mcd）、ビンP（45.0-71.0 mcd）、ビンQ（71.0-112.0 mcd）、ビンR（112.0-180.0 mcd）。各ビン内の強度には+/-15%の許容差が適用されます。このシステムにより、設計者はアプリケーションに適した輝度グレードを選択でき、複数のLEDを使用する製品での視覚的な均一性を確保できます。

4. 性能曲線分析

データシートでは特定のグラフ曲線（例：スペクトル分布のFig.1、視野角パターンのFig.5）が参照されていますが、そのデータポイントは本文では提供されていません。通常、このような曲線は、順電流と光度の関係（飽和するまでほぼ直線的に増加）、周囲温度が光度に及ぼす影響（温度上昇に伴い減少）、639 nm付近をピークとする詳細なスペクトルパワー分布を示します。これらの曲線は、非標準動作条件下でのデバイスの挙動を理解し、精密な光学システムを設計する上で極めて重要です。

5. 機械的仕様およびパッケージ情報

本デバイスは標準EIAパッケージ外形に準拠しています。詳細なパッケージ寸法（長さ、幅、高さ、電極パッドサイズなど）はデータシートの図面に記載されており、すべてミリメートル単位で規定され、代表的な公差は±0.10 mmです。リバースマウントの指定はPCBレイアウトにおいて重要です。部品は光が基板を通って発光するように正しく向ける必要があります。データシートには、信頼性の高いはんだ接合とリフロー工程中の適切な位置合わせを確保するための推奨はんだパッド寸法が含まれています。極性はパッケージのマーキングまたはパッド設計で示されます。

6. はんだ付けおよび実装ガイドライン

6.1 リフローはんだ付けプロファイル

鉛フリープロセス向けの推奨赤外線リフロープロファイルが提供されています。主要パラメータには、150°Cから200°Cの間のプレヒートゾーン温度、最大120秒までのプレヒート時間、260°Cを超えないピークボディ温度、260°C以上での時間は最大10秒に制限することが含まれます。プロファイルはJEDEC規格に準拠し、生産で使用される特定のPCB設計、はんだペースト、オーブンに対して特性評価されることが推奨されます。

6.2 取り扱いおよび保管

LEDは静電気放電（ESD）に敏感です。取り扱い中は、接地リストストラップや帯電防止作業台の使用など、適切なESD対策が必須です。保管については、乾燥剤入りの元の防湿バッグが未開封の場合、デバイスは30°C以下、相対湿度（RH）90%以下で保管し、1年以内に使用する必要があります。バッグを開封した後は、保管環境は30°C、60% RHを超えないようにしてください。周囲環境に672時間（28日、MSL 2a）以上さらされた部品は、はんだ付け前に約60°Cで少なくとも20時間ベーキングを行い、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、エチルアルコールやイソプロピルアルコールなどの指定されたアルコール系溶剤のみを使用してください。LEDは常温で1分未満浸漬するようにします。指定外の洗浄剤や強力な化学洗浄剤の使用は、LEDパッケージ材料を損傷する可能性があります。

7. 梱包および発注情報

本製品は、自動実装装置と互換性のあるテープアンドリール形式で供給されます。テープ幅は8mmです。リール直径は7インチで、フルリールあたり通常3000個が収容されています。フルリール未満の数量の場合、残数ロットの最小梱包数量は500個です。梱包はANSI/EIA-481仕様に従います。テープは空きポケットの上にカバーテープで密封され、テープ内で許容される連続欠品部品の最大数は2個です。

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

このリバースマウントLEDは、薄型プロファイルが要求されるバックライト用途に最適です。例えば、メンブレンスイッチ、フロントパネルインジケータ、LEDがPCBの裏面に実装されるLCDバックライトなどです。その広い視野角は、広範囲の角度から視認する必要があるエリア照明や状態表示灯に適しています。高輝度で安定した赤色は、自動車内装照明、民生電子機器の状態表示灯、産業機器のインジケータにも適用できます。

8.2 設計上の考慮点

駆動方法：LEDは電流駆動デバイスです。一貫した輝度と色を確保し、熱暴走を防ぐため、定電流源または電流制限抵抗を介して駆動する必要があります。データシートのパラメータは20mAに基づいています。異なる電流で駆動すると、強度、電圧、寿命に影響します。
熱管理：電力損失は低いですが、接合温度を限界内に維持することは長期信頼性にとって重要です。高温環境または最大電流付近で動作する場合は、十分なPCB銅面積またはサーマルビアを確保してください。
光学設計：130度の広い視野角は拡散光パターンを提供します。より集光した光が必要な場合は、外部レンズや光導波路が必要になる場合があります。リバースマウント設計では、発光のための適切なサイズの開口部をPCBまたはフロントパネルに設ける必要があります。

9. 技術比較および差別化

11. 実践的設計および使用事例

10. よくあるご質問 (FAQ)

Q: リバースマウントとはどういう意味ですか？
A: LEDが、発光面を基板側に向けてPCBにはんだ付けされるように設計されていることを意味します。光はPCBの開口部を通って出射されるか、反射され、非常に薄型の取り付けが可能になります。

Q: このLEDを3.3Vや5Vのロジック出力から直接駆動できますか？
A: 直列抵抗なしでは直接駆動できません。代表的な順電圧は20mA時で2.4Vです。電流制限抵抗は、電源電圧（Vsupply）、LED順電圧（Vf）、および希望電流（If）に基づいて計算する必要があります：R = (Vsupply - Vf) / If。例えば、5V電源の場合：R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130オーム（最寄りの標準値を使用）。

Q: ビンコードはどのように解釈すればよいですか？
A: リールラベル上のビンコード（例：N、P、Q）は、そのリール上のLEDの保証された最小および最大光度範囲を示します。より高いビンコード（QやRなど）を選択すると、より明るいLEDが確保されますが、コストが高くなる可能性があります。

Q: はんだ付け前には常にベーキングが必要ですか？
A: 部品が指定されたフロアライフ（MSL 2aの場合は672時間（28日））を超えて周囲環境（乾燥バッグの外）にさらされた場合、ベーキングが必要です。これは、高温リフローはんだ付け工程中の湿気によるパッケージ割れを防ぎます。

. Practical Design and Usage Case

事例：薄型状態表示パネルの設計
設計者が複数の状態表示灯を持つコントロールパネルを作成しています。フロントパネルの背面スペースは非常に限られています。リバースマウントLEDを使用することで、LEDをメイン制御PCBの裏面に配置できます。PCBには各表示灯位置に正確に穴が開けられています。組み立て時には、LEDの光がこれらの穴を通って上方に照射され、フロントパネルの半透明アイコンを照らします。これにより、個別のLEDホルダーやライトパイプが不要になり、部品点数、組み立て時間、製品全体の厚さを削減できます。設計者は、すべてのLEDに電力を供給するために定電流ドライバICを使用し、わずかな順電圧の変動に関わらず均一な輝度を確保します。パネルアイコンを通して拡散された後でも十分な輝度を保証するために、ビンPまたはQのLEDを指定します。

12. 技術原理の紹介

LEDは、基板上に成長させた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、電子と正孔が活性領域に注入され、そこで再結合します。この再結合プロセスにより、光子（光）の形でエネルギーが放出されます。結晶格子中のアルミニウム、インジウム、ガリウム、リン化物原子の特定の組成が、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—この場合は約631-639 nmの赤色です。チップはその後、半導体ダイを保護し、機械的安定性を提供し、多くの場合出力光パターンを形成するレンズを含むプラスチックパッケージに封止され、130度の広い視野角が得られます。

13. 技術開発動向

LED技術の一般的な動向は、より高い効率（ワットあたりのルーメン数の増加）、電力密度の向上、演色性の改善、信頼性の向上に向かっています。このようなインジケータ型LEDでは、光出力を維持または増加させながら小型化が進んでいます。また、利用可能な色の範囲を広げ、色の一貫性（より厳密なビニング）を改善することにも重点が置かれています。パッケージ技術の進歩は、より高い駆動電流をサポートするための優れた熱性能と、両面リフローはんだ付けなどの過酷な環境条件や要求の厳しい実装プロセスとの強化された互換性を目指しています。