LTST-S270KGKT SMD LED データシート - サイドビュー チップ - 緑色 (574nm) - 2.4V - 75mW - 日本語技術文書

1. 製品概要

LTST-S270KGKTは、AlInGaP（アルミニウムインジウムガリウムリン）チップ技術を採用した高輝度のサイドビューSMD（表面実装デバイス）LEDです。この部品は、広い視野角と自動組立プロセスにおける信頼性の高い性能を必要とするアプリケーション向けに設計されています。その主な機能は、コンパクトで効率的な表示用光源として機能することです。

中核的な利点：このLEDの主な利点は、AlInGaP材料システムによる超高輝度出力、標準的な赤外線リフローはんだ付けプロセスとの互換性、および大量生産・自動実装のための8mmテープへのパッケージングです。また、RoHS（有害物質使用制限）適合基準を満たすグリーン製品として分類されています。

ターゲット市場：このLEDは、信頼性の高い状態表示が必要なオフィスオートメーション機器、通信機器、各種家電製品など、幅広い電子機器に適しています。

2. 技術パラメータ詳細

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が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。

• 電力損失 (Pd)：75 mW。これは、LEDパッケージが熱的限界を超えずに放散できる最大電力です。
• 直流順方向電流 (IF)：30 mA。印加可能な最大連続順方向電流です。
• ピーク順方向電流：80 mA（パルス条件：1/10デューティサイクル、0.1msパルス幅）。マルチプレクシングなどのアプリケーションで、短時間の高電流パルスを可能にします。
• 逆電圧 (VR)：5 V。逆バイアスでこの電圧を超えると、破壊を引き起こす可能性があります。
• 動作温度範囲：-30°C ～ +85°C。信頼性のある動作のための周囲温度範囲です。
• 保存温度範囲：-40°C ～ +85°C。
• 赤外線はんだ付け条件：260°Cで10秒間耐えます。これは、鉛フリー（Pbフリー）リフロープロセスに典型的な条件です。

2.2 電気光学特性

これらのパラメータは、特に断りのない限り、標準試験条件 Ta=25°C、IF=20mA で測定されます。

• 光度 (Iv)：18.0 mcd（最小）から71.0 mcd（最大）の範囲で、代表値が提供されます。これは人間の目で知覚される明るさを測定します。
• 視野角 (2θ1/2)：130度。この広い角度は、LEDが広い領域に光を放射することを示し、サイドビューアプリケーションに適しています。
• ピーク発光波長 (λP)：574 nm。光出力が最大となる波長です。
• 主波長 (λd)：571 nm。これは、CIE色度図から導き出された、LEDの知覚色を最もよく表す単一波長です。
• スペクトル半値幅 (Δλ)：15 nm。これはスペクトル純度、またはピーク周辺に放射される波長の広がりを示します。
• 順方向電圧 (VF)：代表値 2.4V、20mA時で2.0Vから2.8Vの範囲。これはLEDが導通しているときの両端の電圧降下です。
• 逆電流 (IR)：VR=5V時、最大10 μA。LEDが逆バイアスされたときのわずかなリーク電流です。

3. ビンコードシステムの説明

LEDは、主要パラメータに基づいてビンに仕分けされ、生産ロット内の一貫性を確保します。設計者は、色と明るさのマッチングのために、発注時に必要なビンコードを指定する必要があります。

3.1 順方向電圧ビニング

20mAでビニング。各ビンの許容差は±0.1Vです。
ビンコード：4 (1.90-2.00V)、5 (2.00-2.10V)、6 (2.10-2.20V)、7 (2.20-2.30V)、8 (2.30-2.40V)。

3.2 光度ビニング

20mAでビニング。各ビンの許容差は±15%です。
ビンコード：M (18.0-28.0 mcd)、N (28.0-45.0 mcd)、P (45.0-71.0 mcd)。

3.3 主波長ビニング

20mAでビニング。各ビンの許容差は±1 nmです。
ビンコード：C (567.5-570.5 nm)、D (570.5-573.5 nm)、E (573.5-576.5 nm)。

4. 性能曲線分析

データシートでは特定のグラフ曲線が参照されていますが（例：スペクトル分布の図1、視野角の図6）、データは標準的なLEDの動作を示唆しています。

• IV曲線：順方向電圧(VF)は順方向電流(IF)の増加とともに増加し、典型的なダイオードの指数関係に従います。指定されたVF @ 20mAが主要な設計ポイントです。
• 温度特性：光度は、接合温度が上昇すると一般的に減少します。広い動作温度範囲(-30°C～+85°C)は、様々な環境下での安定した性能を示していますが、高温時にはデレーティングが必要になる場合があります。
• スペクトル分布：15nmの半値幅を持つ574nmのピークが緑色を定義します。主波長(571nm)は、設計における色指定のための主要パラメータです。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

このLEDは、サイドビューLEDのEIA標準パッケージ外形に準拠しています。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、一般的な公差は±0.10 mmです。PCBフットプリント設計のための詳細な寸法図がデータシートに提供されています。

5.2 パッド設計と極性

データシートには、推奨はんだ付けパッド寸法と向きが含まれています。正しい極性は重要です。LEDにはアノードとカソードがあり、PCBフットプリントと整合させる必要があります。このパッケージは自動実装装置との互換性を持つように設計されています。

6. はんだ付けと組立ガイドライン

6.1 リフローはんだ付けパラメータ

鉛フリープロセス用の推奨IRリフロープロファイルが提供されており、JEDEC標準に準拠しています。

• プリヒート：150-200°C。
• プリヒート時間：最大120秒。
• ピーク温度：最大260°C。
• 液相線以上時間：最大10秒（最大2回のリフローサイクルまで推奨）。

注意：最適なプロファイルは、特定のPCB設計、はんだペースト、およびオーブンに依存します。提供されたプロファイルは一般的な目標として機能します。

6.2 手はんだ付け

手はんだ付けが必要な場合：

• はんだごて温度：最大300°C。
• はんだ付け時間：パッドあたり最大3秒（1回のみ）。

6.3 保管条件

• 未開封パッケージ：30°C以下、90%RH以下で保管。乾燥剤入りの防湿バッグが無傷であれば、1年以内に使用してください。
• 開封済みパッケージ：30°C以下、60%RH以下で保管。リフロー用には1週間以内に使用してください。長期保管の場合は、乾燥剤入りの密閉容器または窒素デシケーターを使用してください。包装から出して1週間以上保管されたLEDは、はんだ付け前に約60°Cで20時間以上ベーキングする必要があります。

6.4 洗浄

指定された洗浄剤のみを使用してください。洗浄が必要な場合は、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分未満浸漬します。指定外の化学薬品は使用しないでください。

7. 包装と発注情報

7.1 テープ＆リール仕様

• 8mm幅のエンボスキャリアテープに包装されています。
• 7インチ（178mm）径のリールに供給されます。
• リールあたり数量：4000個。
• 最小発注数量 (MOQ)：残数については500個。
• 包装はANSI/EIA-481仕様に準拠しています。
• 空のポケットはカバーテープで密封されています。
• リールあたり、連続して最大2個の部品欠品が許容されます。

8. アプリケーション提案

8.1 典型的なアプリケーションシナリオ

このサイドビューLEDは、デバイスの端から光が見える必要があるアプリケーションに最適です。例えば：

• 薄型民生電子機器（電話、タブレット、ノートPC）の状態表示。
• サイドイルミネーションパネルやシンボルのバックライト。
• オーディオ機器や計測器のレベル表示。
• 家電製品やオフィス機器の汎用表示灯。

8.2 設計上の考慮事項

• 電流制限：常に直列の電流制限抵抗を使用してください。供給電圧(Vs)、LED順方向電圧（選択したビンからのVF）、および希望の順方向電流(IF、30mA DCを超えない)に基づいて計算します。式：R = (Vs - VF) / IF。
• ESD保護：LEDは静電気放電(ESD)に敏感です。適切なESD対策（リストストラップ、接地作業台）を講じて取り扱ってください。
• 熱管理：特に最大電流付近または高温環境で動作する場合、PCBレイアウトが放熱を可能にすることを確認してください。
• 光学設計：130度の視野角は広い視認性を提供します。ライトパイプや開口部の機械設計においてこれを考慮してください。

9. 技術比較と差別化

LTST-S270KGKTは、その材料とパッケージによって差別化されています：

• AlInGaP対その他の技術：従来のGaP（リン化ガリウム）緑色LEDと比較して、AlInGaPは著しく高い発光効率と輝度を提供します。
• サイドビューパッケージ：トップエミッションLEDとは異なり、このパッケージは側面から光を放射するように特別に設計されており、PCB上の垂直方向のスペースを節約し、独自の美的・機能的な設計を可能にします。
• リフロー互換性：標準的なSMTリフロープロファイルに耐える能力により、他の部品とともに現代の大量生産ラインに適しています。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: 5V電源で使用する場合、抵抗値はいくつにすべきですか？
A: 代表的なVF=2.4V、目標IF=20mAを使用すると：R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130オーム。最も近い標準値（例：130Ωまたは120Ω）を使用してください。最悪ケースの電流計算では、ビンコードからの最小および最大VFを常に考慮してください。

Q: 調光のためにPWM信号でこのLEDを駆動できますか？
A: はい。80mA（パルス）のピーク順方向電流定格により、PWM調光が可能です。時間平均電流が30mAの直流順方向電流定格を超えないようにしてください。

Q: なぜ異なるビンコードがあるのですか？どれを選ぶべきですか？
A: 製造上のばらつきにより、VF、強度、波長に違いが生じます。ビニングはロット内の一貫性を確保します。色が重要なアプリケーション（例：マルチLEDディスプレイ）では、狭い波長ビン（例：D）を指定してください。明るさの一貫性のためには、狭い強度ビン（例：P）を指定してください。一般的な表示用途では、標準ビンで問題ありません。

Q: ヒートシンクは必要ですか？
A: 絶対最大電力損失75mWおよび典型的な動作条件(20mA * ~2.4V = 48mW)では、単一のLEDに対して専用のヒートシンクは通常必要ありません。ただし、適切なPCBの銅箔パターンは放熱に役立ちます。特に高温環境や複数のLEDが密集している場合に有効です。

11. 実践的な設計と使用事例

事例：携帯機器用状態表示の設計
設計者は、サイドマウントの電源/充電表示を持つ薄型タブレットを設計しています。LTST-S270KGKTは、その側面発光特性と低プロファイルのために選択されました。

1. PCBレイアウト：LEDはPCBの端に配置されます。データシートの推奨パッドレイアウトを使用して、適切なはんだ付けと位置合わせを確保します。
2. 回路設計：デバイスは3.3Vシステム電源を使用します。LEDを約20mAで駆動し、十分な明るさを提供するために、47Ω抵抗が選択されました((3.3V - 2.4V)/0.02A ≈ 45Ω)。
3. 機械的統合：小さな光導波路がLEDの側面からの光をタブレットのベゼルの小さな窓に導きます。130度の視野角により、様々な角度から光が容易に見えます。
4. 製造：8mmテープリールで供給されるLEDは、SMT組立中に自動的に実装されます。基板は、ピーク温度250°C（LEDの260°C限界内）の標準的な鉛フリーリフロープロセスを受けます。
5. ビニング：設計者は、すべての生産ユニットで一貫した明るさと色を確保するために、VF用にビンコード6(2.1-2.2V)、強度用にビンコードN(28-45 mcd)を指定します。これにより、最高（かつ潜在的に高コストな）ビンを必要としません。

12. 原理紹介

このLEDの発光は、AlInGaP材料で作られた半導体p-n接合におけるエレクトロルミネッセンスに基づいています。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活性領域（接合部）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合金の特定の組成は、半導体の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、組成は約574ナノメートルのピーク波長を持つ緑色光を生成するように調整されています。サイドビューパッケージには、成形されたエポキシレンズが組み込まれており、チップから放射された光を屈折・反射させることで、特徴的な130度の視野角を形成します。

13. 開発動向

このような表示用LEDの一般的な動向は、いくつかの主要な分野に向かっています：

• 効率向上：継続的な材料科学の改善により、ワットあたりのルーメン(lm/W)を増加させ、同じ光出力に対する消費電力を削減することを目指しています。
• 小型化：光学性能を維持または向上させながら、より小さなパッケージサイズへの継続的な推進があり、より高密度のPCBレイアウトとより薄い最終製品を可能にします。
• 信頼性と堅牢性の向上：パッケージ材料とダイアタッチ技術の改善により、寿命が長くなり、過酷な環境条件（温度、湿度）下での性能が向上します。
• 統合：電流制限抵抗や単純なドライバICをLEDパッケージ内に統合する傾向があり、エンドユーザーの回路設計を簡素化します。
• 色の一貫性とビニング：製造プロセスは常に改良され、ばらつきを減らし、より厳密なビニング仕様と、色が重要なアプリケーションでの選別の必要性を減らしています。