LTW-S225DSKF-F SMD LED データシート - サイドビュー デュアルカラー（ホワイト/オレンジ） - 20mA - 74mW/48mW - 技術文書

1. 製品概要

LTW-S225DSKF-Fは、コンパクトなサイドビュー型のデュアルカラー表面実装デバイス（SMD）LEDランプです。自動プリント基板（PCB）組立用に設計されており、現代の電子機器におけるスペース制約の厳しいアプリケーションに最適です。黄色のレンズを備えたパッケージ内には、白色光を発する（InGaNベース）チップとオレンジ色光を発する（AlInGaPベース）チップという2つの異なるLEDチップが封入されています。この構成により、単一の極小フットプリント内で多様な表示およびバックライト機能を実現します。

1.1 主な特長

• デュアルカラー機能：白色とオレンジ色の光源を1パッケージに統合し、基板スペースを節約し設計を簡素化します。
• 高輝度：超高輝度のAlInGaPおよびInGaN半導体技術を採用し、優れた光度を実現します。
• 自動実装装置および赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスとの互換性を考慮して設計されており、大量生産を容易にします。標準化された梱包：
• 7インチリールに巻かれた8mmテープで供給され、効率的な取り扱いのためのEIA標準に準拠しています。環境適合性：
• 本製品はRoHS（有害物質使用制限）指令に適合しています。1.2 対象市場と用途

この部品は、信頼性の高いコンパクトなインジケータが必要とされる幅広い電子機器に適しています。主な用途分野は以下の通りです：

通信機器：

• コードレス電話、携帯電話、ネットワーク機器の状態表示。ポータブルコンピューティング：
• ノートパソコンやその他のモバイルデバイスのキーボードまたはキーパッドのバックライト。民生用・産業用電子機器：
• 家電製品、オフィスオートメーション機器、産業用制御パネルの表示灯。表示技術：
• 明確な色表示を必要とするマイクロディスプレイやシンボリック照明に適しています。2. 技術パラメータ：詳細な客観的解釈

このセクションでは、標準試験条件（Ta=25°C）におけるLEDの動作限界と性能特性について詳細に分析します。

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。この限界以下または限界での動作は保証されません。

パラメータ

白色チップ	オレンジチップ	単位	消費電力（Pd）
74	74	48	48
mW	100	40	ピーク順電流（1/10デューティ、0.1msパルス）
100	20	20	100
mA	5	5	V
連続DC順電流（IF）	20		20
mA	逆電圧（VR）		5

5V

動作温度範囲

-20°C ～ +80°C

°C	保管温度範囲	-30°C ～ +85°C	°C	解釈：	白色チップは許容消費電力が高い（74mW対48mW）ため、熱特性やチップ効率が異なる可能性を示しています。両チップとも最大連続電流は20mAで、これは試験および通常動作の標準駆動電流です。5Vの逆電圧定格は比較的低く、意図しない逆バイアスを避けるための適切な回路設計の必要性を強調しています。これは赤外線試験のみを意図したものです。
2.2 電気光学特性	標準試験条件 IF = 20mA、Ta = 25°C で測定。	パラメータ	記号	白色（最小/代表/最大）	オレンジ（最小/代表/最大）
単位	-	条件/備考		光度	Fig.5
Iv	112 / - / 450	-	45 / - / 180	mcd	-
注1,2,5	指向角（2θ1/2）	-	130（代表値）	deg	ピーク波長
λP	VF	-	611（代表値）	V	nm

主波長

• λd-
• 605（代表値）nm
• 注3,5順電圧

VF

2.5 / - / 3.7

1.7 / - / 2.4

V

IF=20mA

解釈：

輝度とビニング：

• 広いIv範囲（例：白色で112-450 mcd）は、生産ロットの一貫性を確保するためにビニングシステムを必要とします。オレンジチップの代表的主波長605nmとピーク611nmは、オレンジ/アンバースペクトル内の色を確認します。指向角：
• 130度の指向角は広角LEDに分類され、軸外位置からの視認性が重要なアプリケーションに適しています。順電圧：
• オレンジAlInGaPチップは、白色InGaNチップ（VF ~2.5-3.7V）と比較して、より低い代表順電圧（VF ~1.7-2.4V）を示します。これは駆動回路設計における重要なパラメータであり、2色間で電源要件が異なります。2.3 熱特性と実装

本デバイスは、ピーク温度260°C、最大10秒間の赤外線リフローはんだ付けに対応しています。これは標準的な鉛フリーはんだプロセスプロファイルと互換性があります。動作および保管温度範囲は、民生用SMD LEDの標準です。

3. ビニングシステムの説明

• 半導体製造における自然なばらつきを管理するため、LEDは性能ビンに分類されます。LTW-S225DSKF-Fでは、主に2つのビニング基準が使用されています。3.1 光度（Iv）ビニング
• LEDは、20mAで測定された光度に基づいて分類されます。白色チップビン：
• Rビン：112.0 mcd（最小） ～ 180.0 mcd（最大）

Sビン：

180.0 mcd ～ 280.0 mcd

Tビン：

280.0 mcd ～ 450.0 mcd

各ビン内の許容差は±15%。

• オレンジチップビン：Pビン：
• 45.0 mcd ～ 71.0 mcdQビン：
• 71.0 mcd ～ 112.0 mcdRビン：

112.0 mcd ～ 180.0 mcd

各ビン内の許容差は±15%。

3.2 色調（色度座標）ビニング

• 白色LEDの場合、CIE 1931色度座標（x, y）に基づくビニングにより色の一貫性が確保されます。データシートではいくつかのビン（例：S1-1、S1-2、S2-1など）が定義されており、それぞれが色度図上の小さな四角形領域を指定します。任意の色調ビン内の（x, y）座標の許容差は±0.01です。この厳密な管理は、複数のLED間で均一な白色外観を必要とするアプリケーションに不可欠です。4. 性能曲線分析データシートでは特定のグラフ曲線（例：指向角のFig.5）が参照されていますが、LEDの物理特性に基づいて典型的な関係を説明できます：電流対光度（I-Iv曲線）：
• 光度は一般に、順電流の増加とともに準線形的に増加します。LEDを20mA以上で駆動すると光出力が高くなる可能性がありますが、消費電力と接合温度が上昇し、寿命や色ずれに影響を与える可能性があります。順電圧対電流（V-I曲線）：V-I特性は指数関数的であり、ダイオードに典型的です。順電圧（VF）は電流とともに増加し、接合温度の上昇とともに減少します。温度依存性：

LEDの光度は、一般に接合温度の上昇とともに減少します。AlInGaP（オレンジ）チップは、高温ではInGaN（白色）チップよりも熱消光が少ない可能性がありますが、両方とも出力が低下します。順電圧も負の温度係数を持ちます。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法とピン配置

SMDパッケージには特定のフットプリントがあります。重要な寸法には長さ、幅、高さが含まれ、特に断りのない限り標準公差は±0.1mmです。正しい回路接続にはピン配置が重要です：

ピン1 & 2：

オレンジAlInGaP LEDチップのアノードとカソード。

• ピン3 & 4：白色InGaN LEDチップのアノードとカソード。
• 組立時には正しい極性を守る必要があります。5.2 推奨PCBパッド設計と実装方向
• データシートには、PCB用の推奨ランドパターン（銅パッドレイアウト）が含まれています。この推奨に従うことで、信頼性の高いはんだ接合の形成、適切な機械的安定性、およびリフロー時の正確な位置合わせが確保されます。図面には、はんだ付け方向に対するテープ上のLEDの推奨方向も示されており、トゥームストーニングや位置ずれを最小限に抑えます。6. はんだ付けと組立ガイドライン
• 6.1 IRリフローはんだ付けパラメータ鉛フリーはんだプロセスの場合、以下の条件が推奨されます：

ピーク温度：

最大260°C。

ピーク時間：

• 最大10秒。予熱：
• 150°C ～ 200°C。予熱時間：
• 最大120秒。本LEDは、このリフロープロファイルを最大2回まで耐えることができます。

6.2 手はんだ付け（必要な場合）

手はんだが必要な場合：

はんだごて温度：

• 最大300°C。はんだ付け時間：
• リードごとに最大3秒。重要：
• 手はんだは1回のみ行ってください。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。推奨剤は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です。LEDは1分未満浸漬してください。指定外の化学薬品はプラスチックパッケージやレンズを損傷する可能性があります。6.4 保管と取り扱い

ESD対策：

LEDは静電気放電（ESD）に敏感です。取り扱い時には適切なESD対策（リストストラップ、接地設備）を使用する必要があります。

湿気感受性：

• SMDパッケージの標準的なMSL（湿気感受性レベル）対策に従ってください：密封バッグ：
• 乾燥剤入りの元の防湿バッグ内のLEDは、≤30°C、≤90% RHで保管してください。バッグ開封後のフロアライフ（大気暴露可能時間）は、IRリフロー用で1週間です。暴露デバイス：
• 元の梱包外で1週間以上保管した場合、はんだ付け前に少なくとも20時間、60°Cでベーキング（乾燥）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、リフロー時のポップコーン現象を防止します。7. 梱包と発注情報
• 7.1 テープ＆リール仕様LEDは自動組立用のエンボスキャリアテープで供給されます：
• テープ幅：8 mm。

リール直径：

7インチ（178 mm）。

1リールあたりの数量：

4000個。最小発注数量（MOQ）：残数数量で500個。

梱包標準：

• ANSI/EIA-481仕様に準拠。テープは部品を保護するためのカバーテープで密封されています。テープ内で連続して欠品が許容される最大数は2個です。
• 8. アプリケーション提案と設計上の考慮点8.1 代表的なアプリケーション回路
• 各LEDチップ（白色とオレンジ）は、電圧源（例：3.3Vまたは5Vライン）から駆動する場合、独自の電流制限抵抗を必要とします。抵抗値（R）はオームの法則を使用して計算できます：R = (電源電圧 - LEDのVF) / LED電流。例：

VF = 3.2V（代表値）の白色LEDを5V電源から20mAで駆動する場合：R = (5V - 3.2V) / 0.02A = 90オーム。標準の91オーム抵抗が適しています。VF値が異なるため、この計算は各色ごとに個別に行う必要があります。

8.2 設計上の考慮点

1. 熱管理：消費電力は低いですが、パッド周囲に十分なPCB銅面積を確保することで放熱を助け、特に高温環境下でのLED性能と寿命を維持します。
2. 電流駆動：VFは温度や個体間で変動するため、一貫した輝度と色を維持するには、定電圧駆動よりも定電流駆動が望ましいです。
3. 光学設計：サイドビュー発光プロファイルは、エッジライティング用の光導波板や、LEDが視認面に対して垂直に実装される表示用途に理想的です。光パイプや開口部を設計する際には、130度の指向角を考慮してください。

9. 技術比較と差別化

LTW-S225DSKF-Fの主な差別化要因は以下の通りです：

デュアルチップ、サイドビュー構成：

これは標準的なトップエミッションLEDには見られない特殊なパッケージです。PCBの端に実装された単一デバイスから2つの独立した表示色を可能にします。

チップ技術の組み合わせ：

オレンジにAlInGaP、白色にInGaNを使用することは、それぞれのスペクトルにおける効率と色品質の最適化された選択を表しています。

製造対応性：

自動SMTプロセス（実装、IRリフロー）および標準的なテープ＆リール梱包との完全な互換性により、生産性に優れた部品となっています。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q1: 白色とオレンジのLEDをそれぞれ20mAで同時に駆動できますか？

A1: 電気的には可能です。アノードとカソードが独立しているためです。ただし、小さなパッケージ上の総消費電力に注意する必要があります。全電流での同時動作はより多くの熱を発生させ、性能と信頼性に影響を与える可能性があります。連続的なデュアル動作では、電流を減衰させるか、熱管理を実施することをお勧めします。Q2: なぜ逆電圧定格は5Vしかないのですか？A2: LEDは逆バイアスで動作するようには設計されていません。5V定格は、試験用および意図しない逆接続に対する耐圧です。回路設計では、LEDがこの限界を超える逆電圧にさらされないようにする必要があります。通常、順方向電流のみを流すダイオードと直列に配置することで対応します。Q3: 発注時のビンコード（R、S、T、P、Q）は何を意味しますか？A3: これらのコードは、ロット内のLEDの保証最小光度を指定します。例えば、白色、Tビンを発注すると、各LEDが20mAで280～450 mcdの強度を持つことが保証されます。ビンを指定することで、生産ライン全体での輝度の一貫性が確保されます。色の均一性が重要な場合は、白色LEDの色調ビン（例：S2-1）も指定する必要があります。11. 実用例

シナリオ：ネットワークルーターの状態表示

設計者は、コンパクトなルーターのフロントパネルにデュアル状態表示（例：電源オンとネットワークアクティビティ）を必要としています。スペースは限られています。

• 実装：単一のLTW-S225DSKF-F LEDをメインPCBに垂直に実装し、光をフロントパネルに導く光導波板に向かう端に配置します。オレンジチップは電源回路に接続され、通電時に安定して点灯します。白色チップはネットワークプロセッサに接続され、データアクティビティを検出すると点滅するようにプログラムされます。このソリューションはPCB面積を節約し、部品点数を減らし、2つの異なる視覚信号に単一の光導波板を使用します。
• 12. 動作原理の紹介発光ダイオード（LED）は、エレクトロルミネセンスによって光を発する半導体デバイスです。p-n接合に順方向電圧が印加されると、電子と正孔が再結合し、光子の形でエネルギーを放出します。光の色は、半導体材料のエネルギーバンドギャップによって決まります。

InGaN（インジウムガリウムナイトライド）：

この材料系は白色LEDに使用されます。通常、青色発光のInGaNチップは蛍光体層でコーティングされています。青色光が蛍光体を励起し、蛍光体は広いスペクトルの光を再放出し、残りの青色光と組み合わさって白色を生成します。

AlInGaP（アルミニウムインジウムガリウムホスファイド）：

1. この材料はオレンジ色LEDに使用されます。赤、オレンジ、アンバー、黄色の波長で高効率の光を生成するのに適した直接遷移型半導体です。サイドビューパッケージは、これら2つの異なる半導体チップを、共有の黄色調レンズを持つ単一の成形プラスチックハウジング内に組み込んでいます。
2. 13. 技術トレンドLTW-S225DSKF-FのようなSMD LEDの開発は、いくつかの主要な業界トレンドに沿っています：
3. 小型化と統合：より小さく、より統合された部品への動きが続いています。マルチチップパッケージ（このデュアルカラーLEDなど）は、2つの個別のディスクリートLEDを使用する場合と比較して、スペースを節約し組立を簡素化します。
4. 効率と輝度の向上：エピタキシャル成長とチップ設計の継続的な改善により、InGaNとAlInGaP技術の両方でより高い発光効率（電気ワットあたりのより多くの光出力）が得られています。

信頼性と堅牢性の向上：