LTST-S270KFKT オレンジ SMD LED データシート - サイドビュー - 2.0-2.4V - 30mA - 75mW - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、高輝度サイドビュー型表面実装LEDの完全な技術仕様を提供します。このデバイスは、鮮やかなオレンジ色の光出力を生成するために、先進的なAlInGaP（アルミニウムインジウムガリウムリン）半導体チップを採用しています。自動組立プロセス向けに設計されており、8mmテープにパッケージングされ、7インチリールに供給されるため、大量生産に適しています。本製品はRoHS指令に準拠し、グリーン製品に分類されます。

1.1 中核的な利点とターゲット市場

このLEDの主な利点は、AlInGaP技術による超高輝度出力、赤外線リフローはんだ付けプロセスとの互換性、および部品の側面からの照明が必要なアプリケーションに最適なサイド発光設計です。そのEIA標準パッケージは幅広い互換性を保証します。このLEDは、コンパクトで信頼性が高く明るいオレンジ色のインジケータが必要な、民生用電子機器、産業用インジケータ、自動車内装照明、バックライトなどのアプリケーションをターゲットとしています。

2. 詳細な技術パラメータ分析

2.1 絶対最大定格

デバイスの動作限界は、周囲温度（Ta）25°Cの条件下で定義されます。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。

• 消費電力（Pd）：75 mW。これはパッケージが熱として放散できる最大電力です。
• ピーク順電流（I_F(peak)）：80 mA。これは、デューティサイクル1/10、パルス幅0.1msのパルス条件下でのみ許容されます。
• 連続順電流（I_F）：30 mA DC。これは連続動作における推奨最大電流です。
• 逆電圧（V_R）：5 V。この制限を超える逆電圧を印加すると、LED接合が破壊される可能性があります。
• 動作温度範囲（T_opr）：-30°C ～ +85°C。
• 保管温度範囲（T_stg）：-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です。

2.2 電気的・光学的特性

主要な性能パラメータは、特に断りのない限り、Ta=25°C、順電流（I_F）20 mAで測定されます。

• 光度（I_V）：45.0 - 90.0 mcd（標準）。実際の強度はビニングされます（セクション3参照）。CIE明所視感度曲線に近似したセンサー/フィルターで測定。
• 指向角（2θ_1/2）：130度（標準）。この広い指向角は、サイドビュー型レンズ設計の特徴です。
• ピーク発光波長（λ_P）：611 nm（標準）。スペクトル出力が最大となる波長です。
• 主波長（λ_d）：605 nm（I_F=20mA時標準）。これは、CIE色度図から導かれる、人間の目が知覚する単一波長です。
• スペクトル半値幅（Δλ）：17 nm（標準）。発光のスペクトル純度の尺度です。
• 順電圧（V_F）：2.0 - 2.4 V（I_F=20mA時標準）。LEDが導通時の両端の電圧降下です。
• 逆電流（I_R）：10 μA（V_R=5V時最大）。LEDが逆バイアス時のわずかなリーク電流です。

ESD注意：本デバイスは静電気放電（ESD）に敏感です。損傷を防ぐため、接地リストストラップや帯電防止装置の使用を含む適切な取り扱い手順が必須です。

3. ビニングシステムの説明

LEDの光度は、生産ロット内の一貫性を確保するためにビンに仕分けられます。ビンコードは最小および最大強度範囲を定義します。

• ビンコード P：45.0 - 71.0 mcd
• ビンコード Q：71.0 - 112.0 mcd
• ビンコード R：112.0 - 180.0 mcd
• ビンコード 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。このシステムにより、設計者はコストと性能のバランスを取りながら、アプリケーションに適した輝度グレードを選択できます。

4. 性能曲線分析

データシートでは特定のグラフ曲線が参照されていますが（例：スペクトル出力の図1、指向角の図6）、典型的な関係は以下のように説明できます：

• I-V（電流-電圧）曲線：順電圧（V_F）は順電流（I_F）に対して対数的な関係を示します。通常動作範囲では比較的一定ですが、電流とともに増加します。
• 光度 vs. 電流：光出力は、最大定格電流まで順電流にほぼ比例します。定格電流を超えて動作すると、熱の超線形増加と効率低下（ドループ）の可能性があります。
• 温度依存性：順電圧は一般に接合温度の上昇とともに減少します（負の温度係数）。光度は一般に温度上昇とともに減少します。これは、高出力または高周囲温度アプリケーションにおける熱管理の重要な考慮事項です。
• スペクトル分布：発光スペクトルは611 nm（ピーク）を中心とし、比較的狭い半値幅17 nmを持ち、飽和したオレンジ色を示します。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法と極性

このLEDは、ウォータークリアレンズを備えたサイドビュー型パッケージを特徴とします。詳細な寸法図はデータシートに提供されており、すべての単位はミリメートルです（特に記載のない限り許容差±0.10mm）。パッケージは互換性のためにEIA標準に準拠して設計されています。カソードは通常、ノッチ、緑色のドット、またはパッケージの切り欠きなどの視覚的マーカーで識別されます。PCB組立時の適切な位置合わせとはんだ付けを確保するために、推奨はんだパッドレイアウトと向きが提供されています。

5.2 テープおよびリール仕様

部品は、保護カバーテープ付きのエンボスキャリアテープに供給され、直径7インチ（178mm）のリールに巻かれています。

• 1リールあたりの個数： 4000
• 端数最小発注数量（MOQ）：500個
• 連続欠品ランプ：1リールあたり最大2個まで許容。
• 包装はANSI/EIA-481仕様に準拠しています。

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（Pbフリー）組立プロセス向けに、推奨赤外線（IR）リフロープロファイルが提供されています。主要パラメータは以下の通りです：

• 予熱：150–200°C
• 予熱時間：最大120秒。
• ピーク温度：最大260°C。
• 液相線以上時間：最大10秒（3ページの推奨プロファイル）。
• プロファイルは、使用する特定のPCB設計、はんだペースト、およびオーブンに対して特性評価されるべきです。

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：接合部あたり最大3秒。
• プラスチックパッケージへの熱損傷を防ぐため、はんだ付けサイクルは1回に制限してください。

6.3 洗浄

指定された洗浄剤のみを使用してください。推奨溶剤は室温で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。

6.4 保管条件

適切な保管は、はんだ付け性を維持し、湿気吸収（リフロー中のポップコーン現象を引き起こす可能性あり）を防ぐために重要です。

• 密封防湿バッグ（MBB）：≤30°C、≤90% RHで保管。バッグ封印日から1年以内に使用してください。
• バッグ開封後：≤30°C、≤60% RHで保管。暴露後1週間以内にIRリフローを完了することを推奨します。
• 長期保管（開封後）：乾燥剤入りの密閉容器または窒素デシケーターで保管してください。
• ベーキング：1週間以上暴露された場合は、はんだ付け前に約60°Cで少なくとも20時間ベーキングし、吸収した湿気を除去してください。

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 代表的なアプリケーションシナリオ

このサイドビュー型オレンジLEDは、以下に最適です：

• 状態表示：広い指向角が必要な民生用電子機器、家電、ネットワーク機器上。
• バックライト：サイド発光が有利なエッジライトパネル、メンブレンスイッチ、またはシンボル用。
• 自動車内装照明：ダッシュボードまたはコンソールの照明用。
• 産業用制御パネル：機械上の警告または状態表示灯として。

7.2 設計上の考慮事項

• 電流制限：常に直列電流制限抵抗または定電流ドライバを使用してください。抵抗値は R = (V_電源- V_F) / I_F で計算します。5V電源でI_F=20mA、V_F=2.4Vを目標とする場合、R = (5 - 2.4) / 0.02 = 130 Ω。
• 熱管理：消費電力は低い（75mW）ですが、高周囲温度または最大電流付近で動作する場合は、LEDの寿命と安定した光出力を維持するために、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。
• ESD保護：LEDが露出した場所にある場合は、敏感な入力ラインにESD保護ダイオードを組み込み、組立中は厳格なESD取り扱いプロトコルに従ってください。
• 光学設計：サイド発光の性質上、主な光出力はPCB表面と平行です。必要に応じて光パイプ、反射板、または拡散板を使用して光を導いてください。

8. 技術比較と差別化

標準的なトップ発光LEDやGaAsPなどの古い技術を使用したLEDと比較して、このAlInGaPサイドビュー型LEDは明確な利点を提供します：

• 高効率（AlInGaP vs. GaAsP）：AlInGaP技術は著しく高い発光効率を提供し、同じ電流でより明るい出力をもたらします。
• 優れた色飽和度：狭いスペクトル半値幅（17nm）により、より広いスペクトルの代替品と比較して、より純粋で飽和したオレンジ色を生成します。
• 設計の柔軟性（サイドビュー）：このパッケージは、トップエミッタでは不可能な独自の光学設計を可能にし、垂直方向のスペースを節約し、エッジライティングソリューションを実現します。
• 現代のプロセス互換性：赤外線リフローはんだ付けおよび自動ピックアンドプレース装置との完全な互換性により、現代のSMT組立ラインが合理化されます。

9. よくある質問 (FAQ)

Q1: ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

A1: ピーク波長（λ_P=611nm）は、スペクトル内の最大エネルギーの物理的な点です。主波長（λ_d=605nm）は、CIE図上の知覚色点です。色指定にはλ_dがより関連します。

Q2: 抵抗なしで3.3V電源でこのLEDを駆動できますか？

A2: できません。順電圧は約2.4Vです。3.3Vに直接接続すると過剰な電流が流れ、30mAの制限を超えてLEDを損傷する可能性があります。電流制限抵抗は常に必要です。

Q3: 光度にビニングシステムがあるのはなぜですか？

A3: 製造上のばらつきにより、出力にわずかな差が生じます。ビニングはLEDを一貫した輝度グループに仕分け、設計者が適切なグレードを選択し、バッチ内で予測可能な性能を確保できるようにします。

Q4: 130度の指向角はどのように解釈すればよいですか？

A4: 指向角（2θ_1/2）は、強度がピーク値の半分に低下する全角度です。130°の角度は、光が非常に広い円錐状に放射されることを意味し、多くの側面角度から見えるようになります。

Q5: はんだ付け前には常にベーキングが必要ですか？

A5: ベーキングは、LEDが元の密封バッグ外の環境条件に指定時間（例：≤60% RHで1週間）以上さらされた場合にのみ必要です。これにより、リフロー中の湿気によるパッケージクラックを防ぎます。

10. 実用的な設計および使用例

例1: パネルマウント状態表示器

制御パネルでは、LEDを切り欠きの端に取り付け、そのサイド発光を光パイプまたはすりガラス窓を通して導くことができます。広い指向角により、オペレーターが様々な位置からインジケータを見ることができます。5VマイクロコントローラGPIOピンからの150Ω抵抗を使用した単純な回路は、約17mAで適切な駆動を提供します。

例2: 民生機器での連続点灯

複数のLEDをデバイス筐体の端に並べて配置できます。マイクロコントローラを介して順次制御することで、ナイトライダースタイルの走査効果やプログレスバーを作成でき、それらのサイド発光を利用してシームレスな光のラインを作り出せます。

11. 技術原理の紹介

この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。順電圧が印加されると、電子と正孔がPN接合の活性領域で再結合し、光子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）に対応します—この場合はオレンジ色（約605-611 nm）。サイドビュー型パッケージは、光出力パターンを形成する成形エポキシレンズを組み込んでおり、光を上面ではなくチップの側面から取り出します。この設計には、光を再方向付けるためのパッケージ内の反射キャビティが関与することがよくあります。

12. 業界動向と発展

SMDインジケータLEDのトレンドは、より高い効率、より小さなパッケージ、およびより大きな統合に向かって続いています。AlInGaPは高効率の赤、オレンジ、黄色LEDの主要技術であり続けていますが、継続的な研究は取り出し効率と熱安定性の改善に焦点を当てています。また、自動車照明や高級ディスプレイなどのアプリケーションの要求を満たすために、より精密なビニングとより厳しい許容差に向けた動きもあります。鉛フリー、高温リフロープロセスとの互換性は、世界的な環境規制によって推進され、現在では標準要件となっています。さらに、過酷な環境（より広い温度範囲、より高い湿度）での信頼性の高い性能への需要は、パッケージシーリングと材料科学の進歩を引き続き推進しています。