LTST-S33GBEGK-SN サイドビューSMD LED データシート - 3.2x1.6x0.6mm - 青/赤/緑 - 20mA - 中国語技術文書

製品概要

本文書は、LTST-S33GBEGK-SNサイドビュー型フルカラーSMD LEDの完全な技術仕様を提供します。この部品は自動プリント基板実装用に設計され、様々な民生用電子機器および産業用電子機器におけるスペース制限のあるアプリケーションに適しています。

1.1 製品の特徴

• RoHS環境基準に準拠。
• 超薄0.6mm厚のサイドビュー型パッケージを採用し、リードははんだ付け性向上のためスズメッキを施しています。
• 高輝度のInGaN (青/緑) およびAlInGaP (赤) 半導体チップを採用しています。
• 8mm幅のキャリアテープを採用し、7インチ径のリールに巻き取られており、自動実装に適しています。
• EIA標準パッケージ外形に準拠。
• 集積回路駆動ロジックと互換性があります。
• 標準自動実装装置に完全対応。
• 赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスに耐える設計。

1.2 応用分野

本LEDは、コンパクトなサイズと信頼性の高い性能が厳しく要求される様々な電子機器に適しています。代表的な応用分野は以下の通りです：

• 通信機器およびオフィスオートメーション機器。
• 家電製品および産業用制御パネル。
• キーボードおよびキー照明。
• ステータスおよび電源インジケーター。
• ミニディスプレイとシンボル照明。
• 信号灯。

2. 技術パラメータ：深層客観的解釈

以下のセクションでは、標準試験条件 (Ta=25°C) におけるLEDの性能特性について詳細に解析します。

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を与える可能性のある限界値を定義します。この条件下での動作は保証されません。

• 消費電力 (Pd)：青/緑：最大76 mW；赤：最大50 mW。このパラメータは熱管理設計にとって極めて重要です。
• ピーク順方向電流 (I_FP)：青/緑：100 mA (1/10デューティ比、0.1msパルス)；赤：80 mA。パルス動作モードのみに適用。
• 直流順方向電流 (I_F)：全ての色で20 mA。これは推奨連続動作電流です。
• 動作温度範囲 (T_opr)：-20°C から +80°C。
• 保存温度範囲 (T_stg)：-30°C から +100°C。
• 赤外線溶着条件：ピーク温度260°Cを10秒間耐え、鉛フリーリフロー工程に適用可能。

2.2 電気的および光学的特性

測定条件：I_F= 20 mA、Ta = 25°C、特に断りのない限り。

• 発光強度 (I_V)：
  • 青：224 - 450 mcd (最小 - 最大)。
  • 赤：400 - 750 mcd。
  • 緑：1120 - 1900 mcd。
• 視野角 (2θ_1/2)：代表的な値は130度。この広い視野角はサイドビュー型パッケージの典型的な特徴です。
• ピーク発光波長 (λ_P)：代表値：青：468 nm、赤：632 nm、緑：518 nm。
• 主波長 (λ_d)：
  • 青：465 - 475 nm。
  • 赤：618 - 628 nm。
  • 緑：520 - 530 nm。
• スペクトル半値幅 (Δλ)：典型値：青：25 nm、赤：17 nm、緑：35 nm。これは発光のスペクトル純度を示します。
• 順方向電圧 (V_F)：
  • 青/緑：2.55 - 3.30 V。
  • 赤：1.90 - 2.50 V。
• 逆方向電流 (I_R)：V_R= 5V 時、最大10 μA。注記：本デバイスは逆バイアス動作用に設計されていない。このパラメータは赤外線テスト目的のみである。

3. ビニングシステムの説明

LEDは、量産における一貫性を確保するために、主要な電気的および光学的パラメータに基づいてビニングされます。これにより、設計者は特定の用途における色と輝度の均一性要件を満たすデバイスを選択できます。

3.1 順方向電圧 (V_F) ビニング

条件：I_F= 20 mA。各段階の許容差は±0.1V。

• 蓝 & 緑：段階1：2.55-3.05V；段階2：3.05-3.30V。
• 赤：段階1：1.90-2.20V；段階2：2.20-2.50V。

3.2 発光強度 (I_V) ビニング

条件：I_F= 20 mA。各段階の許容差は ±15%。

• 青：S2 (224-280 mcd)、T1 (280-355 mcd)、T2 (355-450 mcd)。
• 赤：U1 (400-500 mcd)、U2 (500-600 mcd)、U3 (600-750 mcd)。
• 緑：W1 (1120-1380 mcd)、W2 (1380-1640 mcd)、W3 (1640-1900 mcd)。

4. 性能曲線分析

仕様書には具体的なグラフィックデータが引用されていますが、以下の記述は標準的なLEDの物理的特性に基づく典型的な関係に基づいています。

4.1 電流-電圧 (I-V) 特性

順方向電圧 (V_F) と順方向電流 (I_F対数関係を示す。電流の増加に伴い増加するが、温度依存性もあり、通常は接合温度の上昇に伴い低下する。

4.2 発光強度-電流 (I_V-I_F)

通常動作範囲内では、発光強度はおおよそ順電流に比例する。しかし、極めて高い電流下では、熱効果の増大および半導体材料内での効率低下現象により、効率が低下する可能性がある。

4.3 温度依存性

LEDの性能は接合温度 (T_j) の影響を大きく受ける。一般的に、発光強度は T_jの上昇に伴って低下する。InGaNベースのLED (青/緑) の順方向電圧 (V_F一般的に温度上昇に伴って低下するが、AlInGaPベースのLED（赤）の低下幅は比較的小さい。適切なヒートシンクと電流管理は、安定した光出力と長期信頼性を維持するために極めて重要である。

4.4 スペクトル分布

発光スペクトルの特徴は、ピーク波長 (λ_P) とスペクトル半値幅 (Δλ) である。主波長 (λ_dは人間の目が知覚する単一波長です。スペクトルは駆動電流と接合温度の変化に伴い僅かに偏移します。

5. 機械的・パッケージング情報

5.1 パッケージ寸法

LTST-S33GBEGK-SNはサイドビュー発光SOP（小型外形パッケージ）を採用しています。主要寸法（単位：mm）は以下の通りで、一般公差は±0.1mmです：パッケージ本体長さ約3.2mm、幅約1.6mm、高さ0.6mmで、超薄型部品に分類されます。ピンアサインは次の通りです：ピン1：緑光カソード、ピン3：赤光アノード、ピン4：青光アノード（詳細なピン機能はパッケージ図を参照して確認してください）。

5.2 推奨PCBランドパターンと極性

リフローはんだ付けプロセスにおいて良好なはんだ接合を形成し、機械的安定性を維持するために、推奨されるPCBランドパターンが提供されています。この設計は、はんだフィレットの形成とチップ部品の立ち上がり（トンボ）現象の防止を考慮しています。PCBシルク上の明確な極性マーキングはLEDのピン1指示マークに対応しており、誤った実装を防ぐために重要です。

6. はんだ付けと組立ガイド

6.1 赤外線リフローはんだ付け条件 (鉛フリープロセス)

このデバイスは鉛フリー赤外線リフローはんだ付けに適しています。推奨温度プロファイルは、予熱段階、保温ゾーン、ピーク温度260°C以下で10秒間持続するリフローゾーン、および制御された冷却段階を含みます。この温度プロファイルに従うことは、LEDパッケージおよび内部ボンディングワイヤの熱損傷を防止するために重要です。

6.2 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。室温でLEDをエタノールまたはイソプロピルアルコールに1分以内浸漬することは許容されます。指定されていない、または腐食性の強い化学洗浄剤を使用すると、エポキシ樹脂レンズやパッケージ材料を損傷し、光出力の低下や早期故障を引き起こす可能性があります。

6.3 ストレージと操作

• ESD予防対策：LEDは静電気放電（ESD）に敏感です。操作時には接地リストストラップ、静電気防止マットおよびコンテナを使用してください。すべての装置は適切に接地する必要があります。
• 湿度感受性：このパッケージの湿度感受性レベルはMSL 3です。元の防湿バッグが乾燥剤と共に密封されている場合、保管条件は≤30°C、≤90% RHで、有効期限は1年です。開封後は、部品を≤30°C、≤60% RH条件下で保管し、1週間以内に赤外線リフローはんだ付けを行う必要があります。開封後1週間を超えて保管する場合は、はんだ付け前に吸収した湿気を除去し、リフロー工程中の「ポップコーン」現象を防止するため、少なくとも20時間、60°Cでベーキングする必要があります。

7. 包装と注文情報

7.1 テーピングおよびリール仕様

LEDは、8mm幅のエンボスキャリアテープ形態で提供されます。キャリアテープは標準的な7インチ (178mm) 直径のリールに巻かれています。各リールには3000個が含まれます。テープポケットは保護用のカバーテープで密封されています。包装はANSI/EIA-481規格に準拠しています。リール単位に満たない数量の場合、残りの最小包装単位は500個です。

8. アプリケーション推奨事項

8.1 設計上の考慮事項

• レート制限：必ず直列の電流制限抵抗または定電流ドライバを使用してIを_F所望のレベル（通常最大直流20mA）に設定してください。抵抗値の計算式は R = (電源電圧 - V_F) / I です。_F.
• 熱管理：消費電力が低い場合でも、特に定格電力の低い赤色LEDについては、LED接合部から熱を伝導して性能と寿命を維持するために、十分なPCB銅箔面積または放熱ビアを確保する必要があります。
• 光学設計：このパッケージの側面発光特性は、導光板のサイド照明、シンボルの側面からの照明、またはPCB端での状態表示に最適です。光導波管またはレンズを設計する際は、130度の視野角を考慮してください。

8.2 代表的な応用回路

シンプルなインジケータ用途の場合、各カラーチャンネル（赤、緑、青）は、マイクロコントローラのGPIOピンと適切な電流制限抵抗を用いて独立駆動できます。多色光や白色光（RGB混合による）を生成する場合は、混色と調光を実現し、色度シフトを回避するために、より複雑なPWM（パルス幅変調）制御を採用することが推奨されます。

9. 技術比較と差別化

この部品の主な差別化要因は、超薄型0.6mm厚和側面発光特性トップビュー発光LEDと比較して、このパッケージは垂直方向のスペースが極めて限られている状況でも、超薄型モバイルデバイス、ウェアラブル技術、パネル背面など、革新的な工業デザインを実現することを可能にします。コンパクトなサイドビュー発光パッケージ内に3つの独立した高輝度チップ（InGaN青/緑、AlInGaP赤）を集積することで、従来は単色サイドビューLEDにのみ用いられていたパッケージサイズでフルカラーソリューションを提供します。

10. よくある質問（技術仕様に基づく）

10.1 LEDを20mA以上で駆動してより高い輝度を得ることは可能ですか？

絶対最大定格である直流順電流20mAを超えての連続動作は推奨されません。これは消費電力の定格を超え、接合部温度の過上昇、光出力の急速な低下を引き起こし、破壊的な故障の原因となる可能性があります。より高い輝度が必要な場合は、より高い発光強度グレードのLEDを選択するか、ピーク電流定格の範囲内でのパルス動作をご検討ください。

10.2 なぜ各色によって順方向電圧が異なるのですか？

順方向電圧は半導体材料のバンドギャップに起因する基本特性である。青色および緑色LEDはバンドギャップの広いInGaN材料を使用するため、VFが高くなる。_F(代表値は約3.0V)。赤色LEDはバンドギャップの狭いAlInGaP材料を使用するため、VFが低くなる。_F(代表値は約2.0V)。回路設計では、特に同一電圧ラインから複数色を駆動する場合、この点を考慮する必要がある。

10.3 分档コードの解読方法は？

ビニングコード（例：青色光強度T1、赤色光強度U2、電圧ビン1）は、製造工程において測定性能に基づきLEDを分類するために使用されます。色や輝度の一貫性が求められる用途（例：複数LEDアレイ、バックライト）では、同一のビニングコードを指定し、使用することが極めて重要です。設計に適した性能範囲を選択するため、セクション3.1および3.2のビニングコード表を参照してください。

11. 実践応用ケース

シナリオ：超薄型民生電子機器の基板上におけるステータスインジケータ。デザイナーは、基板厚さが1.0mmに制限されたスマートウォッチを開発中です。基板の端にマルチカラーのステータスインジケーター（例：充電中=赤、満充電=緑、Bluetooth接続済=青）を設置する必要があります。LTST-S33GBEGK-SNが理想的な選択肢です。その0.6mmの高さは機械的なスペース要件を満たします。サイドビュー発光特性により、光はデバイスのベゼルへと続く小型の導光管に直接結合され、小さな窓を照らします。デザイナーは、各カラーチャンネルに対して、推奨されるパッドレイアウトに従って、3つの独立した駆動回路（マイコン端子 + 抵抗）をPCB上に配置します。彼らは、生産されるすべてのユニットで均一な輝度と色表現を確保するために、同じV_FおよびI_VビニングのLEDを指定します。

12. 動作原理の概要

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接合に順方向電圧を印加すると、電子と正孔が活性領域に注入され、そこで再結合します。再結合過程で放出されるエネルギーは、光子（光）として放出されます。発光の色（波長）は、活性領域に使用される半導体材料のバンドギャップエネルギーによって決まります。LTST-S33GBEGK-SNは、エポキシ樹脂モールドパッケージ内に、異なる半導体材料（青/緑光用InGaN、赤光用AlInGaP）で作られた3つのp-n接合を統合しており、各接合は独立した電気的接続を持っています。

13. 技術発展の動向

チップLEDの進化は、以下の主要分野に焦点を当て続けています：効率向上 (lm/W)：エピタキシャル成長とチップ設計の継続的な改良により、単位電力入力あたりの光出力が増加しています。小型化：パッケージはより小型・薄型化され、民生電子機器における高密度実装と新たなフォームファクターの実現を可能にします。演色性と均一性の向上：白色LED用蛍光体技術の進歩とより厳格なビニング工程により、より正確で均一な色が得られるようになりました。より高い信頼性と寿命：強化された封止材料と熱マネジメント設計により動作寿命が延長され、LEDはより過酷なアプリケーションに適するようになっています。本仕様書が示すサイドビュー型マルチチップパッケージは、スペースに制約のあるデバイスにおけるコンパクトで統合された照明ソリューションのニーズに応えるものです。