LTST-S270KRKT サイドビュー実装型LEDデータシート - AlInGaP赤色 - 20mA - 2.4V - 中国語技術文書

1. 製品概要

LTST-S270KRKTは、信頼性の高い効率的な表示照明を必要とする現代の電子機器アプリケーション向けに設計された、高輝度サイドビュー表面実装デバイス（SMD）LEDです。赤色スペクトル領域で高い発光強度と優れた色純度を実現すること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）半導体チップを採用しています。EIA標準に準拠したパッケージにより、自動化された実装ラインおよび標準的な赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスとの互換性を確保しており、大量生産に不可欠です。サイドビュー（無色透明）レンズ設計により、光は実装面と平行に放射され、サイドライトパネル、メンブレンスイッチのバックライト、超薄型民生電子機器のステータスインジケーターなど、垂直方向のスペースが限られたアプリケーションに最適です。

1.1 中核特性と優位性

• 高輝度AlInGaPチップ：従来のLED材料と比較して、優れた発光強度を提供し、鮮明な視認性を確保します。
• サイドビュー実装：主な光線は素子の側面から放射され、スペース節約設計に理想的な選択肢です。
• RoHS準拠及びグリーン製品：製造工程において鉛、水銀、カドミウムなどの有害物質を含まず、世界的な環境規制に準拠しています。
• スズメッキ端子：はんだ付け性を向上させ、良好な耐酸化性を提供し、組立工程におけるはんだ接点の信頼性を確保します。
• オートメーション対応：8mmテープに巻かれた7インチリールで供給され、高速自動実装装置に完全対応。
• リフローはんだ付け可能：鉛フリー（Pb-free）組立プロセスに必要な標準赤外線リフロー温度プロファイルに耐えることができます。

2. 技術仕様と客観的解釈

本節では、仕様書で定義されている主要な電気的、光学的、熱的パラメータについて、詳細かつ客観的な分析を行います。これらの数値を理解することは、正しい回路設計と長期信頼性の確保に不可欠です。

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ストレスの限界を表しています。通常使用時には、これらの限界値に近い、または超える状態での動作は推奨されず、LEDの寿命を縮める可能性があります。

• 消費電力（Pd）：75 mW。これはLEDパッケージが熱として放散できる最大電力です。この値を超えると過熱や致命的な故障を引き起こす可能性があります。
• ピーク順方向電流（I_FP）：80 mA。これはパルス条件下（1/10デューティサイクル、0.1msパルス幅）で許容される最大瞬間電流です。直流定格を大幅に上回り、短時間の高輝度フラッシュに適しています。
• 直流順方向電流（I_F）：30 mA。これは信頼性の高い長期動作のために推奨される最大連続電流です。光学特性の代表的な試験条件は20mAです。
• 逆方向電圧（V_R）：5 V。この値を超える逆電圧を印加すると、LEDのPN接合が破壊され、即座に故障する可能性があります。交流または双極性信号環境では、適切な回路保護（例えば、逆並列に直列ダイオードを配置する）を採用することが推奨されます。
• 動作・保存温度：-30°C ～ +85°C / -40°C ～ +85°C。デバイスはこれらの環境温度範囲内で動作および保存可能です。性能、特に発光強度と順方向電圧は、温度変化に伴って変動します。
• 赤外リフロー条件：ピーク温度260°C、10秒間保持。これは、はんだ付けプロセス中に損傷なくパッケージが耐えられる最大の熱プロファイルを定義します。

2.2 光電特性

周囲温度（T_a）が25°Cの条件下で測定。これらのパラメータは、LEDの通常動作条件下での性能を定義します。

• 発光強度（I_V）：Iにおいて_F= 20mA時、18.0 - 54.0 mcd（標準値 54.0 mcd）。これは人間の目が知覚するLEDの輝度の尺度である。広範な最小-最大値の範囲は、ビニングシステムの必要性を示している（セクション3参照）。
• 視野角（2θ_1/2）：130度。これは発光強度がその最大値（軸方向）の半分に低下する時の全角である。130°の角度は非常に広い視野角パターンを示し、狭いビームを持たないサイドエミッターレンズの典型的な特徴である。
• ピーク波長（λ_P）：639 nm。これはLEDの光出力が最大値に達する時の波長である。これは物理的に「色」を定義する。
• 主波長（λ_d）：631 nm。CIE色度図に基づき、これは人間の目が知覚する色を最もよく代表する単一波長である。これは色仕様の重要なパラメータである。
• スペクトル半値幅（Δλ）：20 nm。これは、発光スペクトルの最大出力の半分の高さにおける幅（半値全幅 - FWHM）です。帯域幅が狭いほど、スペクトルが純粋で色の彩度が高いことを示します。
• 順方向電圧（V_F）：Iにおいて_F= 20mA 時、2.0V - 2.4V（代表値 2.4V）。これはLEDが動作しているときの両端の電圧降下です。LEDと直列に接続する電流制限抵抗の設計に不可欠です。設計者は、最悪の場合でも電流が制限値を超えないようにするため、最大のV_F値を使用して計算する必要があります。
• 逆方向電流（I_R）：V_R= 5V 時、最大 10 µA。これは、LEDが定格最大値内で逆バイアスされたときに流れるわずかなリーク電流です。

3. ビニングシステム説明

半導体製造に固有のばらつきのため、LEDは性能に基づいてビニング（選別）されます。これにより、製造ロット内の一貫性が確保されます。LTST-S270KRKTは、発光強度に対してビニングシステムを採用しています。

3.1 発光強度ビニング

LEDは、20mAで測定された光度強度に基づいて分類されます。各グレードには最小値と最大値があり、グレード内公差は+/-15%です。これにより、設計者は用途に応じて適切な輝度レベルを選択できます。

• グレード M：18.0 - 28.0 mcd
• グレード N：28.0 - 45.0 mcd
• グレード P：45.0 - 71.0 mcd
• 段階 Q：71.0 - 112.0 mcd
• 段階 R：112.0 - 180.0 mcd

設計への影響：複数のLEDの輝度均一性が求められる用途（例：状態インジケータアレイ）では、同一の発光強度段階に属するLEDを指定・調達する必要があります。異なる段階を混在させると、目に見える照度ムラが生じる可能性があります。

4. 性能曲線分析

仕様書では具体的なグラフ曲線（例：図1、図6）が参照されていますが、標準的なLEDの物理特性に基づいてその典型的な挙動を記述することが可能です。

4.1 順方向電流と順方向電圧の関係（I-V曲線）

この関係は指数関数的です。電圧が「オン」ポイント（AlInGaP赤色LEDで約1.8V）を超えると、電圧のわずかな増加が電流の大幅な増加を引き起こします。これが、電流制限回路（通常は抵抗器）を使用しなければならない理由です。LEDを電源に直接接続すると破損します。

4.2 発光強度と順方向電流の関係

発光強度は、一定の範囲内で順方向電流にほぼ比例します。推奨される直流電流（30mA）を超えて動作させると、輝度向上効果は逓減し、同時に過剰な熱が発生して光学的劣化を加速させます。

4.3 温度依存性

接合温度が上昇すると：

• 順方向電圧（V_F）：わずかに低下。直列抵抗付き定電圧源で駆動する場合、これにより電流がわずかに増加する可能性があります。
• 発光強度（I_V）：低下。高温は光出力効率を低下させます。適切な熱管理（例：十分なPCB銅箔面積）は、輝度の均一性を維持するために重要です。
• 波長（λ_d）：わずかにシフトし、通常はより長い波長側へ（赤方偏移）。

5. 機械的・パッケージング情報

5.1 パッケージ寸法と極性

データシートには詳細な機械図面が含まれています。主な特徴には、サイドエミッターレンズの形状、およびアノード/カソードパッドの識別が含まれます。カソードは通常、ノッチ、テープ上の緑色のストライプ、または異なるパッド形状でマーキングされます。組立時の正しい極性は極めて重要です。

5.2 推奨はんだパッドレイアウト

信頼性の高いはんだフィレット形成およびリフロー工程中の適切な位置決めを確保するために、推奨パッドパターン（パッド寸法）が提供されています。この推奨に従うことは、マンハッタン現象（部品の一端が浮き上がる）の防止および良好な機械的強度の確保に役立ちます。

5.3 テーピング・リール仕様

部品は、エンボスキャリアテープ（8mmピッチ）にて7インチリールに包装され、ANSI/EIA-481規格に準拠して供給されます。

• リールあたりの数量： 4000
• 最小発注数量：残数は最低500ピース。
• カバーテープ：部品脱落防止のため、密封ポケット。
• 部品欠品：仕様に基づき、連続する空きポケットは最大2つまで許容されます。

6. はんだ付け、実装、取り扱いガイドライン

6.1 赤外線リフローはんだ付け温度プロファイル

JEDEC規格に準拠した鉛フリープロセス向けの推奨リフロープロファイルを提供します。主要パラメータは以下の通りです：

• プリヒート：150-200°C、最大120秒間で、ゆっくりと温度を上昇させフラックスを活性化させます。
• ピーク温度：最高260°C。
• 液相線以上時間（TAL）：プロファイルでは、ピーク温度での時間は最大10秒が推奨されます。約217°Cからピーク温度までの総時間は制御する必要があります。
• 最大リフローサイクル数：LEDは2回を超えるリフローはんだ付けサイクルに耐えてはなりません。

注意：実際のプロファイルは、特定のPCB設計、はんだペースト、および使用するリフロー炉に基づいて特性化する必要があります。

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：最高300°C。
• はんだ付け時間：ピンあたり最長3秒。
• 制限：手はんだ付けサイクルは1回のみ許可。

6.3 洗浄

洗浄は、常温で1分未満の時間で、イソプロピルアルコール（IPA）やエタノールなどのアルコール系溶剤のみを使用してください。刺激性のある化学薬品や指定外の化学薬品を使用すると、プラスチックレンズやパッケージを損傷する可能性があります。

6.4 静電気放電（ESD）防止対策

LEDはESDに敏感です。取り扱いには以下の予防対策が必要です：

• 接地リストストラップまたは静電気防止手袋を使用してください。
• すべての作業台、設備、工具が適切に接地されていることを確認してください。
• 部品は静電気防止包装で保管および輸送してください。

6.5 保管条件

• シールバッグ（防湿バッグ - MBB）：≤30°C、≤90% RHの条件下で保管すること。乾燥剤と共に保管する場合、バッグ密封日から1年間の有効期限がある。
• 開封済みバッグまたはバルク部品：≤30°C、≤60% RHの条件下で保管すること。開封後1週間以内に赤外線リフローはんだ付けを完了することを推奨する。より長期間の保管が必要な場合は、部品を乾燥剤を入れた密閉容器または窒素乾燥器に入れること。MBB外で1週間以上保管された部品は、吸収した水分を除去し、リフロー工程中の「ポップコーン」現象を防止するため、はんだ付け前に少なくとも20時間、60°Cでベーキングする必要がある。

7. アプリケーション説明と設計上の考慮事項

7.1 代表的なアプリケーションシナリオ

• ステータス表示：民生用電子機器、家電製品、産業用制御パネルにおける電源、接続、またはモード表示灯。
• バックライト：薄膜スイッチ、キーボード、または小型グラフィックディスプレイのサイドライト照明。
• 自動車内装照明：非重要表示灯（温度および振動検証が必要）。
• 携帯機器：スマートフォン、タブレット、ウェアラブルデバイスにおけるバッテリー残量または通知LED（サイド発光特性を利用）。

7.2 回路設計

最も一般的な駆動回路は、電圧源（V_CC）と電流制限抵抗（R_S）を直列に接続したものです。抵抗値はオームの法則で計算します：
R_S= (V_CC- V_F) / I_F
ここで、V_FはLEDの順方向電圧、I_F必要な順方向電流（例：20mA）です。常にデータシートの最大V_F値（2.4V）を使用して計算し、最悪ケースでも電流が設計目標を超えないようにします。例：5V電源を使用する場合：
R_S= (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ω。標準の130Ωまたは150Ω抵抗が適しています。

7.3 熱管理

消費電力は低いですが、高温環境または最大直流電流での連続動作は接合部温度を上昇させます。性能と寿命を維持するためには：

• PCB上で、LEDの放熱パッド（存在する場合）または隣接するグランドプレーンに接続する十分な銅箔面積を使用し、ヒートシンクとして機能させてください。
• LEDを他の発熱部品の近くに配置するのは避けてください。
• 高温環境では動作電流を低減することを検討してください（例：20mAの代わりに15mAを使用）。

7.4 適用制限と警告

仕様書は、これらのLEDが以下に適用されると明確に記載しています。一般電子機器（オフィス、通信、家庭用）。これらは認証を受けていません故障が生命や健康を脅かす可能性のある安全重視アプリケーション、例えば以下の用途には使用できません：

• 航空宇宙システム
• 輸送・交通制御機器
• 医療・生命維持装置
• クリティカル・セーフティ・システム

このような用途では、適切な信頼性認証を有する部品を調達する必要があります。

8. よくある質問（FAQ）

8.1 ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

ピーク波長（λ_P）：LEDの最大発光強度を示す物理的波長。スペクトル測定から直接得られる。
主波長（λ_d）：知覚される色。CIE色度図に基づき計算され、人間の目で見たLEDの色点に一致する単一波長を見つける。このような単色LED（例：赤色）の場合、両者は近いが完全には一致しない。λは色仕様においてより関連性の高いパラメータである。_d色仕様においてより関連性の高いパラメータである。

8.2 このLEDを3.3V電源で駆動できますか？

可能です。公式 R = (3.3V - 2.4V) / 0.020A = 45 Ω を使用します。標準的な47Ωの抵抗で十分です。電源が必要電流を供給できることを確認してください。_S可能です。公式 R = (3.3V - 2.4V) / 0.020A = 45 Ω を使用します。標準的な47Ωの抵抗で十分です。電源が必要電流を供給できることを確認してください。

8.3 開封後、保管湿度の要件がなぜ厳格なのですか？

SMDパッケージは空気中から湿気を吸収します。高温リフローはんだ付けプロセス中に、この閉じ込められた水分が急速に気化し、内部圧力を発生させ、パッケージのクラックや内部デラミネーションを引き起こす可能性があります。この現象は「ポップコーン」または「湿気誘起ストレス」として知られています。ベーキングプロセス（60°C、20時間以上）により、吸収された水分を安全に除去できます。

8.4 注文書の分档コード（例：P）はどのように解釈しますか？

ビンニングコード（M、N、P、Q、R）は、当該ロットのLEDの発光強度の保証範囲を規定しています。発注時、必要な輝度範囲内のLEDを受け取るために、必要なビンニングコードを指定できます。指定がない場合、サプライヤーは利用可能な任意のビンから出荷する可能性があります。