LTST-S320TGKT SMD LED 仕様書 - サイドビュー - 3.2x2.0x1.1mm - 3.2V - 76mW - グリーン - 日本語技術文書

1. 製品概要

LTST-S320TGKTは、高性能なサイドビュー表面実装デバイス（SMD）発光ダイオード（LED）です。高度な窒化インジウムガリウム（InGaN）半導体チップを採用し、明るいグリーン光を発します。この部品は、上面ではなく部品側面からの照明が必要な用途向けに特別に設計されています。コンパクトなEIA標準パッケージとテープ・リール包装により、現代の電子機器製造で一般的な大量自動組立プロセスに最適です。

このLEDの主な利点は、RoHS（有害物質使用制限）指令に準拠し、環境配慮型製品として分類される点です。光出力を最大化するウォータークリアレンズと、優れたはんだ付け性を実現するスズメッキリードフレームを備えています。デバイスは、表面実装技術（SMT）基板の組立標準である赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスに完全対応しています。その設計は、自動実装機との互換性を確保し、生産ラインの効率化を図ります。

2. 技術仕様詳細

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生じる可能性がある限界値を定義します。これらの条件下でのLEDの動作は推奨されません。周囲温度（Ta）25°Cにおける最大許容損失は76ミリワット（mW）です。直流順電流は連続で20 mAを超えてはなりません。パルス動作では、厳密に1/10のデューティ比、パルス幅0.1ミリ秒の条件下で、ピーク順電流100 mAが許容されます。デバイスの動作周囲温度範囲は-20°Cから+80°C、保管温度範囲は-30°Cから+100°Cです。

2.2 電気光学特性

標準試験条件（Ta=25°C、順電流（IF）20 mA）で測定された、LEDの中核的性能指標です。光度（Iv）の標準値は150ミリカンデラ（mcd）、最小規定値は71.0 mcdです。このパラメータは、発せられる光の知覚される明るさを定量化します。視野角（2θ1/2）は、光度が軸上の値の半分に低下する全角度として定義され、130度です。これは側面照明に適した広いビームパターンを提供します。

スペクトル特性は、ピーク発光波長（λP）530ナノメートル（nm）および主波長（λd）525 nmによって定義されます。スペクトル半値幅（Δλ）は35 nmで、グリーン色の純度を示しています。電気的特性では、順方向電圧（VF）は標準的に3.2ボルトで、範囲は2.8Vから3.6Vです。逆方向電圧（VR）5V印加時の逆方向電流（IR）は、10マイクロアンペア（μA）以下が保証されていますが、デバイスは逆バイアス動作用には設計されていません。

3. ビニングシステムの説明

量産における一貫性を確保するため、LEDは主要パラメータに基づいてビン（区分）に仕分けされます。これにより、設計者は自身の用途に合った特定の許容差要件を満たす部品を選択できます。

3.1 順方向電圧ビニング

順方向電圧は0.2V刻みでビニングされます。ビンコードD7、D8、D9、D10は、それぞれ電圧範囲2.80-3.00V、3.00-3.20V、3.20-3.40V、3.40-3.60Vに対応し、各範囲の許容差は±0.1Vです。

3.2 光度ビニング

光度はビンQ、R、Sに分類されます。ビンQは71.0-112.0 mcd、ビンRは112.0-180.0 mcd、ビンSは180.0-280.0 mcdをカバーします。各ビン内での許容差は±15%が適用されます。

3.3 主波長ビニング

知覚される色を定義する主波長は、AP（520.0-525.0 nm）、AQ（525.0-530.0 nm）、AR（530.0-535.0 nm）としてビニングされます。各ビンの許容差は±1 nmです。

4. 性能曲線分析

仕様書では特定のグラフ曲線（例：スペクトル分布の図1、視野角の図5）が参照されていますが、その典型的な挙動を説明できます。順電流（IF）と順方向電圧（VF）の関係は、ダイオードに特徴的な指数関数的な関係です。光度は、推奨動作範囲内では順電流にほぼ比例します。ピーク波長は、電流の増加に伴いわずかに短波長側にシフト（負のシフト）し、接合温度の上昇に伴い長波長側にシフト（正のシフト）する可能性があります。これらの傾向を理解することは、安定した一貫性のある照明システムを設計する上で極めて重要です。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

このLEDは標準的なSMDフットプリントに準拠しています。主要寸法には、本体の長さ、幅、高さが含まれます。仕様書には、リード間隔や全体サイズなど、PCB（プリント基板）のランドパターン設計に不可欠な全ての重要な寸法を含む詳細な機械図が提供されています。

5.2 極性識別とパッドレイアウト

部品には明確な極性マーキング（通常はパッケージ上の切り欠きまたは点）があり、カソードを示しています。仕様書には、適切なはんだ接合部の形成と機械的安定性を確保するための推奨はんだパッド寸法図が含まれています。また、トゥームストーニング（片端がパッドから浮き上がる現象）を防ぐための、はんだ付けプロセスにおける最適な向きも推奨しています。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

6.1 IRリフローはんだ付けプロファイル

このデバイスは、鉛フリーはんだ付けプロセスに適合しています。JEDEC標準に準拠した推奨リフロープロファイルが提供されています。主要パラメータには、プリヒートゾーン（150-200°C）、制御された立ち上がり、260°Cを超えないピーク温度、260°C以上の時間は最大10秒に制限、などが含まれます。総プリヒート時間は最大120秒とする必要があります。信頼性を確保するため、このプロファイルは特定のPCBアセンブリに対して慎重に特性評価を行う必要があります。

6.2 手はんだ付け

手はんだ付けが必要な場合は、細心の注意を払う必要があります。はんだごて先端温度は300°Cを超えてはならず、いずれかのリードとの接触時間は最大3秒に制限する必要があります。これは、エポキシパッケージと半導体ダイへの熱ダメージを防ぐため、一度だけ行うべきです。

6.3 洗浄および保管

はんだ付け後の洗浄が必要な場合は、イソプロピルアルコールやエチルアルコールなどの指定されたアルコール系溶剤のみを使用してください。常温での浸漬は1分未満とします。指定外の化学薬品はパッケージを損傷する可能性があります。保管については、未開封の防湿バッグは温度≤30°C、相対湿度（RH）≤90%で保管してください。開封後は、LEDを温度≤30°C、相対湿度≤60%で保管し、1週間以内に使用してください。元のバッグから出した状態で長期間保管する場合は、はんだ付け前に少なくとも20時間、60°Cでベーキングを行い、吸収した湿気を除去してリフロー時のポップコーン現象を防止することを推奨します。

7. 包装および発注情報

LEDは、8mm幅のエンボス加工キャリアテープに巻き取られ、直径7インチ（178mm）のリールに供給されます。各リールには3000個が収容されています。テープポケットは保護用トップカバーテープでシールされています。包装はANSI/EIA-481仕様に従います。端数数量の場合、最小包装数量は500個です。

8. アプリケーションノートおよび設計上の考慮事項

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、デバイスの側面からのエッジ照明や状態表示を必要とするアプリケーションに最適です。一般的な用途には、メンブレンスイッチのバックライト、携帯機器のLCDディスプレイの側面照明、家電製品（ルーター、セットトップボックスなど）のベゼル上の状態インジケータ、フロントパネルの記号やテキストのバックライトなどがあります。

8.2 回路設計

電圧源からLEDを駆動する場合は、電流制限抵抗が必須です。抵抗値（R）はオームの法則を用いて計算できます：R = (電源電圧 - VF) / IF。ここで、VFはLEDの順方向電圧（保守的な設計のため最大値を使用）、IFは所望の順電流（例：20 mA）です。最適な明るさと色の一貫性、特に温度変動に対する安定性のためには、定電流源でLEDを駆動することが望ましいです。

8.3 熱管理

損失電力は低いものの、長期信頼性のためにはPCB上の適切な熱設計が重要です。LEDパッド周囲に十分な銅面積を確保することで、放熱を助け、接合温度を低く保ち、光度出力と寿命を維持します。

8.4 ESD（静電気放電）対策

LEDは静電気放電に敏感です。取り扱い手順には、接地リストストラップ、静電気防止マット、導電性コンテナの使用を含める必要があります。すべての組立装置は適切に接地されていなければなりません。

9. 技術比較および差別化

この部品の主な差別化要因は、より一般的なトップエミッションSMD LEDとは異なる、側面発光の光学設計です。AlGaInP（赤/黄色用）などの旧来技術と比較して、InGaNチップはグリーン/ブルースペクトルでより高い効率と明るさを提供します。130度の視野角は非常に広い照明を提供し、表面に沿って光を広げる必要があるアプリケーションで有利です。標準的なIRリフロープロセスとの互換性は、ウェーブはんだ付けが必要な旧来のスルーホールLEDとは異なり、現代のSMT組立に適合しています。

10. よくある質問（FAQ）

Q: このLEDを電流制限抵抗なしで駆動できますか？

A: いいえ、できません。LEDは電流駆動デバイスです。電圧源に直接接続すると過剰な電流が流れ、瞬時に破壊されます。常に直列抵抗または定電流ドライバを使用してください。

Q: ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

A: ピーク波長（λP）は、スペクトルパワー分布が最大となる波長です。主波長（λd）はCIE色度図から導出され、LEDの知覚される色に一致する純粋な単色光の単一波長を表します。色の仕様にはλdの方がより関連性が高いです。

Q: このLEDを20mAで連続動作させても大丈夫ですか？

A: はい、20mAは推奨される連続直流順電流です。ただし、周囲温度とPCBの熱設計が、接合温度を安全限界内に保ち、規定の性能と寿命を維持できることを確認してください。

Q: なぜSMD LEDにとって保管条件がそれほど重要なのでしょうか？

A: プラスチックエポキシパッケージは空気中の湿気を吸収する可能性があります。高温のリフローはんだ付けプロセス中に、この閉じ込められた湿気が急速に気化し、内部圧力を発生させ、パッケージのクラックやチップの剥離を引き起こす可能性があります。これはポップコーン現象として知られています。適切な保管とベーキングがこれを防止します。

11. 実用的なアプリケーション例

シナリオ: 無線ルーター用のサイドライト式状態インジケータの設計LEDはメインPCBに実装する必要があり、そのPCBは鉛フリーIRリフロープロセスで組立されます。光は、ルーターのプラスチックケーシング側面の小さな窓を通して、電源オンとネットワーク活動中（点滅）を示す必要があります。



実装:側面発光とグリーン色のためにLTST-S320TGKTが選択されます。2つのLEDがPCBの端近くに配置され、ケーシング内のライトパイプと位置合わせされます。PCBランドパターンは、仕様書の推奨パッド寸法に従って設計されます。5V電源用に150Ωの電流制限抵抗が計算されます（VF_max=3.6V、IF=20mAを使用：R = (5-3.6)/0.02 = 70Ω、150Ωはより安全な約9mAを提供）。マイクロコントローラのGPIOピンがこの抵抗を介してLEDを駆動します。組立は指定のリフロープロファイルに従い、完成品は明確で広角の側面照明を提供します。

12. 技術原理の紹介

このLEDはInGaN半導体技術に基づいています。p-n接合に順方向電圧が印加されると、電子と正孔が活性領域に注入されます。それらの再結合により、光子（光）の形でエネルギーが放出されます。量子井戸構造中の窒化インジウムガリウム合金の特定の組成が、バンドギャップエネルギー、ひいては発せられる光の波長（色）を決定します。この場合は約530nmのグリーンです。サイドビュー機能は、パッケージ内でのチップ配置、および反射カップとエポキシレンズの形状によって実現され、主要な光出力を側面方向に導きます。

13. 業界動向

SMD LEDの動向は、より高い効率（ワット当たりのルーメン）、高密度アプリケーションのためのより小さなパッケージサイズ、より厳格なビニングによる改善された色の一貫性に向かって続いています。また、自動車および産業用途向けに、過酷な条件（高温、高湿度）下での信頼性への関心も高まっています。さらに、制御電子機器をLEDダイと直接統合すること（例：アドレス可能RGB LED）は重要な進展ですが、このような単純なインジケータLEDについては、コスト効率、信頼性、自動高速組立ラインとの互換性に焦点が当てられています。