SMD LED LTST-M140TLKT データシート - 青色 - 120° 視野角 - 3.0V 標準 - 102mW - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、表面実装デバイス（SMD）発光ダイオード（LED）の仕様を詳細に説明します。この部品は、自動化されたプリント基板（PCB）実装プロセス向けに設計されており、スペースが限られた用途に適した小型フォームファクタを特徴とします。主光源は窒化インジウムガリウム（InGaN）半導体であり、ウォータークリアレンズを通して青色の光を出力します。

1.1 特長

• RoHS（有害物質使用制限）指令に準拠。
• 自動ピックアンドプレース用に、7インチ径リール内の12mmテープに包装。
• 標準化されたEIA（Electronic Industries Alliance）パッケージ外形。
• 集積回路（IC）ロジックレベルとの入力互換性。
• 自動実装装置との互換性を考慮した設計。
• 赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスに適しています。
• JEDEC（Joint Electron Device Engineering Council）の湿気感受性レベル3を満たすように前処理済み。

1.2 用途

このLEDは、幅広い電子機器における状態表示、信号灯、またはシンボル照明として使用することを意図しています。典型的な応用分野は以下の通りです：

• 通信機器（例：コードレス/携帯電話、ネットワークシステム）。
• オフィスオートメーション機器（例：ノートパソコン）。
• 家電製品。
• 産業用制御パネル。
• フロントパネルバックライト。
• 屋内サイン。

2. パッケージ寸法

このLEDは標準的なSMDパッケージ外形に準拠しています。長さ、幅、高さ、パッド位置を含む全ての主要寸法は、特に指定がない限り標準公差±0.2 mmでデータシートの図面に記載されています。レンズ色はウォータークリア、光源色は青色（InGaN）です。

3. 定格と特性

3.1 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を定義します。周囲温度（Ta）25°Cで規定されています。

• 電力損失（Pd）：102 mW
• ピーク順電流（IFP）：100 mA（デューティサイクル1/10、パルス幅0.1ms時）
• 連続順電流（IF）：30 mA DC
• 動作温度範囲：-40°C ～ +85°C
• 保存温度範囲：-40°C ～ +100°C

3.2 推奨IRリフロープロファイル

J-STD-020B規格に準拠した、無鉛はんだリフロー用の推奨温度プロファイルを提供します。このプロファイルは、予熱、ソーク、リフロー、冷却の各段階を含み、ピーク温度は260°Cを超えません。組立時のLEDパッケージへの熱ダメージを防ぐため、このプロファイルへの厳守が重要です。

3.3 電気的・光学的特性

これらは、特に記載がない限り、Ta=25°C、順電流（IF）=20 mAで測定した代表的な性能パラメータです。

• 光束（Φv）：0.56 lm（最小）、1.40 lm（最大）。CIEの明所視応答にフィルタリングされたセンサーで測定。
• 光度（Iv）：180 mcd（最小）、450 mcd（最大）。光束から導出された参考値。
• 視野角（2θ1/2）：120度（代表値）。光度が軸上の値の半分に低下する全角として定義されます。
• 主波長（λd）：448 nm（最小）、458 nm（最大）。青色光の知覚される色を表します。
• スペクトル線半値幅（Δλ）：25 nm（代表値）。青色発光のスペクトル純度を示します。
• 順方向電圧（VF）：2.6 V（最小）、3.4 V（最大） IF=20mA時。
• 逆方向電流（IR）：10 μA（最大） VR=5V時。注：このデバイスは逆バイアス動作用に設計されていません。このパラメータはリーク試験の参考値のみです。

4. ビンランクシステム

LEDは性能の一貫性を確保するためにビンに分類されます。設計者は、輝度、電圧、色に関する特定のアプリケーション要件を満たすビンを選択できます。

4.1 光束/光度ビニング

ビン（S1、S2、T1、T2）は、20mA時の光束および対応する光度の最小値と最大値を定義します。

4.2 順方向電圧ビニング

ビン（D6、D7、D8、D9）は、20mA時の順方向電圧（VF）の範囲を定義し、各ビンの許容差は±0.1Vです。これは一貫した電流駆動回路の設計に役立ちます。

4.3 主波長ビニング

ビン（AA、AB）は、20mA時の主青色波長の狭い範囲を定義し、各ビンの許容差は±1nmで、色の一貫性を確保します。

5. 代表性能曲線

データシートには、主要な関係性のグラフ表示が含まれています：

• 相対光度 vs. 順電流：光出力が電流とともに増加する様子を示し、高電流では一般的に準線形になります。
• 順方向電圧 vs. 順電流：ダイオードのI-V特性を示します。
• 相対光度 vs. 周囲温度：光出力の負の温度係数を示します。接合温度が上昇すると光度は低下します。
• 視野角パターン：光強度の空間分布を示す極座標図です。

6. ユーザーガイド

6.1 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。LEDを室温のエチルアルコールまたはイソプロピルアルコールに1分未満浸漬します。エポキシレンズやパッケージを損傷する可能性のある未指定の化学薬品は避けてください。

6.2 推奨PCBパッドレイアウト

表面実装パッド用のランドパターン設計が提供されています。この推奨事項に従うことで、リフローはんだ付け時の適切なはんだ接合部の形成、機械的安定性、および放熱が確保されます。

6.3 テープおよびリール包装

キャリアテープ（ポケットサイズ、ピッチ）および7インチリールの詳細寸法が規定されています。テープは部品を保護するためにトップカバーを使用します。標準リール数量は3000個です。

7. 注意事項およびアプリケーションノート

7.1 意図された用途

このLEDは汎用電子機器向けに設計されています。故障が生命や健康に危険を及ぼす可能性のある安全クリティカルな用途（例：航空、医療生命維持装置）には定格されていません。そのような用途では、メーカーへの相談が必要です。

7.2 保存条件

• 密封バッグ：30°C以下、相対湿度70%以下で保存。バッグ開封後1年以内に使用してください。
• バッグ開封後：30°C以下、相対湿度60%以下で保存。乾燥バッグから取り出した部品は、168時間以内（MSLレベル3）にIRリフローはんだ付けを完了してください。
• 長期保存（開封後）：乾燥剤を入れた密閉容器で保存。168時間を超えて保存した場合は、はんだ付け前に60°Cで48時間のベーキング（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。

7.3 はんだ付けプロセス

詳細なはんだ付け条件を提供します：

• リフローはんだ付け：JEDEC準拠のプロファイルに従い、予熱、ピーク温度≤260°C、液相線以上の時間を制御してください。
• 手はんだ付け：必要な場合は、はんだごてを300°C以下で最大3秒間、1回のみ適用してください。

これらの制限を遵守することは、LEDの内部構造およびエポキシレンズの熱劣化を防ぐために極めて重要です。

8. 設計上の考慮事項および技術分析

8.1 電流駆動

絶対最大連続電流は30mAで、代表動作点は20mAです。長寿命および安定した光出力を確保するために、定電圧源よりも定電流源でLEDを駆動することを強く推奨します。安定した電源があれば、単純な直列抵抗を使用することもできますが、その値は特定のLEDの順方向電圧ビン（VF）と所望の電流に基づいて計算し、電源変動を考慮する必要があります。

8.2 熱管理

最大電力損失が102mWであるため、低デューティサイクルの表示用途では一般的にヒートシンクは不要です。ただし、周囲温度が高い用途、最大電流での連続動作、または複数のLEDが近接している用途では、PCBレイアウトはLEDパッド周囲に十分な銅面積を設け、熱拡散板として機能させるべきです。これは接合温度を低く保つのに役立ち、発光出力と動作寿命を維持するために重要です。

8.3 光学設計

120度の視野角は非常に広く、広い視認性を必要とする用途に適しています。より集光した光が必要な場合は、二次光学部品（例：レンズ、ライトパイプ）が必要になります。ウォータークリアレンズは光の拡散が最小限であるため、拡散レンズと比較してより強力な点光源のような外観になります。

8.4 波長と色の一貫性

主波長の厳密なビニング（AA/ABビン内で±1nm）は、マルチLEDディスプレイやバックライトアレイなど、複数のユニット間で一貫した青色を必要とする用途の重要な特徴です。設計者は、視覚的な均一性を確保するために必要な波長ビンを指定すべきです。

9. 比較および選択ガイダンス

SMD LEDを選択する際に比較すべき主要パラメータは、光度/光束（輝度用）、視野角（ビーム拡がり用）、順方向電圧（ドライバ設計用）、主波長（色用）、およびパッケージサイズです。この特定のLEDは、一般的なSMDパッケージにおいて、適度な輝度、非常に広い視野角、標準的な青色をバランス良く組み合わせており、状態表示用の汎用性の高い選択肢となります。より高い輝度が必要な場合は、より高い光束ビン（T1、T2）のデバイスを選択します。低消費電力が必要な場合は、より低いVFビン（D6、D7）のデバイスを適切な電流制限抵抗と組み合わせることが有利です。

10. よくある質問（FAQ）

Q: このLEDを5Vのロジックピンから直接駆動できますか？

A: できません。代表的な順方向電圧は約3.0Vであり、5V電源では過剰な電流が流れ、LEDを破損する可能性があります。電流制限抵抗または定電流駆動回路を使用する必要があります。

Q: 光束（lm）と光度（mcd）の違いは何ですか？

A: 光束は全方向に放射される総可視光パワーを測定します。光度は特定の方向（通常は中心軸）での明るさを測定します。このLEDのデータシートは両方を提供しており、光度は導出された参考値です。120°という広い角度は、同じ総光束（lm）を持つ狭角LEDと比較して、軸上光度（mcd）が低いことを意味します。

Q: なぜ保存時の湿度がそれほど重要ですか？

A: SMD LEDは湿気感受性デバイスです。吸収された湿気は高温のリフローはんだ付けプロセス中に急速に気化し、内部の剥離、クラック、またはポップコーン現象を引き起こし、故障の原因となります。指定された保存条件とフロアライフ（168時間）はこれを防ぎます。

Q: このLEDは屋外使用に適していますか？

A: 動作温度範囲は-40°Cから+85°Cまで拡張されており、多くの屋外条件をカバーします。ただし、直射日光（紫外線）への長時間の曝露、湿気の侵入、規定限界を超える熱サイクルは、エポキシレンズを劣化させ寿命を短縮する可能性があります。過酷な屋外環境では、そのような使用に特化して定格されたLEDを検討すべきです。