SMD LED LTST-010TBKT データシート - 青色 InGaN - 20mA - 80mW - 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（PCB）実装プロセス向けに設計されており、スペースに制約のあるアプリケーションに適しています。その小型サイズと標準的な産業プロセスとの互換性は、現代のエレクトロニクスにおける汎用的な選択肢となっています。

1.1 特徴

• RoHS（有害物質使用制限）指令に準拠。
• 自動ハンドリングのため、7インチ径リールに12mmテープで梱包。
• 標準EIA（Electronic Industries Alliance）パッケージフットプリント。
• 集積回路（IC）ロジックレベルとの入出力互換性。
• 自動ピックアンドプレース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）湿気感度レベル3に加速するための前処理済み。

1.2 アプリケーション

本LEDは、以下のような幅広い電子機器での使用を意図しています（これらに限定されません）。

• 通信機器（例：コードレス電話、携帯電話）。
• オフィスオートメーション機器およびノートパソコン。
• 家電製品および民生用電子機器。
• ネットワークシステムおよび産業制御装置。
• ステータスおよび電源インジケータ。
• フロントパネルおよびキーパッドのバックライト。
• 信号灯およびシンボル照明。
• 屋内看板および一般的な装飾照明。

2. パッケージ外形寸法

本デバイスは標準的な表面実装パッケージを採用しています。重要な寸法は、原資料内の技術図面にて提供されています。主要な寸法はすべてミリメートル（mm）で規定されています。これらの寸法の標準公差は、図面の注記で特に明記されていない限り±0.1 mm（±0.004インチ）です。レンズはウォータークリアで、光源色は青色、半導体材料は窒化インジウムガリウム（InGaN）を利用しています。

3. 定格および特性

すべての定格は周囲温度（Ta）25°Cで規定されています。これらの限界を超えると、デバイスに永久的な損傷を与える可能性があります。

3.1 絶対最大定格

• 電力損失（Pd）：80 mW
• ピーク順電流（I_F(peak)）：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（I_F）：20 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

鉛フリー（Pbフリー）はんだ付けプロセスでは、J-STD-020Bに準拠したリフロープロファイルを推奨します。プロファイルは通常、予熱段階、熱浸漬段階、ピーク温度を持つリフローゾーン、冷却段階を含みます。LEDパッケージおよび内部ダイへの熱ダメージを防ぐため、最大ピーク温度は260°Cを超えてはならず、217°C以上の時間は規格に従って制限する必要があります。

3.3 電気的・光学的特性

特に断りのない限り、Ta=25°C、I_F=20mAで測定した代表的な性能パラメータ。

• 光度（I_V）：90.0 - 224.0 mcd（ミリカンデラ）。CIEの明所視感度曲線に近似したフィルターを用いて測定。
• 指向角（2θ_1/2）：110度（代表値）。軸上（オンアクシス）値の半分の強度となる全角として定義。
• ピーク発光波長（λ_p）：468 nm（代表値）。
• 主波長（λ_d）：465 - 475 nm。CIE色度座標から導出。
• スペクトル半値幅（Δλ）：35 nm（代表値）。発光スペクトルの最大強度の半分の高さにおける幅。
• 順方向電圧（V_F）：2.8 - 3.8 V。
• 逆方向電流（I_R）：10 μA（最大）、逆方向電圧（V_R）5V時。本デバイスは逆バイアス下での動作を想定していません。

3.4 測定に関する注記

1. 光度測定は、CIEの明所視に関する規格に従っています。
2. 主波長の許容差は±1 nmです。
3. 特定のビンにおける順方向電圧の許容差は±0.1 Vです。
4. 逆方向電圧試験は情報提供/品質確認のためのものであり、LEDは順方向バイアスで動作するデバイスです。

4. ビンランクシステム

部品はアプリケーションでの一貫性を確保するため、主要パラメータに従って選別（ビニング）されます。以下のビンコードは、各パラメータの保証範囲を定義します。

4.1 順方向電圧（V_F）ランク

I_F= 20mAで選別。ビンごとの許容差は±0.1V。
ビンコード： D7 (2.8-3.0V), D8 (3.0-3.2V), D9 (3.2-3.4V), D10 (3.4-3.6V), D11 (3.6-3.8V)。

4.2 光度（I_V）ランク

I_F= 20mAで選別。ビンごとの許容差は±11%。
ビンコード： Q2 (90.0-112.0 mcd), R1 (112.0-140.0 mcd), R2 (140.0-180.0 mcd), S1 (180.0-224.0 mcd)。

4.3 主波長（λ_d）ランク

I_F= 20mAで選別。ビンごとの許容差は±1nm。
ビンコード： AC (465.0-470.0 nm), AD (470.0-475.0 nm)。

5. 代表的な性能曲線

原資料には、主要特性を様々なパラメータの関数として示したグラフが含まれています。これらの曲線は詳細な設計解析に不可欠です。

• 相対光度 vs. 順方向電流：駆動電流の増加に伴う光出力の増加を示します。高電流域では、発熱や効率低下により一般的にサブリニアな挙動を示します。
• 相対光度 vs. 周囲温度：接合温度の上昇に伴い光出力が減少する、熱消光効果を示します。
• 順方向電圧 vs. 順方向電流：ダイオードのI-V特性を示し、ターンオン電圧と動的抵抗を表します。
• 順方向電圧 vs. 周囲温度：順方向電圧の負の温度係数を示し、温度センシングに有用な特性です。
• スペクトル分布：相対放射パワーと波長の関係を示すプロットで、ピーク波長468 nmを中心に、代表的な半値幅35 nmを持ちます。
• 指向角パターン：光度の空間分布を示す極座標プロットで、110度の指向角を確認できます。

6. ユーザーガイドおよび取り扱い

6.1 洗浄

指定された洗浄剤のみを使用してください。指定外の化学薬品はLEDパッケージのエポキシ樹脂を損傷する可能性があります。洗浄が必要な場合は、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分未満浸漬することが可能です。特に認定されていない限り、攪拌や超音波洗浄は避けてください。

6.2 推奨PCBパッドレイアウト

PCB用のランドパターン（フットプリント）設計が提供されています。このパターンは、赤外線または気相リフロー工程を用いた信頼性の高いはんだ付けに最適化されています。この推奨パッド形状に従うことで、適切なはんだ接合部の形成、リフロー時の自己位置合わせ、機械的安定性が確保されます。

6.3 テープおよびリール梱包

LEDは、保護カバーテープ付きのエンボスキャリアテープに梱包されて供給されます。テープポケット、ピッチ、全体のテープ幅の詳細寸法が規定されています。部品は7インチ（178 mm）径のリールに巻かれています。標準リール数量はフルリールあたり4000個、部分リールの最小梱包数量は500個です。梱包はANSI/EIA-481規格に準拠しています。

7. 注意事項およびアプリケーションノート

7.1 想定用途

これらのLEDは、標準的な商業用および民生用電子機器での使用を想定して設計されています。故障が生命や健康への直接的なリスクにつながる可能性のある、航空、医療生命維持装置、輸送制御システムなどの安全クリティカルなアプリケーションでの使用は、定格も意図もされていません。そのようなアプリケーションでは、適切な信頼性認証を持つ部品を選択する必要があります。

7.2 保管条件

未開封パッケージ：30°C以下、相対湿度（RH）70%以下で保管。乾燥剤入り防湿バッグ内での棚寿命は1年です。
開封済みパッケージ：防湿バッグから取り出した部品は、保管環境が30°C、60% RHを超えてはなりません。部品は、この環境に曝露してから168時間（7日）以内にIRリフローはんだ付けを行う必要があります（MSLレベル3）。より長く曝露する場合は、乾燥剤入りの密閉容器または窒素雰囲気中で保管してください。168時間を超えて曝露された部品は、はんだ付け前にベーキング処理（例：60°Cで48時間）を行い、吸収した湿気を除去し、リフロー時のポップコーン現象による損傷を防止する必要があります。

7.3 はんだ付けに関する推奨事項

リフローはんだ付け（推奨）：
- 予熱温度： 150-200°C
- 予熱時間： 最大120秒
- ピーク温度： 最大260°C
- ピーク温度保持/はんだ付け時間： 最大10秒（最大2回のリフローサイクルまで可）
手はんだ付け（必要な場合）：
- はんだごて温度： 最大300°C
- リードあたりのはんだ付け時間： 最大3秒（1回限りの操作）

重要な注意：最適なリフロープロファイルは、特定のPCB設計、部品密度、はんだペースト、オーブンに依存します。提供されたパラメータはガイドラインです。LEDに熱ストレスを与えずに信頼性の高いはんだ接合部を実現するためには、基板レベルでの特性評価を行うことを推奨します。

7.4 駆動方法

LEDは電流制御デバイスです。一貫した安定した光度を確保するには、電圧源ではなく制御された電流源で駆動する必要があります。電圧レールから給電する場合、最も一般的な方法は直列の電流制限抵抗です。抵抗値はオームの法則を用いて計算します： R = (V_supply- V_F) / I_F。高精度アプリケーションや、温度および電源電圧変動にわたって一定の輝度を維持する必要がある場合は、定電流ドライバ回路（リニアまたはスイッチング）の使用を推奨します。指定された限界内（例：20mA DC）で安定した電流でLEDを駆動することは、所望の光出力、色、長期信頼性を達成するために極めて重要です。

8. 設計上の考慮点およびアプリケーション提案

8.1 熱管理

電力損失は比較的低い（最大80mW）ですが、長寿命と安定した性能のためには効果的な熱管理が依然として重要です。LEDの光度は接合温度の上昇とともに減少します（熱消光）。特に最大連続電流付近または最大値で駆動する場合は、PCBに十分な放熱対策があることを確認してください。基板上の他の大きな熱源の近くにLEDを配置することは避けてください。

8.2 光学設計

110度の指向角は、ステータスインジケータやバックライトに適した広く拡散した発光パターンを提供します。より集光したビームを必要とするアプリケーションでは、二次光学系（レンズまたはリフレクタ）を採用する必要があります。ウォータークリアレンズは、真の色の発光に最適です。バックライト用の光導波路や拡散板を設計する際は、均一な照明を実現するために空間強度分布（指向角パターン）を考慮する必要があります。

8.3 電気設計

設計において順方向電圧のビニングを考慮してください。回路はV_Fの全範囲（2.8Vから3.8V）で正しく機能しなければなりません。単純な抵抗を使用する場合は、選択したビン内で最も高いV_Fに対してサイジングし、必要な最小電流を保証してください。LEDを並列接続する場合は、V_Fのばらつきを補償し、電流の偏りを防ぐために、各ストリングごとに個別の電流制限抵抗を使用することを検討してください。LEDの最大逆方向電圧定格が低いため、電源ラインへの逆電圧接続および電圧トランジェントに対する保護を常に含めてください。

8.4 製造および組立

部品の自動組立との互換性を活用してください。テープアンドリール梱包は、高速ピックアンドプレースマシン向けに設計されています。高い初回歩留まりと信頼性を確保するために、推奨されるIRリフロープロファイルとPCBパッドレイアウトを正確に遵守してください。はんだ付け時の湿気によるパッケージクラックを防ぐため、湿気感度レベル（MSL 3）の取り扱い手順を厳密に守ってください。