SMD LED LTST-T680VEWT データシート - AlInGaP 赤色 - 120° 視野角 - 2.1V 標準 - 50mA - 日本語技術文書

1. 製品概要

本資料は、自動プリント基板（PCB）実装向けに設計された表面実装デバイス（SMD）LEDの仕様を詳細に説明します。この部品は、広範な電子機器におけるスペース制約のあるアプリケーション向けに設計されています。その小型フォームファクタと標準的な組立プロセスとの互換性により、信頼性の高い状態表示やバックライトが必要とされる現代の民生用および産業用電子機器への統合に適しています。

1.1 特徴

• RoHS（有害物質使用制限）指令に準拠。
• 自動実装機向けに、7インチ径リールに8mmテープで梱包。
• 標準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出力互換性。
• 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）湿気感受性レベル3への加速条件を満たすようプリコンディショニング済み。

1.2 アプリケーション

• 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（例：ノートパソコン、ネットワークシステム）。
• 家電製品および民生用電子機器。
• 産業用制御および計器パネル。
• 汎用ステータスおよび電源インジケータ。
• 信号およびシンボル照明。
• フロントパネルおよびディスプレイのバックライト。

2. パッケージおよび寸法

このLEDは、光源としてAlInGaP（アルミニウムインジウムガリウムリン）半導体材料を用いた拡散レンズ材料を採用し、赤色を発光します。パッケージ寸法は詳細な機械図面にて提供されます（図面については原資料を参照）。主要寸法は特に断りのない限り、標準公差±0.2 mmでミリメートル（mm）単位で規定されています。部品は極性があり、実装時の正しい向きは正常動作に不可欠です。

3. 定格および特性

3.1 絶対最大定格

これらの限界を超えるストレスは、デバイスに永久的な損傷を引き起こす可能性があります。すべての定格は周囲温度（Ta）25°Cで規定されています。

• 電力損失（Pd）：130 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）
• DC順電流（IF）：50 mA
• 逆電圧（VR）：5 V
• 動作温度範囲（Topr）：-40°C ～ +85°C
• 保存温度範囲（Tstg）：-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、プリヒート段階、熱浸漬、ピーク温度を持つリフローゾーン、冷却段階を含みます。特に最大ピーク温度260°Cを含む、規定された時間と温度の限界を遵守することは、LEDパッケージへの熱ダメージを防止し、信頼性の高いはんだ接合を確保するために不可欠です。

3.3 電気的および光学的特性

代表的な性能パラメータは、特に断りのない限り、Ta=25°C、順電流（IF）=20mAで測定されます。

• 光度（Iv）：710.0 - 1400.0 mcd（ミリカンデラ）。CIEの明所視感度曲線に近似するフィルターを用いて測定。
• 視野角（2θ1/2）：120度（標準）。光度が軸上（オンアクシス）強度の半分となる全角として定義されます。
• ピーク発光波長（λP）：633 nm（ナノメートル、標準）。スペクトルパワー分布が最大となる波長。
• 主波長（λd）：624 nm（標準）。人間の目が知覚する単一波長で、CIE色度図から導出されます。公差は±1 nmです。
• スペクトル線半値幅（Δλ）：15 nm（標準）。最大強度の半分の強度におけるスペクトル幅。
• 順電圧（VF）：2.1 V（標準）、2.6 V（最大）。IF=20mA時の公差は±0.1 V。
• 逆電流（IR）：10 μA（マイクロアンペア、最大）at VR=5V。

4. ビンランクシステム

生産アプリケーションにおける輝度の一貫性を確保するため、LEDは20mAで測定された光度に基づいてビンに分類されます。

• ビンコード V1：710.0 mcd（最小） ～ 900.0 mcd（最大）
• ビンコード V2：900.0 mcd（最小） ～ 1120.0 mcd（最大）
• ビンコード W1：1120.0 mcd（最小） ～ 1400.0 mcd（最大）

各光度ビン内の公差は約±11%です。設計者は、複数のLEDをアレイで使用して均一な外観を得る場合、このばらつきを考慮する必要があります。

5. 代表的な性能曲線

データシートには、主要な関係性のグラフ表示が含まれます（原図を参照）。これらは通常、以下を示します：

• 相対光度 vs. 順電流：光出力が電流とともに（通常は非線形に）増加する様子を示し、電流制御の重要性を強調します。
• 相対光度 vs. 周囲温度：接合温度の上昇に伴う光出力の低下を示し、熱管理における重要な要素です。
• 順電圧 vs. 順電流：ダイオードのI-V特性曲線を示します。
• スペクトル分布：相対強度対波長のプロットで、633 nmを中心としたAlInGaP LEDに特徴的な狭い発光帯を示します。

6. ユーザーガイドおよび取り扱い

6.1 洗浄

はんだ付け後や汚染により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。超音波洗浄や指定外の化学液体は使用しないでください。これらはエポキシレンズやパッケージを損傷する可能性があります。

6.2 推奨PCBパッドレイアウト

適切なはんだフィレット形成と、赤外線または気相リフローはんだ付け時の機械的安定性を確保するために、PCBの推奨ランドパターン（フットプリント）が提供されます。この推奨事項に従うことで、トゥームストーニング（部品が一端で立ち上がる現象）を防止し、信頼性の高い電気的接続を確保するのに役立ちます。

6.3 梱包：テープ＆リール

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収められ、7インチ（178 mm）径リールに巻かれています。主な仕様は以下の通りです：

• ポケットピッチ：8 mm。
• リールあたりの数量：2000個。
• 連続欠品ポケット最大数：2ポケット。
• 梱包はANSI/EIA-481仕様に準拠しています。

この梱包形式は、高速自動組立ラインの標準です。

7. 重要な注意事項およびアプリケーションノート

7.1 想定用途

このLEDは、標準的な商業用および産業用電子機器での使用を想定して設計されています。故障が直接生命や健康を脅かす可能性のある安全クリティカルなアプリケーション（例：航空、医療生命維持、交通制御）には意図されていません。そのようなアプリケーションでは、例外的な信頼性認定を持つ部品についてメーカーに相談することが必須です。

7.2 保存条件

適切な保存は、湿気吸収を防ぐために極めて重要です。湿気吸収は、リフローはんだ付け時にポップコーン現象（パッケージクラック）を引き起こす可能性があります。

• 未開封パッケージ：温度≤30°C、相対湿度（RH）≤70%で保存。1年以内に使用してください。
• 開封済みパッケージ：防湿バッグを開封した場合、部品は温度≤30°C、相対湿度（RH）≤60%で保存する必要があります。開封後168時間（7日）以内にIRリフロープロセスを完了することを強く推奨します。
• 長期保存（開封後）：168時間を超えて保存する場合は、部品を乾燥剤入りの密閉容器または窒素デシケーターに入れてください。バッグから出して168時間以上経過した部品は、吸収した湿気を除去するために、はんだ付け前に約60°Cで少なくとも48時間のベーキング（プリコンディショニング）が必要です。

7.3 はんだ付け推奨事項

熱ダメージを防ぐために、以下のはんだ付け条件を遵守してください：

• リフローはんだ付け：
  • プリヒート：150–200°C
  • プリヒート時間：最大120秒
  • ピーク温度：最大260°C
  • 液相線以上時間：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（はんだごて）：
  • はんだごて先温度：最大300°C
  • 接触時間：最大3秒（リードごとに1回のみ）

最適なリフロープロファイルは、特定のPCB設計、はんだペースト、およびオーブンに依存することに注意してください。JEDEC標準に基づいて提供されるプロファイルは、一般的な目標として機能します。

7.4 駆動回路設計

LEDは電流駆動デバイスです。その順電圧（VF）には公差と負の温度係数があります。特に並列接続で複数のLEDを駆動する場合に均一な輝度を確保するには、各LEDと直列に電流制限抵抗を使用する必要があります。個別の抵抗なしでLEDを並列駆動すること（回路モデルBのように）は推奨されません。VFのわずかなばらつきが、電流分担、ひいては光度に大きな差を生じさせるためです。

7.5 静電気放電（ESD）感受性

ほとんどの半導体デバイスと同様に、LEDは静電気放電による損傷を受けやすいです。組立および取り扱い時には、標準的なESD取り扱い予防策を遵守する必要があります。これには、接地された作業台、リストストラップ、導電性容器の使用が含まれます。

8. 技術的詳細と設計上の考慮事項

8.1 材料技術：AlInGaP

発光半導体材料としてアルミニウムインジウムガリウムリン（AlInGaP）を使用していることが、このLEDの性能の鍵です。AlInGaP技術は、可視スペクトルの赤色から琥珀色領域での高効率発光を可能にします。GaAsPなどの旧来の技術と比較して、AlInGaP LEDは優れた発光効率、より良い温度安定性、および長い動作寿命を提供します。拡散レンズはさらに視野角を120度に広げ、広角視認性が求められるアプリケーションに理想的です。

8.2 熱管理

最大電力損失は130 mWです。これは低く見えるかもしれませんが、PCBを通じた効果的な放熱は依然として重要です。性能曲線に示されているように、LEDの光度は接合温度の上昇に伴って低下します。高い周囲温度または最大順電流付近で動作する設計では、PCBパッド設計（例：内部グランドプレーンへの熱ビア）に十分な熱対策を確保することで、一貫した輝度と長寿命を維持するのに役立ちます。

8.3 光学設計統合

拡散レンズによる120度の視野角は、さまざまな角度からLEDを見る可能性のあるインジケータアプリケーションに適した、柔らかく広いビームを提供します。設計者は、光ガイド、レンズ、またはベゼルを設計する際にこのビームパターンを考慮し、望ましくないホットスポットや影が生じないようにする必要があります。624 nmの主波長は赤橙色領域にあり、人間の目に非常に見えやすく、電源オンまたは動作中ステータスインジケータの標準色です。

8.4 信頼性と寿命

-40°Cから+85°Cの指定動作温度範囲と最大100°Cまでの保存範囲は、堅牢な構造を示しています。JEDECレベル3へのプリコンディショニングは、パッケージが限られた時間、典型的な工場環境条件に耐えられることを示唆しています。長期信頼性は動作電流と接合温度の影響を受けます。絶対最大値である50mAから動作電流をディレーティングすることで、デバイスの動作寿命を大幅に延ばすことができます。

9. 比較および選択ガイダンス

赤色インジケータアプリケーション向けにSMD LEDを選択する際の主な違いには以下があります：

• 視野角：この部品の120°角は、多くの標準LED（通常60-90°）よりも広く、オフアクシス視認性が優れています。
• 光度ビニング：複数の光度ビン（V1、V2、W1）が利用可能であるため、設計者はアプリケーションに適した輝度レベルを選択でき、コスト最適化の可能性があります。
• 順電圧：標準的なVFが2.1Vと比較的低いため、他の一部のLED技術と比較して消費電力を削減し、低電圧システムの設計を容易にします。
• パッケージ互換性：EIA標準パッケージにより、既存の膨大なPCBフットプリントおよびピックアンドプレースノズルライブラリとの互換性が確保されています。

10. よくある質問（FAQ）

Q: このLEDを3.3Vまたは5Vのロジック出力から直接駆動できますか？

A: いいえ。直列の電流制限抵抗を使用する必要があります。例えば、5V電源、目標電流20mA、標準VF 2.1Vの場合、抵抗値は R = (5V - 2.1V) / 0.02A = 145 オームとなります。標準の150オーム抵抗が適しています。

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、LEDが最も多くの光パワーを発する物理的な波長です。主波長（λd）は、人間の目が見る色に一致する知覚上の単一波長で、CIE色座標から計算されます。色の仕様にはλdの方が関連性が高いことが多いです。

Q: なぜ保存湿度がそれほど重要ですか？

A: プラスチックLEDパッケージは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、パッケージの剥離やエポキシレンズのクラックを引き起こし、即時または潜在的な故障につながる可能性があります。

Q: 光度値（例：900 mcd）はどのように解釈すればよいですか？

A: 光度は、特定の方向における点光源の知覚される明るさを測定します（カンデラ）。900 mcd（0.9 cd）は、標準的なインジケータLEDとしては非常に明るい値です。この値はオンアクシスで測定されます。120°の視野角により、より広い角度では光度は大幅に低下します。