SMD LED LTST-N682TWQEET データシート - パッケージ寸法 - 白色/赤色 - 30mA - 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、大量生産に適しています。その小型サイズは、現代の携帯型およびコンパクトな電子機器で一般的な、スペースに制約のあるアプリケーションに対応します。

1.1 中核的な利点とターゲット市場

このLEDの主な利点は、RoHS（有害物質使用制限）指令への準拠、赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスとの互換性、および自動ピックアンドプレース装置向けの業界標準である8mmテープと7インチリールへのパッケージングです。集積回路（IC）互換となるよう設計されています。ターゲットアプリケーションは、通信機器（コードレス電話や携帯電話など）、オフィスオートメーション機器（ノートパソコンなど）、ネットワークシステム、家電製品、屋内サインなど、幅広い民生用および産業用電子機器に及びます。その主な機能は、状態表示、信号およびシンボルの照明、フロントパネルのバックライトです。

2. パッケージ寸法とピン割り当て

このLEDは特定のSMDパッケージを採用しています。レンズの色は黄色です。デバイスは同一パッケージ内に2つの異なるLEDチップを内蔵しています：白色光を発するものと赤色光を発するものです。ピン割り当ては以下の通りです：ピン1と2は赤色LEDに、ピン3と4は白色LEDに割り当てられています。詳細な機械図面で特に指定がない限り、すべての寸法公差は通常±0.2 mmです。

3. 技術パラメータ：詳細な客観的解釈

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。

• 消費電力：白色LED：102 mW；赤色LED：78 mW。これはデバイスが放散できる最大電力です。
• ピーク順電流：白色：100 mA、赤色：80 mA。これは許容される最大パルス電流です（デューティサイクル1/10、パルス幅0.1ms）。
• 直流順電流：両色とも30 mA。これは最大連続順電流です。
• 動作温度範囲：-40°C から +85°C。
• 保存温度範囲：-40°C から +100°C。

3.2 電気的・光学的特性

これらは、特に断りのない限り、Ta=25°C、順電流（IF）20mAで測定された代表的な性能パラメータです。

• 光度（Iv）：白色：1500-3000 mcd（最小-最大）。赤色：650-1300 mcd（最小-最大）。CIEの明所視応答に近似したフィルターを用いて測定。
• 指向角（2θ½）：通常120度。これは光度が軸上の値の半分に低下する全角です。
• 主波長（λd）：赤色LEDの場合：617-626 nm（最小-最大）。このパラメータは知覚される色を定義します。
• ピーク発光波長（λP）：赤色LEDの場合：通常624 nm。
• スペクトル半値幅（Δλ）：白色：通常30 nm、赤色：通常20 nm。これはスペクトルの純度を示します。
• 順方向電圧（VF）：白色：2.6-3.4 V。赤色：1.7-2.6 V。公差は±0.1V。
• 逆方向電流（IR）：逆方向電圧（VR）5Vで最大10 µA。このデバイスは逆バイアス動作用には設計されていません。

4. ビニングシステムの説明

LEDは、主要な性能パラメータに基づいてビンに分類され、生産ロット間の一貫性を確保します。

4.1 光度（Iv）ランク

白色LEDの場合、ビンはW1（1500-2120 mcd）およびW2（2120-3000 mcd）として定義されます。赤色LEDの場合、ビンはR1（650-920 mcd）およびR2（920-1300 mcd）です。各光度ビン内の公差は±11%です。

4.2 CIE色度ランク

白色LEDの色度座標（CIE 1931色度図上のx, y）は、いくつかのカテゴリ（例：A1, A2, A3, B1, B2, B3）にビニングされ、各カテゴリは図上の四角形領域で定義されます。各ビン内の色度座標の公差は±0.01です。これにより、正確な白色点の一致が重要なアプリケーションにおいて色の一貫性が確保されます。

5. 性能曲線分析

データシートには、回路設計に不可欠な代表的な特性曲線が含まれています。これらの曲線は、様々なパラメータ間の関係をグラフィカルに表し、表形式の代表値以上の洞察を提供します。設計者は、非標準条件（例：異なる順電流や周囲温度）での動作を理解するためにこれらの曲線を参照すべきです。主要な曲線には、順電流と光度の関係、順電流と順方向電圧の関係、および周囲温度が光度に及ぼす影響などが通常含まれます。これらの曲線を分析することで、適切な電流制限抵抗の選択や、目標動作環境での性能予測に役立ちます。

6. 機械的およびパッケージング情報

6.1 推奨PCB実装パッド

適切なはんだ付けと機械的安定性を確保するために、ランドパターン設計が提供されています。信頼性の高いはんだ接合部を実現し、リフロー工程中の放熱を管理するためには、この推奨フットプリントに従うことが重要です。

6.2 テープおよびリールパッケージ寸法

部品は、7インチ（178mm）径のリールに巻かれた8mm幅のエンボスキャリアテープ上で供給されます。テープポケット、リールハブ、および全体のリールの詳細寸法が規定されています。標準リール数量は1リールあたり2000個で、端数の最小梱包数量は500個です。パッケージングはEIA-481-1-B仕様に準拠しています。

7. はんだ付けおよび実装ガイドライン

7.1 IRリフローはんだ付けプロファイル

J-STD-020B標準に準拠した、鉛フリーはんだ付けプロセス向けの推奨赤外線（IR）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、予熱温度150-200°C、最大ピーク温度260°C、液相線以上の時間が指定限界を超えないことなどが含まれます。最適なプロファイルは、特定のPCB設計、はんだペースト、およびオーブン特性に依存するため、ボードレベルの特性評価が推奨されることに注意することが重要です。

7.2 保存条件

乾燥剤入りの未開封の防湿バッグの場合、LEDは温度30°C以下、相対湿度（RH）70%以下で保存し、1年以内に使用する必要があります。元の包装を開封した後は、保存環境は温度30°C、湿度60%RHを超えてはなりません。168時間を超えて大気にさらされた部品は、リフロー中のポップコーン現象や層間剥離を防ぐために、はんだ付け前に約60°Cで少なくとも48時間ベーキングする必要があります。

7.3 洗浄

はんだ付け後の洗浄が必要な場合は、常温で1分未満、エチルアルコールやイソプロピ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。指定外の化学薬品はLEDパッケージを損傷する可能性があります。

8. アプリケーション提案

8.1 代表的なアプリケーションシナリオ

この2色LEDは、単一の部品フットプリントから複数の状態表示を必要とするアプリケーションに理想的です。例としては、電源/充電状態（充電中は赤色、満充電は白色）、ネットワークアクティビティインジケータ、または民生用電子機器や産業用制御パネルにおけるモード選択フィードバックなどがあります。

8.2 設計上の考慮事項

• 電流制限：寿命を確保し輝度を制御するために、常に直列抵抗を使用して順電流を推奨の直流値（最大30mA）以下に制限してください。
• 熱管理：特に最大定格付近で動作する場合、過熱や光束減衰の加速を防ぐために、PCBレイアウトが十分な放熱対策を提供していることを確認してください。
• ESD保護：明示されていませんが、適切なESD対策を講じてSMD LEDを取り扱うことは標準的な業界慣行です。
• 光学設計：光導波路、レンズ、または拡散板を設計する際は、120度の指向角を考慮して、所望の照明パターンを実現してください。

9. 技術比較と差別化

単色SMD LEDと比較して、このデュアルチップデバイスは、2つの表示機能を1つのパッケージに統合することで、PCB上のスペースを節約します。独立した白色と赤色のチップにより、個別の制御が可能です。指定された光度ビンとCIE色ビンは、複数のユニット間で均一な外観を必要とするアプリケーションにとって重要な、一定レベルの性能一貫性を提供します。標準的なIRリフロープロセスとの互換性は、手作業や波はんだ付けを必要とする可能性のあるLEDとの差別化要因です。

10. 技術パラメータに基づくよくある質問

Q: 白色と赤色のLEDをそれぞれ最大直流電流で同時に駆動できますか？

A: できません。消費電力（白色102mW、赤色78mW）の絶対最大定格と熱に関する考慮事項を遵守する必要があります。それぞれ30mAでの同時動作は、例外的な放熱対策が講じられない限り、パッケージの熱容量を超える可能性が高いです。デレーティングが推奨されます。

Q: 主波長とピーク波長の違いは何ですか？

A: ピーク波長（λP）は、LEDの発光スペクトルの最高点における波長です。主波長（λd）は色度座標から導出され、LEDの知覚される色に一致する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あります。

Q: バッグ開封後の保存条件がなぜそれほど厳しいのですか（168時間）？

A: SMDパッケージは大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、パッケージを破損したり内部接合を剥離させたりする（ポップコーン現象）可能性があります。168時間のフロアライフとベーキング手順は、このリスクを軽減します。

11. 実用的な使用例

シナリオ：携帯機器用状態表示器の設計

設計者がコンパクトなBluetoothスピーカーを作成しています。単一のLTST-N682TWQEET LEDがフロントパネルに配置されています。マイクロコントローラは、赤色LED（ピン1-2）を駆動して電源オン/充電中を示し、白色LED（ピン3-4）を駆動してBluetoothペアリングモード/満充電を示します。白色LEDのVF=3.0Vと5V電源に基づいて計算された約20mA用の共通の電流制限抵抗値を使用することで、両方のLEDが良好な輝度を達成します。120度の指向角により、広い範囲から状態が見えます。部品はテープおよびリールからの自動実装によって配置されます。

12. 原理紹介

発光ダイオード（LED）は、電流が流れると光を発する半導体デバイスです。この現象はエレクトロルミネセンスと呼ばれ、デバイス内で電子が正孔と再結合する際に、光子の形でエネルギーを放出することで起こります。発光の色は、半導体材料のエネルギーバンドギャップによって決まります。このパッケージ内の白色LEDは、おそらく青色または紫外線LEDチップに蛍光体材料をコーティングしたもので、発光の一部をより長い波長に変換し、白色として知覚される広いスペクトルを生み出します。赤色LEDはAlInGaP（アルミニウムインジウムガリウムリン）半導体材料を使用しており、これは赤色、橙色、黄色光を効率的に生成します。

13. 開発動向

表示用途のSMD LEDにおける一般的なトレンドは、より高い効率（ワットあたりのルーメン数の向上）に向かって続いており、より低い電流で同じ輝度を実現することで、消費電力と熱負荷を低減します。パッケージサイズもさらに小型化しています。ビデオウォールや自動車内装など、高い視覚的一貫性を必要とするアプリケーションの要求を満たすために、より厳密な色と光度のビニングが重視されています。さらに、設計の簡素化と性能安定性の向上のために、LEDパッケージ内に制御電子機器（例：定電流ドライバ）を統合することがより一般的になっています。