SMD LED LTST-T680VSWT データシート - 拡散型イエロー AlInGaP - 50mA - 130mW - 日本語技術文書

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) であるLTST-T680VSWTの完全な技術仕様を提供します。この部品は、自動化されたプリント基板 (PCB) 組立プロセスおよびスペースが重要な制約となるアプリケーション向けに設計された小型LEDファミリーに属します。LEDは、アルミニウムインジウムガリウムリン (AlInGaP) 半導体材料を利用して黄色光を出力し、そのレンズによって拡散され、より広く均一な照射パターンを実現します。その主な機能は、多様な電子機器における状態表示器、信号灯、またはフロントパネルのバックライトとしての役割です。

1.1 中核的利点とターゲット市場

LTST-T680VSWTは、現代の電子機器製造においていくつかの重要な利点を提供します。RoHS (有害物質使用制限) 指令に完全に準拠しており、厳しい環境規制のあるグローバル市場に適しています。部品は、業界標準の8mm幅テープに巻かれた7インチリールで供給され、高速・自動化されたピック&プレース組立を容易にします。その設計は、鉛フリー (Pbフリー) PCB組立の標準である赤外線 (IR) リフローはんだ付けプロセスに対応しています。また、このデバイスはI.C.互換性があり、その電気的特性により、一般的な集積回路出力ピンとの直接インターフェースが可能です。これらの特徴から、信頼性の高いコンパクトな視覚表示器が必要とされる通信機器、オフィスオートメーション機器、家電製品、産業用制御システム、ノートパソコン、ネットワークハードウェアなどに理想的な選択肢となります。

2. 詳細な技術パラメータ分析

電気的および光学的パラメータを徹底的に理解することは、信頼性の高い回路設計と一貫した性能達成に不可欠です。

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のある応力限界を定義します。これらの条件下での動作は保証されません。絶対最大定格は、周囲温度 (Ta) 25°Cで規定されています。

• 消費電力 (Pd):130 mW。これは、LEDパッケージが熱限界を超えることなく熱として放散できる最大電力です。
• ピーク順方向電流 (I_FP):100 mA。これは、許容される最大瞬間順方向電流であり、1/10のデューティサイクル、0.1msのパルス幅というパルス条件下でのみ許容されます。連続DC動作には使用しないでください。
• DC順方向電流 (I_F):50 mA。これは、信頼性の高い長期動作のための最大推奨連続順方向電流です。
• 動作温度範囲:-40°C から +85°C。デバイスはこの周囲温度範囲内で機能するように設計されています。
• 保管温度範囲:-40°C から +100°C。デバイスは、電源が印加されていない状態でこの範囲内で保管できます。

2.2 電気的・光学的特性

これらのパラメータは、通常の動作条件下でのLEDの典型的な性能を定義し、Ta=25°C、標準試験電流 (I_F) 20mAで測定されます。

• 光度 (I_V):710.0 - 1800.0 mcd (ミリカンデラ)。これは、特定の方向 (軸上) に放射される可視光の知覚されるパワーを測定したものです。広い範囲はビニングシステム (セクション3参照) によって管理されます。光度は、人間の目の明所視応答 (CIE曲線) に一致するようにフィルタリングされたセンサーを使用して測定されます。
• 視野角 (2θ_1/2):120度 (標準)。これは、光度が軸上の値の半分に低下する全角です。拡散レンズがこの広い視野角を生み出し、軸外位置からの視認性が重要なアプリケーションにLEDを適しています。
• ピーク発光波長 (λ_P):592 nm (標準)。これは、放射光の分光パワー分布が最大となる波長です。
• 主波長 (λ_d):584.5 - 594.5 nm。これは、CIE色度図から導き出された、光の知覚される色を最もよく表す単一波長です。色指定のための主要なパラメータです。
• スペクトル線半値幅 (Δλ):15 nm (標準)。これは、最大強度の半分で測定されるスペクトル帯域幅 (半値全幅 - FWHM) です。15nmの値は、比較的純粋な黄色を示しています。
• 順方向電圧 (V_F):2.1V (標準)、2.6V (最大) at I_F=20mA。これは、LEDが電流を導通しているときの両端の電圧降下です。電流制限回路を設計する上で重要なパラメータです。
• 逆方向電流 (I_R):10 μA (最大) at V_R=5V。このパラメータは品質保証のためだけに試験されます。デバイスは逆バイアス下での動作用に設計されておらず、逆電圧を印加すると損傷する可能性があります。逆電圧が発生する可能性のある回路では、外部保護 (例: 並列ダイオード) が必要になる場合があります。

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は主要なパラメータに基づいて性能グループまたはビンに仕分けされます。これにより、設計者はアプリケーションにおける色と明るさの均一性に関する特定の要件を満たす部品を選択できます。

3.1 順方向電圧 (V_f) ランク

LEDは、20mA時の順方向電圧降下によってビニングされます。ビンコード、最小値、最大値は以下の通りです。各ビン内の許容差は±0.1Vです。

• D2:1.8V (最小) - 2.0V (最大)
• D3:2.0V (最小) - 2.2V (最大)
• D4:2.2V (最小) - 2.4V (最大)
• D5:2.4V (最小) - 2.6V (最大)

3.2 光度 (I_V) ランク

LEDは、20mA時の軸上光度によってビニングされます。各ビン内の許容差は±11%です。

• V1:710.0 mcd (最小) - 900.0 mcd (最大)
• V2:900.0 mcd (最小) - 1120.0 mcd (最大)
• W1:1120.0 mcd (最小) - 1400.0 mcd (最大)
• W2:1400.0 mcd (最小) - 1800.0 mcd (最大)

3.3 主波長 (W_d) ランク

LEDは、色の一貫性を確保するために、20mA時の主波長によってビニングされます。各ビン内の許容差は±1nmです。

• H:584.5 nm (最小) - 587.0 nm (最大)
• J:587.0 nm (最小) - 589.5 nm (最大)
• K:589.5 nm (最小) - 592.0 nm (最大)
• L:592.0 nm (最小) - 594.5 nm (最大)

4. 性能曲線分析

グラフデータは、LEDの特性が動作条件とともにどのように変化するかを理解するのに役立ちます。データシートには、以下の関係の典型的な曲線が含まれています (特に記載がない限り、すべて25°C)。

4.1 順方向電流 vs. 順方向電圧 (I-V カーブ)

この曲線は、LEDを流れる電流とその両端の電圧との間の非線形関係を示しています。適切な電流制限方法 (抵抗器または定電流ドライバ) を選択するために不可欠です。曲線はターンオン電圧と、V_FがI_F.

とともにどのように増加するかを示します。

4.2 光度 vs. 順方向電流

この曲線は、光出力 (mcd単位) が駆動電流とともにどのようにスケールするかを示しています。通常、ある範囲では線形ですが、より高い電流では飽和します。これは、設計者が明るさの要件と消費電力および熱管理のバランスを取るのに役立ちます。

4.3 光度 vs. 周囲温度

この曲線は、光出力の熱的デレーティングを示しています。周囲温度が上昇すると、LEDの発光効率が低下し、同じ駆動電流でも光度が低くなります。これは、高温環境で動作するアプリケーションにとって重要な考慮事項です。

4.4 相対分光パワー分布_Pこのグラフは、可視スペクトル全体にわたる放射光の強度をプロットしています。ピーク波長 (λ

~592nm) とスペクトル半値幅 (Δλ~15nm) を示し、AlInGaP技術の狭帯域黄色発光特性を確認します。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

LEDは、EIA標準のSMDパッケージ外形に準拠しています。長さ、幅、高さ、リード間隔を含むすべての重要な寸法は、データシートの図面に提供されており、一般的な公差は±0.2mmです。レンズは拡散型と記述されており、光を散乱させて規定の120度視野角を実現します。

5.2 極性識別とPCBパッド設計

部品にはアノードとカソードがあります。データシートには、赤外線または蒸気相リフローはんだ付けのための推奨PCBランドパターン (フットプリント) が含まれています。このパッドレイアウトに従うことは、信頼性の高いはんだ接合の達成、適切な位置合わせ、はんだ付けプロセス中の放熱管理にとって極めて重要です。極性は通常、部品本体のマーキングまたはパッケージの非対称な特徴によって示されます。

6. はんだ付け、組立、取り扱いガイドライン

6.1 推奨IRリフロープロファイル (鉛フリー)

• デバイスは、J-STD-020Bに準拠した鉛フリーはんだ付けプロセスに適合しています。サンプルのリフロー温度プロファイルが提供されており、以下の主要パラメータを含みます:プリヒート温度:
• 150-200°Cプリヒート時間:
• 最大120秒。ピークボディ温度:
• 最大260°C。液相線以上時間 (TAL):
• JEDECガイドラインに従うことが推奨されます。通常60-150秒です。最大通過回数:

リフローを通過するのは最大2回までです。 基板設計、はんだペースト、オーブン特性は様々であるため、このプロファイルは目標として使用し、特定の組立ラインに合わせて微調整する必要があります。

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:

• はんだごて温度:最大300°C。
• はんだ付け時間:リードあたり最大3秒。
• 回数:1回のみ。繰り返し加熱すると、パッケージと半導体が損傷する可能性があります。

6.3 洗浄

はんだ付け後の洗浄が必要な場合は、プラスチックパッケージを損傷しないように、指定された溶剤のみを使用してください。許容される方法には、常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含まれます。指定されていない化学洗浄剤は避けてください。

6.4 保管と湿気感受性

LEDは、乾燥剤とともに防湿バッグに梱包されています。密封されている間は、温度≤30°C、相対湿度 (RH) ≤70%で保管し、1年以内に使用する必要があります。バッグを開封すると、部品は周囲の湿気にさらされます。湿気感受性レベル (MSL) 3に格付けされており、工場床条件 (≤30°C/60% RH) にさらされてから168時間 (7日) 以内にIRリフローはんだ付けする必要があることを意味します。この時間を超えた場合、部品ははんだ付け前に吸収した湿気を除去するためのベーキング処理 (約60°Cで少なくとも48時間) を必要とし、リフロー中のポップコーン現象やパッケージのクラックを防ぎます。

7. 梱包と発注情報

7.1 テープ&リール仕様

LTST-T680VSWTは、直径7インチ (178mm) のリールに巻かれた標準的な8mm幅のエンボス加工キャリアテープで供給されます。各リールには2000個が含まれています。テープポケットはトップカバーテープで密封されています。梱包はANSI/EIA-481仕様に準拠しています。テープ内で連続して欠落が許容される部品の最大数は2個です。

8. アプリケーションノートと設計上の考慮事項

8.1 駆動方法

LEDは電流駆動デバイスです。均一な明るさを確保するためには、特に複数のLEDが並列に接続されている場合、各LEDは独自の電流制限抵抗、またはできれば定電流源によって駆動されるべきです。順方向電圧 (V_F) の個体差により、電流、ひいては明るさに大きな差が生じる可能性があるため、電圧源から直接LEDを並列駆動することは推奨されません。

8.2 熱管理

消費電力は比較的低い (最大130mW) ですが、適切な熱設計はLEDの寿命を延ばし、安定した光出力を維持します。PCBパッド設計が十分な放熱を提供していることを確認し、評価なしに高周囲温度でLEDを絶対最大電流 (50mA) で連続動作させないでください。

8.3 適用範囲と信頼性

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用途、例えば重要な医療、航空、輸送、または安全システムなどについては、特に設計または試験されていません。そのような高信頼性アプリケーションでは、部品メーカーに相談し、特定の認定データを入手することが必須です。

9. 技術と原理の紹介

LTST-T680VSWTは、アルミニウムインジウムガリウムリン (AlInGaP) 半導体技術に基づいています。この材料系は、スペクトルの赤、オレンジ、アンバー、黄色の領域で光を生成するのに非常に効率的です。順方向電圧が印加されると、電子と正孔が半導体の活性領域で再結合し、光子の形でエネルギーを放出します。AlInGaP層の特定の組成がバンドギャップエネルギー、したがって放射光の波長 (色) を決定します。黄色蛍光体は使用されません。色は半導体材料に固有であり、高い色純度と安定性をもたらします。拡散型エポキシレンズは半導体チップを封止し、機械的保護を提供し、光出力ビームを整形し、視野角を改善します。

10. 実践的な設計と使用例

10.1 例: ネットワークスイッチの状態表示器

24ポートのネットワークスイッチでは、各ポートに複数のLED (例: リンク、アクティビティ、速度) がある場合があります。広い120度視野角を持つLTST-T680VSWTは、フロントパネルの状態表示器として優れた選択肢です。設計者は以下のようにします:

1. 視認距離と周囲光に基づいて必要な明るさを決定します。適切なI_Vビン (例: 中程度の明るさの場合はV2) を選択します。
2. 明るさと電力のバランスを取るために、通常10-20mAの駆動電流を選択します。すべてのLEDに定電流ドライバICを使用することで、完全な均一性を確保できます。
3. 適切なはんだ付けを確保するために、データシートの推奨に従って正確にPCBフットプリントを設計します。
4. MSL-3取り扱いガイドラインに従います: 開封したリールはドライキャビネットに保管し、リール開封後168時間以内に基板を組立することを確実にします。

10.2 例: メンブレンスイッチパネルのバックライト

コントロールパネルのシンボルを照らす場合、均一な軸外視認性が鍵となります。このLEDの拡散レンズは有利です。

1. LEDは、パネルの半透明またはレーザーエッチングされたアイコンの背後に取り付けられます。
2. 広い視野角により、LEDがその背後に完全に中心に配置されていなくても、アイコンが均等に照らされます。
3. 特定の黄色の色合いを実現するために、設計者は他の表示器やブランドカラーに合わせて、厳密な主波長ビン (例: K: 589.5-592.0nm) を指定します。
4. 安定化電圧レールから1つまたは2つのLEDのみを駆動する場合は、単純な直列抵抗を電流制限に使用できます。

11. よくある質問 (技術パラメータに基づく)

Q1: 抵抗なしで3.3VロジックでこのLEDを駆動できますか?

A:No.典型的なV_Fは2.1Vですが、最大2.6Vになる可能性があります。3.3Vに直接接続すると、LEDの動的抵抗と電源によってのみ制限される電流が流れ、絶対最大DC電流50mAを超えてデバイスを破損する可能性が高いです。電流制限抵抗またはレギュレータは常に必要です。

Q2: ピーク波長と主波長の違いは何ですか?

A:ピーク波長 (λ_P)は、LEDが最も多くの光パワーを放射する単一波長です。主波長 (λ_d)は、人間の目にLEDの光と同じ色に見える単色光の単一波長です。λ_dは、色指定とビニングに使用されるパラメータです。

Q3: バッグを開封してから168時間のフロアライフがあるのはなぜですか?

A: プラスチックLED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蒸発し、パッケージ内部に蒸気圧を発生させ、剥離やクラック (ポップコーン現象) を引き起こす可能性があります。168時間の制限とベーキング処理は、この故障モードに対する安全対策です。

Q4: 発注時にビンコードをどのように解釈すればよいですか?

A: 品番LTST-T680VSWTに続けて、必要な特定のV_f、I_V、およびW_dビンのコードを指定します (例: 中程度の明るさと特定の黄色の色合いの場合)。正確な形式については、メーカーの発注ガイドを参照してください。ビンを指定しない場合、標準生産ビンからの部品を受け取ることになります。