LTS-4817CTB-P LEDディスプレイ データシート - 0.39インチ 桁高 - InGaN ブルー - 3.8V 順方向電圧 - 70mW 消費電力 - 技術文書

1. 製品概要

LTS-4817CTB-Pは、単一桁の数値表示を目的とした表面実装デバイス（SMD）です。主な機能は、電子機器において明確で信頼性の高い英数字または数値表示を提供することです。中核となるコンポーネントは、サファイア基板上に成長させた窒化インジウムガリウム（InGaN）半導体材料を使用して青色光を発光させるものです。このデバイスはコモンアノード型に分類され、すべてのLEDセグメントのアノードが内部で接続されているため、マルチプレクシングのための回路設計が簡素化されます。リバースマウント組立プロセスに特化して設計されています。

1.1 主な特長と利点

• 桁高：0.39インチ（10.0 mm）の文字高を特徴とし、コンパクトなサイズでありながら良好な視認性を提供します。
• 光学品質：連続的で均一なセグメント発光、優れた文字表示、高輝度、高コントラスト、広い視野角を実現します。
• 効率性と信頼性：低消費電力設計であり、LED技術に固有のソリッドステートの信頼性を提供します。
• 品質管理：ユニットは光度（ルーメン強度）ごとに選別（ビニング）されており、生産ロット間での輝度の一貫性が確保されています。
• 環境適合性：パッケージは鉛フリーであり、RoHS（有害物質使用制限）指令に準拠しています。

1.2 デバイス識別

型番LTS-4817CTB-Pは、デバイスの種類を表します：右側に小数点を持つ単一桁ディスプレイで、コモンアノード構成のInGaNブルーLEDチップを使用しています。

2. 機械的仕様とパッケージ情報

2.1 パッケージ寸法

本デバイスは特定のSMDフットプリントに準拠しています。重要な寸法上の注意点は以下の通りです：特に指定がない限り、すべての寸法はミリメートル単位で、標準公差は±0.25 mmです。パッケージには、型番、製造ロットコード、LEDバッチのマーキングが含まれます。品質仕様では、異物、インク汚染、セグメント領域内の気泡、パッケージの曲がり、ピンのバリなどが制限されており、適切な組立と性能が確保されます。

2.2 ピン配置と回路図

本ディスプレイは10ピン構成です。内部回路図はコモンアノード構造を示しています。ピン配置は以下の通りです：ピン1（カソード E）、ピン2（カソード D）、ピン3（コモンアノード）、ピン4（カソード C）、ピン5（カソード DP：小数点用）、ピン6（カソード B）、ピン7（カソード A）、ピン8（コモンアノード）、ピン9（カソード F）、ピン10（カソード G）。提供された図ではピン8は未接続と記されており、内部設計に応じて予備または重複したアノード接続である可能性があります。

3. 技術パラメータと特性

3.1 絶対最大定格

これらは、これを超えると永久的な損傷が発生する可能性のあるストレスの限界値です。定格は周囲温度（Ta）25°Cで規定されています。

• セグメントあたりの消費電力：最大70 mW。
• セグメントあたりのピーク順方向電流：50 mA（パルス条件時：デューティ比1/10、パルス幅0.1ms）。
• セグメントあたりの連続順方向電流：25°C時で20 mA、25°Cを超えると0.21 mA/°Cで線形に減額されます。
• 動作・保管温度範囲：-35°C ～ +105°C。
• はんだ付け温度：実装面から1/16インチ（約1.6mm）下で、260°Cを3秒間耐えます。

3.2 電気的・光学的特性

代表的な性能パラメータは、Ta=25°Cで測定されています。

• 光度（I_V）：順方向電流（I_F）10mA時で、8.4 mcd（最小）、26.8 mcd（代表値）。
• ピーク波長（λ_p）：I_F=20mA時で、468 nm（代表値）。
• スペクトル半値幅（Δλ）：I_F=20mA時で、25 nm（代表値）。
• 主波長（λ_d）：I_F=20mA時で、470 nm（代表値）。
• 順方向電圧（V_F）：チップあたり、I_F=20mA時で、3.3V（最小）、3.8V（代表値）。
• 逆方向電流（I_R）：逆方向電圧（V_R）5V時で、100 µA（最大）。これは動作モードではなく、試験条件です。
• 光度マッチング比：同条件（I_F=10mA）下でのセグメント間で最大2:1であり、均一な輝度を保証します。
• クロストーク：≤ 2.5%と規定されており、隣接セグメントの不要な発光を最小限に抑えます。

3.3 静電気放電（ESD）耐性

LEDは静電気放電による損傷を受けやすいです。必須の取り扱い注意事項には以下が含まれます：接地されたリストストラップまたは帯電防止手袋の使用；すべての機器、作業台、保管場所が適切に接地されていることの確認；取り扱い中にプラスチックパッケージに蓄積する可能性のある静電気を中和するためのイオナイザーの使用。

4. 性能曲線とグラフデータ

データシートには代表的な特性曲線が含まれています（提供されたテキスト抜粋には詳細は記載されていません）。これらのグラフは設計に不可欠であり、通常、順方向電流と光度の関係（I-V曲線）、周囲温度が光度に及ぼす影響、および約468-470 nm付近に青色光発光ピークを示す相対分光パワー分布を示しています。これらの曲線を分析することで、設計者は所望の輝度を得るための駆動電流を最適化し、異なる熱条件下での性能トレードオフを理解することができます。

5. 組立およびプロセスガイドライン

5.1 SMTはんだ付け手順

本デバイスはリフローはんだ付けに適しています。重要なプロセス限界値：

• リフローはんだ付け（最大2サイクル）：予熱：120-150°C、最大120秒。ピーク温度：最大260°C。総はんだ付け時間はプロファイルの限界を超えてはなりません。
• 手はんだ付け（はんだごて、最大1サイクル）：はんだごて先端温度：最大300°C。接触時間：接合部あたり最大3秒。
• ダブルパスが必要な場合、1回目と2回目のリフロープロセスの間には、常温まで冷却する必須の期間が必要です。

5.2 推奨はんだパッドパターン

信頼性の高いはんだ接合部の形成、リフロー中の適切な自己位置決め、十分な機械的強度を確保するために、ランドパターン設計が提供されています。このパターンに従うことは、製造歩留まりと長期信頼性にとって極めて重要です。

6. 梱包と取り扱い

6.1 梱包仕様

デバイスは、自動ピックアンドプレースマシンに対応したテープアンドリール梱包で供給されます。

• リール寸法：PS6タイプリールの詳細が提供されており、リール直径、ハブ幅、テープポケット寸法が含まれます。
• キャリアテープ：寸法と仕様はEIA-481-C規格に準拠しています。主要パラメータには、ポケットピッチ、テープ厚さ（0.40±0.05mm）、カンバー公差が含まれます。
• 梱包数量：22インチリールの標準テープ長は45.5メートルで、800個入りです。残数ロットの最小梱包数量は200個と規定されています。
• リーダー/トレーラーテープ：機械取り扱いのため、最小400mmのリーダーと40mmのトレーラーが含まれます。

6.2 湿気感受性と保管

SMDパッケージは湿気に敏感です。デバイスは乾燥剤入りの防湿バリアバッグで出荷されます。

• 保管条件：密封バッグを開封後、部品は≤30°Cかつ相対湿度≤60%で保管する必要があります。
• ベーキング要件：仕様を超える環境湿度にさらされた場合、リフロー前にポップコーンクラックや剥離を防ぐためにベーキングが必要です。承認されたベーキング条件：60°Cで≥48時間（リール状態）、または100°Cで≥4時間 / 125°Cで≥2時間（バルク状態）。ベーキングは1回のみ行うべきです。

7. アプリケーションノートと設計上の考慮事項

7.1 代表的なアプリケーションシナリオ

LTS-4817CTB-Pは、コンパクトで明るい単一桁数値表示を必要とするアプリケーションに最適です。一般的な用途には以下が含まれます：計器パネル（マルチメーター、タイマー）、民生家電（電子レンジ、コーヒーメーカー）、産業用制御インターフェース、医療機器の表示、視認性や美的理由から青色表示が好ましい自動車用アクセサリーディスプレイなど。

7.2 回路設計ガイドライン

コモンアノードディスプレイとして、各セグメントのカソードは独立して駆動され、通常はシンク能力を持つドライバ（例：マイクロコントローラのGPIOピンまたは専用LEDドライバIC）に接続された電流制限抵抗によって駆動されます。電源設計では、約3.8Vの順方向電圧（V_F）を考慮する必要があります。連続電流はセグメントあたり20mAを超えてはならず、周囲温度25°C以上では適切な減額が必要です。複数桁をマルチプレクシングする場合、ドライバのシンク能力とスイッチング速度が十分であることを確認してください。

7.3 熱管理

LEDは効率的ですが、消費電力（セグメントあたり最大70mW）により熱が発生します。コモンアノード接続に十分な銅面積を持つ適切なPCBレイアウトは、ヒートシンクとして機能します。動作周囲温度が105°Cを超えないことを確認し、高温環境での電流減額曲線を考慮してください。

8. 技術比較と差別化

赤色GaAsP LEDなどの旧来技術と比較して、このInGaNブルーLEDはより高い輝度と独特の青色を提供します。青色SMDディスプレイ分野内での主な差別化要因は、0.39インチの桁高、均一性のための光度選別、低クロストークとセグメントマッチングの仕様です。堅牢なパッケージと詳細なはんだ付け/梱包仕様により、大量生産の自動組立に適しています。

9. よくある質問（FAQ）

Q: 未接続ピン（ピン8）の目的は何ですか？

A: このピンは内部で接続されていません。機械的な対称性、パッケージの標準化、またはプレースホルダーとして存在している可能性があります。電気的な接続として使用してはいけません。

Q: 5V電源でこのディスプレイを駆動できますか？

A: はい、ただし各セグメントカソードに直列の電流制限抵抗が必須です。抵抗値は R = (V_電源- V_F) / I_F で計算されます。5V電源、V_Fが3.8V、I_Fが10mAの場合、R ≈ (5 - 3.8) / 0.01 = 120 Ω となります。

Q: なぜベーキングが必要なのですか？また、部品を複数回ベーキングできますか？

A: プラスチックパッケージは湿気を吸収します。リフロー中に急速に加熱されると、この湿気が蒸気に変わり、内部損傷を引き起こす可能性があります。ベーキングはこの湿気を除去します。データシートでは、材料の熱劣化を避けるため、ベーキングは1回のみ行うべきであると明記されています。

Q: リバースマウント組立とはどういう意味ですか？

A: このデバイスが、通常の部品実装面とは反対側のPCB面に実装されることを意図していることを示します。多くの場合、美的理由（基板を通して視認するため）によるものです。推奨はんだパターンはこのために設計されています。

10. 動作原理と技術動向

10.1 基本的な動作原理

LEDは半導体ダイオードです。p-n接合にバンドギャップを超える順方向電圧が印加されると、電子と正孔が再結合し、光子（光）の形でエネルギーを放出します。特定の材料であるInGaNは、青色光発光に対応するバンドギャップを持っています。サファイア基板は、InGaNエピタキシャル層を成長させるための結晶基盤を提供します。

10.2 業界動向

青色（および蛍光体変換による白色）LEDへのInGaN技術の使用は、ソリッドステート照明における重要な進歩を表しています。表示部品の動向には、発光効率（ワットあたりの輝度）の継続的な向上、さらなる小型化、厳しい選別による色の一貫性の向上、過酷な環境下での信頼性の向上が含まれます。本デバイスに見られるように、鉛フリーおよびRoHS準拠のパッケージングへの移行は、業界標準の要件です。