SMD LED LTST-E682QETGWT データシート - 2色（赤/緑） - 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-E682QETGWTの仕様を詳細に説明します。この部品は、単一パッケージ内に2つの異なるLEDチップを統合しています：AlInGaP技術を用いた赤色発光チップと、InGaN技術を用いた緑色発光チップです。自動化されたプリント基板（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。

1.1 特長

• RoHS（有害物質使用制限）指令に準拠。
• 自動実装機用に、7インチ径リールに8mmテープで包装。
• 標準EIA（Electronic Industries Alliance）パッケージフットプリント。
• IC互換の低電圧動作。
• 赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスに完全対応。
• JEDEC（Joint Electron Device Engineering Council）湿気感受性レベル3に事前調整済み。

1.2 対象アプリケーション

この2色LEDは、小型サイズと信頼性の高い表示が求められる幅広い電子機器を対象としています。典型的な適用分野は以下の通りです：

• 通信機器（ルーター、モデム、基地局など）。
• オフィスオートメーション機器（プリンター、スキャナー、複合機など）。
• 家電製品および民生用電子機器。
• 産業用制御パネルおよび装置。
• ステータスおよび電源インジケーター。
• フロントパネル、シンボル、小型サインのバックライト。

2. 技術パラメータ：詳細な客観的解釈

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限界を定義します。これらの条件下またはそれに近い状態での動作は保証されず、回路設計では避けるべきです。

• 電力損失（Pd）：75 mW（赤）、76 mW（緑）。これは周囲温度（Ta）25°CにおいてLEDが熱として放散できる最大電力です。
• ピーク順電流（I_FP）：100 mA（赤）、80 mA（緑）。これはパルス条件（1/10デューティサイクル、0.1msパルス幅）における最大許容瞬間電流です。連続DC定格よりも大幅に高くなっています。
• DC順電流（I_F）：30 mA（赤）、20 mA（緑）。これは信頼性の高い長期動作のための最大推奨連続順電流です。
• 動作・保管温度範囲：-40°C ～ +85°C（動作）、-40°C ～ +100°C（保管）。デバイスは産業用温度環境に対応しています。

2.2 電気光学特性

これらのパラメータは、特に断りのない限り、標準試験条件Ta=25°C、I_F=20mAで測定されます。これらはデバイスの典型的な性能を定義します。

• 光度（I_V）：知覚される明るさの尺度です。赤色チップの典型的な範囲は450-1080ミリカンデラ（mcd）です。緑色チップの範囲は780-1875 mcdです。測定はCIEの明所視感度曲線に従います。
• 指向角（2θ_1/2）：約120度（典型値）。この広い指向角（軸上強度が半分に低下する角度として定義）は拡散レンズの特徴であり、狭いビームではなく広く均一な照明を提供します。
• ピーク発光波長（λ_P）：632 nm（赤、典型値）、520 nm（緑、典型値）。これはスペクトル出力が最大となる波長です。
• 主波長（λ_d）：616-628 nm（赤）、515-530 nm（緑）。これはLEDの知覚される色を最もよく表す単一波長で、CIE色度図から導出されます。緑色の許容差は±1 nmです。
• スペクトル半値幅（Δλ）：20 nm（赤、典型値）、30 nm（緑、典型値）。これはスペクトルの純度を示します。値が小さいほどより単色に近い色です。
• 順方向電圧（V_F）：1.7-2.5V（赤）、2.8-3.8V（緑）（20mA時）。緑色InGaNチップは、一般的に赤色AlInGaPチップよりも高い駆動電圧を必要とします。許容差は±0.1Vです。
• 逆方向電流（I_R）：両色とも最大10 µA（V_R=5V時）。LEDは逆バイアス動作用に設計されていません。このパラメータは主にIR試験用です。

3. ビニングシステムの説明

生産における色と明るさの一貫性を確保するため、LEDは主要パラメータに基づいてビンに分類されます。

3.1 光度（I_V）ビニング

LEDは、20mAで測定された明るさによって分類されます。

赤色（AlInGaP）：

- R1: 450 - 600 mcd

- R2: 600 - 805 mcd

- R3: 805 - 1080 mcd

緑色（InGaN）：

- G1: 780 - 1045 mcd

- G2: 1045 - 1400 mcd

- G3: 1400 - 1875 mcd

各光度ビン内の許容差は±11%です。

3.2 緑色の波長（WD）ビニング

緑色LEDは、色相のばらつきを制御するため、主波長によってさらに分類されます。

- AP: 515 - 520 nm

- AQ: 520 - 525 nm

- AK: 525 - 530 nm

各波長ビンの許容差は±1 nmです。

4. 機械的・パッケージ情報

4.1 パッケージ寸法とピン割り当て

デバイスは標準SMDフットプリントを使用します。重要な寸法にはボディサイズとパッドレイアウトが含まれます。特に断りのない限り、すべての寸法公差は±0.2 mmです。ピン割り当ては以下の通りです：ピン1と2は緑色LEDのアノード/カソード用、ピン3と4は赤色LEDのアノード/カソード用です。各ペアの具体的なアノード/カソード割り当ては、詳細なパッケージ図面で確認してください。

4.2 推奨PCB実装パッドレイアウト

リフローはんだ付け時に適切なはんだ接合部を形成するために、ランドパターン設計が提供されています。この推奨パッド形状に従うことは、良好な機械的固定、電気的接続、および放熱を達成するために極めて重要です。

5. はんだ付けおよび実装ガイドライン

5.1 IRリフローはんだ付けプロファイル

本コンポーネントは、鉛フリーはんだ付けプロセスに対応しています。J-STD-020Bに準拠した推奨リフロープロファイルが提供されており、通常以下を含みます：

• 予熱：150-200°C、最大120秒間。基板を徐々に加熱し、フラックスを活性化します。
• ピーク温度：最大260°C。液相線温度（例：217°C）以上の時間は制御する必要があります。
• ピーク温度でのはんだ付け時間：最大10秒。リフローは最大2回まで実行可能です。

注意：最適なプロファイルは、特定のPCB設計、はんだペースト、およびオーブンに依存します。提供されるプロファイルはJEDEC標準に基づくガイドラインです。

5.2 手はんだ付け（必要な場合）

手作業でのはんだ付けが必要な場合は、最大300°Cに設定された温度制御付きはんだごてを使用してください。LED端子との接触時間は3秒を超えてはならず、プラスチックパッケージおよび半導体チップへの熱ダメージを防ぐため、これは1回のみ行ってください。

5.3 洗浄

指定されていない、または強力な化学洗浄剤を使用しないでください。はんだ付け後の洗浄が必要な場合は、エチルアルコールやイソプロピルアルコール（IPA）などのアルコール系溶剤を使用してください。通常室温で1分未満浸漬します。電源を投入する前に、洗浄剤が完全に蒸発していることを確認してください。

6. 保管および取り扱い上の注意

6.1 保管条件

• 密封パッケージ（防湿バッグ）：温度≤30°C、相対湿度（RH）≤70%で保管。バッグ封入日から1年間の保存寿命があります。
• 開封済みパッケージ：周囲環境は30°C、60% RHを超えないようにしてください。大気にさらされた部品は、168時間（7日）以内にリフローはんだ付けする必要があります。
• バッグ外での長期保管：168時間を超える期間保管する場合は、乾燥剤入りの密閉容器または窒素デシケーターで保管してください。この制限を超えて暴露された場合は、実装前に約60°Cで少なくとも48時間ベーキングを行い、吸収した湿気を除去し、リフロー中のポップコーン現象を防止することを推奨します。

6.2 適用上の注意

このLEDは、汎用電子機器向けです。故障が直接生命、健康、または安全を脅かす可能性のある用途（航空、医療用生命維持装置、重要な交通制御など）向けに設計または認定されていません。そのような高信頼性用途の場合は、メーカーに相談し、特別に認定された部品を使用してください。

7. 包装および発注情報

7.1 テープおよびリール仕様

標準包装は、7インチ（178mm）径リールに巻かれたエンボスキャリアテープ（幅8mm）です。主要仕様は以下の通りです：

• フルリールあたり2000個。
• 端数の最小発注数量は500個。
• テープの空ポケットはカバーテープで密封されています。
• 包装はANSI/EIA-481仕様に準拠しています。

8. アプリケーション提案および設計上の考慮事項

8.1 電流制限

LEDは常に直列の電流制限抵抗または定電流ドライバで動作させてください。電圧源に直接接続しないでください。抵抗値（R）はオームの法則を使用して計算できます：R = (V_電源- V_F) / I_F。すべての条件下で十分な電流が流れるように、データシートの最大V_Fを使用してください。5V電源で赤色LEDを20mA駆動する場合：R = (5V - 2.5V) / 0.02A = 125Ω。標準の120Ωまたは150Ω抵抗が適切です。

8.2 熱管理

SMD LEDは効率的ですが、それでも熱を発生します。最大接合温度を超えると、光出力と寿命が低下します。特に最大DC電流付近で動作する場合や周囲温度が高い場合、PCBに十分な放熱対策があることを確認してください。発熱部品を近くに配置しないでください。

8.3 ESD（静電気放電）対策

LEDは静電気放電に敏感です。接地されたリストストラップと導電性作業面を使用し、ESD保護環境で取り扱ってください。

9. 典型的性能曲線分析

データシートには、設計に不可欠な主要関係のグラフ表示が含まれています。

• 相対光度 vs. 順電流：明るさが電流とともにどのように増加するかを示します。典型的には準線形の関係です。推奨電流以上で動作させると、効果が逓減し、発熱が増加します。
• 順方向電圧 vs. 順電流：ダイオードの指数関数的なI-V特性を示します。電圧は電流とともに増加し、温度上昇とともに低下します（負の温度係数）。
• 相対光度 vs. 周囲温度：熱消光効果を示します。周囲温度（したがって接合温度）が上昇すると、光出力が低下します。これはInGaN（緑/青）LEDよりもAlInGaP（赤）LEDでより顕著です。
• スペクトル分布：波長全体にわたる相対出力を示し、ピークと半値幅を示します。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q1: 赤色LEDと緑色LEDをそれぞれ最大DC電流で同時に駆動できますか？

A1: できません。絶対最大定格はチップごとの値です。両方を20mA（赤）と20mA（緑）で同時に駆動すると、パッケージ内の総電力損失が大きくなります。組み合わせた熱負荷を考慮し、局部温度が仕様を超えないようにする必要があります。多くの場合、より低い電流で駆動するか、マルチプレクシングを使用することが推奨されます。

Q2: ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

A2: ピーク波長（λ_P）は、スペクトル出力が最も高くなる物理的な波長です。主波長（λ_d）は、CIE図上の知覚される色に対応する計算値です。単色光源の場合、これらは類似します。ある程度のスペクトル幅を持つLEDの場合、色合わせにはλ_dがより関連性の高いパラメータです。

Q3: バッグを開封した後、保管湿度の要件がより厳しくなるのはなぜですか？

A3: 防湿バッグ（MBB）と乾燥剤は、部品を周囲湿度から保護します。一度開封すると、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。高温リフロープロセス中に、この閉じ込められた湿気が急速に気化し、内部の剥離やクラック（ポップコーン現象）を引き起こし、故障につながります。

11. 動作原理の紹介

LEDは、半導体p-n接合ダイオードです。順方向電圧が印加されると、n型領域からの電子とp型領域からの正孔が接合領域に注入されます。これらの電荷キャリアが再結合すると、エネルギーを放出します。標準的なシリコンダイオードでは、このエネルギーは熱として放出されます。AlInGaP（赤/琥珀色用）やInGaN（緑/青/白色用）などの直接遷移型半導体材料で作られたLEDでは、このエネルギーの大部分が光子（光）として放出されます。発光の特定の波長（色）は、活性領域で使用される半導体材料のバンドギャップエネルギーによって決定されます。