SMD LED LTST-M670KGKT データシート - AlInGaP グリーン - 2.4V - 72mW - 技術文書

1. 製品概要

LTST-M670KGKTは、現代の電子機器アプリケーション向けに設計された高輝度表面実装LEDです。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緑色光を出力します。デバイスは、光取り出し効率を最大化し広い視野角を提供するウォータークリアレンズを備えた、標準EIA互換パッケージに収められています。このLEDは、自動ピックアンドプレース組立装置および赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスとの互換性を特に考慮して設計されており、大量生産に適しています。その中核的な利点は、一貫した性能、環境適合性、自動生産ラインへの容易な統合です。

2. 技術パラメータ詳細

2.1 絶対最大定格

デバイスの動作限界は、周囲温度（Ta）25°Cで定義されています。これらの定格を超えると永久損傷を引き起こす可能性があります。最大連続順方向電流（DC）は30 mAです。パルス動作では、デューティサイクル1/10、パルス幅0.1msの条件下で、ピーク順方向電流80 mAが許容されます。最大許容損失は72 mWです。LEDは最大5 Vまでの逆電圧に耐えることができます。動作温度範囲は-40°Cから+85°C、保存温度範囲は-40°Cから+100°Cです。

2.2 電気的・光学的特性

主要な性能パラメータは、Ta=25°C、順方向電流（IF）20 mAで測定されます。代表的な順方向電圧（VF）は2.4 Vで、範囲は2.0 Vから2.4 Vです。光度（IV）の代表値は180ミリカンデラ（mcd）で、最小規定値は56 mcdです。視野角（2θ1/2）は、強度が軸上の値の半分に低下する全角として定義され、120度です。ピーク発光波長（λP）は574 nm、主波長（λd）は571 nmです。スペクトル半値幅（Δλ）は15 nmです。逆電圧（VR）5 Vを印加した時の逆電流（IR）は最大10 μAです。

3. ビニングシステムの説明

本製品は、アプリケーションにおける一貫性を確保するため、3つの主要パラメータに基づいてビンに分類されます。これにより、設計者は特性が密にグループ化されたLEDを選択し、設計内での均一な外観と性能を実現できます。

3.1 順方向電圧ビニング

順方向電圧は0.2 Vステップでビニングされます。ビンコードはD2（1.80V - 2.00V）、D3（2.00V - 2.20V）、D4（2.20V - 2.40V）です。各ビンには±0.1 Vの許容差が適用されます。

3.2 光度ビニング

光度は5つのビンに分類されます：P2（56.0 - 71.0 mcd）、Q1（71.0 - 90.0 mcd）、Q2（90.0 - 112.0 mcd）、R1（112.0 - 140.0 mcd）、R2（140.0 - 180.0 mcd）。各ビンの許容差は±11%です。

3.3 主波長ビニング

知覚される色を定義する主波長は、以下のようにビニングされます：B（564.5 - 567.5 nm）、C（567.5 - 570.5 nm）、D（570.5 - 573.5 nm）、E（573.5 - 576.5 nm）。各ビンの許容差は±1 nmです。

4. 性能曲線分析

データシートでは特定のグラフ曲線（例：スペクトル出力の図1、視野角パターンの図5）が参照されていますが、提供されたデータから主要な関係性を分析することが可能です。順方向電圧は、ダイオードの典型的な動作として、順方向電流に対して対数的な関係を示します。光度は、規定の動作範囲内では順方向電流に直接比例します。ピーク574 nm、狭い15 nmの半値幅を持つスペクトル特性は、純粋で飽和した緑色を示しています。広い120度の視野角は、ランバートまたは準ランバート放射パターンを示唆しており、軸外れ方向からの良好な視認性を提供します。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 デバイス寸法

このLEDは、標準EIA表面実装パッケージ外形に準拠しています。本体の長さ、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記載されており、一般的な公差は±0.2 mmです。パッケージは組立時の安定した配置のために設計されています。

5.2 極性識別

カソードは通常、パッケージ図面に示されているように、ノッチ、ドット、緑色のマーキングなどの視覚的マーカーによって識別されます。回路動作には正しい極性の向きが不可欠です。

5.3 推奨PCBパッドレイアウト

リフローはんだ付け時に信頼性の高いはんだ接合部を形成するために、プリント回路基板用のランドパターン設計が提案されています。このパターンは、適切なはんだフィレットの形成と熱緩和を考慮しています。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

6.1 IRリフローはんだ付けプロファイル

本デバイスは、鉛フリーIRリフローはんだ付けに対応しています。J-STD-020B規格に準拠した推奨プロファイルが提供されています。主要パラメータには、150-200°Cの予熱温度、最大120秒の予熱時間、最大10秒間260°Cを超えないピーク温度が含まれます。プロファイルは、特定のPCBアセンブリに対して特性評価されるべきです。

6.2 手はんだ付け

手はんだ付けが必要な場合、はんだごて先端温度は300°Cを超えてはならず、接触時間は単一操作で最大3秒に制限する必要があります。

6.3 洗浄

はんだ付け後の洗浄が必要な場合は、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。LEDは常温で1分未満浸漬する必要があります。指定外の化学薬品はパッケージを損傷する可能性があります。

7. 包装および発注情報

7.1 テープおよびリール仕様

LEDは、幅8 mmのエンボスキャリアテープに供給され、直径7インチ（178 mm）のリールに巻かれています。各リールには2000個が含まれます。テープはトップカバーテープで密封されています。残数の最小発注数量は500個です。

7.2 包装規格

包装はEIA-481-1-B仕様に準拠しています。テープ内の連続欠品部品の最大数は2個です。

8. 保管および取り扱い

乾燥剤入りの未開封防湿バッグの場合、LEDは相対湿度（RH）70%以下、温度30°C以下で保管し、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、保管環境が30°C、60% RHを超えてはなりません。元の包装から取り出した部品は、168時間（7日）以内にIRリフローを行う必要があります。この期間を超えて保管する場合は、乾燥剤を入れた密閉容器または窒素デシケーターで保管してください。包装から出して168時間以上保管されたLEDは、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。

9. アプリケーションノートおよび設計上の考慮事項

9.1 駆動回路設計

LEDは電流駆動デバイスです。均一な輝度を確保し、電流の偏りを防ぐために、各LEDまたは並列接続されたLEDの各並列ブランチに直列に電流制限抵抗を使用する必要があります。LEDを定電流源で駆動することが、安定した光出力を維持する最も効果的な方法です。抵抗値はオームの法則を使用して計算できます：R = (Vcc - VF) / IF。ここで、Vccは電源電圧、VFはLED順方向電圧（設計マージンのために最大値を使用）、IFは所望の順方向電流（例：20 mA）です。

9.2 熱管理

許容損失は比較的低い（最大72 mW）ですが、特に高温環境または高電流で動作する場合の長期信頼性のためには、PCB上の適切な熱設計が重要です。LEDパッド周囲に十分な銅面積を確保することが放熱に役立ちます。

9.3 典型的なアプリケーションシナリオ

このLEDは、ステータスインジケータ、アイコンやシンボルのバックライト、パネル照明、民生電子機器、汎用信号表示など、幅広いアプリケーションに適しています。自動化プロセスとの互換性により、大量生産製品に最適です。

10. 技術比較および差別化

緑色光にAlInGaP技術を使用することは、従来のリン化ガリウム（GaP）ベースの緑色LEDと比較して、通常、より高い効率と明るい出力を提供する利点があります。120度の視野角は、多くの特殊な高指向性LEDよりも広く、広角視認性を必要とするアプリケーションに汎用性があります。JEDEC標準IRリフロープロファイルとの明示的な互換性は、手はんだ付けまたは波はんだ付けにのみ適している可能性のあるLEDと差別化され、現代のSMT組立ラインに適合しています。

11. よくある質問（FAQ）

Q: 電流制限抵抗なしでこのLEDを駆動できますか？

A: できません。電圧源から直接LEDを動作させることは推奨されず、過電流によりデバイスを破損する可能性が高いです。常に直列抵抗または定電流ドライバを使用してください。

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、スペクトルパワー分布が最大となる波長です。主波長（λd）はCIE色度図から導出され、LEDの知覚される色に一致するスペクトル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: 品番のビンコードをどのように解釈すればよいですか？

A: VF、IV、λdの特定のビンコードは、基本品番LTST-M670KGKTに埋め込まれていません。これらは製造時に割り当てられ、所望の特性を持つLEDを受け取るために、データシートに記載されているビンテーブルに基づいて発注時に指定する必要があります。

Q: はんだ付け前のベーキングは常に必要ですか？

A: ベーキングは、部品が元の防湿バッグの外の環境条件に168時間以上さらされた場合にのみ必要です。これは、高温リフロープロセス中の湿気によるパッケージクラックを防ぐためです。

12. 設計および使用事例

産業用コントローラのマルチインジケータステータスパネルの設計を考えてみましょう。10個の緑色ステータスLEDが必要です。均一な輝度を確保するために、同じ光度ビン（例：R1: 112-140 mcd）のLEDを選択する必要があります。駆動回路を簡素化するために、すべてのLEDを並列接続し、それぞれに5V電源用に計算された電流制限抵抗を使用できます：R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130オーム（標準の130または150オーム抵抗を使用可能）。PCBレイアウトには、推奨パッド形状を組み込み、いくつかの小さな熱緩和トレースを提供する必要があります。組立には指定のIRリフロープロファイルを使用します。このアプローチにより、一貫した視覚性能と信頼性の高い製造が保証されます。

13. 技術原理の紹介

LTST-M670KGKTは、アルミニウム・インジウム・ガリウム・リン（AlInGaP）半導体材料に基づいています。p-n接合に順方向電圧が印加されると、電子と正孔が活性領域に注入されます。それらの再結合により、光子（光）の形でエネルギーが放出されます。AlInGaP合金の特定の組成がバンドギャップエネルギーを決定し、それが今度は発光の波長（色）を決定します—この場合は緑色です。ウォータークリアエポキシレンズは着色されておらず、その機能は半導体ダイを保護し、放射パターンを広い視野角に形成し、チップからの光取り出しを向上させることです。

14. 業界動向と発展

インジケータ用途のSMD LEDのトレンドは、より高い効率（単位電力あたりのより多くの光出力）、高密度基板のためのより小さなパッケージサイズ、より厳密なビニングによる改善された色の一貫性に向かって続いています。過酷な条件下での強化された信頼性と、鉛フリー高温はんだ付けプロセスとの互換性への強い推進力もあります。すべての製造セクターにおける自動化への移行は、テープアンドリール包装およびリフローはんだ付けのために設計されたこのようなコンポーネントの重要性を強調しており、手作業を減らし、生産スループットと一貫性を高めています。