SMD LED LTSA-S020ZGWTA データシート - 2.0x1.25x0.8mm - 2.9V - 90mW - グリーン拡散 - 日本語技術文書

1. 製品概要

本資料は、自動プリント基板実装およびスペース制約のあるアプリケーション向けに設計された表面実装デバイス（SMD）LEDの仕様を詳細に説明します。この部品は拡散レンズを備え、緑色の光を発するため、インジケータや照明機能が必要な様々な電子機器に適しています。

1.1 主な特徴

• RoHS環境基準に準拠。
• 自動実装のため、直径7インチのリールに巻かれた12mmテープに梱包。
• JEDEC Moisture Sensitivity Level 2aに事前調整済み。
• AEC-Q101 Rev Dを参照した認定により、車載アプリケーションに適しています。
• 互換性のための標準EIAパッケージ外形。
• IC互換の駆動電流。
• 自動ピックアンドプレース装置との互換性を考慮して設計。
• 赤外線リフローはんだ付けプロセスに適しています。

1.2 対象アプリケーション

このLEDは、コードレス電話や携帯電話、ノートパソコン、ネットワークシステムなど、幅広い電子機器での使用を想定しています。特に、建設機械などの付属品アプリケーションにも言及されています。

2. 技術仕様の詳細

2.1 絶対最大定格

すべての定格は周囲温度（Ta）25°Cで規定されています。これらの限界を超えると永久損傷を引き起こす可能性があります。

• 消費電力（Pd）：90 mW
• ピーク順電流（I_F(peak)）：50 mA（デューティサイクル1/10、パルス幅0.1ms時）
• 連続順電流（I_F）：20 mA DC
• 動作温度範囲：-40°C ～ +100°C
• 保存温度範囲：-40°C ～ +100°C

2.2 電気的・光学的特性

代表的な性能は、指定された試験条件下でTa=25°Cにおいて測定されます。

• 光度（I_V）：250 - 640 mcd（I_F= 2 mA時の代表値）。CIEの明所視応答曲線に近似したセンサー/フィルターで測定。
• 視野角（2θ_1/2）：110度。軸上強度の半分となるオフ軸角度として定義されます。
• ピーク発光波長（λ_p）：518 nm（スペクトル測定より）。
• 主波長（λ_d）：523 - 538 nm（I_F= 2 mA時）。知覚される色を表します。許容差は±1 nmです。
• スペクトル線半値幅（Δλ）：35 nm。
• 順電圧（V_F）：2.0 - 2.9 V（I_F= 2 mA時）。許容差は±0.1 Vです。
• 逆電圧（V_z）：6 - 8 V（I_z= 10 μA時）。注：このデバイスは逆動作用に設計されていません。このパラメータはIR試験専用です。
• 逆電流（I_R）：最大10 μA（V_R= 5V時）。
• ESD耐圧：2000 V（人体モデル）。

. Binning System Explanation

色と明るさの一貫性を確保するため、部品は主要パラメータに基づいてビンに仕分けされます。バッチラベルは、V_f、I_V、および色（W_d）のビンコードを示します。

3.1 順電圧（V_f）ビニング

I_F= 2 mAで測定。各ビン内の許容差は±0.1Vです。

• H3：2.0 V（最小） ～ 2.3 V（最大）
• H4：2.3 V（最小） ～ 2.6 V（最大）
• H5：2.6 V（最小） ～ 2.9 V（最大）

3.2 光度（I_V）ビニング

I_F= 2 mAで測定。各ビン内の許容差は±11%です。

• T1：250 mcd（最小） ～ 400 mcd（最大）
• T2：400 mcd（最小） ～ 640 mcd（最大）

3.3 主波長（W_d）ビニング

I_F= 2 mAで測定。各ビン内の許容差は±1 nmです。

• AQ：523 nm（最小） ～ 528 nm（最大）
• AR：528 nm（最小） ～ 533 nm（最大）
• AS：533 nm（最小） ～ 538 nm（最大）

4. 性能曲線分析

データシートには設計を支援する代表的な特性曲線が含まれています。これらの曲線は、順電流と光度の関係、および光の空間分布（放射パターン）を示しています。空間分布プロットは、拡散レンズによって形成される照明プロファイルを理解する上で重要であり、110度の視野角にわたって光がどのように分散されるかを示します。設計者はI_V対I_F曲線を使用して、異なる駆動電流での明るさを推定し、LEDが最大定格を超えることなくアプリケーション要件を満たすことを確認できます。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

このLEDは標準的なSMDパッケージ外形に準拠しています。主要寸法（ミリメートル）には、本体サイズが約2.0 x 1.25 mm、高さが0.8 mmが含まれます。特に指定がない限り、公差は通常±0.2 mmです。正確なランドパターン設計については、詳細な寸法図を参照してください。

5.2 推奨PCBパッド設計

赤外線または気相リフローはんだ付け用のランドパターン推奨が提供されています。このパターンに従うことは、適切なはんだ接合部の形成、機械的安定性の確保、および動作中の放熱を容易にするために重要です。

6. はんだ付けおよび実装ガイドライン

6.1 IRリフローはんだ付けプロファイル

鉛フリーはんだ付けプロセスでは、推奨プロファイルはJ-STD-020に従います。主要パラメータは以下の通りです：

• 予熱温度：150°C ～ 200°C。
• 予熱時間：最大120秒。
• ピーク温度：最大260°C。
• 液相線以上時間：最大10秒（最大2回のリフローサイクルを推奨）。

注：最適なプロファイルは、特定のPCB設計、部品、はんだペースト、およびオーブンに依存します。特定のアセンブリでの特性評価が推奨されます。

6.2 手はんだ付け

手はんだ付けが必要な場合：

• はんだごて温度：最大300°C。
• はんだ付け時間：リードごとに最大3秒（1回のみ）。

6.3 洗浄

はんだ付け後に洗浄が必要な場合は、室温でエチルアルコールやイソプロピルアルコールなどのアルコール系溶剤を使用してください。浸漬時間は1分を超えないようにしてください。指定されていない化学洗浄剤は避けてください。

7. 保管および取り扱い上の注意

7.1 保管条件

• 未開封パッケージ：30°C以下、相対湿度70%以下で保管。乾燥剤入りの防湿バッグ内では、梱包日から1年以内に使用してください。
• 開封済みパッケージ：30°C以下、相対湿度60%以下で保管。部品は暴露後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。
• 長期保管（開封済み）：乾燥剤入りの密閉容器または窒素デシケーター内で保管してください。
• ベーキング：168時間以上暴露された場合は、はんだ付け前に約60°Cで少なくとも48時間ベーキングを行い、湿気を除去し、リフロー中のポップコーン現象を防止してください。

7.2 アプリケーション上の注意

このLEDは一般的な電子機器用に設計されています。事前の協議と特定の認定なしに、故障が生命や健康を危険にさらす可能性のある安全クリティカルなアプリケーション（例：航空、医療生命維持装置）には推奨されません。

8. 梱包および注文情報

8.1 テープおよびリール仕様

• テープ幅：12 mm。
• リール直径：7インチ。
• リールあたりの数量：2000個。
• 最小注文数量：残ロットは500個。
• 梱包標準：EIA-481-1-Bに準拠。空のポケットはカバーテープで密封されています。連続する欠品部品は最大2個まで許容されます。

9. アプリケーション提案および設計上の考慮事項

このLEDを設計に統合する際は、以下を考慮してください：

• 電流制限：順電流を安全な値（通常、最大20 mA DC以下）に制限するために、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。正確な抵抗計算にはV_Fビンを考慮する必要があります。
• 熱管理：消費電力は低い（90 mW）ですが、特に高温環境または最大電流付近で動作する場合、PCBが十分な放熱を提供することを確認してください。
• 光学設計：拡散レンズは、パネルインジケータに適した広く均一な視野角を提供します。集光が必要な場合は、二次光学系が必要になる場合があります。
• ESD保護：2kV HBMに定格されていますが、敏感な環境では標準的なESD取り扱い、および必要に応じて回路保護（例：TVSダイオード）を実装してください。

10. 技術比較および差別化

このLEDは、以下の特徴の組み合わせにより差別化されています：AEC-Q101認定参照により、車載付属品アプリケーションの候補となります。MSL 2aへの事前調整により、標準リフロープロセスの信頼性が向上します。詳細なビニングシステムにより、非ビニング部品と比較して生産ロットでの色と明るさのマッチングをより厳密に行うことができます。拡散レンズによる広い110度の視野角は、広くまぶしさのない照明が必要なアプリケーションに理想的です。

11. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: ピーク波長と主波長の違いは何ですか？
A: ピーク波長（518 nm）は、スペクトル曲線における最大出力点です。主波長（523-538 nm）はCIE色度図から導出され、知覚される光の色に最も一致する単一波長を表し、人間の視覚により関連性が高いものです。

Q: このLEDを20 mAで連続駆動できますか？
A: はい、20 mAは25°Cでの最大連続DC順電流定格です。特に高温環境での信頼性の高い動作のためには、電流のディレーティングが推奨されます。常に消費電力制限（90 mW）を参照してください。

Q: デバイスが逆動作用でないのに、なぜ逆電圧定格があるのですか？
A: V_z定格（6-8V）は、主に内部品質保証（IR試験）のための試験パラメータです。これは降伏電圧を示します。回路設計では、わずかな逆電流でも性能を劣化させる可能性があるため、LEDが逆バイアスを受けないようにする必要があります。

Q: ラベルのビンコードH4/T2/ARはどのように解釈しますか？
A: これは、順電圧が2.3Vから2.6V（H4）、光度が400から640 mcd（T2）、主波長が528から533 nm（AR）の範囲にあるLEDを含む特定のバッチを示します。

12. 実践的な設計および使用事例

シナリオ：コンシューマールーターのステータスインジケータの設計。LEDは緑色で、様々な角度から見え、連続動作に信頼性が必要です。この部品は適しています。5-10 mAの駆動電流は、制限内に十分収まりながら十分な明るさを提供し、長期信頼性を確保します。設計者は、代表的なV_F（例：H4ビンの場合2.5V）と電源電圧（例：3.3V）に基づいて電流制限抵抗を選択します。広い視野角により、ルーターの向きに関係なくステータスが見えます。テープアンドリール梱包により、ルーターのメインPCBでの効率的な自動実装が可能です。

13. 動作原理

これは半導体発光ダイオード（LED）です。しきい値を超える順電圧が印加されると、電子と正孔が活性領域（緑色発光用のInGaNで構成）で再結合し、光子（光）の形でエネルギーを放出します。特定の材料組成が発光の波長（色）を決定します。拡散エポキシレンズは半導体ダイを封止し、環境保護、機械的支持を提供し、光出力を広く均一なビームに形成します。

14. 技術トレンド

光エレクトロニクス産業は、このような部品に関連するいくつかの主要分野で進歩を続けています：発光効率の向上（ワットあたりの光出力の増加）、色の一貫性の改善とビニング公差の厳密化、車載および産業市場向けの信頼性向上と高温動作、パッケージのさらなる小型化。一般照明および車載アプリケーションにおけるLEDの採用拡大と高効率化への動きが、半導体材料とパッケージング技術の継続的な改善を推進しています。