SMD LED LTST-020KRKT データシート - 2.0x1.25x1.1mm - 2.4V - 72mW - 赤色 AlInGaP - 英語技術文書

1. 製品概要

本書類は、超小型表面実装デバイス（SMD）発光ダイオード（LED）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）実装プロセス向けに設計されており、大量生産に最適です。そのコンパクトなフォームファクタは、幅広い現代電子機器における設置面積が限られたアプリケーションのニーズに対応します。

1.1 中核的利点

このLEDは、設計エンジニアおよびメーカーに対して、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）指令に準拠しており、環境安全性を確保しています。部品は業界標準の12mmテープに巻かれた7インチリールで供給され、自動実装機との完全な互換性があり、組立ラインを効率化します。さらに、鉛フリー（Pb-free）PCB実装の標準である赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスに耐えるように設計されています。その電気的特性は集積回路（IC）のロジックレベルと互換性があり、駆動回路設計を簡素化します。

1.2 ターゲット市場とアプリケーション

このSMD LEDの汎用性により、幅広い電子機器への適合が可能です。主なアプリケーション分野には、コードレス電話や携帯電話などの通信機器、ノートパソコンやタブレットなどのポータブルコンピューティング、ネットワーキングシステムが含まれます。また、家電製品の状態表示や各種産業機器にも一般的に使用されています。これらの機器内での具体的な機能には、状態インジケータ、フロントパネルやキーパッドのバックライト、記号や信号の低レベル照明が含まれます。

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 Absolute Maximum Ratings

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ストレスの限界を定義します。周囲温度（Ta）25°Cにおいて規定されています。最大連続DC順方向電流（IF）は30 mAです。デューティサイクル1/10、パルス幅0.1msのパルス条件下では、ピーク順方向電流80 mAが許容されます。総消費電力（Pd）は72 mWを超えてはなりません。デバイスの動作温度範囲は-40°C～+85°C、保管可能な環境温度は-40°C～+100°Cです。

2.2 電気光学特性

これらの特性は標準試験条件（Ta=25°C、IF=20mA）下で測定され、代表的な性能を定義します。光度（Iv）は定義された範囲内で代表的な値を示し、具体的な最小値と最大値はビニングセクションに詳細が記載されています。視野角（2θ1/2）は、強度がオンアクシス値の半分となる角度で110度であり、広いビームパターンを提供します。発光は赤色スペクトルで、ピーク発光波長（λp）は639 nm、主波長（λd）は631 nmです。スペクトル帯域幅（Δλ）は約20 nmです。順方向電圧（VF）は代表値で2.0ボルト、20mA時最大2.4ボルトです。逆方向電流（IR）は、逆方向電圧（VR）5V時、最大10 μAに制限されています。なお、本デバイスは逆バイアス下での動作を想定していないことに注意してください。

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は性能別のビンに仕分けされます。これにより設計者は、自身のアプリケーションに必要な特定の最低性能基準を満たす部品を選択することが可能となります。

3.1 光度ビニング

光度は明確なビンに分類され、各ビンはコード（R1、R2、S1、S2）と、20mAにおけるミリカンデラ（mcd）で測定された最小/最大強度範囲で定義されます。例えば、ビンR1は112〜140 mcdの強度をカバーし、ビンS2は220〜280 mcdをカバーします。各ビン内では+/-11%の許容差が適用されます。このシステムにより、保証された最低輝度レベルを持つLEDの調達が可能になります。

4. 性能曲線分析

グラフデータは、様々な条件下でのデバイス挙動に対するより深い洞察を提供し、堅牢な設計には不可欠です。

4.1 Forward Current vs. Luminous Intensity

順方向電流（IF）と光度（Iv）の関係は、通常、動作範囲内で線形です。電流を増加させると光出力は増加しますが、設計者は長寿命を確保するために、絶対最大電流と電力損失の制限内に留まらなければなりません。

4.2 順方向電圧と順方向電流の関係

この曲線はダイオードのIV特性を示しています。順方向電圧は電流に対して対数的に増加します。この曲線を理解することは、LEDと直列に接続する電流制限抵抗を設計し、所望の動作点を設定して電源電圧の変動を補償するために重要です。

4.3 温度依存性

LEDの性能は温度に敏感です。一般的に、順方向電圧（VF）は接合温度の上昇に伴ってわずかに低下し、光度（Iv）も低下します。高温環境や高出力動作を想定した設計では、この性能低下を考慮する必要があります。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ外形寸法

本デバイスは業界標準のSMDパッケージ外形に準拠しています。主要寸法は、本体長2.0 mm、幅1.25 mm、高さ1.1 mmです。特に指定がない限り、全ての寸法公差は通常±0.1 mmです。正確なランドパターン設計には、詳細な機械図面を参照してください。

5.2 極性識別とパッド設計

カソードは通常、ノッチ、緑色のドット、またはリード長の違いなどによりデバイス上にマーキングされています。リフロー時の適切なはんだ接合を確保するため、推奨PCBランドパターン（フットプリント）が提供されています。このパターンは、はんだブリッジやトゥームストーニングを防止しつつ、信頼性の高い機械的・電気的接続を実現する上で極めて重要です。

6. はんだ付けおよび実装ガイドライン

適切な取り扱いと実装は、デバイスの信頼性と性能を維持するために極めて重要です。

6.1 推奨IRリフロープロファイル

鉛フリー（Pbフリー）はんだ付けプロセスでは、J-STD-020などの規格に準拠した特定のリフロー温度プロファイルが推奨されます。このプロファイルには、予熱段階、温度上昇、液相線温度以上時間（TAL）、260°Cを超えないピーク温度、および制御された冷却速度が含まれます。このプロファイルに従うことで、LEDパッケージへの熱衝撃や損傷を防止します。

6.2 保管条件

SMD LEDは湿気に敏感なデバイス（MSD）です。乾燥剤入りの元の密封防湿バッグで保管する場合、温度30°C以下、相対湿度70%以下で保管し、1年以内に使用してください。バッグを開封すると「フロアライフ」が始まります。部品は温度30°C以下、相対湿度60%以下で保管し、168時間（7日）以内に処理（リフローはんだ付け）することが推奨されます。それ以上暴露された場合は、吸収した湿気を除去し、リフロー中の「ポップコーン現象」を防止するために、ベーキング処理（例：60°C、48時間）が必要です。

6.3 洗浄

はんだ付け後の洗浄が必要な場合は、指定された溶剤のみを使用してください。LEDを室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は許容されます。過酷または未指定の化学薬品は、エポキシレンズまたはパッケージ材料を損傷する可能性があります。

7. 梱包および取り扱い

部品は、保護カバーテープ付きのエンボスキャリアテープに供給され、7インチ（178 mm）直径のリールに巻かれています。標準リール数量は1リールあたり4000個です。梱包はANSI/EIA-481仕様に準拠しています。取り扱い時には適切なESD（静電気放電）対策を講じてください。

8. アプリケーションノートと設計上の考慮点

8.1 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、並列接続構成では各LEDに専用の電流制限抵抗が必要です。抵抗値はオームの法則で計算します：R = (Vcc - VF) / IF。ここでVccは電源電圧、VFはLED順方向電圧、IFは目標順方向電流です。定電流源でLEDを駆動するのが最も安定した方法です。

8.2 熱管理

消費電力は低いものの、PCB上での効果的な熱管理は寿命を延ばし、安定した光出力を維持します。LEDパッド周囲に十分な銅面積を確保することで放熱を助けます。周囲温度が高い環境や高駆動電流を扱う用途では、熱対策がより重要になります。

8.3 光学設計

110度の視野角は、ステータスインジケータに適した広い発光パターンを提供します。より集光されたビームが必要な用途では、レンズやライトパイプなどの二次光学部品が使用される場合があります。レンズの色（この場合はウォータークリア）の選択は、知覚される色と発光の拡散に影響を与えます。

9. 信頼性と注意事項

本製品は、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。故障が安全性にリスクをもたらす可能性がある、例外的な信頼性が要求される用途（例：航空、医療用生命維持装置など）では、部品メーカーとの追加の適合性確認および協議が必須です。常に公表されている絶対最大定格および推奨動作条件内でデバイスを動作させてください。

10. 技術比較とトレンド

このAlInGaPベースの赤色LEDは、GaAsPなどの従来技術と比較して、効率と色安定性において優位性を提供します。SMD LEDのトレンドは、より高い発光効率（ワット当たりの光出力の増加）、より小型のパッケージサイズ、過酷な環境条件下での信頼性向上に向かって継続しています。鉛フリーおよびRoHS準拠の材料とプロセスの採用は、現在業界全体で標準となっています。