SMD LED LTST-G683GEBW データシート - 3.2x2.8x1.9mm パッケージ - 順電圧 2.8V/3.8V - 電流 20mA/30mA - RGBカラー - 日本語技術文書

1. 製品概要

LTST-G683GEBWは、自動プリント基板（PCB）実装向けに設計された表面実装デバイス（SMD）LEDです。その小型サイズは、幅広い電子機器におけるスペース制約のある用途に適しています。本デバイスは、単一パッケージ内に3つの異なるLEDチップを統合しています：緑色InGaNチップ、赤色AlInGaPチップ、青色InGaNチップで、それぞれが独立した電気的接続を持ちます。この構成により、各色を個別に制御でき、状態表示、シンボル照明、フロントパネルバックライト機能を実現します。

1.1 主な特長

• RoHS環境指令に準拠。
• 自動ピック&プレース実装のため、7インチ径リールに8mmテープで梱包。
• 標準EIAパッケージフットプリントにより、業界標準の実装装置との互換性を確保。
• 集積回路（I.C.）互換の駆動特性。
• 赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスに耐える設計。
• JEDEC Moisture Sensitivity Level 3（MSL 3）に準拠したプリコンディショニング済み。

1.2 主な用途

• 通信機器（コードレス/携帯電話）。
• オフィスオートメーション機器およびノートパソコン。
• ネットワークシステムおよび家電製品。
• 屋内看板および状態表示器。
• 信号およびシンボル照明器具。

2. 技術パラメータ詳細

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。これらの値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：特に断りのない限り、順電流（IF）20mA、Ta=25°Cで測定。
• ピーク順電流（1/10デューティサイクル、0.1msパルス）：100 mA（緑/青）、80 mA（赤）。
• DC順電流：20 mA（緑/青）、30 mA（赤）。
• 動作温度範囲：-40°C ～ +85°C。
• 保管温度範囲：-40°C ～ +100°C。

2.2 電気的・光学的特性

Measured at Ta=25°C with a forward current (IF) of 20mA, unless otherwise noted.

• 光度（Iv）：
  • 緑：最小 900 mcd、標準 2240 mcd（最大）。
  • 赤：最小 355 mcd、標準 900 mcd（最大）。
  • 青：最小 180 mcd、標準 355 mcd（最大）。
• 光束（Φv）：標準値は 3.5 lm（緑）、2.1 lm（赤）、0.9 lm（青）。
• 指向角（2θ1/2）：標準 120度。
• ピーク波長（λP）：標準値は 518 nm（緑）、630 nm（赤）、465 nm（青）。
• 主波長（λd）：
  • 緑：520-530 nm。
  • 赤：617-629 nm。
  • 青：465-475 nm。
• スペクトル半値幅（Δλ）：標準値は 35 nm（緑）、20 nm（赤）、25 nm（青）。
• 順電圧（VF）：
  • 緑/青：最小 2.8V、最大 3.8V。
  • 赤：最小 1.8V、最大 2.4V。
• 逆電流（IR）：VR=5V時、最大 10 μA。本デバイスは逆バイアス動作用に設計されていません。

3. ビニングシステムの説明

本製品は、生産における色と明るさの一貫性を確保するため、光度と主波長に基づいてビンに分類されます。

3.1 光度ビニング

光度は2文字のコード（例：A1、B4、D12）でビニングされます。最初の文字（A-D）は緑色の光度範囲を定義し、数字（1-12）は対応する赤色と青色の光度範囲を定義します。各ビンの許容差は±11%です。

• 緑色光度グループ：A（900-1120 mcd）、B（1120-1400 mcd）、C（1400-1800 mcd）、D（1800-2240 mcd）。
• 赤/青色光度サブグループ：数字1-12は、クロステーブルに詳細な赤色および青色LEDの特定の最小値と最大値に対応します。

3.2 主波長ビニング

波長はコードE1からE4を使用してビニングされ、各ビンの許容差は±1 nmです。

• E1：緑 520-525 nm、赤 617-629 nm、青 465-470 nm。
• E2：緑 520-525 nm、赤 617-629 nm、青 470-475 nm。
• E3：緑 525-530 nm、赤 617-629 nm、青 465-470 nm。
• E4：緑 525-530 nm、赤 617-629 nm、青 470-475 nm。

4. 性能曲線分析

データシートには、回路設計に不可欠な代表的な特性曲線が含まれています。

4.1 順電流対順電圧 (I-V曲線)

この曲線は、各色チップに印加される順電圧と結果として生じる電流との非線形関係を示しています。設計者はこれを使用して適切な電流制限抵抗を選択します。赤色LEDは、緑色および青色LED（約3.2V）と比較して、通常、より低い順電圧（約2.0V）を持ちます。

4.2 光度対順電流

このグラフは、光出力が駆動電流とともにどのように増加するかを示しています。推奨動作範囲内では一般的に線形ですが、より高い電流では飽和する可能性があります。これは、所望の輝度レベルを達成するために必要な駆動電流を決定するのに役立ちます。

4.3 スペクトル分布

明示的にグラフ化されていませんが、指定されたピーク波長とスペクトル半値幅は、各色の発光スペクトルを定義します。InGaNベースの緑色および青色LEDは、赤色AlInGaP LED（約20 nm）と比較して、より広いスペクトル幅（約25-35 nm）を持ちます。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

本デバイスは標準SMDフットプリントに準拠しています。主要寸法（ミリメートル）は：長さ：3.2 mm、幅：2.8 mm、高さ：1.9 mm。公差は通常±0.2 mmです。

5.2 ピン割り当てと極性

6パッドパッケージは、以下の独立したアノード/カソード接続を持ちます：

• ピン1 & 6：青色LED。
• ピン2 & 5：赤色LED。
• ピン3 & 4：緑色LED。

PCBレイアウト時には正しい極性を守る必要があります。

5.3 推奨PCBパッド設計

信頼性の高いはんだ付けを確保するため、ランドパターン図が提供されています。パッド設計は、リフロー時の熱緩和と適切なはんだフィレット形成を考慮しています。

6. はんだ付け・実装ガイド

6.1 IRリフローはんだ付けプロファイル

J-STD-020Bに準拠した、鉛フリーはんだ付けプロファイルを推奨します。

• 予熱：150-200°C、最大120秒。
• ピーク温度：最大260°C。
• 液相線以上時間：プロファイル曲線に従う。
• はんだ付け制限：最大2回のリフローサイクル、各回のピーク時間10秒。

6.2 保管条件

• 密封バッグ（MSL 3）：30°C以下、70%RH以下で保管。バッグ開封後1年以内に使用。
• バッグ開封後：30°C以下、60%RH以下で保管。IRリフローは168時間（1週間）以内に完了。
• 長期保管（開封済み）：乾燥剤入りの密閉容器を使用。168時間以上保管した場合は、はんだ付け前に60°Cで48時間以上ベーキング。

6.3 洗浄

洗浄が必要な場合は、イソプロピルアルコールやエチ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。LEDを常温で1分未満浸漬します。指定外の化学洗浄剤は避けてください。

7. 梱包・発注情報

7.1 テープ&リール仕様

LEDはエンボスキャリアテープで供給されます。

• テープ幅：8 mm。
• リール直径：7インチ。
• 1リールあたりの数量：2000個。
• 最小発注数量（MOQ）：端数ロットで500個。
• 梱包はEIA-481-1-B仕様に準拠。

8. アプリケーション提案

8.1 代表的なアプリケーション回路

各色チャネルには直列の電流制限抵抗が必要です。抵抗値（R）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の順電圧、IFは所望の順電流（例：20mA）です。VF特性が異なるため、各色に別々の抵抗を使用することが必須です。

8.2 設計上の考慮点

• 熱管理：特に複数のLEDを駆動する場合や高周囲温度環境では、PCBレイアウトが十分な放熱を提供することを確認してください。
• ESD保護：明示的に敏感とは記載されていませんが、実装時には半導体に対する標準的なESD取り扱い注意事項を推奨します。
• 光学設計：拡散レンズは広い指向角（120°）を提供します。指向性のある光が必要な場合は、二次光学系が必要になる場合があります。

9. 技術比較・差別化

LTST-G683GEBWは、コンパクトで統合されたRGBソリューションを提供します。主な差別化要因は以下の通りです：

• 統合3色：3つの個別色を1つの3.2x2.8mmフットプリントに統合し、3つの別々のLEDと比較して基板スペースを節約。
• 独立制御：別々のアノード/カソードにより、コモンアノードやコモンカソードRGB LEDとは異なり、個別の調光や色混合が可能。
• 高輝度：特に緑色で高い光度ビンを提供し、高視認性を必要とする用途に適しています。
• プロセス互換性：大量生産、自動SMT実装、および鉛フリーリフロープロセスに完全互換。

10. よくある質問 (FAQ)

10.1 赤色LEDを30mA、緑/青色LEDを20mAで同時に駆動できますか？

はい、絶対最大定格では赤色LEDのDC順電流は30mA、緑/青色LEDは20mAと規定されています。各チャネルにこれらの特定の電流を供給するように駆動回路を設計する必要があります。定格電流を超えると寿命が短縮され、故障の原因となる可能性があります。

10.2 ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

ピーク波長（λP）は、光出力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、人間の目に同じ色に見える単色光の単一波長を表します。λdは、アプリケーションにおける色知覚により関連性が高いです。

10.3 ビンコードA7やD12はどのように解釈しますか？

ビンコードは、色と明るさのマッチングを保証します。例えば、コードA7は、緑色LEDの光度がビンA（900-1120 mcd）にあり、赤色および青色LEDの光度がサブグループ7に対応することを意味します（赤色と青色の正確な最小/最大値についてはクロステーブルを参照）。一貫した生産ロットのためには、常に必要なビンコードを指定してください。

11. 実践的設計ケーススタディ

シナリオ：ネットワーク機器用のマルチステータスインジケータを設計。インジケータは電源（緑）、アクティビティ（点滅青）、故障（赤）を表示する必要があります。実装：LTST-G683GEBWを使用。各色チャネルを電流制限抵抗を介してマイクロコントローラのGPIOピンに接続。抵抗計算：5V電源の場合、R_緑/青 ≈ (5V - 3.2V) / 0.02A = 90Ω（標準91Ω使用）。R_赤 ≈ (5V - 2.0V) / 0.02A = 150Ω。ファームウェアは、単一の小さなフットプリント内で、各LEDを独立して制御し、定常、点滅、または混合色状態を実現できます。

12. 動作原理の紹介

発光ダイオード（LED）は、電流が流れると光を発する半導体デバイスです。この現象はエレクトロルミネセンスと呼ばれます。LTST-G683GEBWでは：

• 緑色および青色チップは、窒化インジウムガリウム（InGaN）半導体材料を使用しています。InGaN活性層のバンドギャップエネルギーが発光色（緑または青）を決定します。赤色
• チップは、リン化アルミニウムインジウムガリウム（AlInGaP）材料を使用しており、高効率の赤色および琥珀色発光に最適化されています。順バイアスが印加されると、電子と正孔が活性領域で再結合し、光子（光）の形でエネルギーを放出します。拡散エポキシレンズはチップを封止し、機械的保護を提供し、光出力ビームを形成します。13. 技術トレンド
• SMD LED市場は、以下の方向へ進化し続けています：

高効率化：

ワットあたりのルーメン（lm/W）を増加させ、同じ電力入力でより多くの光出力を提供し、消費電力と熱負荷を低減。

• 小型化：超小型民生電子機器向けに、さらに小さなパッケージサイズ（例：2.0x1.6mm、1.6x0.8mm）の開発。
• 演色性と一貫性の向上：より厳密なビニング公差と新しい蛍光体技術により、より正確で安定した色点を実現。ディスプレイバックライトや建築照明に重要。
• 統合スマート機能：システム設計を簡素化するため、内蔵ドライバ、コントローラ、または通信インターフェース（I2Cなど）を備えたLEDへのトレンド。
• LTST-G683GEBWのようなデバイスは、一般的なインジケータ用途向けに、信頼性が高くコスト効率の良い多色ソリューションを提供する、確立された主流技術を代表しています。Trend towards LEDs with built-in drivers, controllers, or communication interfaces (like I2C) to simplify system design.

Devices like the LTST-G683GEBW represent the established mainstream technology offering a reliable, cost-effective multi-color solution for general indicator applications.