SMD LED LTST-T680KFWT データシート - 白色拡散 AlInGaP オレンジ - 30mA - 72mW - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、表面実装デバイス (SMD) LED の仕様を詳細に説明します。この部品は自動化されたプリント基板 (PCB) 実装向けに設計されており、スペースが限られた用途に適しています。その小型サイズと標準的な実装プロセスとの互換性により、多様な電子機器への統合が可能です。

1.1 中核的利点とターゲット市場

このLEDの主な利点は、RoHS規制への準拠、自動化処理のための7インチリール上の8mmテープへの包装、および赤外線リフローはんだ付けプロセスとの互換性です。集積回路 (IC) との互換性を持つように設計されています。デバイスは、湿気感受性についてJEDEC Level 3規格に準拠したプリコンディショニングが施されています。ターゲットアプリケーションは、通信機器、オフィスオートメーション、家電製品、産業機器に及びます。具体的な用途としては、状態表示、信号・シンボル照明、フロントパネルのバックライトなどが挙げられます。

2. 技術パラメータ：詳細かつ客観的な解釈

このセクションでは、標準試験条件下におけるデバイスの動作限界と性能特性について詳細に解説します。

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ストレスの限界を定義します。これらの限界以下または限界での動作は保証されません。主な定格には、最大消費電力72 mW、直流順方向電流30 mA、およびパルス条件下（デューティサイクル1/10、パルス幅0.1ms）でのピーク順方向電流80 mAが含まれます。デバイスの動作温度範囲は-40°Cから+85°C、保管温度範囲は-40°Cから+100°Cです。

2.2 電気的・光学的特性

周囲温度 (Ta) 25°C、順方向電流 (IF) 20 mAで測定した場合、デバイスは以下の典型的な性能を示します。光度 (Iv) は最小140.0 mcdから最大450.0 mcdまでの広い範囲を持ち、具体的な値はビンランクによって決定されます。120度の広い視野角 (2θ1/2) を特徴とします。ピーク発光波長 (λP) は約609 nm、主波長 (λd) は通常605 nmであり、これがオレンジ色の知覚を定義します。スペクトル線半値幅 (Δλ) は15 nmです。順方向電圧 (VF) は、試験電流において1.8Vから2.4Vの範囲です。逆電流 (IR) は、逆電圧 (VR) 5Vを印加した場合に最大10 μAと規定されていますが、デバイスは逆動作用には設計されていません。

3. ビニングシステムの説明

アプリケーションにおける一貫性を確保するため、LEDは主要なパラメータに基づいてビンに分類されます。これにより、設計者は特定の電圧、輝度、色の要件を満たす部品を選択することができます。

3.1 順方向電圧 (VF) ランク

LEDは、20mAで測定した場合、1.8-2.0V、2.0-2.2V、2.2-2.4Vの範囲を持つ3つの電圧ビン (D2, D3, D4) に分類されます。各ビン内では±0.1Vの許容差が適用されます。

3.2 光度 (IV) ランク

輝度は5つのビン (R2, S1, S2, T1, T2) に分類されます。最小光度は140.0 mcd (R2) から355.0 mcd (T2) まで、対応する最大値は最大450.0 mcdまでです。±11%の許容差が適用されます。

3.3 主波長 (WD) ランク

主波長によって定義される色は、600 nmから612 nmの範囲をカバーする4つのビン (P, Q, R, S) に分類されます。主波長の許容差は±1 nmです。

4. 性能曲線分析

具体的なグラフデータは原資料を参照しますが、このようなデバイスの典型的な曲線には、順方向電流と順方向電圧の関係 (IV曲線)、周囲温度による光度の変化、ピーク波長とスペクトル幅を示すスペクトルパワー分布などがあります。これらの曲線は、非標準条件下でのデバイスの挙動を理解し、回路設計を行うために不可欠です。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法と極性識別

LEDは標準的なEIAパッケージで提供されます。詳細な寸法図には、長さ、幅、高さ、リード位置が規定されています。カソードは通常、パッケージ上のマーキングまたは特定のパッド形状によって識別されます。特に断りのない限り、すべての寸法はミリメートル単位で、標準公差は±0.2 mmです。

5.2 推奨PCB実装パッドレイアウト

赤外線または気相リフローはんだ付けのためのランドパターン設計が推奨されます。このパターンは、実装プロセス中および実装後の適切なはんだ接合部の形成、熱放散、機械的安定性を確保します。

6. はんだ付けおよび実装ガイドライン

6.1 推奨IRリフロー温度プロファイル

鉛フリーはんだ付けプロセスでは、J-STD-020Bに準拠したプロファイルが推奨されます。主要なパラメータには、予熱ゾーン、液相線温度以上の規定時間、260°Cを超えないピーク温度が含まれます。ピーク温度の±5°C以内の総時間は制限する必要があります。基板設計の変数が熱プロファイルに影響を与えるため、基板固有の特性評価が推奨されます。

6.2 保管条件

未開封の湿気感受性バッグは、温度≤30°C、相対湿度 (RH) ≤70%で保管し、推奨使用期限は1年です。開封後は、部品を温度≤30°C、相対湿度≤60%で保管してください。バッグ開封後168時間以内にIRリフローを完了することが推奨されます。この期間を超えて保管する場合は、実装前に約60°Cで少なくとも48時間ベーキングすることをお勧めします。

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を常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。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。

6.4 駆動方法

LEDは電流駆動デバイスです。安定した光度と長寿命を確保するためには、定電流源で駆動するか、電圧源を使用する場合は直列に電流制限抵抗を接続する必要があります。順方向電流は絶対最大定格である直流30 mAを超えてはなりません。

7. 梱包および取り扱い情報

部品は、カバーテープで密封された8mm幅のエンボスキャリアテープに包装され、直径7インチ (178mm) のリールに巻き取られて供給されます。各リールには2000個が含まれます。梱包はANSI/EIA 481規格に準拠しています。残数に対する最小梱包数量は500個です。テープポケットおよびリールの詳細寸法が提供されます。

8. アプリケーション提案

8.1 典型的なアプリケーションシナリオ

このLEDは、民生電子機器（電話機、ノートパソコン、家電）の状態表示、フロントパネルやシンボルのバックライト、看板などの低照度の一般照明に適しています。広い視野角により、複数の角度からの視認性が重要なアプリケーションで効果的です。

8.2 設計上の考慮事項

熱管理：消費電力は低いですが、十分なPCBの銅面積や熱ビアを確保することで、接合部温度を低く保ち、光出力と寿命を維持することができます。
電流制限：供給電圧と所望の順方向電流 (≤30mA) に合わせて、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。
ESD保護：取り扱いおよび実装中は、標準的なESD対策を遵守してください。
光学設計：白色拡散レンズは、柔らかく広角の発光を提供します。集光または指向性のある光が必要な場合は、二次光学部品が必要になる場合があります。

9. 技術比較と差別化

従来のLED技術と比較して、オレンジ光源にAlInGaP（リン化アルミニウムインジウムガリウム）材料を使用することは、一般的に、赤-オレンジ-琥珀色範囲の他の材料システムと比べて、より高い効率と波長・出力のより優れた温度安定性を提供します。白色拡散レンズとの組み合わせにより、均一で柔らかいオレンジ色の外観が生まれ、より焦点の合った強烈なホットスポットを持つクリアレンズLEDと差別化されます。

10. 技術パラメータに基づくよくある質問

Q: ピーク波長と主波長の違いは何ですか？
A: ピーク波長は、発光出力が最大となる単一波長です。主波長は、基準白色光と比較したときにLEDの知覚色に一致する単色光の波長です。主波長は色仕様により関連性が高いです。

Q: このLEDを30mAで連続駆動できますか？
A: 絶対最大定格では30mA DCが上限として規定されています。信頼性の高い長期動作のためには、LEDを最大定格以下、多くの場合試験条件で使用される20mAで駆動し、寿命を延ばし熱的影響を管理することが一般的な慣行です。

Q: デバイスが逆動作用でない場合、なぜ逆電流仕様が重要ですか？
A: この仕様は主に試験目的（IR試験）のためのもので、デバイスのリーク特性を示しています。逆電圧を印加すると電流が流れ、LEDを損傷する可能性があることを強調しており、回路設計では逆バイアスを防止する必要があります。

11. 実践的な設計と使用例

シナリオ：多状態表示パネルの設計設計者は、5V電源ラインで動作するデバイスのオレンジ状態表示用に、3つの異なる輝度レベル（低、中、高）を必要としています。T2輝度ビン (355-450 mcd) のT680KFWT LEDを使用し、20mAで駆動することで高輝度を実現できます。中輝度と低輝度については、可視フリッカーを避けるのに十分な高周波数（例：>100Hz）で、それぞれデューティサイクル50%、10%などのパルス幅変調 (PWM) を使用できます。これにより、知覚される輝度を変化させながら色の一貫性を維持します。単純な直列抵抗値は、R = (5V - VF) / 0.020A で計算されます。典型的なVF 2.0V (ビンD2から) を使用すると、R = (5-2)/0.02 = 150 オームとなります。150オーム、1/8Wの抵抗で十分です。

12. 動作原理の紹介

発光ダイオードは、エレクトロルミネッセンスによって光を放出する半導体デバイスです。p-n接合に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活性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、エネルギーが光子の形で放出されます。放出される光の特定の波長（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。このデバイスでは、AlInGaPを使用してオレンジ波長範囲（約605 nm）の光子を生成します。エポキシレンズには拡散粒子がドープされており、光を散乱させてより広く均一な発光パターンを作り出します。

13. 業界動向と発展

SMD LEDの一般的なトレンドは、より高い発光効率（電気ワット当たりのより多くの光出力）、より厳密なビニングによる色の一貫性の向上、信頼性の向上に向かって続いています。また、鉛フリーはんだ付けや他の部品との実装に必要なより高温のリフロープロファイルに耐えられるパッケージの開発にも焦点が当てられています。小型化は、制御エレクトロニクスとの統合と並んで、主要な推進力であり続けています。効率と長寿命を含む固体照明の原理により、LEDはすべての分野における表示および照明アプリケーションの主要なソリューションであり続けています。