SMD LED LTST-008TGVFWT データシート - 白色拡散レンズ - グリーン/オレンジ光源 - 20-30mA - 68-84mW - 日本語技術文書

1. 製品概要

本資料は、白色拡散レンズを備え、単一パッケージ内に2つの異なる発光光源を持つ表面実装デバイス（SMD）LEDの仕様を詳細に説明します。このデバイスは自動プリント基板（PCB）実装プロセス向けに設計されており、スペースが重要な制約となる用途に適しています。そのコンパクトなフォームファクタと標準的な業界プロセスとの互換性は、現代のエレクトロニクスにおける汎用性の高いコンポーネントとなっています。

1.1 特長

• RoHS（有害物質使用制限）指令に準拠。
• 自動ハンドリングのため、直径7インチのリールに巻かれた12mmテープに包装。
• EIA（Electronic Industries Alliance）標準パッケージ外形に準拠。
• 入力は集積回路（IC）ロジックレベルと互換性あり。
• 自動ピックアンドプレース実装装置との互換性を考慮して設計。
• 表面実装技術で一般的に使用される赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスに耐性あり。
• JEDEC（Joint Electron Device Engineering Council）の湿気感受性レベル3に加速するよう予備調整済み。これは、密封袋開封後、<30°C/60%RHの条件下で168時間のフロアライフを持つことを示します。

1.2 用途

The dual-color capability and diffused lens make this LED suitable for a variety of indication and backlighting purposes. Primary application areas include:

• 通信機器：ルーター、モデム、ハンドセットの状態表示。
• オフィスオートメーション：プリンター、スキャナー、モニターの電源、接続、または機能状態表示灯。
• 家電製品：電子レンジ、洗濯機、オーディオシステムの操作パネル表示。
• 産業機器：制御盤上の機械状態または故障表示。
• サイン・屋内ディスプレイ：情報表示における低照度照明または色分けされた表示。

2. 技術パラメータ詳細分析

このセクションでは、デバイスの電気的、光学的、熱的特性について詳細かつ客観的な分析を提供します。これらのパラメータを理解することは、信頼性の高い回路設計と所望の性能達成に不可欠です。

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応力限界を定義します。これらの限界以下または限界での動作は保証されておらず、設計上避けるべきです。

• 消費電力（P_D）：グリーンチップで68 mW、オレンジチップで84 mW。これは周囲温度（T_a）25°CにおいてLEDが熱として放散できる最大電力です。
• ピーク順電流（I_FP）：両色とも80 mA。これはパルス条件下（1/10デューティサイクル、0.1msパルス幅）で許容される最大電流です。DC定格よりも大幅に高く、短時間の高輝度フラッシュに有用です。
• DC順電流（I_F）：グリーンで20 mA、オレンジで30 mA。これは信頼性の高い長期動作のために推奨される最大連続電流です。
• 動作温度範囲：-40°C から +85°C。デバイスはこの周囲温度範囲内で動作することが保証されています。
• 保存温度範囲：-40°C から +100°C。デバイスは電源を印加しない状態でこの範囲内で保存可能です。

2.2 電気的・光学的特性

これらは、指定された試験条件下、T_a=25°Cで測定された代表的な性能パラメータです。設計計算と性能期待値に使用されます。

• 光束（Φ_v）：ルーメン（lm）で測定される総可視光出力。
  • グリーン（I_F=5mA）：最小0.95 lm、最大2.30 lm。
  • オレンジ（I_F=20mA）：最小1.25 lm、最大3.75 lm。
• 光度（I_v）：特定方向の光出力で、ミリカンデラ（mcd）で測定。これはCIEの視感度フィルターを用いて測定された参考値です。
  • グリーン（I_F=5mA）：最小330 mcd、最大775 mcd。
  • オレンジ（I_F=20mA）：最小450 mcd、最大1350 mcd。
• 指向角（2θ_1/2）：約130度（代表値）。これは光度が軸上（0度）で測定された強度の半分になる全角です。白色拡散レンズは、広く均一な視認パターンを形成します。
• ピーク発光波長（λ_P）：スペクトル出力が最も強い波長。
  • グリーン：518 nm（代表値）。
  • オレンジ：611 nm（代表値）。
• 主波長（λ_d）：知覚される色を最もよく表す単一波長。
  • グリーン：527 nmから537 nmの範囲で、ビニングされる（セクション3参照）。
  • オレンジ：605 nm（代表値）。
• スペクトル半値幅（Δλ）：最大強度の半分における発光スペクトルの帯域幅。
  • グリーン：35 nm（代表値）。
  • オレンジ：20 nm（代表値）。オレンジ光源は、より狭く純度の高いスペクトル出力を持ちます。
• 順方向電圧（V_F）：指定電流で動作時のLED両端の電圧降下。
  • グリーン（I_F=5mA）：最小2.4V、最大3.4V。
  • オレンジ（I_F=20mA）：最小1.8V、最大2.8V。
  • 注記に基づき許容差は±0.1V。
• 逆方向電流（I_R）：V_R=5Vで最大10 μA。このデバイスは逆バイアス動作用に設計されておらず、このパラメータはIR試験の参考値のみです。

3. ビニングシステム説明

生産における色と輝度の一貫性を確保するため、LEDは主要パラメータに基づいてビンに分類されます。このデバイスは複合ビニングシステムを使用しています。

3.1 光度（I_V）ビン

LEDは標準試験電流における光出力に基づいてグループ化されます。

グリーン（@ 5mA）：

G1: 0.95-1.26 lm (330-440 mcd)

G2: 1.26-1.70 lm (440-585 mcd)

G3: 1.70-2.30 lm (585-775 mcd)

オレンジ（@ 20mA）：

O1: 1.25-1.80 lm (450-650 mcd)

O2: 1.80-2.60 lm (650-930 mcd)

O3: 2.60-3.75 lm (930-1350 mcd)

各光度ビンの許容差は±11%。

3.2 グリーン用主波長（WD）ビン

色調のばらつきを制御するため、波長ビニングはグリーン光源のみに対して行われます。

AQ: 527 - 532 nm

AR: 532 - 537 nm

各ビンの許容差は±1 nm。

3.3 複合ビンコード

製品タグ上の単一の英数字コードは、両方の強度ビンを組み合わせたものです。例えば、コード"A1"はグリーンG1ビンとオレンジO1ビンに対応します。このクロステーブル（A1-A9）により、同一パッケージ内の2色の輝度組み合わせを正確に選択することが可能です。

4. 機械的・パッケージ情報

4.1 デバイス寸法とピン配置

SMDパッケージはPCBレイアウトに重要な特定のフットプリント寸法を持ちます。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、標準許容差は±0.2 mmです。LTST-008TGVFWTのピン割り当ては以下の通りです：ピン(0,1)および2はグリーン（InGaN）光源に割り当てられます。ピン3および4はオレンジ（AlInGaP）光源に割り当てられます。ピン5、6、7は未接続（NC）です。設計者は、適切な取り付けとはんだ付けを確保するために、正確なパッド間隔、部品高さ、レンズサイズについては元のデータシートの詳細な寸法図を参照する必要があります。

4.2 推奨PCB実装パッド

リフロー中に信頼性の高いはんだ接合部を形成するために、推奨ランドパターン（フットプリント）が提供されています。このパターンを使用することで、適切なはんだフィレット、機械的安定性、および放熱が達成されます。パッド設計は、ソルダーマスクとペーストの適用を考慮しています。

4.3 テープ＆リール包装

部品は自動実装用のエンボスキャリアテープで供給されます。主要な包装仕様は以下の通りです：

- テープ幅：12 mm。

- リール直径：7インチ。

- 1リールあたりの数量：4000個。

- 端数最小発注数量：500個。

- 包装はANSI/EIA-481仕様に準拠。

- 部品を保護するためのカバーシール付きテープで、連続する空ポケットは最大2個まで許容されます。

5. はんだ付け・実装ガイドライン

5.1 IRリフローはんだ付けプロファイル

このデバイスは鉛フリー（Pb-free）はんだ付けプロセスと互換性があります。J-STD-020Bに準拠した推奨IRリフロープロファイルが提供されています。主要パラメータは以下の通りです：

- 予熱温度：150-200°C。

- 予熱時間：最大120秒。

- ピークボディ温度：最大260°C。

- 液相線以上時間：プロファイルグラフに従って制御し、LEDへの熱ダメージなく適切なはんだ接合部を形成する必要があります。

5.2 手はんだ付け（必要な場合）

手作業によるリワークが必要な場合：

- はんだごて温度：最大300°C。

- パッドあたりのはんだ付け時間：最大3秒。

- 重要：過度の熱ストレスを防ぐため、手はんだ付けは1回のみに限定してください。

5.3 保管・取り扱い

密封パッケージ：保管温度≤30°C、相対湿度（RH）≤70%で保管。乾燥剤入りの元の防湿バッグで保管した場合の保存寿命は1年です。

開封済みパッケージ：密封バッグから取り出した部品は、保管環境が30°Cおよび60% RHを超えないようにしてください。開封後168時間（1週間）以内にIRリフロー工程を完了することを強く推奨します。168時間を超えて保管する場合は、はんだ付け前に約60°Cで少なくとも48時間リベーキングを行い、吸収した湿気を除去し、リフロー中の"ポップコーン"現象を防止してください。

5.4 洗浄

はんだ付け後の洗浄が必要な場合は、承認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。未指定の化学洗浄剤はエポキシレンズやパッケージを損傷する可能性があるため使用しないでください。

6. アプリケーションノートと設計上の考慮事項

6.1 電流制限

LEDを駆動するには外部の電流制限抵抗が必須です。抵抗値（R）はオームの法則を用いて計算できます：R = (V_電源- V_F) / I_F。保守的な設計のため、データシートの最大V_Fを使用して、電流が所望のI_Fを超えないようにしてください。5V電源でグリーンLED（V_{F_max}=3.4V @5mA）の場合：R = (5V - 3.4V) / 0.005A = 320Ω。標準の330Ω抵抗が適しています。ピーク電流（80mA）でのパルス動作の場合は、ドライバ回路が必要なパルスを安全に供給できることを確認してください。

6.2 熱管理

SMD LEDは効率的ですが、それでも熱を発生します。最大接合温度を超えると、光出力と寿命が低下します。考慮事項：

- 絶対最大消費電力（68/84 mW）を超えないこと。

- 特に高温環境または最大電流付近で動作する場合、PCBパッド設計が十分な放熱を提供することを確認してください。

- 他の発熱部品を近接配置しないこと。

6.3 光学設計

白色拡散レンズは、広くランバート型に近い発光パターン（130°指向角）を提供します。これは、二次光学系なしで広角視認性を必要とする用途に理想的です。指向性のある光が必要な場合は、外部レンズや導光板が必要になります。拡散レンズはまた、両方の色チップが点灯した際に、2つの離散した色チップからの光をより均一な外観に混ぜ合わせるのにも役立ちます。

7. 技術比較と差別化

このデバイスは、特定のアプリケーションコンテキストにおいて以下の利点を提供します：

単色SMD LEDとの比較：主な利点は、1つのパッケージに2つの異なる色（グリーンとオレンジ）を統合していることです。これにより、PCBスペースを節約し、部品点数を削減し、2つの別々のLEDを使用する場合と比較して実装を簡素化します。単一ポイントからデュアルステータス表示（例："オン/正常"はグリーン、"スタンバイ/警告"はオレンジ）を可能にします。

RGB LEDとの比較：これはRGB LEDではありません。3チャンネルのRGBドライバと比較して、2つの特定の、飽和した色（グリーンとオレンジ）を、潜在的に高い効率とよりシンプルな2チャンネル駆動回路で提供します。これら2つの表示色のみを具体的に必要とする用途のためのソリューションです。

主要な差別化要因：白色拡散レンズとカラーチップ光源の組み合わせが特筆されます。拡散レンズは、離散した発光ダイの外観を和らげ、個別のダイ像が見える可能性のあるクリアレンズと比較して、より均一で美的に優れた照明領域を作り出します。8. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q1: グリーンとオレンジのLEDをそれぞれの最大DC電流で同時に駆動できますか？

A: データシートは色光源ごとの定格を提供しています。消費電力定格（グリーン68mW、オレンジ84mW）は独立しています。したがって、それぞれの最大I

（グリーン20mA、オレンジ30mA）で両方を同時に駆動することが可能です。ただし、発生する総熱量がパッケージとPCBによって放散できることが条件です。信頼性を高めるためには、絶対最大定格以下で動作させる減額使用が一般的に良い習慣です。_FQ2: なぜグリーン（5mA）とオレンジ（20mA）の光源で試験電流が異なるのですか？

A: これは、各半導体材料（グリーン用InGaN、オレンジ用AlInGaP）の目標輝度レベルと効率を達成するために選択された典型的な動作点を反映しています。指定された光度値は、これらの試験電流でのみ有効です。他の電流での性能を内挿または外挿するには、代表的な特性曲線を参照する必要があります。

Q3: 私の設計にとってビニングは何を意味しますか？

A: ビニングは一貫性を保証します。設計が特定の緑色の色合いまたは最小輝度を要求する場合、対応するビンコード（例：緑色波長用AR、最高輝度用G3/O3）を指定する必要があります。それほど重要でない用途では、より広いビンまたは任意のビンが許容され、コスト削減につながる可能性があります。

Q4: 逆方向保護ダイオードは必要ですか？

A: データシートは、デバイスが逆方向動作用に設計されておらず、逆方向電流（I

）は試験参考値のみであると述べています。逆方向電圧トランジェントが発生する可能性のある回路（例：誘導性負荷、ホットプラグ）では、直列ダイオードやLED両端のTVSダイオードなどの外部保護を推奨し、損傷を防止します。_R9. 実践的設計ケーススタディ

シナリオ：

ネットワークスイッチのステータス表示器を設計。要件：3つの状態を表示できる単一の表示器。オフ（リンクなし）、点灯グリーン（1 Gbpsリンク）、点滅オレンジ（100 Mbpsリンクアクティビティ）。LTST-008TGVFWTによる実装：

PCBフットプリント：

1. 推奨ランドパターンを使用。グリーン（例：ピン0,1）とオレンジ（ピン3,4）への配線をルーティング。駆動回路：

2. マイクロコントローラの2つのGPIOピンを使用。各ピンはトランジスタまたは専用LEDドライバチャンネルを駆動。グリーン（目標~5-10mA）とオレンジ（目標~15-20mA）用に別々の電流制限抵抗を計算。ファームウェア：

3. 状態制御：点灯グリーンはGPIO_Green=HIGH；点滅オレンジはGPIO_Orangeをタイマーでトグル。利点：

4. 2つの別々のLEDと比較してスペースを節約。拡散レンズにより、クリーンで均一な表示点を形成。明確なグリーンとオレンジの色は容易に識別可能。10. 動作原理

発光ダイオード（LED）は、エレクトロルミネッセンスによって光を発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型材料からの電子がp型材料からの正孔と再結合します。この再結合により、エネルギーが光子（光）の形で放出されます。発光の特定の波長（色）は、使用される半導体材料のエネルギーバンドギャップによって決定されます。

- グリーン

光は、インジウムガリウムナイトライド（InGaN）半導体によって生成されます。そのバンドギャップは、緑色波長領域（~518-537 nm）の光子に対応します。- オレンジ光は、アルミニウムインジウムガリウムホスファイド（AlInGaP）半導体によって生成され、これはオレンジ/赤色波長（~605-611 nm）に適したより小さなバンドギャップを持ちます。

白色拡散レンズは、散乱粒子を含浸させたエポキシまたはシリコーン材料で作られています。色は変えませんが、小さく明るい半導体ダイからの光を空間的に拡散させ、より広く、より均一で、まぶしさの少ない発光パターンを作り出します。11. 技術トレンド

SMD LEDの分野は進化を続けています。このようなデバイスの背景となる業界で観察される一般的なトレンドには、以下が含まれます：効率向上：継続的な材料科学とチップ設計の改善により、ワットあたりのルーメン（lm/W）が向上し、より低い電流でより明るい出力、または消費電力の削減が可能になっています。

小型化：

より小型の最終製品への要求により、LEDパッケージは光学性能を維持または向上させながら、より小さなフットプリント（例：0603から0402、0201メートルサイズへ）へと進化しています。

色混合・制御の高度化：マルチチップパッケージ（このデュアルカラーLEDのように）はより洗練され、色の一貫性のための厳密なビニングや、RGBまたは調光可能な白色用途でのより良い色混合のための統合ドライバーが採用されています。

信頼性と熱性能の向上：高温シリコーンやセラミック基板などのパッケージ材料の進歩により、より高いリフロー温度への耐性が向上し、特に高出力用途での長期ルーメンメンテナンスが改善されています。

インテリジェント統合：LEDパッケージ自体に制御回路（定電流ドライバやシンプルなロジックなど）を統合する傾向が高まっており、エンドユーザーのシステム設計を簡素化しています。

Improved Reliability & Thermal Performance:Advances in packaging materials, such as high-temperature silicones and ceramic substrates, enhance the ability to withstand higher reflow temperatures and improve long-term lumen maintenance, especially for high-power applications.

Intelligent Integration:A growing trend is the integration of control circuitry (like constant-current drivers or simple logic) within the LED package itself, simplifying system design for the end-user.