SMD LED LTW-482DS5 データシート - 白色InGaN, 黄色レンズ - 電気・光学仕様

1. 製品概要

LTW-482DS5は、自動化されたプリント基板（PCB）実装向けに設計された表面実装デバイス（SMD）LEDランプです。これは、スペースが重要な制約となる用途向けに設計されたコンポーネントファミリーの一部です。本デバイスは、超高輝度白色InGaN（窒化インジウムガリウム）半導体チップと黄色調のレンズを組み合わせており、特定の色出力を実現しています。このLEDは、大量生産される電子機器製造で一般的に使用される標準的な赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスに対応するように構築されています。

このコンポーネントの中核的な利点は、その小型化されたフォームファクターと、生産を効率化する自動ピックアンドプレース装置への適合性にあります。EIA（Electronic Industries Alliance）標準パッケージに分類され、業界の組立ラインとの幅広い互換性を保証します。また、I.C.（集積回路）互換と規定されており、多くの場合、複雑な中間駆動段を必要とせず、マイクロコントローラや他のデジタル回路からの典型的なロジックレベル電圧で直接駆動できることを示しています。

このLEDのターゲット市場は、幅広い民生用および産業用電子機器を含みます。主な用途としては、状態表示、キーパッドやキーボードのバックライト、マイクロディスプレイへの統合などが挙げられます。また、通信機器、オフィスオートメーション機器、各種家電製品、およびコンパクトで信頼性の高い光源が必要とされる屋内標識やシンボル照明にも使用されています。

2. 技術仕様詳細

2.1 絶対最大定格

絶対最大定格は、LEDに永久的な損傷が発生する可能性がある限界を定義します。これらの値は、周囲温度（Ta）25°Cで規定されています。最大連続DC順電流（IF）は20 mAです。100 mAというより高いピーク順電流は許容されますが、厳密に1/10のデューティサイクルでパルス幅が0.1ミリ秒を超えないパルス条件下のみです。最大許容損失は72ミリワット（mW）です。デバイスの動作温度範囲は-20°Cから+80°C、保管温度範囲は-40°Cから+85°Cです。組装における重要な定格は赤外線はんだ付け条件であり、リフロー中に260°Cを10秒間超えてはなりません。

2.2 電気的・光学的特性

代表的な動作特性は、Ta=25°C、順電流（IF）5 mAという一般的な試験条件下で測定されます。順電圧（VF）は最小2.55ボルトから最大3.15ボルトの範囲にあり、代表値はこの範囲内に示唆されます。知覚される明るさの尺度である光度（Iv）は、71.0ミリカンデラ（mcd）から280.0 mcdまでの広い範囲を持ちます。このばらつきはビニングシステムによって管理されます。視野角（2θ1/2）は、光度が軸上値の半分に低下する角度として定義され、130度であり、非常に広いビームパターンを示しています。CIE 1931色度図上の色点を定義する色度座標は、試験条件下でx=0.304、y=0.301と規定されています。逆電流（IR）は、逆電圧（VR）5Vで10マイクロアンペア未満であることが保証されていますが、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

量産における一貫性を確保するため、LEDは性能別にビン（区分）に分類されます。LTW-482DS5は、順電圧（VF）、光度（Iv）、色相（色点）の3次元ビニングシステムを採用しています。

3.1 順電圧（VF）ビニング

VFは、V1（2.55V - 2.65V）からV6（3.05V - 3.15V）まで、0.1V刻みでビン分けされます。各ビンには±0.1Vの許容差が適用されます。これにより、設計者は、定電圧源で駆動する際に均一な輝度を必要とする用途や、電流制限抵抗の計算により適合させるために、より狭い電圧範囲のLEDを選択することができます。

3.2 光度（Iv）ビニング

光度は、Q（71.0 - 112.0 mcd）、R（112.0 - 180.0 mcd）、S（180.0 - 280.0 mcd）の3つの主要コードにビン分けされます。各ビン範囲には±15%の許容差が適用されます。このビニングは、バックライトアレイや状態インジケータクラスタなど、複数のLED間で一貫した知覚輝度が重要な用途において極めて重要です。

3.3 色相（色）ビニング

色度座標（x, y）は、S1からS6とラベル付けされた6つの領域にビン分けされます。各ビンは、CIE 1931色度図上の四角形の領域を定義します。これらのビンは、類似した白色色温度と色合いを持つLEDをグループ化するように配置されています。各座標にはそのビン内で±0.01の許容差が適用されます。これにより、複数のLEDを並べて使用する際の色の均一性が確保されます。提供される図は、色度図上にこれらのS1-S6領域を視覚的にマッピングしています。

4. 性能曲線分析

データシートは、主要パラメータ間の関係をグラフィカルに表す代表的な性能曲線を参照しています。具体的なグラフは提供されたテキストでは詳細に記述されていませんが、このようなLEDの標準的な曲線には通常以下が含まれます：

• 順電流 vs. 順電圧（I-V曲線）：この非線形曲線は、電圧が電流とともにどのように増加するかを示します。これは、直列抵抗を用いた定電圧電源を使用する場合に特に、駆動回路を設計する上で不可欠です。
• 光度 vs. 順電流：この曲線は、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ます。通常、ある範囲では線形ですが、より高い電流では飽和します。
• 光度 vs. 周囲温度：この曲線は、光出力の熱的低下を示します。LEDの接合温度が上昇すると、その発光効率は低下します。これを理解することは、アプリケーションにおける熱管理にとって重要です。
• 相対分光分布：白色LEDの場合、このグラフは各波長で放出される光の強度を示します。InGaNタイプのような白色LEDは、通常、チップ自体からの青色発光ピークと、蛍光体コーティングからのより広い黄色発光が組み合わさり、知覚される白色光を生み出します。

5. 機械的・包装情報

5.1 パッケージ寸法

LEDは標準的なSMDパッケージ外形に準拠しています。長さ、幅、高さ、リード間隔などのすべての重要な寸法は、特に断りのない限り標準許容差±0.1 mmでミリメートル単位で提供されます。レンズ色は黄色、光源（チップ）色は白色です。PCBフットプリント設計のための詳細な寸法図がデータシートに含まれています。

5.2 極性識別とパッド設計

コンポーネントには、カソード（負極）リードを示すマーキングまたは構造的特徴（面取りされた角やドットなど）が含まれています。適切なはんだ接合の形成、信頼性の高い電気的接続、およびリフロー工程中および後の最適な機械的安定性を確保するために、推奨されるPCBランドパターン（実装パッド）レイアウトが提供されます。はんだ付け方向（パッケージの向きに対する）も、トゥームストーニング（一端がパッドから浮き上がる現象）を防ぐために規定される場合があります。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

6.1 IRリフローはんだ付けプロファイル

無鉛（Pbフリー）はんだプロセス向けの推奨リフロープロファイルが提供されています。主要パラメータには、予熱段階、液相線以上の規定時間、260°Cを超えないピーク温度、およびそのピーク温度での時間（最大10秒に制限）が含まれます。このプロファイルは、LEDパッケージへの熱ストレスを最小限に抑えながら、信頼性の高いはんだ接合を確保するように設計されています。最適なプロファイルは、特定のPCB設計、はんだペースト、およびオーブンの特性によって異なる可能性があることが強調されています。

6.2 保管および取り扱い

LEDは湿気敏感デバイス（MSL 3）です。乾燥剤と共に元の防湿バッグに密封されている場合、保管条件が温度≤30°C、相対湿度（RH）≤90%であれば、1年間の保存寿命があります。バッグを開封した後は、コンポーネントは温度≤30°C、相対湿度≤60%で保管する必要があります。開封後1週間以内にIRリフロー工程を完了することが推奨されます。元の包装外で1週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20時間ベーキングを行い、吸収された湿気を除去し、リフロー中のポップコーン現象による損傷を防止する必要があります。

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が推奨されます。指定外の化学洗浄剤は、プラスチックレンズやパッケージ材料を損傷する可能性があります。

6.4 ESD（静電気放電）対策

LEDは静電気や電圧サージによる損傷を受けやすいです。取り扱いおよび組立中は、適切なESD対策を実施する必要があります。これには、接地されたリストストラップや帯電防止手袋の使用、すべての装置および作業面が適切に接地されていることを確認することが含まれます。

7. 包装および発注情報

LTW-482DS5は、自動組立用に包装されて供給されます。コンポーネントは幅8 mmのエンボス加工キャリアテープに配置されています。このテープは、標準的な7インチ（約178 mm）直径のリールに巻かれています。フルリール1本あたり3000個が含まれます。フルリール未満の数量については、残数在庫として最小包装数量500個が利用可能です。テープおよびリール包装はANSI/EIA-481規格に準拠しています。テープにはコンポーネントを保護するためのカバーシールがあり、テープ内の連続欠品の最大数に制限があります。

8. アプリケーションノートおよび設計上の考慮事項

8.1 LEDの駆動

LEDは電流駆動デバイスです。最も一般的で安定した動作方法は、定電流源を使用することです。定電圧源（マイクロコントローラのGPIOピンやレギュレートされた電源ラインなど）を使用する場合は、LEDと直列に電流制限抵抗を配置する必要があります。抵抗値（R）はオームの法則を使用して計算できます：R = (電源電圧 - LEDのVF) / 希望電流。例えば、5V電源から代表的な試験電流5mAでLEDを駆動する場合、VFを2.8Vと仮定すると：R = (5V - 2.8V) / 0.005A = 440オーム。標準的な470オーム抵抗が適切な選択となります。抵抗の電力定格も確認する必要があります：P = I²R = (0.005)² * 470 = 0.01175Wなので、標準的な1/8W（0.125W）抵抗で十分余裕があります。

8.2 熱管理

許容損失は低い（最大72 mW）ですが、長寿命と光出力維持のためには効果的な熱管理が依然として重要です。LEDの性能は接合温度の上昇とともに低下します。PCB自体が放熱板として機能します。LEDの熱パッドまたはリードに接続された十分な銅面積を確保し、密閉されている場合は通気を提供することで、放熱が促進されます。LEDを絶対最大電流と温度で同時に長時間動作させることは避けてください。

8.3 光学設計

130度の視野角は、非常に広く拡散したビームを生成します。これは、広い角度範囲から視認する必要があるエリア照明や状態インジケータに理想的です。より焦点の合ったビームを必要とする用途では、二次光学系（レンズやライトパイプなど）を外部に追加する必要があります。黄色のレンズは発光する白色光をフィルタリングし、最終的な出力色をより暖かいトーンにシフトさせます。

9. 技術比較および差別化

LTW-482DS5は、白色InGaNチップと黄色レンズという特定の組み合わせによって差別化されています。クリアレンズの標準白色LEDと比較して、この製品は独特でより暖かい色出力を提供し、特定の美的または機能的要求（例：白熱電球インジケータライトの模倣）に望ましい場合があります。その広い視野角は、スポットライト用途に使用される狭角LEDに対する重要な特徴です。電圧、強度、色の包括的なビニングシステムは、マルチLEDアプリケーションにとって重要な一貫性のレベルを提供し、これは低コストまたは汎用LED製品ではそれほど厳密に定義されていない場合があります。自動実装およびIRリフロー標準への準拠は、現代の自動化された電子機器製造における信頼性の高い選択肢となっています。

10. よくある質問（FAQ）

Q: このLEDを3.3Vのマイクロコントローラピンから直接駆動できますか？

A: 可能ですが、LEDの順電圧（VF）によります。LEDのVFが範囲の下限（例：2.6V）の場合、差は0.7Vです。希望電流5mAでは、R = 0.7V / 0.005A = 140オームの抵抗が必要です。これは実行可能です。しかし、LEDのVFが3.1Vの場合、差はわずか0.2Vであり、40オームの抵抗が必要です。5mAでは、MCUの内部ドライバを跨ぐ電圧降下が無視できなくなり、LEDが適切に点灯しないか、輝度が不均一になる可能性があります。すべてのVFビンにわたって一貫した性能を得るためには、ドライバ回路（トランジスタなど）を使用する方がより信頼性が高くなります。

Q: レンズ色と光源色の違いは何ですか？

A: 光源色は、半導体チップ自体がパッケージレンズを通る前に発する光を指します。ここでは、白色InGaNチップです。レンズ色は、LEDのドームを形成するプラスチック封止材の色です。黄色のレンズはフィルターとして機能し、一部の波長（青色など）を吸収し、他の波長（黄色、赤色）を透過させ、元の白色チップ出力よりも暖かく（より黄色/琥珀色に）見える最終的な発光を生み出します。

Q: デバイスが逆動作用でない場合、なぜ逆電流（IR）仕様が重要ですか？

A: IR試験は主に品質と信頼性の試験です。高い逆リーク電流は、半導体接合の欠陥を示している可能性があります。さらに、LEDが逆電圧過渡現象（短時間であっても）にさらされる可能性のある回路設計では、最大リーク電流を知ることは、損傷や予期しない回路動作を防ぐ保護回路の設計に役立ちます。

Q: 包装上のビンコードをどのように解釈すればよいですか？

A: 包装ラベルには、VF、Iv、および色相ビンのコード（例：V3R-S4）が含まれているはずです。これにより、そのロットのLEDの特定の性能範囲を知ることができます。厳密な一貫性を必要とする重要なアプリケーションでは、発注時に正確なビンコードを指定することができます。

11. 実用的なアプリケーション例

例1: キーボードバックライト

ノートパソコンのキーボードでは、複数のLTW-482DS5 LEDを半透明のキーキャップ層の下に配置することができます。その広い130度の視野角により、キーパッド全体に均一な照明が確保されます。黄色のレンズは暖色系の白色バックライトを提供し、特に低照度環境では、冷白色よりも目に優しいとされることが多いです。設計者は、同じ強度（Iv）および色相（Sx）ビンからLEDを選択し、キーボード全体で均一な色と輝度を確保します。

例2: 産業用状態表示パネル

産業用機器の制御パネルでは、これらのLEDは電源オンなどの状態表示として使用できます。