SMD LED LTSA-G6SVUWETU データシート - 白色光源・黄色レンズ - 電気・光学仕様

1. 製品概要

本ドキュメントは、高性能表面実装型 (SMD) 発光ダイオード (LED) の仕様を詳細に説明します。このデバイスは自動実装プロセス向けに設計されており、スペース効率と信頼性が重要な様々な電子機器に適しています。LEDは、InGaN技術により実現された白色光源を特徴とし、最終的な知覚色と光拡散特性に影響を与える可能性のある黄色調のレンズ内に封止されています。

この部品の主な利点は、RoHS指令への準拠、自動実装および赤外線リフローはんだ付け装置との互換性、および車載グレード部品向けAEC-Q101規格に基づく認定を含みます。主なターゲット市場は、車載アクセサリーアプリケーション、ポータブルエレクトロニクス、コンピューティングデバイス、およびネットワークシステムです。

2. 技術パラメータ詳細

2.1 絶対最大定格

デバイスの動作限界は、周囲温度 (Ta) 25°Cで定義されます。絶対最大電力損失は900 mWです。5 mAから250 mAの範囲の直流順方向電流を扱うことができます。パルス動作では、1/10デューティサイクル、0.1msパルス幅の条件下で、ピーク順方向電流500 mAが許容されます。動作および保管温度範囲は-40°Cから+110°Cと規定されています。このLEDは逆電圧動作向けに設計されていないことに注意することが極めて重要です。

2.2 電気・光学特性

Ta=25°C、順方向電流 (IF) 140mAで測定された主要性能パラメータが定義されています。光度 (Iv) の典型的な範囲は11.2 cdから22.0 cdです。視野角 (2θ1/2) は、強度が軸方向値の半分になる角度を表し、典型的に120度であり、広いビームパターンを示します。順方向電圧 (VF) は、試験電流において典型的に2.8Vから3.6Vの間にあります。色度座標 (Cx, Cy) は (0.33, 0.34) 付近を中心としており、CIE色空間における白色点を定義します。逆電流 (IR) は、逆電圧 (VR) 5Vにおいて典型的に2 μAですが、逆動作は意図されていません。

2.3 熱特性

効果的な熱管理は、LEDの性能と寿命にとって極めて重要です。接合部から周囲への熱抵抗 (RθJA) は、16mm²パッドを備えた標準FR4基板上で測定した場合、典型的に45 °C/Wです。さらに重要なことに、接合部からはんだ付け点への熱抵抗 (RθJS) は典型的に25 °C/Wであり、設計の優れたPCB熱パッドの重要性を強調しています。許容最大接合温度 (Tj) は150°Cです。

3. ビニングシステムの説明

LEDは、アプリケーションにおける一貫性を確保するために、主要パラメータに基づいてビンに分類されます。ビンコードは通常、Vf / Iv / CIE (例: 64/FA/IM) の形式で提示されます。

3.1 順方向電圧 (Vf) ビニング

LEDは、140mAにおいて4つの電圧ビンに分類されます：ビン24 (2.8-3.0V)、ビン64 (3.0-3.2V)、ビンA4 (3.2-3.4V)、ビンE4 (3.4-3.6V)。各ビンには±0.1Vの許容差が適用されます。

3.2 光度 (Iv) ビニング

140mAにおいて3つの強度ビンが定義されています：ビンFA (11.2-14.0 cd、~37.8 lm typ.)、ビンFB (14.0-18.0 cd、~48.0 lm typ.)、ビンGA (18.0-22.0 cd、~58.0 lm typ.)。各ビンには±11%の許容差が適用されます。

3.3 色度 (Chromaticity) ビニング

白色点は、CIE色度座標ビニングを通じて厳密に管理されます。複数のビン (例: GM, HM, IM, JM, KM) が定義され、CIE 1931 (x, y) ダイアグラム上に特定の四角形境界を持ちます。典型的なターゲットは (0.33, 0.34) 付近です。各色調ビン内で、x座標およびy座標に対して±0.01の許容差が維持されます。

4. 性能曲線分析

データシート内で特定のグラフィカルデータが参照されていますが (例: 図2: 空間分布)、このようなLEDの典型的な曲線は、順方向電流と光度の関係 (高電流での準線形ロールオフを示す)、順方向電圧対温度、および相対強度対波長 (分光パワー分布) を示すでしょう。空間分布プロットは、広い120度の視野角を確認し、光強度がオフアクシスでどのように減少するかを示しています。

5. 機械的・パッケージ情報

LEDは、SMD実装に適した標準EIAパッケージ形式で提供されます。カソードリードフレームは、デバイスの主要な放熱体として明示的に指定されており、最適な熱性能を確保するためのPCBレイアウト設計にとって重要です。詳細な寸法図は、パッケージ外形、リード間隔、および全体サイズを指定し、許容差は通常±0.1 mm以内です。レンズ色は黄色で、発光色は白色です。

6. はんだ付け・実装ガイドライン

6.1 IRリフローはんだ付けプロファイル

データシートは、鉛フリーはんだプロセス向けにJ-STD-020に準拠した赤外線リフロープロファイルを推奨しています。このプロファイルは通常、特定の立ち上がり速度、予熱/ソークゾーン、液相線以上時間 (TAL)、ピーク温度、および部品への熱衝撃を防ぐための制御された冷却速度を含みます。

6.2 推奨PCBパッド設計

信頼性の高いはんだ付けとカソード熱パッドからの効果的な放熱を確保するために、推奨されるプリント基板実装パッドレイアウトを提供します。

6.3 洗浄

はんだ付け後の洗浄が必要な場合は、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への1分未満の浸漬のみを推奨します。未指定の化学薬品の使用は、パッケージを損傷する可能性があるため避けるべきです。

6.4 保管・取り扱い

本製品は、JEDEC J-STD-020に基づき、湿気感受性レベル (MSL) 2に分類されます。防湿バッグが乾燥剤とともに密封されている場合、保管条件は≤30°C、≤70% RHで、保管寿命は1年です。開封後は、部品を≤30°C、≤60% RHで保管し、1年以内にリフローはんだ付けを行う必要があります。元の梱包外での長期保管には、適切な乾燥保管条件が不可欠です。

7. 梱包・発注情報

LEDは、自動ピックアンドプレースマシンと互換性のあるテープアンドリール形式で供給されます。テープ幅は12mmで、標準7インチ (178mm) 直径リールに巻かれています。各リールには1000個が含まれます。フルリール未満の数量については、残数に対して500個の最小梱包数量が規定されています。梱包はANSI/EIA 481規格に準拠しています。

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シナリオ

このLEDは、車載内装・アクセサリー照明、民生電子機器 (電話、ノートブック) のインジケータバックライト、ネットワーク機器のステータスインジケータ、およびコンパクトデバイスにおける汎用照明に適しています。

8.2 設計上の考慮点

熱管理:電力損失 (最大900mW) と熱抵抗値のため、カソードパッドからPCBの銅箔または外部ヒートシンクへの適切な熱経路を設計することが、接合温度を150°C以下に維持し、長期信頼性と安定した光出力を確保するために最も重要です。
電流駆動:一貫した光度と色点を確保するために、定電圧源よりも定電流ドライバが推奨されます。ドライバは、指定された直流順方向電流範囲 (5-250mA) 内で動作するように設計されるべきです。
光学設計:広い120度の視野角は、二次光学系なしで広い照明を必要とするアプリケーションに適しています。集光ビームの場合は、外部レンズまたはリフレクタが必要になります。

9. 技術比較・差別化

このLEDの主要な差別化要因には、AEC-Q101認定が含まれ、基本的な民生電子機器を超えた要求の厳しい車載環境への適合性を高めています。高電力定格 (900mW)、比較的低い接合部-はんだ付け点間熱抵抗 (25°C/W)、および詳細な3次元ビニング (Vf, Iv, CIE) の組み合わせは、色が重要で熱的に制約のあるアプリケーション向けに予測可能な性能を持つ部品を設計者に提供します。カソードを放熱体として明示的に指定することで、熱管理設計が簡素化されます。

10. よくある質問 (技術パラメータに基づく)

Q: このLEDを5V電源で駆動できますか？
A: 直接はできません。順方向電圧は通常2.8Vから3.6Vの間です。5V電源に直接接続すると過剰電流が流れ、即座に故障します。電流制限抵抗または、できれば定電流駆動回路を使用する必要があります。

Q: 光度 (cd) と光束 (lm) の違いは何ですか？
A: 光度は、特定方向におけるLEDの明るさを測定します (カンデラ)。光束は、全方向における総可視光出力を測定します (ルーメン)。データシートは強度ビンに対する典型的なルーメン換算値を提供していますが、測定の指向性の性質上、主要な仕様は強度です。

Q: はんだ付け点への熱抵抗 (RθJS) が周囲への熱抵抗 (RθJA) より低いのはなぜですか？
A: RθJSは、シリコン接合部から直接PCB上のはんだパッドまでの熱経路を測定します。RθJAは、PCBから周囲の空気への追加の抵抗を含みます。RθJSは、PCBレイアウトがLED自体から熱を引き出すのにどれだけ効果的かを示すため、PCBの熱管理を設計する際により有用です。

Q: "逆動作向けに設計されていない" とはどういう意味ですか？
A: 通常の回路動作において、LEDに逆電圧バイアスをかけてはならないことを意味します。試験目的で小さな逆電流 (5Vで2μA) が規定されていますが、動作回路に逆電圧を印加するとデバイスを損傷する可能性があります。

11. 実用的なアプリケーション事例

シナリオ: 車載アクセサリー用ダッシュボードインジケータ
設計者は、新しいアフターマーケットカーアクセサリー用の明るく信頼性の高いステータスインジケータを必要としています。彼らはビン64/FA/IMのこのLEDを選択します。放熱のためカソードパッドに接続された十分なサイズの銅箔を備えたPCBを設計します。ドライバICを使用して140mAに設定されたシンプルな定電流回路を実装します。広い120度の視野角により、様々な座席位置からインジケータが見えることが保証されます。AEC-Q101認定は、部品が車載温度範囲と振動に耐える能力についての信頼性を提供します。特定のビニングにより、すべての生産ユニットで一貫した色と明るさが確保されます。

12. 動作原理の紹介

これは、半導体p-n接合に基づく固体光源です。ダイオードの閾値を超える順方向電圧が印加されると、電子と正孔が活性領域 (InGaN材料で構成) 内で再結合し、光子の形でエネルギーを放出します。InGaNチップからの一次発光は、青色または紫外スペクトルです。白色光を生成するために、この一次発光はパッケージ内の蛍光体層を使用して変換されます。青色/UV光子が蛍光体を励起し、蛍光体はより広いスペクトル (黄色、赤) で光を再放出し、残りの青色光と混合して白色の知覚を生み出します。黄色調の外部レンズは最終的なフィルタ/拡散板として機能し、色温度をわずかに温かくし、光を広げる可能性があります。

13. 技術トレンド

このようなSMD LEDの一般的なトレンドは、より高い効率 (ワットあたりのルーメン数の向上)、より良い色再現性 (CRI) による色精度の向上、およびディスプレイバックライトなどのアプリケーション向けのより厳しいビニング許容差に向かっています。また、より小さなフットプリントからより明るい出力を可能にするための、より高い電力密度とより低い熱抵抗パッケージへの継続的な推進もあります。新しい蛍光体技術とチップ設計の採用は、温度と寿命にわたってより安定した色性能を提供することを目指しています。光学性能と熱性能を維持または改善しながら、小型化への取り組みが続いています。