SMD LED LTST-N682TWVSET データシート - デュアルカラー 黄/白 - 30mA - 102mW - 日本語技術文書

1. 製品概要

本資料は、表面実装デバイス（SMD）発光ダイオード（LED）であるLTST-N682TWVSETの仕様を詳細に説明します。この部品は、黄色光を発するチップと白色光を発するチップという2つの異なるLEDチップを単一パッケージ内に統合しています。自動化されたプリント基板（PCB）実装プロセス向けに設計されており、大量生産に適しています。コンパクトなフォームファクタは、様々な電子分野におけるスペース制約のあるアプリケーションのニーズに対応します。

1.1 主な特長と利点

• デュアルカラー光源：黄色AlInGaPチップと白色LEDチップを1パッケージに組み合わせ、最小の占有面積でマルチステータス表示や色混合を可能にします。
• 自動化互換性：8mm幅のテープに実装され、7インチ径リールに巻き取られており、EIA規格に準拠して高速自動実装機との互換性を確保しています。
• 堅牢な製造性：現代のPCB実装の標準である赤外線（IR）リフローはんだ付けプロセスに対応しています。デバイスはJEDEC Level 3の湿気感受性規格に準拠したプリコンディショニングが施されており、はんだ付け時の信頼性を高めています。
• 環境適合性：本製品はRoHS（有害物質使用制限）指令に適合しています。
• 電気的インターフェース：集積回路（I.C.）互換性を持つように設計されており、一般的なロジックレベル出力やドライバ回路からの直接駆動を可能にします。

1.2 対象アプリケーションと市場

LTST-N682TWVSETは、信頼性の高いコンパクトな状態表示が必要とされる幅広い電子機器向けに設計されています。主な適用分野は以下の通りです：

• 通信機器：ルーター、モデム、ネットワークスイッチの状態表示灯。
• 民生電子機器・オフィスオートメーション：ノートパソコン、プリンター、周辺機器の電源、バッテリー、機能状態表示灯。
• 家電製品・産業機器：制御パネルの動作モード表示灯。
• 屋内サイン・フロントパネル：シンボルのバックライトやマルチカラー状態表示灯として。

2. パッケージ寸法と機械的情報

LTST-N682TWVSETパッケージの物理的外形は、機械的互換性を確保するため、業界標準のSMDフォームファクタに基づいて定義されています。主要な寸法注記では、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、一般的な公差は±0.2 mmと指定されています。部品は透明レンズを備えています。

2.1 ピン割り当てと極性

デバイスは4つの電気端子を有します。ピン割り当ては以下の通りです：

• ピン1および2：これらは黄色AlInGaP LEDチップのアノードおよびカソードです。
• ピン3および4：これらは白色LEDチップのアノードおよびカソードです。

実装時の正しい向きを確保するためには、ピン1の正確な物理的位置（通常、パッケージ上のドットや面取りされた角で示される）については、データシートに含まれる詳細なパッケージ図面を参照することが極めて重要です。

3. 定格と特性

信頼性と性能を確保するためには、指定された限界内でデバイスを動作させることが不可欠です。

3.1 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。周囲温度（Ta）25°Cで規定されています。

パラメータ	白チップ	黄チップ	単位
電力損失	102	78	mW
ピーク順電流（1/10デューティサイクル、0.1msパルス）	100	100	mA
DC順電流	30	30	mA
動作温度範囲	-40°C ～ +85°C
保管温度範囲	-40°C ～ +100°C

3.2 電気的・光学的特性

これらは、特に断りのない限り、Ta=25°C、標準試験電流（IF）20mAで測定された代表的な性能パラメータです。

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パラメータ	記号	白チップ	黄チップ	単位	条件 / 注記
光度	Iv	最小：1600、最大：3200	最小：710、最大：1800	mcd	IF=20mA。CIE視感度フィルタを用いて測定。
指向角（半値角）	2θ1/2	120（代表値）		deg	光度が軸上値の50%に低下する角度。
主波長	λd	-	585 - 595	nm	知覚される色（黄色）を定義します。
ピーク発光波長	λP	-	590（代表値）	nm	分光出力のピークにおける波長。
スペクトル半値幅	Δλ	-	20（代表値）	nm	発光スペクトルの帯域幅。
順電圧	VF	2.6 - 3.4	1.7 - 2.6	V	IF=20mA。公差は±0.1V。
逆電流	IR	10（最大）		μA	VR=5V。デバイスは逆動作用ではありません。

主要測定注記：

• 光度測定はCIE標準比視感度曲線に従います。
• 主波長はCIE色度座標から導出されます。
• 逆電圧試験は情報提供/品質確認のためのものであり、アプリケーションではLEDを逆バイアスで動作させるべきではありません。

4. ビニングシステムの説明

生産における色と明るさの一貫性を確保するため、LEDは性能ビンに分類されます。LTST-N682TWVSETでは、白チップと黄チップで別々のビニングが行われます。

4.1 光度（Iv）ビニング

白チップ：20mA時の最小光度に基づき2つのグループにビニングされます。

• W1：1600 mcd ～ 2265 mcd。
• W2：2265 mcd ～ 3200 mcd。

黄チップ：3つのグループにビニングされます。

• U：710 mcd ～ 965 mcd。
• V：965 mcd ～ 1315 mcd。
• W：1315 mcd ～ 1800 mcd。

各光度ビン内の公差は±11%です。

4.2 黄チップの波長（WD）ビニング

黄チップの主波長は、色調を制御するためにビニングされます。

• J：585 nm ～ 590 nm。
• K：590 nm ～ 595 nm。

各波長ビン内の公差は±1 nmです。

4.3 白チップの色度（CIE）ビニング

白色LEDの色点は、CIE 1931 (x, y) 色度座標によって定義されます。データシートには、複数のビンコード（A1, A2, A3, B1, B2, B3, C1, C2, C3）を含む表が提供されており、各コードは4つの(x,y)座標点で定義される色度図上の四角形領域を表します。これにより、白色の色温度や色味を精密に選択することが可能です。ビン内の(x, y)座標の公差は±0.01です。

5. 性能曲線分析

データシートには、主要な関係をグラフィカルに表す代表的な性能曲線が参照されています。設計においては、これらの分析が重要です。

5.1 順電流 vs. 順電圧（I-V曲線）

この曲線は、LEDを流れる電流とその両端の電圧降下との間の指数関数的関係を示します。電気的特性表に示されているように、黄色AlInGaPチップは、同じ電流値に対して白色チップよりも低い順電圧（V_F）を持ちます。設計者はこの曲線を用いて、所望の明るさを達成しつつ電力限界内に収まる適切な電流制限抵抗または定電流ドライバ設定を選択します。

5.2 光度 vs. 順電流

このプロットは、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。一定範囲内では一般的に線形ですが、より高い電流では飽和します。推奨される20mA DCで動作させることで、最適な効率と長寿命が確保されます。100mAのピークパルス電流定格により、損傷なく、短時間の高輝度フラッシュが可能です。

5.3 分光分布

黄チップの場合、分光分布曲線は約590nm（代表値）付近に比較的狭いピークを持ち、半値幅は約20nmであり、その単色の黄色出力を確認できます。白色LEDのスペクトルははるかに広く、通常、青色LEDチップと蛍光体を組み合わせて可視スペクトル全体にわたる広い発光を実現しています。

6. 実装とアプリケーションガイドライン

6.1 はんだ付けプロセス

本デバイスは、鉛フリー（Pbフリー）はんだプロセス向けに設計されています。推奨されるIRリフロープロファイルはJ-STD-020Bに準拠する必要があります。主要パラメータは以下の通りです：

• 予熱：150-200°Cまで上昇。
• 予熱時間：最大120秒。
• ピーク温度：260°Cを超えないこと。
• 液相線以上時間：制限する必要があり、ピーク温度での総はんだ付け時間は10秒を超えず、リフローは最大2回までとします。

はんだごてによる手はんだ付けの場合、先端温度は300°Cを超えず、接触時間は3秒以内に制限し、1回のみとします。

6.2 推奨PCBパッドレイアウト

データシートには、PCB用の推奨ランドパターン（フットプリント）が含まれています。この推奨設計を使用することで、はんだ付け中およびはんだ付け後の適切なはんだ接合部の形成、機械的安定性、放熱が確保されます。このパターンに従うことは、自動実装の成功と信頼性にとって重要です。

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。指定外または強力な化学薬品の使用は、LEDパッケージやレンズを損傷する可能性があります。

7. 保管と取り扱い上の注意

7.1 湿気感受性

LEDは、大気中の湿気の吸収を防ぐため、乾燥剤と共に防湿バッグに梱包されています。吸収された湿気は、リフロー時にポップコーン現象（パッケージの亀裂）を引き起こす可能性があります。密封状態では、30°C以下、相対湿度70%以下で保管し、1年以内に使用してください。

バッグを開封すると、フロアライフが始まります。部品は30°C以下、相対湿度60%以下で保管する必要があります。バッグ開封後168時間（7日）以内にIRリフロープロセスを完了することを強く推奨します。

部品が168時間を超えて暴露された場合は、はんだ付け前に約60°Cで少なくとも48時間ベーキング（脱水）を行い、吸収された湿気を除去する必要があります。

7.2 アプリケーション上の注意

これらのLEDは、標準的な商業用および産業用電子機器を対象としています。故障が安全性を脅かす可能性のある、例外的な信頼性が要求されるアプリケーション（例：航空、医療生命維持装置、交通制御）では、設計採用前に特定の認定と協議が必要です。

8. 梱包と発注情報

8.1 テープ＆リール仕様

部品は、幅8mmのエンボス加工キャリアテープに実装され、カバーテープで密封されて供給されます。テープは標準的な7インチ（178mm）径リールに巻き取られています。フルリールあたり2000個が含まれます。フルリール未満の数量の場合、最小梱包数量は500個です。梱包はEIA-481-1-B規格に準拠しています。

8.2 品番の解釈

品番LTST-N682TWVSETはメーカーの内部コーディングシステムに従っており、TWVSETはおそらく特定の色の組み合わせ（T=?, W=白, V=?, SET=デュアル?）を示しています。正確な発注には、完全な品番とともに、必要なビンコード選択（例：光度や色用）を指定する必要があります。

9. 設計上の考慮点と代表的なアプリケーション回路

9.1 電流制限

LEDは電流駆動デバイスです。シンプルで一般的な駆動方法は、直列抵抗を使用することです。抵抗値（R_s）はオームの法則を用いて計算できます：R_s= (V_電源- V_F) / I_F。例えば、5V電源から黄色チップを20mAで駆動する場合、代表的なV_Fを2.2Vと仮定すると：R_s= (5V - 2.2V) / 0.020A = 140 Ω。標準の150 Ω抵抗が適しています。抵抗の定格電力は確認する必要があります：P = I²R = (0.02)²* 150 = 0.06W、したがって1/8W（0.125W）抵抗で十分です。

9.2 独立駆動 vs. 共通駆動

黄色と白色のチップは別々のアノードとカソードを持っているため（合計4ピン）、完全に独立して制御することができます。これにより、黄色のみ、白色のみ、または両方点灯（輝度によっては混合色に見える）という3つの視覚状態が可能です。潜在的なV_F mismatch.

9.3 熱管理

電力損失は低いですが（白：最大102mW、黄：最大78mW）、適切なPCB設計は長寿命に寄与します。推奨されるはんだパッドパターンを使用することで、LED接合部からの熱をPCBの銅へと導くことができます。推奨されるDC電流以下で、指定された温度範囲内で動作させることで、LEDは定格寿命と色安定性を維持します。

10. 技術比較と差別化

LTST-N682TWVSETの主な差別化要因は、そのデュアルカラー、単一パッケージ設計です。2つの独立したSMD LEDを使用する場合と比較して、このソリューションには以下のような大きな利点があります：

• スペース節約：PCB占有面積を約50%削減し、小型化設計に不可欠です。
• 実装効率：2つではなく1つの部品のみをピック、プレース、はんだ付けすればよいため、実装スループットが向上し、実装エラーの可能性が低減します。
• 光学的整合性：両方の光源がパッケージ内で既知の一貫した空間関係で固定されており、ライトパイプやレンズ結合にとって重要となる場合があります。
• 性能マッチング：別々にビニングされていますが、同じ製造ロットのチップを一緒に収納することで、より一貫した熱特性が得られる可能性があります。

黄色チップにAlInGaPを選択することで、GaAsPのような旧来技術と比較して、高い発光効率と優れた色純度（狭いスペクトル）が実現されています。

11. 技術パラメータに基づくよくある質問（FAQ）

Q1: 黄色と白色のLEDを同じ電流制限抵抗で駆動できますか？
A1:できません。それらは異なる順電圧特性を持っています（黄：約1.7-2.6V、白：約2.6-3.4V）。1つの抵抗で並列に接続すると、電流が不均等に分配され、一方のチップを過駆動し、もう一方を過小駆動する可能性があります。別々の電流制限回路が必要です。

Q2: ピーク順電流定格（1/10デューティ、100mA）の目的は何ですか？
A2:この定格により、点滅やストロボアプリケーションなど、より高い瞬間輝度を達成するために、短時間の高電流でのパルス動作が可能になります。低いデューティサイクルと短いパルス幅により、平均電力と接合部温度が安全限界内に保たれます。

Q3: 保管とベーキング手順がなぜそれほど具体的なのですか？
A3:SMDプラスチックパッケージは空気中の湿気を吸収する可能性があります。高温のリフローはんだ付けプロセス中に、この閉じ込められた湿気が急速に蒸気に変わり、高い内部圧力を発生させ、パッケージの剥離やダイの亀裂（ポップコーン現象）を引き起こす可能性があります。湿気感受性ラベルとベーキング手順は、この故障モードを防ぐための重要な業界慣行です。

Q4: 白色LEDのCIEビンコードはどのように解釈すればよいですか？
A4:CIEビンコード（A1, B2, C3など）は、CIE色度図上の小さな領域を定義します。設計者は特定のビンコードを選択することで、製品内のすべての白色LEDが一貫した色の外観（同じ白色点、黄色味や青味のない）を持つようにします。ほとんどのアプリケーションでは、色の均一性のためにビンの指定が必要です。

12. 実用的なアプリケーション例

シナリオ：ネットワーク機器用デュアルステータスインジケータ
ネットワークルーターの設計で、単一のインジケータで2つの状態を表示する必要があります：電源オン/ネットワークアクティビティおよびシステムエラー.

• 設計選択：LTST-N682TWVSETを使用。
• 実装：
  1. 白色LEDは、150Ωの直列抵抗を介してメインマイクロコントローラのGPIOピンに接続され、3.3Vラインに接続されます。ファームウェアは、システムが正常に動作しているときにネットワークアクティビティを示すため、このLEDを穏やかにパルス点灯させます。黄色
  2. LEDは、別のGPIOピンに100Ωの直列抵抗（アラートとしてやや高い輝度を得るため）を介して接続されます。ファームウェアは、システムエラーが検出された場合にのみ、このLEDを定常点灯または高速点滅パターンで駆動します。結果：PCB上の単一のコンパクトな部品が、2つの動作状態に対して明確で区別可能な視覚的フィードバックを提供し、フロントパネル設計とユーザーインターフェースを簡素化します。
• 13. 動作原理LEDにおける発光は、半導体p-n接合におけるエレクトロルミネセンスに基づいています。順方向電圧が印加されると、電子と正孔が接合部を横断して注入されます。これらの電荷キャリアが再結合するとき、光子（光）の形でエネルギーを放出します。発光の色（波長）は、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。

黄チップ（AlInGaP）：

アルミニウムインジウムガリウムリン化物半導体を使用しています。この材料系は、スペクトルの黄色/琥珀色/オレンジ色/赤色部分の発光に対応するバンドギャップを持ちます。高効率と良好な温度安定性で知られています。

• 白チップ：ほとんどの場合、白色LEDは、黄色の蛍光体でコーティングされた青色LEDチップ（通常InGaN半導体ベース）です。青色光の一部が蛍光体によって黄色光に変換されます。残りの青色光と変換された黄色光の混合が、人間の目には白色として知覚されます。白色の正確な色合い（クール、ニュートラル、ウォーム）は、蛍光体の組成と厚さによって制御されます。
• 14. 技術トレンドと背景LTST-N682TWVSETは、SMD LED市場における成熟かつ最適化された製品を代表しています。この分野における主要な継続的なトレンドは以下の通りです：

統合度の向上：

デュアルカラーから、単一SMDフットプリント内のRGB（赤-緑-青）またはRGBW（赤-緑-青-白）パッケージへと進化し、インジケータやマイクロディスプレイのフルカラープログラマビリティを可能にしています。

• 高効率化：半導体材料（AlInGaPやInGaNなど）および蛍光体の内部量子効率の継続的な改善により、単位入力電力（ワット）あたりのより高い発光出力（ルーメン）が実現され、エネルギー消費と熱負荷が低減されています。
• 小型化：より小さなデバイスへの要求は続いており、従来のプラスチックパッケージを持たないチップスケールパッケージ（CSP）LEDにより、サイズがさらに縮小され、光学設計の柔軟性が向上しています。
• 色の一貫性の向上：製造およびビニングプロセスの進歩により、波長と色度の公差がより厳密になり、設計者は最終製品の視覚的外観をより精密に制御できるようになっています。
• スマート機能：制御回路（定電流ドライバやシンプルなロジックなど）をLEDパッケージに直接統合し、システム設計を簡素化するインテリジェントLEDモジュールが登場しています。
• LTST-N682TWVSETのようなデバイスは、高度な色制御やプログラマビリティが不要な、コスト効率が高く、信頼性が高く、スペース効率の良い状態表示において、依然として非常に重要な役割を果たしています。Integration of control circuitry (like constant-current drivers or simple logic) directly into the LED package, creating "intelligent" LED modules that simplify system design.

Devices like the LTST-N682TWVSET remain highly relevant for cost-effective, reliable, and space-efficient status indication where advanced color control or programmability is not required.