SMT CBI LED LTLM11KF1H310U データシート - アンバー色 - 2.0V 標準 - 72mW 最大 - 日本語技術文書

1. 製品概要

LTLM11KF1H310Uは、表面実装技術（SMT）組立プロセス向けに設計された回路基板インジケータ（CBI）です。発光ダイオードと一体型の黒色プラスチック直角ハウジング（ホルダー）で構成されており、プリント回路基板（PCB）上で明確な状態表示を必要とするアプリケーション向けに設計されています。

1.1 主な特長

• SMT互換性：自動ピックアンドプレースおよびリフローはんだ付けプロセス向けに設計されています。
• コントラスト向上：黒色ハウジング材により、点灯したインジケータとPCB背景との視覚的コントラスト比が向上します。
• 高効率：低消費電力で高い発光効率を提供します。
• 環境適合性：RoHS（有害物質使用制限）指令に準拠した鉛フリー製品です。
• 光学設計：アンバー光を発するAlInGaP（アルミニウムインジウムガリウムリン）半導体チップを採用し、均一で広い視野角を実現する白色拡散レンズと組み合わせています。
• 信頼性：デバイスはJEDEC（Joint Electron Device Engineering Council）のモイスチャーセンシティビリティレベル3に加速されたプリコンディショニングを受けており、はんだ付け時の湿気による損傷に対する堅牢性を確保しています。

1.2 対象アプリケーション

このインジケータLEDは、以下のような幅広い電子機器に適しています：

• コンピュータ周辺機器およびマザーボード
• 通信機器およびネットワーク機器
• 民生用電子機器
• 産業用制御システムおよび計測機器

2. 技術パラメータ分析

特に断りのない限り、すべての仕様は周囲温度（TA）25°Cで定義されています。

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限界を定義します。これらの条件下での動作は保証されません。

• 消費電力（Pd）：最大72 mW。
• ピーク順方向電流（IFP）：最大80 mA。この定格は、デューティサイクル≤1/10、パルス幅≤0.1 msのパルス条件下で適用されます。
• 連続順方向電流（IF）：最大30 mA DC。
• 動作温度範囲：-40°C ～ +85°C。
• 保管温度範囲：-40°C ～ +100°C。
• はんだ付け温度：リフローはんだ付け中、最大5秒間260°Cに耐えます。

2.2 電気的・光学的特性

これらは標準試験条件下での代表的な性能パラメータです。

• 光度（Iv）：順方向電流（IF）10 mA時、8.7 mcd（最小）、30 mcd（標準）、50 mcd（最大）。Iv分類コードはビニング目的で各梱包バッグに印字されています。
• 視野角（2θ1/2）：40度。これは光度がピーク軸値の半分に低下する全角です。
• ピーク発光波長（λP）：608 nm（標準）。これはスペクトルパワー分布が最大となる波長です。
• 主波長（λd）：IF=10 mA時、598 nm（最小）、605 nm（標準）、612 nm（最大）。これは色（アンバー）を定義する人間の目が知覚する単一波長です。
• スペクトル線半値幅（Δλ）：18 nm（標準）。これは発光のスペクトル純度または帯域幅を示します。
• 順方向電圧（VF）：IF = 10 mA時、1.8 V（最小）、2.0 V（標準）、2.6 V（最大）。
• 逆方向電流（IR）：逆方向電圧（VR）5V時、最大10 μA。重要注意：このデバイスは逆バイアス下での動作向けに設計されていません。この試験条件は特性評価のみを目的としています。

3. ビニングシステムの説明

製品は、色と性能の一貫性を確保するためにビニングシステムを採用しています。

3.1 光度ビニング

光度（Iv）はビンに分類され、特定のビンコードが製品の梱包バッグに印字されています。これにより、設計者はアプリケーションに適した一貫した輝度レベルのLEDを選択でき、均一な外観が求められるマルチインジケータパネルにおいて重要です。

3.2 波長ビニング

主波長（λd）は598 nmから612 nmの範囲で規定されています。このデータシートでは明示的に個別のビンとして詳細には記載されていませんが、最小/標準/最大値は製造ロット間での色度（色相）の制御された変動を示しています。厳格な色要件のあるアプリケーションでは、メーカーに特定のビンの入手可能性を確認することをお勧めします。

4. 性能曲線分析

代表的な性能曲線（データシート参照）は、主要パラメータ間の関係を示しています。具体的なグラフはここでは再現しませんが、その意味を分析します。

4.1 順方向電流 vs. 順方向電圧（I-V曲線）

AlInGaP LEDのI-V曲線は通常、指数関数的な関係を示します。10mA時で標準2.0Vと規定された順方向電圧（VF）は、駆動回路の直列電流制限抵抗値を計算するための重要な設計パラメータです。

4.2 光度 vs. 順方向電流

通常動作範囲（定格連続電流まで）では、光度は順方向電流にほぼ比例して増加します。10mA以上で動作させるとより高い輝度が得られますが、消費電力と接合温度も上昇し、寿命や色ずれに影響を与える可能性があります。

4.3 温度依存性

LEDの性能は温度に敏感です。AlInGaP LEDの光度は、接合温度が上昇すると一般的に減少します。-40°Cから+85°Cの指定動作温度範囲は、公表された仕様が保証される周囲条件を定義しています。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 外形寸法

デバイスは直角（90度）実装構成を特徴としており、光をPCB表面と平行に発光させることができます。これはエッジライトパネルや筐体側面から見る状態インジケータに最適です。ハウジング材は黒色プラスチックと規定されています。データシートに提供される詳細な機械図面に特に記載がない限り、重要な寸法公差は±0.25mmです。

表面実装デバイスとして、極性はテープおよびリール梱包上の部品フットプリントの物理的設計と、PCB上の対応するパッドレイアウトによって示されます。設計者は、自動組立時の正しい向きを確保し、逆バイアスを防止するために、推奨されるランドパターンに厳密に従う必要があります。

6. はんだ付け・実装ガイドライン

6.1 保管条件

密封梱包：

• 温度≤30°C、相対湿度（RH）≤70%で保管してください。乾燥剤入り防湿バッグ（MBB）内での保管寿命は1年です。開封梱包：
• MBBを開封した場合、保管環境は温度30°C、湿度60%RHを超えてはなりません。部品は暴露後168時間（7日）以内にIRリフローはんだ付けを行う必要があります。168時間を超えて保管する場合は、SMT組立前に60°Cで48時間のベーキングを強く推奨します。これは吸収した湿気を除去し、リフロー時のポップコーン現象による損傷を防止するためです。6.2 リフローはんだ付けプロファイル

LEDを損傷することなく信頼性の高いはんだ接合を確保するために、JEDEC準拠のリフロープロファイルを推奨します。プロファイルからの主要パラメータは以下の通りです：

プリヒート/ソーク：

• 最大100秒で150°Cから200°C。液相線温度以上時間（T
• =217°C）：_L60～150秒。ピーク温度（T
• ）：_P最大260°C。指定分類温度±5°C内時間（T
• =255°C）：_C最大30秒。25°Cからピークまでの総時間：
• 最大5分。注意：

ピーク温度または温度保持時間を超えると、プラスチックレンズの変形やLEDダイの致命的な故障を引き起こす可能性があります。6.3 洗浄

はんだ付け後の洗浄が必要な場合は、イソプロピルアルコール（IPA）などのアルコール系溶剤のみを使用してください。強力な化学洗浄剤はプラスチックハウジングやレンズを損傷する可能性があります。

7. 梱包・発注情報

7.1 梱包仕様

キャリアテープ：

• 部品は13インチリールで供給されます。キャリアテープは黒色導電性ポリスチレン合金製、厚さ0.40mm ±0.06mmです。リールあたり数量：
• 1,400個。内箱：
• 3リール（合計4,200個）を含み、各リールは乾燥剤と湿度指示カード入りの防湿バッグ（MBB）に密封されています。外箱：
• 10内箱（合計42,000個）を含みます。7.2 品番

基本品番は

LTLM11KF1H310Uです。この英数字コードは、パッケージタイプ、色、輝度ビン、その他の製造コードなど、製品の特定の属性を一意に識別します。8. アプリケーション設計上の考慮事項

8.1 駆動回路設計

LEDは電流駆動デバイスです。安定した一貫した光出力を確保するには、電流源、またはより一般的には直列電流制限抵抗を備えた電圧源によって駆動する必要があります。

推奨回路：

シンプルで効果的な駆動方法は、LEDを抵抗と直列に接続してDC電源（V）に接続することです。抵抗値（R_CC）はオームの法則を使用して計算できます：R_S= (V_S- V_CC) / I_F。ここで、V_FはLEDの順方向電圧（設計マージンのために標準2.0Vを使用）、I_Fは所望の順方向電流（例：10mA）です。_F並列接続に関する重要注意：

単一の電圧源から複数のLEDを駆動する場合は、強く推奨します各LEDに個別の電流制限抵抗を使用すること。個別の抵抗なしでLEDを直接並列に接続することは、デバイスごとの順方向電圧（V）の自然な変動により、推奨されません。この変動は著しい電流不平衡を引き起こし、1つのLEDが他のLEDよりもはるかに多くの電流を引き、不均一な輝度や、最も低いV_Fを持つLEDの過負荷および故障を引き起こす可能性があります。_F.

8.2 熱管理

消費電力は比較的低い（最大72mW）ですが、適切な熱設計はLEDの寿命を延ばし、色安定性を維持します。特に高電流または高温環境で動作する場合、PCBがLEDの熱放散パッド（存在する場合）または一般的な基板領域に接続された十分な銅面積を持つようにして、ヒートシンクとして機能させることを確認してください。

9. 技術比較・差別化

このSMT CBI LEDは、いくつかの主要な属性によって差別化されています：

• 直角フォームファクタ：基板に対して垂直に光を発する上面視認型LEDとは異なり、この直角設計は側面発光アプリケーションに最適で、筐体内の垂直スペースを節約します。
• AlInGaP技術：アンバー発光にAlInGaPを使用することで、フィルタ付きGaPなどの旧来技術と比較して高効率と優れた色飽和度を提供します。
• 白色拡散レンズ：拡散レンズは広く均一な視野角（40°）を提供し、明るいチップの外観を和らげ、快適なインジケータ光を作り出します。
• JEDEC MSL3定格：モイスチャーセンシティビリティレベル3へのプリコンディショニングにより、標準SMT組立環境での信頼性が保証されます。

10. よくある質問（FAQ）

10.1 黒色ハウジングの目的は何ですか？

黒色ハウジングには2つの主な機能があります：1）点灯したLEDと周囲領域との視覚的コントラストを高め、インジケータをより目立たせます。2）高密度実装PCB上の隣接するインジケータ間での光漏れやクロストークを防止するのに役立ちます。

10.2 このLEDを10mAではなく20mAで駆動できますか？

はい、絶対最大連続順方向電流定格は30 mAです。20 mAで動作させると、10mA試験条件よりも高い光度が得られます。ただし、それに応じて直列抵抗値を再計算し、総消費電力（V_F* I_F）が72mWを超えないことを確認し、接合温度上昇による長期信頼性への潜在的な影響を考慮する必要があります。

10.3 バッグを開封して168時間以上経過した場合、なぜベーキングが必要なのですか？

表面実装プラスチックパッケージは大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気化し、内部圧力が発生してパッケージの剥離、ダイのクラック、ワイヤボンドの損傷を引き起こす可能性があります。これはポップコーン現象として知られています。60°Cで48時間のベーキングは、部品がリフローを受ける前に、この吸収された湿気を安全に除去します。

11. 実践的設計例

シナリオ：5Vレールで駆動されるデバイスの電源ONインジケータを設計します。目標はLEDを標準電流10mAで動作させることです。

1. 部品選択：直角アンバー光の特性からLTLM11KF1H310Uを選択します。
2. 直列抵抗計算： R_S= (V_CC- V_F) / I_F= (5V - 2.0V) / 0.010A = 300オーム。最も近い標準E24抵抗値は300Ωまたは330Ωです。330Ωを使用すると、電流はわずかに低くなります：I_F≈ (5V - 2.0V) / 330Ω ≈ 9.1mA。これは安全で仕様内です。
3. 消費電力確認：抵抗での消費電力：P_R= I_F²* R = (0.0091)²* 330 ≈ 0.027W（標準1/8Wまたは1/10W抵抗で十分）。LEDでの消費電力：P_LED= V_F* I_F≈ 2.0V * 0.0091A ≈ 18.2mW。これは最大72mWをはるかに下回ります。
4. PCBレイアウト：推奨ランドパターンに従って部品を配置します。極性（アノード/カソード）がフットプリントと一致することを確認します。わずかな放熱のために、パッド周囲に小さな銅面を設けます。

12. 動作原理

このLEDは、半導体p-n接合におけるエレクトロルミネッセンスの原理に基づいて動作します。活性領域はAlInGaPで構成されています。接合の内蔵電位を超える順方向電圧が印加されると、電子と正孔がそれぞれn型層とp型層から活性領域に注入されます。これらの電荷キャリアは放射再結合し、光子の形でエネルギーを放出します。AlInGaP合金の特定の組成がバンドギャップエネルギーを決定し、これが直接発光の波長（色）を定義します。この場合、アンバー（約605 nm）です。生成された光は、統合された白色プラスチックレンズによって整形・拡散され、所望の視野角と外観を実現します。

13. 技術トレンド

このようなインジケータLEDの開発は、オプトエレクトロニクスおよびSMT組立におけるより広範なトレンドに従っています：

• 効率向上：継続的な材料科学の改善により、より高い発光効率（単位入力電力あたりのより多くの光出力）を生み出し、動作電流の低減とシステムエネルギー消費の削減を可能にしています。
• 小型化：ますます小型化する民生用および産業用電子機器に対応するため、より小さなパッケージフットプリントと高さへの継続的な推進があります。
• 信頼性向上：パッケージ材料、ダイアタッチ技術、耐湿性（より高いMSL定格）の改善により、より長い動作寿命と過酷な環境下での堅牢性が向上しています。
• 統合化：内蔵電流制限抵抗（抵抗内蔵LED）やパッケージ内のICドライバなどの追加機能を統合するトレンドがあり、回路設計と基板レイアウトを簡素化しています。