SMT CBI LEDインジケータ LTL-M11KS1H310Q データシート - 白色拡散レンズ付き黄色LED - 順電流10mA - 順電圧2.5V（標準） - 技術文書

1. 製品概要

LTL-M11KS1H310Qは、表面実装技術（SMT）を用いた基板実装型インジケータ（CBI）です。特定のLEDランプと組み合わせるために設計されたブラックプラスチック製の直角ホルダー（ハウジング）で構成されています。この部品の主な機能は、プリント基板（PCB）上で視認性の高い状態表示灯やインジケータとして使用することです。その中核的な利点には、SMT互換性とアレイ構成を可能にする積層設計による組み立ての容易さ、ブラックハウジングによる視覚的コントラストの向上、そして鉛フリーおよびRoHS準拠製品としての環境基準への適合が含まれます。内蔵されたLEDは、白色拡散レンズで封止された黄色のAlInGaP半導体チップを特徴としており、視野角を広げ、光出力を柔らかくします。この製品は、信頼性の高い低消費電力のインジケータソリューションを必要とするコンピュータ、通信、民生電子機器、産業機器分野のアプリケーションを対象としています。

2. 技術パラメータ分析

2.1 絶対最大定格

本デバイスは、周囲温度（TA）25°Cで測定した以下の絶対最大条件下での動作が規定されています。これらの限界を超えると、永久損傷を引き起こす可能性があります。

• 許容損失（Pd）：72 mW。これはデバイスが安全に熱として放散できる最大電力です。
• ピーク順電流（IFP）：80 mA。この電流はパルス条件（デューティサイクル ≤ 1/10、パルス幅 ≤ 0.1ms）でのみ許容され、連続DC動作には使用してはいけません。
• DC順電流（IF）：30 mA。これは、信頼性の高い長期動作のための最大推奨連続順電流です。
• 動作温度範囲（Topr）：-40°C から +85°C。デバイスはこの広い温度範囲内で機能するように設計されています。
• 保存温度範囲（Tstg）：-40°C から +100°C。
• リードはんだ付け温度：260°C、最大5秒間（部品本体から2.0mm (0.079")の位置で測定）。この定格は、フローはんだ付けや手はんだ付けプロセスにおいて重要です。

2.2 電気・光学特性

主要な性能パラメータは、TA=25°C、標準試験電流（IF）=10mAで定義されています。

• 光度（Iv）：最小8.7 mcd、標準値25 mcd、最大50 mcdの範囲です。個々のユニットの実際のIv値は分類され、その梱包に印字されます。
• 視野角（2θ1/2）：40度。これは光度がピーク（軸上）値の半分に低下する全角です。白色拡散レンズがこの視野角を実現しています。
• ピーク発光波長（λP）：592 nm。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=10mA時、582 nm（最小）、589 nm（標準）、595 nm（最大）の範囲です。このパラメータはCIE色度図から導出され、知覚される光の色（黄色）を定義します。
• スペクトル半値幅（Δλ）：15 nm。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）：標準2.5V、IF=10mA時最大2.5V。最小値は2.0Vと記載されています。
• 逆方向電流（IR）：逆方向電圧（VR）5V印加時、最大10 μA。デバイスは逆バイアス下での動作を想定していないことが明記されており、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

データシートは、アプリケーション設計の一貫性を確保するために、主要な光学パラメータにビニングシステムが使用されていることを示しています。光度（Iv）には分類コードがあり、各梱包袋に印字されています。これにより、設計者は特定の強度ビンから部品を選択し、システム内の複数のインジケータ間で均一な輝度を実現できます。同様に、主波長（λd）も最小/標準/最大値（582/589/595 nm）で指定されており、ビン分けされる可能性のある製造ばらつきが示唆されています。設計者は、色や強度のマッチングのために所望のビンから部品を入手するには、特定の梱包情報または注文情報を参照する必要があります。

4. 性能曲線分析

データシートは、非標準条件下でのデバイス挙動を理解するために不可欠な代表的な特性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、このようなデバイスの標準的な曲線には通常、以下が含まれます：

• 相対光度 vs. 順電流（I-V曲線）：光出力が電流とともにどのように増加するかを示します。高電流では発熱効果により一般的に準線形の傾向を示します。
• 順方向電圧 vs. 順電流：ダイオードのV-I特性を示し、定電流回路の設計に重要です。
• 相対光度 vs. 周囲温度：接合温度の上昇に伴う光出力の低下（デレーティング）を示し、高温環境アプリケーションにおいて極めて重要です。
• スペクトル分布：相対強度対波長のプロットで、592 nmでのピークと15 nmの半値幅を示します。

これらの曲線により、エンジニアは10mA以外の電流でLEDを駆動する場合や25°C以外の周囲温度での動作など、特定の動作条件下での性能を予測することができます。

5. 機械的・パッケージ情報

この部品は直角SMTパッケージです。ホルダー（ハウジング）はブラックプラスチック製です。主要な機械的注意点は以下の通りです：

• 全ての寸法はミリメートル単位で提供され、括弧内にインチ単位が記載されています。
• 寸法図に特に指定がない限り、一般的な公差は±0.25mm (±0.010")が適用されます。
• LED自体は黄色で、白色拡散レンズ内に収められています。
• 物理的な外形とフットプリント寸法は、PCBレイアウトにおいて適切な取り付けとはんだ付けを確保するために重要です。直角設計により、光はPCB表面と平行に放射され、エッジライトパネルやアセンブリ側面から視認可能な状態インジケータに理想的です。

6. はんだ付け・組立ガイドライン

6.1 保管・取り扱い

本デバイスは湿気に敏感です。乾燥剤入りの元の密封防湿バッグ（MBB）内では、保管条件は30°C以下、相対湿度70%以下とし、1年以内に使用してください。バッグを開封した後は、保管環境は30°C、相対湿度60%を超えてはいけません。168時間を超えて大気にさらされた部品は、リフロー時のポップコーン現象による損傷を防ぐために、はんだ付け前に約60°Cで少なくとも48時間のベーキングが必要です。

6.2 はんだ付けプロセス

熱的または機械的損傷を防ぐための詳細なはんだ付け手順が提供されています：

• リフローはんだ付け：最大2回のリフローサイクルが許容されます。JEDEC標準に準拠した代表的な温度プロファイルが参照されており、通常、予熱段階（150-200°C、最大120秒）と、ピークはんだリフロー温度260°Cを最大5秒間含みます。
• 手はんだ/フローはんだ付け：はんだごてを使用する場合、先端温度は350°Cを超えてはならず、接触時間は最大3秒、1回のみに制限する必要があります。はんだ付け点とレンズ/ホルダーの基部との間には、最低2mmのクリアランスを確保しなければなりません。
• 洗浄：洗浄が必要な場合は、イソプロピルアルコールまたは同様のアルコール系溶剤が推奨されます。
• 機械的ストレス：組立中は、リードやハウジングにストレスがかからないよう、最小限の締め付け力を使用してください。

7. 梱包・注文情報

自動組立のための梱包仕様が詳細に記載されています：

• キャリアテープ：部品は13インチリールで供給されます。キャリアテープはブラック導電性ポリスチレン合金製、厚さ0.40mm ±0.06mm、10スプロケットホールピッチの累積公差は±0.20です。
• リール容量：各13インチリールには1,400個が収容されています。
• 段ボール梱包：1リールが湿度指示カードと乾燥剤と共に1つの防湿バッグ（MBB）に梱包されます。3つのMBBが1つの内装箱に梱包されます（合計4,200個）。10個の内装箱が1つの外装箱に梱包されます（合計42,000個）。
• 品番：基本注文コードは LTL-M11KS1H310Q です。

8. アプリケーション推奨事項

8.1 代表的なアプリケーション回路

LEDは電流駆動デバイスです。複数のLEDを並列に駆動する際に均一な輝度を確保するためには、各LEDに直列に個別の電流制限抵抗を使用することを強く推奨します。データシートはこの構成を示す回路モデル（A）を参照しています：電源（+）→ 抵抗 → LEDアノード → LEDカソード → 電源（-）。この方法は、個々のLEDの順方向電圧（VF）のわずかなばらつきを補償し、電流の偏りや不均一な照明を防ぎます。抵抗値はオームの法則を用いて計算できます：R = (電源電圧 - LEDのVF) / 希望電流。ここで、希望電流は最大DC順電流30mAを超えてはいけません。

8.2 設計上の考慮点

• 熱管理：許容損失は低い（最大72mW）ですが、はんだパッド周囲に十分なPCB銅面積またはサーマルリリーフを確保することで、接合温度を低く保ち、光度と寿命を維持するのに役立ちます。
• 光学設計：40度の視野角と白色拡散レンズは、広く柔らかい光の放射を提供します。より集光されたビームが必要なアプリケーションでは、外部レンズや光導波路が必要になる場合があります。
• 極性：ダイオードとして、正しいアノード/カソードの向きが不可欠です。PCBフットプリント設計は、組立エラーを防ぐために極性を明確に示さなければなりません。

9. 技術比較・差別化

LTL-M11KS1H310Qは、統合された直角SMTホルダーデザインによって差別化されています。基板に直接はんだ付けされる標準的なチップLEDと比較して、このCBIパッケージはLEDに対する機械的保護、組立のための容易な取り扱い、明確な光学的位置決めを提供します。ブラックハウジングはコントラスト比を大幅に向上させ、インジケータが消灯時により明るく明確に見えるようにし、透明または白色ハウジングに対する重要な利点です。黄色チップにAlInGaP技術を使用することで、従来技術と比較して高効率と安定性を実現しています。

10. よくある質問（FAQ）

10.1 電流制限抵抗なしでこのLEDを駆動できますか？

回答：いいえ。電圧源からLEDを直接駆動することは推奨されず、過電流によりデバイスを破損する可能性が高いです。LEDの順方向電圧は負の温度係数を持ち、ユニットごとにばらつきます。安定した安全な動作のためには、直列抵抗（または定電流ドライバ）が必須です。

10.2 ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

回答：ピーク波長（λP）は、LEDが最大の光パワーを発する単一波長です。主波長（λd）は、知覚される色を表す測色法から計算された値です。この黄色LEDのような単色光源では、両者はしばしば近い値になりますが、人間中心のアプリケーションにおける色仕様に関しては、λdの方がより関連性の高いパラメータです。

10.3 バッグ開封後のリフローに厳格な時間制限があるのはなぜですか？

回答：プラスチックパッケージは吸湿性（湿気を吸収する性質）があります。高温のリフローはんだ付けプロセス中に、この吸収された湿気が急速に蒸気に変わり、内部の剥離、クラック、またはポップコーン現象を引き起こし、デバイスを永久に損傷します。168時間のフロアライフとベーキング手順は、この湿気を取り除くために設計されています。

11. 実用的な使用例

シナリオ：ネットワークルーター用の状態表示パネルの設計パネルには、フロントパネルから視認可能なリンク活動状態や電源状態を示す複数の黄色LEDが必要です。設計者は、直角発光（光が前方に照射）、ブラックハウジング（ベゼルに対して高コントラスト）、SMT互換性（自動組立を可能にする）のためにLTL-M11KS1H310Qを選択します。PCB上では、設計者は部品のデータシート寸法に一致するフットプリントを作成します。各LEDは5Vラインから並列構成で駆動されます。標準VF 2.5Vと適切な輝度のための目標電流10mAを使用して、直列抵抗 R = (5V - 2.5V) / 0.01A = 250オームを計算します。標準の240オームまたは270オームの抵抗が選択されます。PCBレイアウトでは、パッドとLEDハウジングの間に推奨される2mmのクリアランスを維持します。組立後、LEDは意図した視野角から容易に視認できる均一で明るい黄色のインジケータを提供します。

12. 動作原理

本デバイスは、半導体ダイオードにおけるエレクトロルミネセンスの原理に基づいて動作します。LEDの活性領域は、アルミニウムインジウムガリウムリン（AlInGaP）で構成されています。順方向バイアス電圧（ダイオードの順方向電圧～2.5Vを超える）が印加されると、n型半導体からの電子とp型半導体からの正孔が活性領域に注入されます。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。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、それが直接発光の波長（色）に対応します—この場合は黄色（～589 nm）。生成された光は白色拡散エポキシレンズを通過し、光子を散乱させてより広く均一な視野角を作り出します。

13. 技術トレンド

この部品は、オプトエレクトロニクスにおけるいくつかの進行中のトレンドを反映しています：小型化と自動組立のための表面実装技術（SMT）の継続的な支配、高効率カラーLEDのためのAlInGaPのような先進的な半導体材料の使用、そして機械的および光学的要素（ホルダーと拡散レンズ）を単一のユーザーフレンドリーなパッケージに統合すること。この製品カテゴリにおける将来の開発は、さらなる小型化、発光効率の向上（ワット当たりの光出力の増加）、チップスケールパッケージ（CSP）のより広範な採用、およびスマート機能やドライバのパッケージへの統合に焦点を当てる可能性があります。RoHS準拠と鉛フリー製造への重点は、現在、世界的な環境規制によって推進される標準的な業界要件となっています。