LTLMR4TBTV3DA LEDランプ データシート - 外形寸法 4.2x4.2x6.9mm - 電圧 2.5-3.5V - 青色 470nm - 日本語技術文書

1. 製品概要

本資料は、高輝度青色表面実装LEDランプの仕様を詳細に記載しています。標準的な表面実装技術（SMT）組立ラインとの互換性を考慮して設計されており、信頼性の高い性能と制御された光分布が求められる用途に最適です。本デバイスは、狭い視野角を実現する特殊なレンズパッケージを採用しており、追加の二次光学系を必要とせずに精密なビーム制御が不可欠な看板照明に特に適しています。構造には、優れた耐湿性と紫外線保護機能を提供する先進的なエポキシ材料が使用されており、様々な動作環境下での長寿命化と安定性に貢献しています。

1.1 中核的な利点

• 高光束出力：高視認性が求められる用途に適した強力な輝度を提供します。
• エネルギー効率：高い発光効率を維持しながら、低消費電力で動作します。
• 環境適合性：鉛フリー、ハロゲンフリーで製造され、RoHS指令に完全準拠しています。
• 堅牢な構造：優れた耐湿性を特徴とし、信頼性を高めています。
• 最適化された光学系：一体型レンズにより、制御された光放射のための典型的な35度の視野角を提供します。

1.2 対象用途

このLEDは、一貫性のある明るく集光された照明が重要な、看板やディスプレイ用途を主な対象としています。典型的な使用例としては、ビデオメッセージサイン、交通情報標識、および様々な屋内・屋外メッセージボードが挙げられます。

2. 技術パラメータ分析

以下のセクションでは、デバイスに規定された主要な電気的、光学的、熱的パラメータについて、詳細かつ客観的な解釈を提供します。これらの値を理解することは、適切な回路設計と熱管理にとって極めて重要です。

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応力限界を定義します。これらの限界以下または限界での動作は保証されません。

• 電力損失（P_D）：85 mW。これは、周囲温度（T_A）25°Cにおいて、デバイスが熱として放散できる最大電力です。
• 順方向電流：連続動作では、25 mAの直流順方向電流（I_F）を超えてはなりません。100 mAのより高いピーク順方向電流は、パルス条件（デューティサイクル ≤ 1/10、パルス幅 ≤ 10µs）でのみ許容されます。
• 熱的デレーティング：周囲温度が45°Cを超える場合、最大許容直流順方向電流は摂氏1度あたり0.62 mAの割合で直線的に減少させなければなりません。これは熱暴走を防止するために重要です。
• 温度範囲：デバイスの動作温度範囲は-40°Cから+85°C、保管温度範囲は-40°Cから+100°Cです。
• リフローはんだ付け：本コンポーネントは、最大260°Cのリフロープロファイルピーク温度を最大10秒間耐えることができ、一般的な鉛フリーはんだ付けプロセスに対応しています。

2.2 電気的・光学的特性

これらは、T_A=25°Cおよび指定された試験条件下で測定された典型的な性能パラメータです。

• 光度（I_V）：I_F= 20 mAで駆動した場合、最小3200 mcdから典型的な最大7200 mcdの範囲です。保証値には±15%の試験公差が適用されます。
• 視野角（2θ_1/2）：強度が軸上の値の半分に低下する全角として定義されます。典型的な値は35°で、範囲は30°から40°、測定公差は±2°です。
• 波長：ピーク発光波長（λ_P）は、典型的に464 nmです。知覚される色を定義する主波長（λ_d）は、460 nmから480 nmの範囲です。スペクトル帯域幅（Δλ）は、典型的に25 nmです。
• 順方向電圧（V_F）：I_{F= 20 mAにおいて、2.5 Vから3.5 Vの間です。設計者は駆動回路を設計する際にこの範囲を考慮する必要があります。}
• 逆方向電流（I_R）：逆方向電圧（V_R）5Vを印加した場合、最大10 µAです。本デバイスは逆バイアス動作用に設計されていないことに注意することが重要です。

3. ビニングシステム仕様

生産アプリケーションにおける色と輝度の一貫性を確保するため、LEDは主要パラメータに基づいてビンに分類されます。

3.1 光度ビニング

LEDは、20 mA時の最小光度に基づいて3つのビン（U、V、W）に分類されます：

- ビン U：3200 - 4200 mcd

- ビン V：4200 - 5500 mcd

- ビン W：5500 - 7200 mcd

各ビン限界値には±15%の公差が適用されます。

3.2 主波長ビニング

LEDはまた、色のばらつきを制御するために、主波長に基づいて5つのグループ（B1からB5）にビニングされます：

- ビン B1：460 - 464 nm

- ビン B2：464 - 468 nm

- ビン B3：468 - 472 nm

- ビン B4：472 - 476 nm

- ビン B5：476 - 480 nm

各ビンに対して±1 nmの厳密な公差が維持されます。

4. 機械的・パッケージ情報

4.1 外形寸法

デバイスはコンパクトな表面実装フットプリントを有しています。主要寸法には、本体サイズが約4.2 mm x 4.2 mm、全高が6.9 mm ±0.5 mmが含まれます。リードはパッケージから出る部分に間隔があり、フランジ下の樹脂突出部の最大値は1.0 mmと規定されています。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、標準公差は±0.25 mmです。

4.2 極性識別とパッド設計

本コンポーネントは3つの端子（P1（アノード）、P2（カソード）、P3（アノード））を有しています。PCBレイアウトおよび組立時には、正しい極性の向きが不可欠です。信頼性の高いはんだ接合部の形成と適切な熱的・電気的接続を確保するために、推奨されるはんだパッドパターンが提供されています。設計には、はんだのウィッキングと応力集中を緩和するための丸みを付けたパッドコーナー（R0.5）が含まれています。このLEDはPCBへのリフローはんだ付け用に設計されており、ディップはんだ付けプロセスには適さないことが明記されています。

5. はんだ付け・組立ガイドライン

適切な取り扱いと組立は、デバイスの信頼性と性能を維持するために重要です。

5.1 湿気感受性と保管

本コンポーネントは、JEDEC J-STD-020に基づき、湿気感受性レベル（MSL）3に分類されます。未開封の防湿バッグは、<30°C、90%RHの条件下で最大12ヶ月間保管可能です。バッグを開封後は、LEDを<30°C、<60%RHの環境下に保管し、すべてのはんだ付けを168時間（7日）以内に完了しなければなりません。湿度指示カードが>10%RHを示した場合、フロアライフが168時間を超えた場合、またはデバイスが>30°C、60%RHにさらされた場合は、60°C ±5°Cで20時間のベーキングが必要です。ベーキングは1回のみ行うべきです。

5.2 リフローはんだ付けプロファイル

鉛フリーリフロープロファイルが推奨されます：

- 予熱/ソーク：150°Cから200°C、最大120秒。

- 液相線以上時間（T_L=217°C）：60秒から150秒。

- ピーク温度（T_P）：最大260°C。

- ピーク温度±5°C内の時間：最大30秒。

- 総立ち上がり時間：25°Cからピーク温度まで5分を超えないこと。

5.3 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。

6. 包装・発注情報

6.1 包装仕様

LEDは、自動実装用のエンボス加工キャリアテープに供給されます。テープ寸法は、標準的なピックアンドプレース装置との互換性を確保するために規定されています。各リールには1,000個が収納されています。大口輸送のため、リールはさらに包装されます：1リールが乾燥剤と湿度指示カードを入れた防湿バッグに収められ、そのようなバッグ3つが内箱（合計3,000個）に梱包され、内箱10個が外輸送箱（合計30,000個）に梱包されます。

7. アプリケーションノートと設計上の考慮事項

7.1 典型的なアプリケーションシナリオ

このLEDは、ビデオメッセージサイン、交通標識、一般的な情報表示を含む、屋内および屋外の看板用途に適しています。その狭い視野角と高輝度は、光の漏れを最小限に抑えつつ視聴者に向けて光を導く必要がある看板面の直接照明に効果的です。

7.2 設計上の考慮事項

• 電流駆動：LEDの輝度は主に電圧ではなく電流の関数であるため、安定した光束出力と色を維持するために定電流ドライバの使用が推奨されます。
• 熱管理：デバイスは優れた耐湿性を有していますが、接合温度を管理するためには、特に最大定格近くまたは高い周囲温度で動作する場合、適切なPCB熱設計（十分な放熱用銅面積）が必要です。45°C以上のデレーティング曲線に従ってください。
• ESD保護：提供された抜粋には明記されていませんが、すべての半導体デバイスの取り扱いおよび組立時には、標準的なESD予防措置を講じるべきです。
• 光学統合：内蔵レンズは制御されたビームを提供します。異なるビームパターンが必要なアプリケーションでは、二次光学系を検討することができますが、本来の35°の角度は多くの直視看板アプリケーションに適するように設計されています。

8. 技術比較と差別化

標準的なSMDまたはPLCC（Plastic Leaded Chip Carrier）LEDパッケージと比較して、このデバイスは重要な利点を提供します：その一体型の楕円形/円形レンズパッケージは、追加の外部光学レンズを必要とせずに、制御された狭い視野角（典型的に35°）を実現します。これにより、最終製品の機械的設計が簡素化され、部品点数が削減され、システム全体のコストを低減できる可能性があります。コンパクトなSMDフットプリントでの高光度と、堅牢な耐湿性パッケージングの組み合わせは、信頼性と光学性能が最も重要である過酷な屋外および半屋外用途において有利な位置づけを提供します。

9. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

A: ピーク波長（λ_P）は、発光スペクトルが最も強くなる単一波長です（典型的に464 nm）。主波長（λ_d）は、CIE図上の色座標から導出される計算値であり、LEDの知覚される色に一致する純粋な単色光の単一波長を表します（460-480 nmの範囲）。主波長は色仕様により関連性が高いです。

Q: 45°C以上で順方向電流にデレーティング係数が必要なのはなぜですか？

A: デレーティング係数（0.62 mA/°C）は、LEDの内部接合温度を制限するために必要です。周囲温度が上昇すると、デバイスの放熱能力が低下します。動作電流を減らすことで、劣化を加速させ、光出力を低下させ、または破壊的故障を引き起こす可能性のある過度の熱の蓄積を防ぎます。

Q: このLEDを逆電圧表示や保護に使用できますか？

A: いいえ。データシートには、デバイスが逆動作用に設計されていないことが明記されています。逆方向電流（I_R）パラメータは試験目的のみです。連続した逆電圧を印加すると、LEDを損傷する可能性が高いです。

Q: 防湿バッグ開封後の168時間のフロアライフはどれほど重要ですか？

A: 信頼性にとって非常に重要です。MSL 3コンポーネントは大気中から湿気を吸収しています。168時間のウィンドウを過ぎて適切なベーキングなしにリフローはんだ付けを行うと、急速な加熱により閉じ込められた湿気が瞬時に気化し、内部剥離やポップコーン現象を引き起こし、パッケージを割って故障させる可能性があります。

10. 動作原理

このデバイスは、InGaN（窒化インジウムガリウム）半導体材料を基板上に成長させた発光ダイオード（LED）であり、これが青色発光の原因です。デバイスの閾値を超える順方向電圧が印加されると、電子と正孔が半導体の活性領域で再結合し、光子（光）の形でエネルギーを放出します。InGaN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、これが直接放出光の波長（色）に関連します—この場合、約470 nm（青色）です。エポキシレンズパッケージは、半導体ダイを保護し、光を効率的に取り出し、放射された光を所望の視野角パターンに形成する役割を果たします。